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[论文摘要]:从我国西北地区的水资源量着手,分析了当前该地区水资源特点。总结西北地区工程节水技术主要措施。
我国西北地区包括新疆、青海、宁夏、甘肃、陕西五省(区)的全部和的西部等地区,面积360万km2,约占全国土地面积的37.5%。西北地区特定的自然环境和水资源条件,决定了水在其经济社会发展、生态环境建设中的极端重要性。发展节水农业是西北地区农业和经济社会可持续性发展的重要保证。
西北地区降水稀少,蒸发强烈,水土资源分布不平衡,水资源供需矛后突出;另一方面,水资源开发利用不合理,农业用水效率低,农田灌溉水利用率仅为0.3~0.4左右,浪费极其严重。在发展节水农业方面,问题表现在:节水认识上存在误区;节水灌溉技术水平低;灌区工程不配套,老化失修严重;节水资金投入不足;农业灌溉水价偏低,水费到位差;节水管理体制不健全;节水农业政策有待完善;农业生产结构不够合理;节水设备质量不高,产业化程度低。
1.工程节水技术
工程节水主要从渠系输水到田间灌水过程来考虑节水。渠系输水过程的主要措施有节水渠道防渗和改渠道输水为管道输水节水等;田间灌水过程节水主要是改进地面灌水技术,如大畦改小畦、长畦改短畦、平整土地,在缺水地区推广膜上灌或膜下灌,有条件的地方推广喷灌、微灌等灌溉新技术。
2.修建水利工程,对现有灌区工程进行技术改造和配套建设
在西北内陆河源流区,兴建必要的山区水库,拦蓄调控水资源,因地制宜的合并、改造、废弃平原水库,可减少蒸发造成的水资源浪费。同时,在有条件的支流兴建控制性水利枢纽工程和局部调水工程,科学配置水资源,解决局部地区缺水问题。对现有的大、中、小型灌区工程进行以高效节水为中心的更新改造,这是压缩农业用水的重要措施。
3.加强渠道防渗衬砌
渠道防渗工程节水效益明显,成本低廉,是诸多农田灌溉节水措施中经济合理、技术可行的主要节水措施之一,同时又是当前农田灌溉节水工程改造中的关键环节。渠道采用防渗技术,一是能加快输水速度,缩短灌溉时间,能充分利用渠水,扩大灌溉面积,减少地下深层淡水的开采;二是与土垄沟相比,渠道防渗可节水40%~45%;二是灌区大部分为自流灌溉,节能效益显著。四是省去土渠每年维修费用、缩短浇地时间,可省工30%~50%。陕西、甘肃等地试验资料表明:渠道防渗可使渠系水利用率提高20%~40%,减少渠道渗漏损失50%~90%,此外,渠道防渗还具有加大过水能力、减小过水断面、加快输配水的速度、节省土地等优点。
4.铺设低压管道输水
管道输水具有节水、输水迅速、省地、增产和有利于抢季节等优点,与土渠相比较,利用管道输水水的利用系数可提高到0.95,节电20%~30%,省地5%~增产幅度10%左右。管道输水灌溉技术被认为是投资最省、节水最有效、管理最方便的一种输水灌溉技术[1],目前管道输水技术主要在井灌区推广应用,自流灌区也开始采用管道输水技术。低压管道输水已有于几年的发展历史,适用于各种地块、作物及种植方式,为群众所熟悉和接受,工程使用率高,是目前非常成熟的工程节水技术。
5.平整土地,沟畦改造,改进地面灌水技术
地面灌溉方法是目前应用最广泛、最主要的灌水技术[2]。据有关研究结果表明,畦田、沟的规格适宜,操作合理得当,田间水利用系数可达到0.8以上,灌溉定额可大幅度下降。膜上灌较一般地面灌溉可节水30%以上,高者可达50%以上,波涌灌(包括畦灌、沟灌)可节水10%~30%灌水均匀度及储水效率均明显提高,分根交替灌溉可节水15%~30%,这足以表明地面灌水改进提高应用后的节水潜力[3]。
平整土地是提高地面灌水技术和灌水质量,缩短灌水时间,提高灌水劳动效率和节水增产的一项重要措施。一般而言,渠灌区若不采取任何节水措施,采用田间大块划小和土地平整工程,可是灌溉水利用系数提高0.05~0.10。畦灌是耕地经平整后,利用畦埂将田块划分成小块进行灌溉;沟灌是在作物行间开挖灌水沟,灌溉水从输水沟进入灌水沟后,在水流动的过程中由沟底和沟壁向周围入渗湿润土壤的方式进行灌溉。畦灌要求的地面坡度以0.001~0.003为宜,最大不要超过0.01;沟灌要求地面坡度以0.003~0008为宜,最大不要超过0.02。
结合土地平整,进行田间工程改造,划长畦(沟)为短畦(沟),改宽畦为窄畦,设计合理的畦沟尺寸和入畦(沟)流量,可大大提高灌水均匀度和灌水效率。陕西洛惠渠的研究表明,在入畦单宽流量为3~5L/s时,灌水定额随畦长而变,当畦长由100m改为30m时,灌水定额减少150~204m3/hm2;当畦长30~100m时,畦单宽流量从2L/s增加到5L/s灌水定额可降低150~225m3/hm2。6.推广应用喷灌、滴灌、微灌、膜上灌、膜下灌节水新技术
喷灌可将水均匀地喷洒在作物上,它可以根据作物的不同生育期、不同需水量科学控制灌水定额,平均灌水定额30m3。喷灌工程不需平整耕地、修建田间毛渠和打埂,一般可以节省土地10%~20%。喷灌灌水均匀,节约用水,对地形的适应性强,与地面灌溉相比,大田喷灌一般可省水30~50%,增产10~30%。喷灌的主要缺点是一次性投资较高,受风的影响大,在多风的季节,会出现喷洒不均匀,蒸发损失增大。
滴灌工程是目前科技含量最高、起点最高的节水形式,是高效农业的首选。滴灌与一般的畦灌相比有很多优点,具体主要体现在以下四个方面:一是省水,滴灌属局部灌溉,仅湿润作物根区附近的土壤,避免了输水损失和深层渗漏损失,地表湿润,减少了地面蒸发,节水率可达80%,能最大限度利用水源。二是省肥,在滴灌过程中,用施肥罐将可溶性肥料随水滴入作物根部发育区,可有效地使肥料利用率由30%~40%提高到50%~60%。二是省工,无须平地、筑埂、打畦。滴灌土壤不板结,垄间于燥,可减少中耕和除草等投工,省工50%~80%。四是适应性强,它对地形适应能力强,在坡度为50°~60°的陡坡上,也可以采用滴灌系统,由于滴灌是小水勤滴,适时适量,土壤理化性能好,一般可增产20%~30%以上[3],并可有效地改善蔬菜的品质。不过,滴灌投资大,因此,更适于经济作物,是温室大棚中最理想的灌水技术,随着农业结构调整的不断深人和高产值、高效农业的推广,滴灌将得到更多的应用。
