水利工程博士论文范文

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第1篇

历史和现实启示，必须加强水文生态的研究和人才培养。1992年，作者指导的博士生冯国章同志，以“水事活动对区域水文生态系统的影响”为博士论文选题开展研究，该论文2000年获全国百篇优秀博士论文奖，说明专家学者们对这方面研究的支持。作者积极建议开展干旱半干旱地区水文生态与水安全研究和人才培养，值得高兴的是教育部和国务院外国专家局批准了“111”引智计划———“干旱半干旱地区水文生态与水安全学科创新引智基地”项目，经过3年多的研究，作者对水文生态有了进一步的认识。

关于水文生态（学）的科学界定与学科内涵

在冯国章教授的论文中，对水文生态作了这样的界定：“所谓水文生态，实际上就是水文生态系统，它是由水文系统和生态系统复合而成的，集水文循环与生态进化及其共同的自然环境、人工环境于一体的，具有耗散结构和远离平衡态的、开放的、动态的、非线性的复杂巨系统”［2］。具体的水文系统是指由一定的地理空间内的各种水体及其形成、运移和赋存环境（自然的、人工的或复合的）所构成的地理、地质、生物（包括人类）等环境功能系统整体，是一个开放的复杂巨系统，同时又是一个动态的非线性系统。生态系统的定义是人们比较熟知的，它是生物群落及其生存环境共同组成的动态平衡系统；具体的生态系统是在一定的地理空间和地质系统内，生物和非生物成分通过物质循环、能量传输和信息交换而相互作用，相互依存所形成的生态学功能单元。由于水是生命之源，是万事万物之本，是生态环境的基本要素，因此，生态要素中包括着水，水文系统必然影响生态系统，生态系统的变化———如退耕还林、修造梯田，也必然影响水文系统，2个系统相互影响，具有明显的关联性和协同性，应当是一个统一的水文生态功能整体，如图1所示。因此，随着自然的和人类认识的发展以及生产实践的需要，把水文系统和生态系统作为一个整体———水文生态系统而加以看待和研究是科学发展的必然，具有十分重大的理论意义和实用价值！在水文系统和生态系统都很脆弱敏感的干旱半干旱地区尤其如此。正因为这样，我们把教育部和国务院外国专家局下达的项目“干旱半干旱地区水文生态与水安全学科创新引智基地建设”，看作一项时代的需求加以对待，通过向世界引智，向全国合作加以实现［3］。从图1可以看出，水文生态系统有大有小，人们也可以把地球看成一个大的水文生态系统，一条大江大河也会构成水文生态系统，而在其内的小江小河和中、小河流域也可以构成相应的水文生态系统。因此，水文生态系统是具有层次性的。水文生态系统的组成因子可以概括为“水－土－光－热－气－植－动（物）和人类”。再具体一些可列成图2。

水文生态系统的实例举示

水文生态系统可能是天然形成的，也可能是人工的，也可能是人工参与雕琢的。水文生态系统满目皆是，这里举示几个最具代表性的水文生态系统———灌区、梯田和绿洲。

1灌区水文生态系统如图3所示，所谓灌区水文系统是人为地修筑引、输、配水渠（管）道系统，将河水或井水引至田间，浇灌农田的灌溉工程。依靠灌溉工程保证作物、林果茁壮成长所需水分，配合光、热、气、土壤资源和生物资源的组合，形成具有良好农业生产条件的新的生态系统———灌区水文生态系统。

2梯田水文生态系统梯田是在易于产生水土流失的坡地上，分段沿等高线建造的阶梯式农田。梯田是治理坡耕地，保持水土、蓄雨纳渗的重要工程措施，梯田的最大作用是蓄积降水截流纳渗，结合土壤改良和窑窖等工程措施，消除径流，从而形成能够保持水土、有利农耕的水文生态系统，图4显示了这种系统及其功能。

3绿洲水文生态系统绿洲是指在荒漠地区比较平坦的地方，由于来自山区的地表水的滋润或地下水的抬升岀溢，使当地出现生长茂盛的生物群落，呈现较大面积的绿色景观，如图5所示。绿洲的出现充分体现了水的生态功能。绿洲的出现仰赖于水的滋润，如果补给水源遭到截取，则绿洲陷入萎缩消亡。因此，要保护和恢复绿洲生态系统，就必须保护和复壮水文系统，要破解绿洲生态的兴衰问题，其要害也在于抓住水文生态系统的动态变化。

第2篇

治水兴国，任重道远

说到水文，这是一个古老的学科，因为人类治水已经有数千年历史。可以说，一部人类文明史就是一部人与水打交道的历史。李冰的都江堰，让原本蛮荒的四川盆地变成了千万亩良田；举世闻名的京杭大运河更是便利了南北交通并巩固中央政权在全国的统治。水文学科的核心是讨论水如何循环的问题。而其派生出的水资源工程学科，它的出发点是遵循水文循环的原理，并以此来为实际工程中的水资源合理配置提供技术支持。水文及水资源工程专业就是这两门学科共同组成的。

课程充实，重视实践

用科目繁多形容水文与水资源工程专业的课程，一点不为过。但这种繁多并不是混乱地堆砌在一起，而是注重课程与课程之间一环套一环的衔接，构建起立体的知识体系。

高等数学、线性代数、概率统计、大学物理、VB编程设计等是基础课。高等数学的思想方法将渗透在日后的每门专业课中，比如微积分，虽然很简单，却是探究科学世界最有力的工具，水力学中的静水压力、三维流体运动，气象学的压高公式、风的运动，水文学中的土壤下渗公式、汇流卷积公式等等都与此密不可分。概率统计在汇流理论、洪水频率计算中是不可或缺的理论工具。另外是计算机编程，水文专业非常需要计算机建模的能力，学到蓄满产流模型、单位线方法、马斯京根法演算这几个模型方法时，如果可以自己编程运算，不仅提高效率，而且可以得到巨大的成就感。