微灌将水和肥料浇在作物的根部,它比喷灌更省水、省肥。当前推广的主要型式有微喷灌、滴灌、膜下滴灌和渗灌等。膜下滴灌具有增加地温、防止蒸发和滴灌节水的双重优点,节水效果最好,近几年,随着产品国产化和价格的降低,在我国西北地区得到迅速推广。
1996年新疆石河子垦区在大田(棉花)应用膜下滴灌技术取得成功,1999年开始大面积推广应用,力荐在全国范围内进行推广。据统计膜下滴灌单位面积平均用水量是传统灌溉方式的12.5%,是喷灌的50%,是普通滴灌方式的70%。采用膜下滴灌技术后,不需要修农渠,也不需要筑硬打畦。操作简便,节省机力费和人工作业费,并节省抽水电费和肥料费,有效降低了生产成本。膜下滴灌
可使作物根系经常维持适宜{水分、通气和养分状态,因此,作物增产显著。
参考文献
1.1施工技术困境
相对于平原地区的水利工程建设,山区水利工程建设对于施工技术的要求更高。从技术的角度来看,现在的山区水利工程建设主要集中在农村安全饮用水和小型农田配套水利设施建设,但是在建设当中很少能够进行详细的工程设计,一般情况下都是由水利工程建设主管部门提出工程建设的方案,组织施工人员进行施工建设。由于在方案制定的过程中,都是以平原地区的施工经验为借鉴,虽然也考虑到了山区施工的特点,但是在缺乏技术指导的情况下,很难在施工方案当中体现出来。此外,在引水渠的建设上,没有设计加压设备,导致一些海拔比较高的田地无法灌溉,这也是一个技术上的困境[1]。
1.2施工质量管理困境
在水利工程建设当中,质量管理是保证水利工程建设质量的重要措施,在山区水利工程建设当中要重视和加强施工质量管理。但是,现在在施工质量管理当中也存在不少的问题。近几年水利建设项目多,水利主管部门人手有限,监督指导力量薄弱,项目建设乡(镇)基层水利技术人员缺乏,致使工程施工进度和质量管理上难度较大。
1.3施工资金困境
最近几年,为了促进山区经济的发展,国家加大了山区水利工程的投入力度,2011年全国水利工程建设投资已经达到了3452亿元,截至到2013年已经达到4500亿元。尽管投资额一涨再涨,但是在山区水利工程建设上的投入比较少,仍然无法满足山区水利工程建设的需要[2]。这对于主要以山地为主的山区县,且山区县经济欠发达,地方配套能力差,无疑是杯水车薪。
二、山区水利工程施工困境处理方法
2.1通过水利工程设计单位对工程建设进行技术筹划
水利主管部门虽然在水利工程建设及管理上有着比较丰富的经验,但是毕竟不是专门的水利工程施工技术机构,在水利工程建设上,应该聘请有资质的水利工程设计院,对工程施工建设进
行全面的技术评测,进行科学的可行性论证,通过可行性论证的基础上,由水利工程设计院设计施工方案,根据施工方案确定施工技术,明确施工技术控制的要点,从而为施工建设的顺利进行提供技术保证,减少技术问题对施工进度及质量的不良影响[3]。在施工方案当中,应该明确山区水利工程的特点,保证工程建设以后,能够满足山区生活及生产用水的基本需要,争取在计划范围内不留下任何工程死角,使水利工程能够最大程度的发挥出其在山区经济社会发展中的作用。
2.2构建起完善的质量管理体系
要想保证山区水利工程的施工质量,必须建立起完善的施工质量管理体系,以当前只是派1-2名现场监督人员,负责工程建设是根本不能满足施工质量管理需要的。为此,各级水利主管部门在山区水利工程建设上,应该成立项目部,确定项目经理,以项目经理为核心构建完善的质量管理体系:
2.2.1实行质量管理层级分工制
项目经理及项目质量负责人负责项目整体质量,各个施工队负责各自施工段的施工质量,而现场作业人员需要对自己的职责范围之内的质量问题负责。
2.2.2积极实施水利工程质量评定制度
根据山区水利工程施工建设的目标,山区水利工程施工质量标准和要求,制定本工程的施工质量评定标准,构建质量评定模型,赋予其相应的权值,以专家学者为核心,建立山区水利工程质量评定小组,对山区水利工程建设进行质量检查和评定,以评定的结果,作为考核项目部质量管理水平及各施工队质量管理水平的依据,决定项目部及各施工队的奖惩[4]。
三、加大山区水利工程资金投入力度、确保施工建设顺利进行
针对资金投入不足影响山区水利工程施工进度和质量的问题,在可行性研究阶段,就应该预测工程的投入规模,确定好投资额以后,在水利工程建设资金上列出专项资金,明确资金投入计划和时间,保证资金能够在规定的时间内到账,以免影响到施工建设。在资金使用上要做到专款专用,禁止挪用、截留山区水利工程专项建设资金,加强资金使用控制,建立起动态化的资金控制体系。另外,从整体上来讲,保证山区水利工程建设,需要国家加大山区水利工程的投入力度,在水利工程建设投资上,适当的向薄弱的山区水利工程建设倾斜,确保山区水利工程建设资金的充足,只有这样才能为山区水利工程施工提供资金保障。
四、结语
经过详细的分析,引起滑坡的原因主要有如下几点。
1.1由于渠道施工中没有对当地的地质状况进行详细的勘查,所以在施工技术方面的防控措施较差。在渠道经过的地段,如果遇到土壤条件较差,比如软土、断层以及风化土层等,在遇到外力作用时,就会产生滑坡。
1.2在有些渠道工程中,虽然采用了抗滑措施,但是由于地表水以及地下水位的变化,会对滑带土的性质有所改变,降低抗滑性,从而引起滑坡。
1.3在地质条件较差的地带,受到地震或者爆破等因素的影响时,就会增加下滑力或者减少原有的抗滑力,由于改变了原有的滑带土结构,所以造成滑坡。
1.4在施工的过程中,没有按照规范的要求执行,导致施工方法不对造成滑坡。此外,对于施工现场的土质没有详细的勘查,所以对于施工中使用的材料没有严格筛选,在与原有土质结合时,由于土质不合,所以容易产生滑坡。
1.5在渠道长期使用的过程中,由于受到人为因素或者自然环境的影响,导致坡脚的土壤大量流失,改变了坡体的应力状态,所以产生滑坡。
2渠道的滑坡处理
2.1排水导渗。排去地表水,疏干地下水是整治滑坡的首要措施,应根据不同情况采用不同的排水方法。
2.1.1地表排水:对滑坡体以外的地表水应以拦截旁引为主,即在滑坡围界5米以外修筑环形截水沟。要注意截水沟的深度和质量,力求做到滑坡体外的水不再渗入滑坡体内。对滑坡范围以内的地表水,应以防止下渗和引出为准。首先要把滑坡体内的多种裂缝回填夯实,防止地表水继续下渗,然后利用滑坡范围内的自然排水沟或新建的排水沟,把地表水迅速汇集排出滑坡体外。
2.1.2地下导渗:为了防止滑坡范围以外的地下水渗入滑坡体内,常用设置截水盲沟,将地下水导出滑坡体外。对滑坡外的排水,可以在坡面砌筑多种形式的导渗沟,或采用干砌石护坡,水泥砂浆勾缝,底层设导滤层或排水管。
2.1.3防止水下渗:对滑坡体大,又是深层的,无法治理,建筑物无法避开滑坡体,就采用减少地表水及杜绝渠道下渗水入渗,采用滑体上设排水沟,渠道水用钢管过渡。
2.2削坡减载对推移式浅层滑坡,则采取“削坡减载”的方法。减小引起滑坡的滑动力,是最基本的也是最有效的办法。一般采用削缓边坡,当渠道外滑坡时,还可将上部削下土体反压在坡脚,从而达到稳定的滑坡的目的。当削坡减压后仍不能达到稳定滑坡的同时,常采用减压与支挡相结合的处理措施。
2.3暗涵(或埋管)由地上转为地下。当地质条件差,山坡又陡峻,或渠段穿过覆盖很厚土质层,岸坡难于稳定而出现严重滑坡时,从外面治理难度大的,应尽量避开滑体或转入地下,可考虑将原有明渠段改为暗涵或埋管形式较为安全可靠,同时可减少工程量。
2.4渡槽山区渠道常在陡峻的山坡上开渠,往往容易产生山岩崩塌。因限于地形条件,要维护渠道稳定十分困难,可采取改建渡槽输水。
2.5改移线路一般小型渠道工程,在选定渠线时基本上未做地勘工作,致使有的渠道修筑在滑坡体上,建成后渠道极不稳定,一旦雨水入渗,整个渠床都要发生大的位移和沉陷。当采取上述多种处理措施很难奏效时,最后只有采取改线,以避开滑坡地段。
3渠道滑坡防止
3.1对于防止渠道滑坡现象的产生,首先应该从渠道的设计阶段入手。在渠道施工之前,应该对施工当地的地质水文状况进行详细的勘查,了解沿线的土壤条件。如果遇到土壤条件较差的地段,要尽量的避开,在无法避开的情况下,要采取有效的抗滑措施,科学合理的设计,提高渠道的稳定性。
3.2在实际施工的过程中,在平台开挖之后再进行抽沟,对于渠道的坡度要根据施工现场的实际情况而定,如果坡度过陡,需要及时的修整。为了确保渠道的施工质量,需要加强现场的监督管理,对于可能存在滑坡的地段,要提前做好应对措施,防止因为滑坡而带来危害。
3.3加强对渠道的日常养护管理,设置专人对渠道进行巡视,减少人为破坏现象的产生,对于渠道中的杂草淤泥等物质要及时清除,防止发生淤堵。在坡体出现裂缝和渗漏等现象时,及时维护,防止扩大化,将滑坡现象控制在最小范围内。
4结束语
混凝土面板堆石坝是由振动碾与装运工具结合发展的产物,它最早出现在上世纪60年代,不仅技术较为成熟,还具有良好的经济性,因此,在我国的水利水电建设中应用较为广泛。为了使寒冷地区的水利水电工程建设更为成熟,经过长时间的应用实践研究,推出了一种新型的寒冷地区的面板堆石坝技术,包括防冻止水技术、防裂混凝土技术及坝坡垫层施工技术等,这些技术的应用不仅具有良好的经济效益,还对寒冷地区的水利水电工程起着巨大的推动作用。
1.1面板抗冻配套施工技术
由于受冬季气候条件的影响,寒冷地区的面板坝在施工过程中会出现橡胶板与混凝土不能紧密结合的现象,使止水结构不能发挥其作用,其主要表现为两个方面。一是当角钢与橡胶板、橡胶板与混凝土的结合处遇到水后,会产生冷冻膨胀,增大拉拔力,对止水结构发挥作用产生很大的干扰;二是角钢与橡胶板止水盖受冰面沉降的影响,使止水结构的冻部在拉力及剪力的影响下对自身产生破坏。要对止水结构的材料及止水结构进行优选与优化,还要注意对橡胶盖板端头进行处理,同时还要拓展橡胶板的功能使用范围。这些技术的优化,不仅降低了来自寒区冰面的膨胀力与拉拔力,提升止水结构的抗渗性及防冻能力,还能延长止水结构的使用期限,对寒区坝体的长久运行提供了重要保障。
1.2混凝土面板石坝固坡技术
在传统的垫层料坡的施工过程中,通常用超填、削坡及碾压等方式完成对料坡的处理。具体操作为在垫层料坡超出设计线30厘米的时候进行碾压处理。在垫层料坡填土15米左右时进行削坡与碾压处理。但由于采用这样的方式不仅施工工期较长,操作工序繁琐,而且对料坡的坡面也无防护设施处理,在受到雨水冲击的情况下,容易对料坡的垫层密度造成影响,从而不能保证寒区面板的稳定性。因此,为了更好地解决这一问题,可将固坡砂浆与垫层料施工紧密结合,使面板形成一个均匀稳定且高强度的工作面,这种工作基面的形成不仅能缓解汛期压力,发挥挡水的性能,还能提高寒区面板混凝提的抗裂、抗渗性能,增强设备的实用性。通过这项技术的实施,不仅能缩减施工工期、简化施工工序,还能降低施工成本,提高施工过程的灵活性。
1.3可控补偿防裂技术
由于混凝土堆石坝技术不仅具有取材简易、操作方便等特点,还能简化工期,降低施工成本,对寒区面板的稳定性有着重要的保障,因此,在国内外应用较为广泛。但在实际施工过程中,仍存在一些因素对寒区面板的防裂、防渗性能造成影响,这主要是由于堆石坝的面板是一种通过混凝土浇筑形成的薄板,由于在施工期间内受环境的温度、湿度及自身密度不均匀的影响,会使面板的混凝土产生干缩变形,对面板密度较小的部位产生较大的拉力应变,从而导致裂缝的产生,对面板的防渗效果造成严重的影响。通过采用膨胀剂及减缩剂的制配,实现对混凝土收缩的补偿,从而提升混凝土石坝的抗渗与抗裂心性能。
2寒区土石坝防渗心墙施工技术
2.1冬季低温施工技术