说到专业课，不得不提到其中最精彩的部分――课程设计。老师会下发一个任务书，要求学生运用所学的原理，自己编程计算，并分析结果，给出论证。通常，上专业课更多的是对众多知识点进行识记，而如何灵活运用这门课所教的理论去解决实际问题，则在课程设计中体现。一门课程设计通常需要花费一周甚至更多的时间，每到这时，你会看到自习室里摆满了笔记本，大家都在加班加点地编程或者调试程序。然后，笔耕不辍地写上几大页纸，等到一份完整的课设报告出炉后，才能舒一口气。其实在以后工作中，常常需要做一个项目的算稿，要给出工程所用到的具体计算方法和详细计算结果，当结果通过总工程师的审查后，才能将其写在最终报告上。而这种算稿，和大学时期做的课程设计相类似，因此现在的课程设计是为以后的工作打下良好的基础。

另外，水文属于自然科学和工程科学，因此这门学科的学习中少不了野外实习。以我所在的学校为例，我们需要进行自然地理实习、气象实习、水利工程实习、水文综合实习、水文测验实习，实地参观大坝、抽水站、水文站、污水处理厂等，并与专家进行交流。实习的魅力之一就在于它将书本上的理论鲜活地展示在眼前。自然地理实习在宜兴的丘陵，大家就着书本认识了各种岩石、植被形态、河谷地貌；气象学实习在北极阁的江苏省气象台预报中心，在那里我们了解了天气预报制作的全过程；水利工程实习，参观了江都水利枢纽，在水电站机组的轰鸣声中，感受着南水北调这一宏大工程的脉动；水文综合实习，在污水处理厂，我们使黑臭的污水变成了涓涓清流。最有意思的水文测验实习，泛舟于宣州水阳江上，同学们通过各种方法对江水的流速和流量等进行分析。然后回到水文站里进行资料整编和制图，在实习老师的指导下，以前上课提到的几个理论问题全都在这里得到了解决。就是这样，带着好奇带着疑问，在领略一路风景之余，既系统复习了课堂上的知识又学到了很多课堂以外的内容，真是收获颇丰！

就业或深造，我走我的路

学完了理论，进行了实践，就该到了大家最关心的就业问题了。作为连续两年的“绿牌”专业，水文与水资源工程专业就业完全没有压力。而且除了就业率高外，对口也是我们专业就业的一大特点。具体说来，水文与水资源专业培养方向大致可分为以下五类：一是民生水利方向，侧重于培养学生小水利、小水电、农村饮水工程及灌溉工程设计、施工、监理能力，就业可去各级水利局及其下属的设计院所；二是水土保持方向，侧重于培养学生水土保持设计、管理能力，就业可去各级水保局及水保站；三是水文测验方向，侧重于培养基础水文部门技术人员，就业可去各级水文局、站，如省水文局、流域委员会水文局等；四是水库水电站运行方向，侧重于培养学生水库水电站调度运行管理能力，就业可去各类水电开发企业、梯调中心；五是水文地质方向，侧重培养学生工程水文地质调查能力，就业可去各类水文地质单位。此外，一些大型民营企业在招聘会上也吸引了不少同学的眼球，比较有名的有北京江河瑞通、北京清流科技、福建四创等等，学水文的主要从事水文仪器、防洪预报系统、水库调度系统的研发。还可以去电力口子的单位，如南瑞集团、国电南京自动化股份有限公司，从事水利水电自动化方面的工作。

第3篇

[关键词]水利工程；3D GIS；建模

中图分类号：TV221.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）12-0347-01

从GIS角度，水利工程是一种复杂的地理对象，主要表现在既有静态工程建筑，又有动态工程运行管理。动态如水库库容、面积随着水库蓄水位而变化；水闸工程运行有开闸、关闸，开闸又有闸门的开闭度。不同的水闸有不同的运行

状态，影响水闸上下游水位与过闸流量，如此等等。水利工程与水密切相关，而水随时间、空间而变化，这决定了水利工程动态属性的复杂多变。

水利工程3D GIS中的地形3D建模主要借助地形DEM技术，将水利工程所处的地形进行3D表达。地形3D表达本身即是水利工程3D GIS的重要组成部分，同时它作为水利工程3D GIS中其它对象和环境的载体而存在。

1.水利工程及水利工程对象分析

在水的静力或动力作用下工作，并与水发生相互影响的各种建筑物即水工建筑物。对于开发河川水资源来说，常须在河流适当地段集中修建几种不同类型与功能的水工建筑物，以控制水流并便于协调运行和管理，这一多种水工建筑物组成的综合体就称为水利枢纽。因自然因素、开发目标以及技术经济条件不同，各水利枢纽的组成建筑物可以是各式各样的。例如黄河干流上以发电为主，兼有防洪、灌溉等综合利用效益的龙羊峡水力发电枢纽，就包含了如下主要建筑物：拦河坝，由重力拱坝（主坝）、左右重力墩（即重力坝）以及左右岸副坝组成；溢洪道，位于右岸；左泄水中孔，与溢洪道共同承担主要泄洪任务；右泄水深孔和底孔；坝后式水电站。