新型的冬季低温施工技术主要是指通过对铺布碾压及对金属罩的覆盖利用等措施,实现对冬季施工的保温。碾压式沥青混凝土技术打破了施工规范对环境温度的要求,使其最低施工温度达到-17℃。而沥青混凝土防渗心墙的碾压施工能使芯样的孔隙率小于3%,且满足抗渗试验无渗漏的要求。该项技术通过提模施工工艺的使用,采用土工无纺布对混凝土砌块副墙的代替,不仅能解决寒区冬季低温施工造成的困难,降低施工成本,还对提高防渗心墙整体的防渗性及变形稳定性有很大的帮助作用。
2.2振捣式防渗心墙的施工技术
振捣式防渗心墙技术最早应用在尼尔基水利枢纽工程中。由于传统的防渗心墙技术主要采用沥青混凝土碾压式及浇筑式,虽然具有一定的施工效果,但操作工序较为复杂,且施工成本较高,因此应用并不广泛。但振捣式防渗心墙的出现不仅填补了国内外防渗心墙技术的空白,还具有很好的施工效果。它与其他产品不同,不受沥青材料产品的制约,且具有设备简便,造价低廉的特点,在国内外防渗心墙技术施工中得到了广泛的应用。
3结语
南部山区泉水补给区属玉符河流域,是玉符河上游三川汇集地。该区山峰连绵起伏,属山地丘陵地形,山顶岩石地表有石灰岩及砂石岩丘陵地带,遍布石渣、砂岭土、山麓坡地分布黄土及红土,植被稀少,荒坡凸现,沟川地旁经济林遍布,树种老化,果质较差。该区地处北半球中纬度地带,属暖温带大陆性半湿润季风气候,多年平均降水量698mm,年最大降水量1273mm(1964年),最小降水量396mm(1989年),年际降水变化极不均匀,年内降雨分布也很不均匀,每年在6~9月份的汛期年均降水为527mm。区内多年平均径流深120mm,6~9月份汛期的径流量占年径流量的80%。
南部山区补给区人口密度408人/km2,人均土地0.245hm2。基本农田占60%,人均耕地只有0.04hm2。果园约有50%的品种老化,大多数园地蓄水保土功能低,主要果品有苹果、梨、杏。林地多为疏残林或幼林,水土保持功能较低;牧业用地主要为田间隙地或林下草地,生长以禾本科为主的草类,优势草种有黄草、白草、狗尾巴草等。经过对泉水补给区的实地查勘、调研、统计分析、发现区内土地利用率较低,土地利用结构比例不合理,林木品种老化,生态功能较低,经济水保林少,造成农业生产值较低,水土流失严重。
泉水补给区域的水土流失以水力侵蚀为主,现有水土流失面积占总面积的69.4%。其中轻度侵蚀占34.08%,中度侵蚀占35.32%,重度侵蚀占19.28%、极重度侵蚀占11.32%。水土流失造成地表土大量流失,土层的土逐渐被水带走。土壤母质、肥力低下,土壤团粒结构破坏,保土、保水、保肥能力差,土地生产力低。水土的流失还使沟系不断扩张,沟道下切,沟头不断前进,从而蚕食耕地,破坏宝贵的土地资源,造成生态环境的恶化,与济南近郊区的发展极不协调,通过对水土保持生态工程建设可以改善生态环境,创造一个山青水秀、林茂粮丰、的济南后花园。优化投资环境,以实现由传统的农业向现代都市农业、观光旅游农业的转变,为济南城区的南部山区的开发提供良好的生态环境,
泉水补给区示范区原有的治理措施缺少系统的综合规划,多是单项、分散措施,形不成综合的防护体系,水土保持工程也不系统,不完善,有些工程年久失修,水土保持功能降低,原有的林地中疏残林面积仍较多。另外,由于农业不合理的种植模式,使现有的梯田可耕地、水土保持功能下降、保土不保水,对以上问题我们有针对性的进行了研究。
二、治理措施的研究
2.1措施布局
南部山区多属石灰岩地区,水力侵蚀较严重。坡面水土流失主要发生在坡耕地,其次是荒坡,治理的基本要求是沟坡兼治,形成坡面、沟道多层防护体系,在坡上部修建窄条梯田,并栽植经济林,坡中部修建水平梯田,坡下部营造乔、灌林或混交林。沟坡防治体系:缓坡修梯田,陡坡造水平阶、鱼鳞穴,造林种草,兴建果园,形成以林草为主,工程措施和生物措施相结合的坡面防治体系。沟道防治体系:从上游到下游,从毛沟到支沟,支沟到干沟,兴建谷坊、塘坝、拦河坝等蓄水工程,以抬高侵蚀基点,防治沟道下切,形成以拦蓄工程与林草措施相结合的沟道防治体系。
2.2治理措施确定的原则及方法
(1)首先,确定生产发展的方向。南部山区的农业生产要大力发展林业、果业,发展有利于水土保持和生态保护的高效农业,坚持用材林与经济林、片林与林网、速生林与乡土树并举的原则,合理配置树种结构,将科技兴农充分利用到农业生产当中。
(2)根据地形、地貌、自然条件等因素,进行土地资源等级评价,土地资源适宜性评价,科学分配宜农、宜林地,将水土保持与生态环境的保护的思想渗入其中。土地资源适宜性评价的标准见表一《土地资源适宜性评价标准》。
项目区土地资源适宜性评价标准
表一
评价指标
评价等级
一
二
三
四
五
土地利用现状
耕地
耕地
耕地、林地
林地、荒地
荒地
地面坡度
<5°
5°~10°
15°~25°
25°~35°
>35°
土壤侵蚀程度
微度
轻度
中度
强度
极强度
土壤质地
轻壤
中壤
重壤
粗沙粘土
重粘土
有机质含量(%)
>1
0.5~0.8
0.3~0.5
0.1~0.3
<0.1
水资源条件
好
较好
一般
较差
差
土地适宜性
宜农
宜农果
宜农林
宜林
难利用
(3)措施与对策研究
水土保持生态环境建设通过工程措施、生物措施、农业耕作措施来实现。
①生物措施:
生物措施可以改善山区生态环境、优化产业结构,促进区域经济发展的最终决定因素,而水土保持工程措施是各产业经济发展、生态环境功能保护的关键条件,二者必相辅相成。生物措施主要有以下几种适宜泉水补给区的生态保护。
水土保持林:建设本着“因地制宜,因害设防,适地适树”的原则,在山区立乔、灌、草相结合完整系统的水土保持植被复层结构。在分水岭地带,由于土层浅薄,水土流失严重,多砂砾化,裸岩化,立地条件较差,应以耐干旱而瘠薄的树种全面造林;坡面中上部全面造林,减缓地表径流对下部果园田地的冲刷。水保林要求树木根系发达,固土作用强,枝叶茂盛,易繁殖,萌孽能力强,生长快,抗逆行强。土层瘠薄土地以侧柏、刺槐、黄栌、火炬树为主,立地条件较好的以杨树、泡桐、香椿为主,造林以营造混交林为主,树种用针阔、乔灌混交,布局按带状方式,以形成复层结构。
造林整地时,株行间距按1.5×2.0m,呈“品”字型布设,整成标准的鱼鳞坑,该坑按等高线定位。
果园:果园经济林的建设应成为山区经济发展的支柱,改变传统的玉米、小麦的种植结构,既利于水土保持生态功能保护,更利于当地经济的发展。果园建设应以市场为导向,选择受市场欢迎,经济价值高的树种。果园地点应设在山地中下部较缓避风、向阳的缓坡地,多在山腰区域,土层较厚,整地的方式以水平梯田、水平阶、大穴为主。
果园在树种上应选择高档次、品质优良的梨、栗子、桃、杏、李子、冬枣、薄壳早产高产核桃等。
②工程措施有以下几种适宜泉水补给区:
梯田改造与重建:现有的梯田质量标准低,地堰年久失修,倒塌严重。将其按高标准进行改造。在区域内5~15°裸岩化荒坡上,通过砌垒石堰、搬运客土建水平梯田。通过研究发现,在梯田上游设置截洪沟,可有效避免冲刷,还可以削高填低使田面外高里低,并修筑内、外拦水埂,发挥拦蓄雨水的功能,另外还可以将地堰边种植金银花、花椒等护堰植物。以上系统科学治理,使原有和新建梯田标准高、水土保持功能强,并且还要注意田间设施如田间道路和灌溉排水的系统科学规划与设计。
梯田一般布设在15°以下的坡地上,主要种植果林与水保经济林不同的坡度,梯田的各个特性指标也不同一般可按表二确定的规格建设较为理想。
石坎梯田规格表
表二
地面坡度
(°)
斜坡长度
(m)
田面宽度
(m)
田坎高度
(m)
清基深度
(m)
清基宽度
(m)
5
5.7
5.7
1.0
0.5
0.7
10
4.6
4.5
1.3
0.6
0.8
15
4.6
4.5
1.7
0.8
0.9
梯田在施工时应首先确定堰坝线。先在坡度适中地方划出一条与等高线正交的基线,然后根据地面坡度按表二确定梯田的规格。石堰在砌筑时汪基应当特别注意,一般尽可能清理至岩基,以保证地堰的稳定性,清基宽度为0.7~0.9m,由下向上按1:0.2的边坡系数收缩。
③坡面拦蓄工程:
该项工程的实施可有效的拦蓄地表水,减少地表径流对土层的冲刷,也是山区生态功能保护用水的一项重要手段。比较有效常用的形式有蓄水池、水窖、旱井等。
④沟道工程措施:
在沟道内层层布设谷坊、塘坝等蓄工程,可以做到“高水高用,低水低用,梯度开发”。
谷坊可有效地防止沟床下切冲刷,谷坊可分浆砌石谷坊和干砌石谷坊二种。在沟道上游建干砌石谷坊,减少洪水一,拦蓄泥沙在沟道中下游建浆砌石谷坊还可兼顾蓄水,谷坊在位置的选择上应当注意以下几条:
a.谷口狭窄;
b.沟床基岩外露;
c.上游有宽阔平坦的储沙(水)池;
d.在有支流汇合的情形下,应在汇合点下游兴建;
e.在天然跌水附近不兴建谷坊。
在有长流水的河道内,坡降较缓的天然河道内兴建塘坝工程,也可效地在汛期拦蓄地表径流水。塘坝工程的建设应当兼顾蓄水面积、蓄水量和汛期的有效行洪。在规划设计时应当请专业部门具体设计。
我们舟山市自来水公司,自党的以来,在以经济建设为中心和改革开放方针政策指引下,根据我市渔业生产、港口建设与旅游业发展的需要;根据我市水资源与供水设施状况,于1979年就着手在舟山本岛搞区域性供水。20年来,我水司一直坚持了“区域性供水“这个方向,做了一点有效的工作。现把我们的做法与粗浅体会汇报如下:
一、区域性供水有利于水资源的合理配置,有利于提高水资源的利用率。
由于区域范围内存在着水资源分布的不均匀性、用水量分配的不均匀性的特点,从总体区域性统一考虑水资源使用,有利于提高水资源利用率,现分述如下:
1、舟山本岛降雨量分布不均匀。如定海平均年降雨量为1347.6毫米,普陀平均年降雨量为1251.8毫米,相差近100毫米。降雨在时空分布上也不均匀,一年中5、6、9月份为雨季,其他月份雨量较少。年度降雨量变化幅度也较大,最多年降雨量为604毫米(1967年),这一特点对我们特别缺少水资源的舟山本岛来说,要求多建造区域性贮水水库,有利于提高淡水资源利用率。
2、舟山本岛水资源地区分布不均匀。舟山市全市人均水资源拥有量为613吨,舟山市本岛人均水资源拥有量为706吨(为全省人均水资源拥有量的2144吨的1/3),而普陀区沈家门水资源人均拥有量仅409吨为定海水资源人均拥有量的57.9%。舟山本岛按陆域面积划分,普陀的陆域域面积约为本岛的1/4,而定海的陆域面积却占舟山本岛的约3/4。按已建水库水量比照,根据舟山本岛统计(对供水有关水库),城市供水专用水库和“农灌“与“城市供水“两用水库总蓄水量:普陀共有5只水库总蓄水量为776立方米;定海区共有10只水库(全市最大的三大水库亦在定海),总蓄水量为3142.8立方米。水库总蓄水量定海要比普陀大得多。
3、舟山本岛用水量地区分配很不均匀。普陀区沈家门是远东三大渔场之一,那里不但人口集中,而且舟山几家渔业公司和渔业加工企业都设在那里,当时的用水量大大超过定海,历年来售水量对比详见下表:
单位:万吨
年份
地区196519681971197419771980
普陀74.5463.06129.24166.90279.65320.55
定海10.4529.7261.7389.76131.33175.84
4、舟山本岛区域内各种水资源进行统一开发与利用,进一步提高水资源的利用率。
由于定海水资源拥有量大于普陀,而普陀的用水量大大的大于定海,根据这一“剪切差“的特点,我们在1979年开始实行区域供水时,首先把定海与普陀两地水资源实行统一调度、统一使用、使定海的水资源得到了充分使用,从而进一步缓解了普陀缺水紧张矛盾。这些年来我们还认真贯彻了“开源与节流同时并举“的方针。在工矿企业、在社会上大力开展节约用水和计划供水工作。同时还新建和扩建了一批大库,总蓄水量增加了1000多万立方。而且,在丰水期河道水质符合饮用水水源标准情况下,进行了积极利用,据市自来水公司统计,多年来河水利用量已占全年供水量的45%左右。目前,舟山本岛水资源利用率已从原来的20%左右增加到37%,特别是本岛南部一带(东到西)水资源利用率已达到了43%。大大高于全省开发水平。