水利工程并不总是以集中兴建于一处的若干建筑物组成的水利枢纽来体现的。有时仅指一个单项水工建筑物，有时又可包括沿一条河流很长范围内或甚至很大面积区域内的许多水工建筑物。即使就河川水利枢纽而言，在不同河流以及河流不同部位所建的枢纽，其组成建筑物也千差万别。通常可按功用分类：

（1）挡水建筑物。拦截或约束水流，并可承受一定水头作用的建筑物。如蓄水或奎水的各N拦河坝，修筑于江河两岸以抗洪的堤防，施工围堰等。

（2）泄水建筑物。排泄水库、湖泊、河渠等多余水量，以保证挡水建筑物和其它建筑物安全，或为必要时降低库水位乃至放空水库而设置的建筑物。如设于河床的溢流坝、泄水闸、泄水孔，设于河岸的溢洪道、泄水隧洞等。

（3）输水建筑物。这些是为灌溉、发电、城市或工业给水等需要，将水自水源或某处送至另一处或用户的建筑物。其中直接自水源输水的也称引水建筑物。如引水隧洞、引水涵管、渠道、渡槽、倒虹吸管、输水涵洞等。

（4）取水建筑物。它是引水建筑物的上游首部建筑物。如取水口、进水闸、扬水站等。

上述分析可见水利工程无论规模大小，大到水利枢纽，小到水工建筑物的部件均是独立的水利工程对象。独立的地理对象同时又是工程总体中的一部分。

2.水利工程对象属性分析

水利工程对象无论是建筑物单元，还是水利枢纽，均可视为一个地理对象。各对象具有如下的属性：

（1）水利工程建筑物具有几何可分解等概化特征。与2D地图符号的抽象性不同，3D模型可表达与工程实体相同或相似的工程形体。复杂的水利工程建筑物可分解为许多形态相对规则的工程单元体。工程概化是将分解后规则的单元体用一个个可进行数学计算与分析的几何体来表示；

（2）水利工程基本单元各自有其几何体属性。如梯形、柱体、长方体、圆柱体等。而概化类型相同的几何体还有不同尺寸大小等属性：

（3）工程对象具有方位属性。如建筑物的X， y，：坐标，建筑物面的朝向等；

（4）水利工程对象之间有着紧密的空间关系。对一个具体的水利工程而言，其各部分工程组件之间的空间关系是确定的，其上、下、左、右不可相互取代；

（5）水利工程建筑物之间具有严格的逻辑关系。每个水利工程建筑物的组成部分都属于该工程，而不属于其它工程。如溢洪道的水闸和船闸的水闸，同是水闸，但是属于不同建筑系统；

（6）工程对象可视化属性。不同工程对象其材质、表面形态不尽相同。3D建模可充分反应工程对象表面信息和内在透视信息；

（7）水利工程建筑物属性。不同工程单元属于不同的水利工程建筑物，其属性是进行区分的最重要标志；

3.水利工程3D GIS建模流程

水利工程建筑物单元体是水利工程3D GIS建模的最基

本元素。对应于水利工程的属性分析，分别赋予其概化特征、几何属性、方位属性、空间关系、逻辑关系、可视化属性和水工建筑物属性。以它为水利工程GIS基本元素，形成更复杂的GIS对象，如水利工程建筑物、水利工程、水利枢纽。在此过程中形成的复杂GIS对象会被赋予新的属性信息，这点完全符合水利工程的内涵。

3D建模部分在对水利工程概化的基础上，用几何概化体来表达实际水利工程：在以上步骤完成的基础上，建立水利工程3D GIS数据模型：最后，实现水利工程3D GIS空间数据结构，建立4级水利工程3D GIS对象数据表结构，并对其进行存储管理。

4.水利工程建筑物模型与地形模型的匹配

在实际3D场景的构建中，如果地物没有与地形相融合，就会造成诸如地物飘在空中或钻入地下的情景。对双方模型匹配的处理是较为复杂的问题，原因在于：

（1）地物、地形模型往往是通过不同的建模软件生成的，双方的数据结构和组织方式有很大差别（如地形模型常用规则格网表示，而地物模型常用三角网表示）；

（2）地物模型如何同地形模型准确匹配。在真实世界中，地物的位置是任意的、不受任何限制的；而在视景仿真中，地形是起伏的，而地物的基准面往往是水平的，会出现地物所覆盖的区域跨在2个或多个高度不同的地形三角形面片上；

（3）不同的视景调度、显示技术对匹配技术的要求不同：如加速遮挡面处理的优先级法不允许一个地物跨越2个或多个地形面片；而地物的LOD受地形LOD的牵制，当地形从一个LOD层次向另一个LOD层次过渡时，地形面片的分割将发生变化，地物的数据也必须改变，而不考虑地物的数据是否需要更新。

在地物与地形匹配方面有以下一些策略：

（1）首先在地形模型的选择上，根据应用需要选择规则格网或三角网。两种数据结构各有优缺点，这里不再详述，比较成熟的结论是：在中小比例尺条件下，采用规则格网结构描述DEM，因为其结构简单，处理负担均衡，磁盘存储易管理，有利于LOD的自动生成，另外有利于两者分开建模以及实现地物与地形的自适应匹配；在目视比例尺条件下采用三角网数据结构，它可以精细地刻画地表形态；