二、区域性供水有利于扩大供水范围,提高供水的安全保证性。
1、扩大了供水范围
自1979年实行了区域性供水以来,不断扩大了供水范围。舟山市自来水公司成立之前只有定海城关镇和普陀沈家门镇两个范围内供水、供水面积只有8平方公里左右。用水人口只有10万人口,实行区域性供水以来,供水范围进一步扩大,西至岑港老塘山深水港区;东至四大佛山之一的普陀山和将要通水的海岛风景旅游区朱家尖,东西跨度约50公里,南北相距约2至5公里,供水面积达150平方公里,用水人口增加到30多万人。
2、扩大了供水量
实行区域供水后,用水量大幅度增加,成立市自来水公司实行区域供水第一年售水量只有361.2万吨,到了1995年已达到2249.9万吨。在这16年间年平均递增率达到了12%以上。年售水总量增加15.2倍,详见下表。
历年售水量统计表
序号年分售水量(万吨)备注
11979361.2
21980590.3
31981550.7
41982790.9
519831001.3
619841194.5
719851442.9
819861681.8
919871703.4
1019881666.7
1119891422.2
1219901812.9
1319911842.9
1419921879.4
1519932071.3
1619942191.7
1719952249.9
3、提高供水水质
实行区域供水后,水资源利用范围扩大,利用率高,在多水源条件下,有利于根据原水的水质变化情况对原水进行选择性使用,确保原水水质符合水源水水质标准要求,有利于净水处理,提高出厂水水质。
4、有利于当地人民生活,经济增长与旅游事业的发展
实行了区域供水以来,由于水资源得到了充分利用,抗旱能力得到了增强,供水保证率提高,供水水压亦得到了不断提高,供水水质达到和超过国家饮用水水质标准,群众感到满意。同时也促进了舟山经济发展,1978年舟山国内生产总值仅为3.88亿元,工业总产值为2.42亿元,到1998年国内生产总值猛增到93.58亿元,工业总产值达到84.15亿元,按不变价计算分别增长了4.5倍和18.3倍。在旅游业上亦得到了发展。由于区域供水范围扩大,舟山水司在国家级风景名胜旅游区普陀山除建造水库(水利部门建)、水厂以外,于1994年还建成投产了舟山本岛至普陀山海底过港输水管道(全长5公里),使普陀山供水得到了保证,促进了普陀山旅游业的发展。1979年普陀山旅游人数为10.1万人次,旅游总收入为0.0241亿元,1998年普陀山旅游人数为139.58万人次,旅游总收入为3.18亿元,分别增长13.8倍和256.4倍。全市旅游业发展更快,有些旅游区和旅游点从无到有,从小到大发展特别快,1979年全市旅游人数为11.2万人次,旅游总收入为0.0241亿元,到1988年旅游人数为343.61万人次,旅游总收入为15.19亿元,分别增加30.67倍和630.3倍。三、如何做好区域性供水
20多年来,我们在从事区域性供水过程中,感到最为重要的是根据当地实际情况,即根据当地的实际地域条件、行政区域的归属关系、水资源分布情况、地方经济发展水平情况,要做好统一规划、统一设计、统一建设和统一管理。
1、首先要做好需水量计划和预测,我们根据舟山市城镇发展总体规划,结合舟山市城市特点,分区、分地段,按用水人数、按照工业发展、产品结构调整情况和其他用水要求,按用水地分布状况,按定额标准,运用相关法、趋势外推法、经验估算法,预测不同时期的需水量,然后研究确定现有水厂的改造和扩建计划,按城市扩建要求研究设置新水厂的建设规划、确定扩建和建水厂的规模。
根据规划,舟山本岛在2000年前我们公司共有六座水厂,规模为22万吨/日,从现在看基本上能达到规划所制定的规模要求。
2、做好水资源统一使用规划千方百计地提高资源的利用率。
舟山是一个海岛城市,水资源贫乏,实施区域供水后在各级政府的关心支持下,水资源得到了充分的利用,确定了以库水为主,库河水并重的用水方针。在雨季大量利用河水,在旱季河水水位低、水质差时就用水库水;市政府确定河水每吨0.2元的价格后,大大地激发了农民卖河水的积极性。现在已基本把本岛的河水都利用起来,以各乡镇水系和河流归属为标准,分别设置了十二座泵站、输水管道分片全部联网,河水已成为不可缺少的重要供水水源。河水不但可以直接送到净水厂进行处理,而且可以翻入水库,12座泵站的总抽水翻水能力已达到了30万吨/日,现在供水区域内已基本上实现了库库相联,库河相通,输水管道基本上通到了各有关水库和各条河道。到现在止已经在使用的专用水库、农用供水两用水库有15座,总蓄水容量为3919.8万立方米,已经在利用的河道10条,总河道容量为355万立方米(详见下表)。仅水库总库容量比区域供水前二座水库总库容量的210万立方米增加到3919.8万立方米,增加了18.67倍。
供水水库情况表
编号区别类别库名汇水面积
(Km²)有效库容(万m³)备注
1普陀专用芦东水库3.7118
2普陀专用沙田岙水库0.8120可翻水入库
3普陀专用应家湾水库1.36120可翻水入库
4普陀专用大施岙水库1.66250可翻水入库
5普陀两用勾山水库2.79168
6定海专用经水库7.97110
7定海专用虹桥水库13.41015可翻水入库
8定海专用叉河水库186.3
9定海专用红卫水库1.9476
10定海专用西溪岭水库1.043可翻水入库
11定海专用岑港水库6.6627可翻水入库
12定海两用狭门水库4.5238
13定海专用蚂蝗山水库4.87278
14定海专用里洞岙水库6.4375.5
15定海专用阵岙水库2.03195
合计3919.8
供水河道情况表
单位:万立方米
编号区别河名容量备注
1普陀芦花河30
2普陀勾山河54
3普陀红旗河31