（2）地物与地形的匹配常用两种策略：直接将地物放置在地形表面上。这一方法最简单和实用，MultiGen即采用这一方法。这一方法的缺陷在于视景显示时，会出现“争夺Z值”的现象，即同一个Z值上可能有多个面；首先生成地形的TIN网络，然后逐渐加入地物模型，与地形整合在一起。

5.结语

本文研究水利工程3D GIS问题，重点研究了水利工程3D GIS建模与数据结构，最后得出水利工程建筑物模型与地形模型的匹配的一些策略。

参考文献

第4篇

关键词：防渗；高压；喷射；帷幕；应用

一、高压喷射帷幕的工作原理

工程施工中防渗处理主要应用是高压喷射帷幕技术。高压喷射的工作原理是把带有喷嘴的钻机注满调配比例均匀的浆体，使用钻管钻进土层预定的位置。高压喷射设置为20mpa左右使防渗的混合浆液从喷嘴在压强下喷射注入土体。由于压强的作用浆液呈脉冲形态，以大能量高速度的方式喷射到施工土层，增强土体结构强度和韧度的结构变化过程中，土里从土体里分离出来。细小不能固化的土粒随着浆体冒出施工表层，大部分土粒在高压的喷射作用下受到冲击力、压力和离心力的推动随着浆体的搅拌结合成新的混合物，按照新的排列比例产生固化。固化后的浆体分子质量排列产生新的变化，在高压的作用下形成稳定的分子结构，产生了新的物质韧性带就是我们常说的防渗帷幕。

我国防渗高压喷射帷幕施工中常用的旋喷（就是旋转性喷射）浆体注入形式。施工方法是喷头在喷射工作中以旋转和提升为运动方式，帷幕的形成方式是以圆柱体排列。旋喷法的优点是加固土层的抗剪强度、抗压强度、拉伸韧度，改变土壤密度小容易形变的特征。在施工层悬空表面在结构荷载直接作用下依旧固化圆形，形成我们需要的闭合性帷幕。闭合性帷幕的作用可以截阻地下水流也可以治理流沙。

工程基础高压喷射帷幕通常不选用旋喷技术。因为基础在下方不需要提升，高压喷射帷幕制作喷射通常用定向喷射固化泥土浆体结构的办法进行现场施工。在定向喷施的施工过程中，喷嘴插入土壤在喷射的过程中成平稳提升状态，喷射的方向不进行改变。定向喷射帷幕的形状多成壁装。最实用与水利性质稳定的河堤边坡，和深度工程防水基础施工。

防渗高压喷射被广泛应用的原因是主要通过压强的作用，对原材料的选择性价比很低，成本的低廉是广泛应用于矿山、电站、堤坝、水底工程、煤炭采集工程的主要原因。防渗喷射原材料浆液主要构成是以水泥为主添加少量的化学制剂为辅助料进行配比而成。施工中在没有特殊图纸规定、地质断层、土壤水份超标的状态下通常使用的是425号硅酸盐水泥即可。在特殊的施工土层例如：土中含有高腐蚀性元素、土壤水份含量超过施工安全规范等固结强度标准要求过高的状态下在喷射浆体里需要加入超速凝结剂和超早强固化剂等对应的化学添加剂来达到工程需要的凝结时间和速度。得到耐腐蚀、耐寒、耐水浸的施工效果。为了环保和降低工程费用防渗高压喷射中可以掺加一定比例的粉煤灰，可以减少涂层的重量，煤灰中的碳化物还是最好的固化分子。碳的结构分子式和钻石的结晶分子式几乎相同，分子的质量和硬度都是建材的首选材料。只有合理的利用既可以做到环保也可以提高工程质量，还可以减少注浆材料的成本价格。

二、防渗高压喷射帷幕的应用

由于土壤、土层变化多样，冲积层、断层、沙陷层等复杂的地质地貌处理需要工程施工设计中高科技含量的施工方法，高压喷注在软土层和水下施工中应用较为广泛。这种施工方式可以增加地基强度、强化地基的承载能力、减弱地表下沉的速度。扩散桩基的应力层，增强桩基的韧度。

河堤、围堰、井下、水下工程最为常用。由于工程的优点是增强土质密度和强度地下工程建设中应用较为广泛。在压强的作用下增强基础土层之间的摩擦力，可以不改变建筑物地表状态的情况下对建筑物基础进行维护和保修。是治理小面积塌方的最好办法。应用市政水利工程、污水治理工程等方面，可以固化渗水范围、控制溢水指数、水库坝基加固、防止沙土流动、整治路基翻浆、加固桥基水下部分、加固建筑物基础。

高压喷射帷幕由于其施工的随意性 可以在工程施工之前、也可以在工程施工中期、只有工程需要随时都可以进行维护型施工、强化型防护工作。由于其优点是不突出地层表面施工加固，不影响正常的工程进度，不占有建筑物的正常施工面积。对于图纸设计的要求不是很高，主要针对地质状况和突发性地质问题，例如：渗水度、突发性溃堤等紧急状态都可以随意的应用。不用等待图纸的设计和制定，可以随发、随用。随意性强、安全性强、对于大型的加固问题是最好的处理方案。

由于高压喷射帷幕的施工地点主要面向地质问题严重无法进行正常施工的地段，成为水下隧道主要施工手段。水下隧道施工技术主要应用了高压喷射、高压推进等技术。

三、防渗高压喷射帷幕的施工规范

防渗高压喷射帷幕的施工方式根据不同的土壤性质和施工环境可以更换喷管的根数对土壤进行机构固化。高压喷射施工简便，施工过程主要通过土层中钻出直径为50毫米或者300mm的小孔，通过小孔在土层中用高压进行浆体的固结体喷射。施工过程中环境污染的能力很小。由于是以空气压缩的方式进行浆体推进，对空气的污染指数很低。由于施工地点对位于地下，工程噪音指数也不会超标。

地表深度作业的顶部施工过程中由于土层组织脱落的频率过高通常使用单管旋喷浆体喷射方法。为防止土层脱落用特殊的喷嘴，把注浆管从土层底部侧面的方向置入土体，借助注浆管的的旋转使土体凝固形成固态结晶，起到固化的作用。

水下施工中通常是用的是双通道的二重注浆管和多管注浆技术。在注浆管钻入预定的施工层之后打开喷射管底部的同轴喷嘴，高压浆液同时喷射，压强通常选择20mpa的压力值，并且同时用其它管口用0.7mpa的压强把压缩空气同时推入土层。浆体在气流的作用下产生推力，增加固体直径面积，增强帷幕的面积和体积。起到大面积快速加固作用。

工程施工方式便捷，由于喷嘴和喷管可以根据喷射的方向随时改变，喷嘴的压力和流量都有着开关控制，在增减压力更换喷嘴方向的状态下可以直接改变结晶体的形状、大小、体积。工程施工随意性强，工程难度低。

为了保证工程质量和施工安全随时监控高压阀门的安全设置，压强范围。压力必须严格控制在规定的范围，保证阀门的开关的灵活性。由于浆体密度大，沉淀性能强和空气的密度相差过于悬殊，所有不会造成由于堵孔产生的爆炸问题。工程施工可以安心的进行。施工胶管规定直径是19毫米的三层钢丝高压胶质管材，很难损坏，只要定期做好机械设备的检修和维护管理，质量和安全都是很容易保证的。

结束语：

高压喷射技术是针对地质问题难度大的施工地点，进行强度施工的一种施工技术。广泛推广高压喷射防渗技术也是提高施工技术的主要标志。

参考文献：

[1] 郑联伟;罗雪峰;;软弱围岩隧道施工技术[J];中国水运(下半月);2010年01期

第5篇

【关键词】防渗 反滤 排水 隔离 加固 防护

引松入肇工程是肇东市城市供水工程，肇东水库是引松入肇工程组成部分。土工布作为一种新材料，以其特有的特点被运用在引松入肇工程建设中。土工布它分为有纺土工织布、无纺土工布两种。土工布主要是代替传统粒料建造反滤层和排水体；与传统反滤层和排水体相比，它具有质轻、整体连续性好、施工方便；抗拉强度高、抗腐蚀、抗微生物侵蚀性好；质地柔软，能与土料很好地结合；水下或土中耐久性和耐气候性能较高、使用效果显著等特点。并且土工布也满足了一般反滤材料所具备的条件：1.保土性：防止被保护土料流失，引起渗透变形；2.透水性：保证渗透水通畅排除；3.防堵性：保证不被细土粒淤堵失效。该材料在引松入肇水库大坝防渗工程中得到广泛应用。

1 土工布性能

土工布是一种新型建筑材料，原料是涤纶、晴纶、锦纶等高分子聚合物的合成纤维。按照制造方法分为：有纺土工布和无纺土工布两种类型。

有纺土工布―即经纬交织的土工布。其厚度较薄，一般厚度为0.2mm、0.4mm、0.7mm。其抗拉能力较强，约250kg/cm2，渗透系数较大，约6.1×10-4cm/s，且质地稳定，耐久性好。

无纺土工布―即不规则排列的纤维经粘结，针刺制成的网状物。常用的是针刺型无纺土工布。这类土工布具有压缩性较强，孔隙度较大，导水性能较好，优于有纺土工布。

土工布具有防渗、反滤、排水、隔离、加固、防护、密封等多种功能，它与常规的砌石及砼材料防渗效果相比，具有投资低，施工工艺简单，工期短，防渗效果好，渠道有效利用系数高等优点。

土工布在使用时应出具产品质量合格证，同时需测试：1.物理性指标：单位面积质量、厚度、等效孔径；2.力学性指标：拉伸强度、撕裂强度、握持强度、顶破强度、胀破强度、材料与土相互作用的摩擦强度；3.水力学指标：垂直渗透系数、平面渗透系数、梯度比；4.耐久性：抗老化性、抗化学腐蚀性。测试需要有资质的技术质量检测部门进行检测，检测时根据工程需要和具体施工要求，可相应增加或删除相关检测项目，并出具详细的检测报告。

2 土工布施工

引松入肇水库大坝砌护的主要作用就是防渗，减小输水损失，提高水的有效利用率。土工布的施工方法有砼模袋和土工防渗膜两种形式。

2.1 砼模袋施工

用透水不透浆的无纺土工布缝制模袋（大小根据情况而定），把拌好的砼装在模袋中，铺砌在坝坡，或先将模袋铺在坝坡上，再灌入砼。这样砼中多余水分可从模袋中挤压出来，使水灰比迅速降低，从而形成高强度的砼衬护。用这种方法衬护，其厚度一般为15-50cm，砼坍落度宜采用20cm左右。模袋柔性好，整体性强，能适应基面变形。同时砼模袋还可以用于水下衬护的修补。