4普陀展茅河50
5定海临城河120
6定海甬东河8
7定海盐仓河26
8定海东方河8
9定海紫微河20
10定海岑港河8
合计355
3、抓了净水与输配水工程统一规划、设计与建设工作。根据区域性供水与水源分布情况,本岛共建了6个净水厂,详见下表:
净水厂名称1998年底现有供水规模
(万吨/日)厂址规划最终供水规模
(万吨/日)备注
虹桥水厂5定海茅岭10
城北水厂1.65定海城北3
西溪岭水厂0.5定海甬东0.5
平阳浦水厂5普陀平阳浦8
应家湾水厂1普陀沈家门1.5
普陀山水厂0.4普陀山0.8
建成管道口径从Ø1000mm-Ø100mm输配管道共409公里,勾通本岛西至岑港,东至普陀山与朱家尖供水管道。公司总资产增加到1.5亿。
关键词:渠道;滑坡;成因;处理;防止
水利工程是农业发展的基础,其中渠道又是水利工程中重要组成部分。渠道和渠系建筑物运行的好坏,直接关系着渠道的正常输水和灌溉效益的充分发挥。山区地面起伏,坡度大,灌溉渠道多,渠线长,位置分散,渠道滑坡是渠道工程危害大,最常见的水毁形式。因此,探讨渠道滑坡的原因及对其处理和防止对搞好农业生产工作具有重要意义。
1.渠道滑坡的成因分析
渠道滑坡是具有滑动条件的斜坡在多种因素综合作用下的结果,但对某一特定滑坡总有一或两个因素对滑坡的发生起控制作用,我们称它为主控因子,在滑坡防治中应着力找出主控因子及其作用的机制和变化幅度,并采取主要工程措施消除或控制其作用以稳定滑坡,对其他因素则采取一般性措施达到综合性治理的目的,如地下水作用引起者以地下截排水工程为主,因削弱坡体支撑力引起者则以恢复和加强支挡工程为主。具体的原因有:
(1)由于渠线经过地段地质、土壤条件较差,如有软弱土层、断层、风化土层,岩层倾向渠内,沿层面容易产生滑坡。
(2)改变滑带土的性状减小抗滑阻力的因素,如地表水下渗、地下水位变化、灌溉用水下渗、潜蚀和溶蚀作用等降低滑带土强度的因素。
(3)既增加下滑力又减小抗滑力甚至造成滑带土结构破坏(如液化)的因素,如地震和爆破震动等。
(4)施工方法不当,加大了边坡的滑动力,容易引起滑坡,或采用不适宜的爆破。
(5)新、老土(石)结合质量不好,引起结合料的滑动。
(6)改变坡体的应力状态,增大坡脚应力和滑带土的剪应力(即下滑力)的因素,如渠道坡脚人为大量挖土或水流冲刷淘空,导致滑坡等等。
2.渠道的滑坡处理
渠道滑坡的处理,首先应通过地质勘查,找出滑坡的原因,判断滑坡的稳定程度。提出滑坡的施工方案,因地制宜,寻找技术可行,经济合理、容易实施的处理方法。整治滑坡处理贵在及时,力求根治,以防后患。
渠道滑坡的处理,常用的方法有排水导渗、削坡减载、支挡、暗涵(或埋管)、渡槽及改线等。
2.1排水导渗。排去地表水,疏干地下水是整治滑坡的首要措施,应根据不同情况采用不同的排水方法。
(1)地表排水:对滑坡体以外的地表水应以拦截旁引为主,即在滑坡围界5米以外修筑环形截水沟。要注意截水沟的深度和质量,力求做到滑坡体外的水不再渗入滑坡体内。对滑坡范围以内的地表水,应以防止下渗和引出为准。首先要把滑坡体内的多种裂缝回填夯实,防止地表水继续下渗,然后利用滑坡范围内的自然排水沟或新建的排水沟,把地表水迅速汇集排出滑坡体外。
(2)地下导渗:为了防止滑坡范围以外的地下水渗入滑坡体内,常用设置截水盲沟,将地下水导出滑坡体外。对滑坡外的排水,可以在坡面砌筑多种形式的导渗沟,或采用干砌石护坡,水泥砂浆勾缝,底层设导滤层或排水管。
(3)防止水下渗:对滑坡体大,又是深层的,无法治理,建筑物无法避开滑坡体,就采用减少地表水及杜绝渠道下渗水入渗,采用滑体上设排水沟,渠道水用钢管过渡。
2.2削坡减载。对推移式浅层滑坡,则采取“削坡减载”的方法。减小引起滑坡的滑动力,是最基本的也是最有效的办法。一般采用削缓边坡,当渠道外滑坡时,还可将上部削下土体反压在坡脚,从而达到稳定的滑坡的目的。当削坡减压后仍不能达到稳定滑坡的同时,常采用减压与支挡相结合的处理措施。
2.3支挡。在渠道已经塌方或将要塌方的地段,如受地形限制,单纯采用削坡方量很大的,则可根据具体条件,因地制宜采用多种支挡护坡措施。如加固坡脚砌挡墙,干砌护坡等,如渠道经过小溪岸坡,坡脚受洪水冲刷,可采用加固坡脚、浆砌石挡土墙,防止冲刷淘空;对渠道上侧滑坡可采用削坡减载重力式挡墙支挡的办法处理。另外当渠床为基岩时,可采用拱式或连拱式挡墙处理滑坡,等等。
2.4暗涵(或埋管)。由地上转为地下。当地质条件差,山坡又陡峻,或渠段穿过覆盖很厚土质层,岸坡难于稳定而出现严重滑坡时,从外面治理难度大的,应尽量避开滑体或转入地下,可考虑将原有明渠段改为暗涵或埋管形式较为安全可靠,同时可减少工程量。
2.5渡槽。山区渠道常在陡峻的山坡上开渠,往往容易产生山岩崩塌。因限于地形条件,要维护渠道稳定十分困难,可采取改建渡槽输水。
2.6改移线路。一般小型渠道工程,在选定渠线时基本上未做地勘工作,致使有的渠道修筑在滑坡体上,建成后渠道极不稳定,一旦雨水入渗,整个渠床都要发生大的位移和沉陷。当采取上述多种处理措施很难奏效时,最后只有采取改线,以避开滑坡地段。
上述是山区渠道滑坡常用处理措施,滑坡处理方法可因地制宜单独或综合采用。做到技术可行,经济合理,施工简单,彻底整治。
3.渠道滑坡防止
(1)渠道滑坡防止应从设计规划入手,摸清渠线地质结构情况,避开地质不良地段,无法避开时应采取切实可行工程措施以予防止。选择合理渠道结构和边坡,确保渠道稳定安全。
(2)施工阶段,应平台开挖后抽沟,开挖坡度根据开挖后地质情况,对设计边坡过陡给予修正,确保边坡稳定。对施工中发现可能滑坡的地段要及时处理,减少损失。
(3)在渠道日常维护管理中,渠道应严格控制在正常水位运行,要加强渠道巡视检查,检查排洪设施是否运行正常,渠道杂草淤积要及时清理,对局部渗漏破坏和集中漏水,应查明原因,堵死通道,做好渠道防渗处理。对于渠道裂缝,应查明裂缝类型并进行处理。对不太深的表层裂缝可采用开挖回填的办法处理,对较深的内部裂缝可采用灌浆法处置。