2.2 土工布防渗膜施工

土工防渗膜施工是在薄膜的一侧或两侧贴上土工布，形成复合土工防渗膜。其形式有一布一膜、二布一膜。

一布一膜是将树脂、增塑剂、抗老化剂等各种辅助剂，经压延、热熔涂覆至无纺布上，再经调理而成。二布一膜是将一布一膜即无纺土工布与PE膜经复合层处理而成。复合土工膜应按土工布在下、土工膜在上铺设。土工布作为土工膜的保护层，使保护防渗层不受损坏。为减少紫外线照射，增加抗老化性能，最好采用埋入法铺设。

3 土工布安装施工注意事项

土工布只能用土工布刀进行切割（钩刀），如在场地内切割，对其他材料须采取特殊保护措施，以防由于切割土工布而对其造成不必要的损坏。在铺设土工布的同时，必须采取一切必要措施，以防止对下面一层材料造成破坏。在铺设土工布时，必须注意不要让石头、大量尘土或水分等有可能破坏土工布、有可能阻塞排水渠或过滤网、或有可能给接下来的连接带来困难的物质进入土工布或土工布的下面；安装结束后，对所有土工布表面进行目测以确定所有损坏的地主，作上标记并进行修补，确定铺设表面没有可以造成损坏的外来物质，如断针等异物。土工布的连接必须遵循以下规定：正常情况下，坡面上不能有水平连接（连接须沿坡面的轮廓不与其相交），除修补的地方以外。如采用缝合，缝合线须采用与土工布材质相同或超过的材料，缝合线须为防化学紫外线的材持。缝合线与土工布应有明显的色差，以便于检查。安装时对缝合特别注意以确保没有泥土或砾石覆盖层中的砾石进入土工布中间。

引松入肇水库大坝施工中，首先要用料径较小的沙土或粘土找平基面，然后再铺设土工膜。土工膜不要绷得太紧，两端埋入土体部分呈波纹状，最后在所铺的土工膜上用细沙或粘土铺一层10cm左右过度层。砌上20-30cm块石（或砼预制块）作防冲保护层。施工时，应尽力避免石块直接砸在土工膜上，最好是边铺膜边进行保护层的施工。复合土工膜与周边结构物连接应采用膨胀螺栓和钢板压条锚固，连接部位要涂刷乳化沥青（厚2mm）粘接，以防该处发生渗漏。

土工膜的接缝处理是一个关键工序，直接影响防渗效果。一般接缝方式有：①搭接：搭接宽度宜大于15cm；②缝纫：缝纫后加防水涂料处理；③热焊：宜于稍厚的无纺布基材，焊缝搭接宽度不小于10cm；④粘接：用与土工膜配套供应的粘合剂在连接面上加压即可。接缝时应做到无尘土、油脂和水份，接缝长度要大于10cm。

另外注意防渗膜厚度应不小于0.25mm，太薄可能产生气孔，且易在施工中受损而降低防渗效果。土工膜施工中，特别要注意做到铺设不宜过紧，不得打皱，拼接要牢固。要严格按技术规范施工，把好准备、铺设、拼接、检验和回填等五道质量关。由于土工布良好的防渗效果，目前，涝洲灌区节水改造与续建配套项目建设中，大量采用该材料，受到了设计、建设单位的广泛好评。

第6篇

逆境中长大

殷建华教授的人生经历了曲折、艰苦和成功的喜悦。殷建华教授出身于湖北省崇阳县白霓镇。白霓镇是鄂南因桥而兴的湖北古镇,历史悠久,源远流长,明嘉靖四十年(1561年)邑商熊白霓为方便百姓,捐资建桥于高堤河上,为铭善举,故以“白霓”命名,至今已有四百多年历史。白霓文化深厚,景观璀璨,是中国民间艺术――提琴戏之乡,广泛流传民间叙事诗《钟九闹漕》的产生之地。1977年在该镇大市出土的商代铜鼓,距今已有3000多年历史,成为崇阳古代文明象征。1979年,治内出土的兽面纹提梁卣是青铜艺术瑰宝,镇西南金城山上有宋太史黄庭坚读书的遗迹――金城墨沼,为“崇阳古八景”之一。建于后唐和宋代的崇阳历史上著名的水利工程石枧堰,远陂堰,至今已越千年;三国时期,东吴大将陆逊曾屯兵金城山;清朝晚期,将士与清军血战歇马山。建于明清时代的石板街,全长317米,青石路、朱大门、马头墙、斗拱楣,雕栏画柱,檐牙高啄,古朴黄雅,巷道曲折,斩纫巳,是中华传统民居之宝贵遗产。

殷建华教授小时候,在石板街上古色古香的居屋长大。他在镇上就读于白霓小学,1968年底随母亲李凤仪和哥哥殷建国从白霓镇下放到堰下乡第一生产队务农,便在这里上金城中学,之后去白霓高中上学,1975年高中毕业后回到堰下乡第一生产队。他在农村种过田,在大市渡槽工地当农民工,之后到青山第三级水电站工地指挥部当文宣员,直到1977年冬季参加“”后的第一次高考,考上重庆建筑工程学院(现并入重庆大学)。

刻苦学习

批判性思维 创新性实践

殷建华在重庆建筑工程学院水港系读航道与港口工程专业,以优秀的成绩于1981年底毕业,同年考上中国科学院武汉岩土力学研究所硕士研究生。从师于中国著名的岩土力学袁建新先生、袁先生1948考入土木系――1952年获学士学位。1956年入美国路易维尔大学土木系,1957年获硕士学位并受聘于美国波音飞机公司任副工程师。1958年底,袁建新先生通过印度驻华盛顿大使馆与中国国务院取得了联系,他冲破了重重阻挠,终于经香港于1959年元月抵达祖国。

殷建华在导师袁建新教授的指导下,顺利完成了他的硕士论文《土的非线性剪胀应力-应变模型》。他指出了当时非常流行的用于土石坝和地基有限元分析的邓肯-张非线性应力-应变本构模型中的缺点:此模型不能描述土的剪胀性和剪缩性。由此,殷建华提出了新的土的非线性剪胀应力-应变模型,作了试验验证,并将新的模型用于土石坝和岩土工程限元分析计算分析。

硕士毕业后,殷建华留在武汉岩土力学所工作,任助理研究员。作为“”后培养的第一批硕士生和年青研究人员,他参加了“”后的第一次全国土的剪切强度与本构关系会议。会议在湖北省武当山附近的老河口市召开。在会上,殷建华组织青年论台,积极发言,受到老一辈的欢迎与肯定。

1986年9月,殷建华通过考试与挑选,得到中国科学院的奖学金,被公派到加拿大曼尼托巴大学土木系攻读博士学位。在曼尼托巴大学他所有学的总共6门课,取得3个A+和3个A的优秀成绩,是班上第一名。由此,他得到大曼尼托巴大学外国学生奖学金。他的博士学位研究是在著名的James Graham 教授指导下完成的。James Graham 教授曾任加拿大岩土工程学会主席和加拿大岩土工程刊物的主编。殷建华博士论文题目是《土的时间有关的应力应变本构模型》。对于土的时间有关的应力应变特性的建模研究是一个活跃的有着长期历史的研究领域。早期的研究得追溯到十八世纪的Maxwell的流变模型和Kelvin的流变模型,许多中国学者在这个领域上也作出了巨大的贡献。但先前的工作或模型都有一些局限性。殷建华基于前人的工作、科学原理和对土的蠕变行为的基本理解,建立了一个新的一维弹粘塑性本构模型,即非线性流变模型,是对线性的Maxwell的流变模型重大发展。该模型描述了土在一维任意荷载条件下与时间有关的非线性应力应变关系。模型被试验数据验证并用于固结分析中。殷建华教授归纳和阐述了一个重要的土的蠕变特性,即土单元的蠕变率仅与应力-应变状态有关,而与加载路径(或加载历史)无关。该模型在提出之后又进一步得到发展,得到了更广泛的应用。他只用了3年7个月的时间便完成了博士学位课程与研究,取得博士学位。当时在土木系,他是最短时间内取得博士学位的研究生。

博士毕业后,殷建华博士在加拿大东海岸一顾问设计公司工作两年多,后在一研究中心工作两年,于1994年来到香港一顾问设计公司工作,1995年9月加入香港理工大学,从助理教授,副教授,到2002年成为正教授。

殷建华教授现成为香港屈指可数的专业人士、工程师。他的人生之路真实地写满了努力与奋斗!

人们都说,三分天注定,七分靠打拚。殷建华教授的人生恰如其分地演绎了这句话的含义,从而给我们一个有力地启发――做事情也好,做学问也罢,最重要的是靠自己的努力,坚持选择,并拿出坚持不懈的努力和奋斗的勇气!

而这,对于当下那些在生活面前彷徨无助,甚至开始困惑于自己专业选择的年轻学子们,尤其有值得思索的意义。

努力成材学贯中西

2004年7月19日。这一天,殷建华教授应邀回到他曾经读硕士和工作过的中科院武汉岩土力学所,为该所科研人员和研究生作了一场题目为“岩土工程发展过程研究方法、经验总结和个人体会”的学术报告。报告中,殷建华教授从土力学的发展过程、个人的求学经历、生活家庭的变化情况等几个方面向该所在座的师生们作了生动具体的介绍,并号召学生们抓住现在的好机会,努力学习,为国争光。

作为香港理工大学教授,知名的岩土工程师,殷建华教授经常应邀前往各高校作学术演讲或者学术报告,往往能够在高校引起强烈的反响,达到增进友谊、扩大共识、合作交流与共同发展的学术交流目的。但是,在中科院岩土所的这一场学术报告,带给学生们的意义却全然不同。

在中科院武汉岩土力学所学子们的心中,除了在学术的交流中增长见识外,他们的心中更受到一种精神的激励,情不自禁地升起对上进的强烈渴望,因为为他们作学术报告的那一位教授,曾经就是他们的校友――1984年的硕士研究生。殷建华教授于2002年被聘为武汉岩土所岩土力学重点实验室兼职研究员。在殷建华教授的心中,对中科院武汉岩土力学所是充满了感情,所以这样一场学术报告,他将自己的求学经历和学术结合在一起,浓缩了自己这一段学术生涯的风雨历程。那就是,从求学起,殷建华教授就一直用“努力”诠释着自己的人生价值,正如同他自己所说:“人的一生,全靠自身努力,唯有努力不懈,才能成功。”

纵观殷建华教授的求学经历,从学士到硕士再到博士,字面上一切一帆风顺,但是在实际生活中,却是要付出许多努力和汗水。

殷建华教授在大学时选择的专业,就是岩土工程。而岩土工程是一门很博大、很深奥的学问,以大学有限的知识面,去探索里面的奥秘,显然是很艰难的。因为一个系统的科学,就好像源头活水,支流旁支驳杂,衍生出很多很细的专业,让人难以一一追根寻源。殷建华教授坦白说:“在进大学之前,对于这个专业,其实我不大懂。”

但是进了这个专业,真正了解了这个专业博大的系统之后,殷建华教授也依然是坦然面对,在研究生专业的选择上,依然是选择岩土工程,只不过,这个时候经过大学的系统学习,对这个专业有了一个一般的了解,殷建华教授因此朝着专业细化地方向发展。对此,殷建华教授作了一个形象的比喻:“就好像建房子,不是一家两家公司,也不是一个两个专业就可以做出来的。建房子,除了地基和结构,还涉及到建筑学、机械工程、通风等一系列的学问。”

有人说,学习是一颗辛苦、无味的种子,埋藏在你人生路上,你只有用汗水浇灌,才能结出美味可口的果实。的确,在一般人心中,岩土工程这样的专业,每天要与数据打交道,时间长了会觉得索然无味,失去学习的兴趣。殷建华教授在选择武汉的中国科学院研究所之后,也是有过一阵子的迷惑,因为专业的细分远远不是大学时候所学可以比拟的。但是殷建华教授很快爱上了自己的专业,在他看来,这个专业是用来解决实际问题的,并不是很抽象,因此在长时间的学习中,他并没有觉得枯燥。或许是抱着这样的学习心态,加上自身刻苦的努力,殷建华教授取得了自己的进步,取得了让别人看得见的进步。因此在拿到硕士学位之后,得到中科院的选派和奖学金前往加拿大攻读博士学位。

努力付出往往和收获成正比。在加拿大留学的日子,殷建华教授不负众望,拿到了加拿大 Manitoba 大学优秀外国学生奖学金,所有功课都是班上第一名。之后,殷建华教授顺利地拿到了博士学位,成为一名学贯中西的专家学者。而对于许许多多正在求学的学子们来说,殷建华教授的这一段求学经历,却如同一盏明灯,驱散了那些学生心中的迷惘,激励着学生们努力、努力、再努力。

传道授业不懈求索

古人曰:师者,所以传道授业解惑也;现在我们说:教师是人类灵魂的工程师。从古到今,教师这个职业都是高尚的,受人尊重的。作为一名学贯中西的专家学者,殷建华教授最终将自己的角色定位在教师这个位置上,值得人尊敬。

选择在香港理工大学任教,殷建华教授并不自恃学问高就傲物,而是从低做起,踏踏实实,一步一个脚印,对自己负责,也对自己的学生负责,从助理教授很快升到了副教授,随后又在2002年升为正教授。

职称的飞快提升,是香港理工大学作为一所名牌大学,对殷建华教授最大的肯定;而殷建华教授在教书育人的同时,也真正实现了自己的人生价值,将自己的专业作出了最大的贡献。

当初,获得博士学位后,殷建华教授并没有急于回到国家,而是在加拿大东部城市的一个顾问设计谘询公司和一研究中心分别工作过两年。而移居香港后,也在一个顾问设计谘询公司工作接近一年。可以说,这几年的工作经历,使得殷建华教授所学的理论知识,在实践中得到了很好地印证,也很好地锻炼了自己的能力,更增强自己解决实际问题的能力。而这些,更为他成为一名优秀的教授打下了良好的理论与实际相结合的基础。

据了解,殷建华教授所指导的两大学生毕业论文连续两年 (1999-2000年, 2000-2001年)被香港工程师学会评为第一名,并得到奖金和证书。殷建华教授介绍说:“我们对教学很重视,也重视跟学生沟通。我们学校教学有一整套系统,很完善,也很出色,所以本科生从我们这里毕业都很有收获,在社会上也很有改变。”

优秀的教师,培养出优秀的学生,但本质上,殷建华教授也是一名优秀的学者。他担任高校联工程师联合会主席,将香港高校的许多工程界的朋友,汇聚在一起,在专业的碰撞间,实现联会对香港、对国家更大的贡献。

可以说,殷建华教授是国际岩土力学界十分活跃的青年专家学者,目前不仅担任国际岩土力学计算方法与进展学会副主席、国际岩土力学与工程学会会员、中国力学学会岩土力学专业委员会委员、中国岩石力学与工程学会及地面岩石力学与工程专业委员会委员、中国地质学会及工程地质专业委员会委员、香港力学学会委员等职务,同时还担任《加拿大岩土工程》学报副主编、国际《岩土力学与岩土工程》学报主编之一,美国《国际岩土力学》学报编委、国际《海洋地球资源与岩土工程》学报编委、《防灾减灾工程学报》编委、《岩土力学与工程学报》编委、《岩土工程界》编委、《结构工程进展》国际杂志编委。

积极参与国内、国际学术的同时,殷建华教授也有自己的学术研究,在科研上取得丰富的成果:首创性地给出等效时间定义和土的一维、三维粘塑性模型,并应用于土体完全耦合的固结分析;首创性地将Timoshenko Beam Model用于土工布加筋土地基模拟;提出有排水板和用非线性土的本构方程(维弹粘塑性模型)完全耦合的固结分析的有效的有限元方法;首创性地将填海造地工程和土的固结理论及分析与互联网结合。

其中,殷建华教授取得4项专利,出版了2本专着和编辑了3本书籍,发表了300多篇学术论文, 其中102篇学术论文在国际科学引文索引数据库中的科学期刊(Journals in Science Citation Index )上发表。

现在,殷建华教授硕果累累,荣誉满身,却依然在学术的海洋里远航。作为学者、专家、教授,他对年轻人寄语:成功是通过后天的努力――奋斗,尤其在年轻的时候要做到最好。