首先考虑由建设单位代表提供精确的可满足测量要求的渠道现状(树形)导线图;若设有,再考虑由建设单位代表提供渠道导线图的草图,根据草图出本次测量人员会同三方(建设单位、测量、设计)一起完善渠道现状导线图;如若连草图都设有,则由本次测量人员会同三方一起用手持GPS测定渠道现状导线图。渠道现状导线图应明确标出渠道各个拐角、拐点及起点、终点的位置,分水闸、节制闸、桥涵等渠道配套建筑物的位置,上下级渠道和各个建筑物的名称。各个建筑物的使用要求也要标明,如不同渠段的设计流量(加大流量),节制闸、分水闸的流量,交通桥的过荷要求等。渠道现状导线图的绘制目的是便于这次渠道测量和绘制渠道设计导线图。使用渠道现状导线图可以使渠道测量工作真正做到有的放矢,因地制宜,从而从根本上保证渠道测量的准确性。
渠道上的闸、桥、涵等交叉建筑物称为其配套建筑物。渠道测量的技术要求应按《水利水电工程测量规范(规划设计阶段)(SLJ3-81DLJ201-81CH2-601-81)》执行。渠道测量的内容主要包括:渠道及配套建筑物平面位置的测定、渠道纵断面高程测量、渠道横断面测量等三部分。
二、渠道纵断面高程测量
为了绘制渠道设计导线图,应当精确的把其位置都在渠道设计导线图中标出来。这项工作主要是使用GPS来完成的,主要测出渠道拐角和渠道始点、终点及其配套建筑物中心位置点的坐标,并在图纸上用适当的比例和图例明确表示出来。渠道纵断面高程测量是利用间视法测量路线中心线上里程桩和曲线控制桩的地面高程,以便进行渠道纵向坡度、闸、桥、涵等的纵向位置的设计。为便于计算渠道长度、绘制纵断面图,沿渠道中心线从渠首或分水建筑物的中心,或筑堤的起点,不论直线或曲线,均应用小木桩标定里程,这些木桩称为里程桩。木桩的间距一股为100m或50m,自上游向下游累积编号。这种按相等间隔设置的木桩称为整桩。在实际工作,遇到特殊情况应设加桩。整桩和加桩均属于里程桩。
1.下列情况应设置加桩:中心线上地形有显著起伏的地点;转弯圆曲线的起点、终点和必要的曲线桩;拟建或已建建筑物的位置;与其它河道、沟渠、闸、坝、桥、涵的交点;穿过铁路、公路、和乡村干道的交点;中心线上及其两侧的居民地、工矿企业建筑物处;由平地进入山地或峡谷处;设计断面变化的过渡段两端。为了注记地表性质和中心线经过的主要建筑物,必要时要绘制路线草图。
2.纵断面测量时需要连带测定的数据和注意事项
(1)渠首交上级渠道的桩号,及交点处的坐标和渠底高程、水位高程;(2)已建节制闸、分水闸应测出闸底、闸顶、闸前闸后水位高程,闸孔宽度和孔数;(3)已建桥(或渡槽)应测出桥顶、桥底高程;桥面(路面)宽度和其跨度;(4)已建涵洞或倒虹吸应测出其跨度和顶部高程;(5)已建跌水或陡坡应测出其宽度、长度、落差和级数:(6)渠道拐角、拐点及翼再睽邕施物的中点坐标;(7)与河沟、排渠、道路和匕下级苴的交角;(8)渠道穿过铁路时应测出轨面高程;穿过公路时应测出路面高程;同时应测出道路宽度;(9)渠道沿线所留的BM点的高程和位置坐标;(10)渠道末端坐标,及其所灌溉的农田地面控制高程;(11)如果大段的渠、堤中心线在水内,为便于测量工作,可以平行移开,选择辅助中心线。
三、渠道横断面高程测量
对垂直于路线中线方向的地面高低所进行的测量工作称为横断面测量。横断面图是确定渠道横向施工范围、计算土石方数量的必须资料。横断面测量的精度要求:横断面地形点的精度,包括地形点对中心线桩的平面位置中误差。平地、丘陵地应±1.5m,山地、高地应≤±2.0m,地形点对邻近基本高程控制点的高程中误差应≤±0.3m。横断面测量的测设要求:
1.中心线与河道、沟渠、道路等交叉时,应测出中心线与其交角。当交角大于85°、小于95°时,可只沿中心线施测一条所交渠、路的横断面;当交角小于85°或大于95°时,应垂直于所交渠、路和沿中心线方问各测一条断面。
2.横断面通过居民地时,一侧测至居民地边缘,并注记村名,另一侧应适当延长。横断面遇到山坡时,一侧可测至山坡上l-2点,另一侧适当延长。
3.横断面上地形点密度,在平坦地区最大点距不得大于30m。地形变化处应增加测点,提高横断面的精度。
4.渠道沿线察看。渠道放线测量的f司时应注意观察沿线的地形地貌、植被情况,并以桩号为准做好记录。新建渠道应察看是否穿越农出或林带、居民点等;老渠道应查看已建建筑物的使用状况,并应做好记录。注意查看渠道沿线是否有可供渠道施工用的道路、水源和料场。较重要的交叉建筑物还要测大比例尺地形图。
四、提交测量成果
测量外业工作结束后,经过资料整理、数据计算、计算机绘图等内业工作后,最终应向设计人员提供测量成果。设计所需要的测量成果包括渠道导线图、渠道纵、横断面图及其软档文件,其技术要求均应以满足设计需要为准。
1.对渠道导线图的要求:应包括上下级渠道中心线(及辅助中心线)、渠道拐角、拐点及渠道配套建筑物的中心点位置和坐标,渠道与河沟、排渠、道路和上下级渠道的交角等实测数据;渠道及其配套建筑物名称;制图比例和指北针等。
2.对渠道纵断面图的要求:渠道纵断面图要比例适当;标明拐点桩号及拐角;标明已建或拟建渠道配套建筑物的主要特征高程、其中心点的桩号;标明渠道沿线的BM点的位置坐标和高程;其它关键数据也部要标出。
3.对渠道横断面图的要求:渠道横断面图要比例适当;横断面图上应标出渠道中心线桩的桩号、高程和在横断面上的位置。
4.对软档文件的要求:资料要全,包括渠道导线图、纵、横断面图;要有适当的使用说明,便于设计人员直接在软档文件上进行渠道和其配套建筑物的设计工作。
在具体工作中,每次测量会受到建设单位对灌溉、投资成本控制的影响,同时也会受到地形、地质条件及自然环境等影响。测绘人员应根据具体情况灵活掌握测量的方法,以满足建设单位和工程特性要求。
[论文摘要]渠道是常见的水利工程,它包括一系列配套建筑物。渠道测量要把这些建筑物的中心线位置和特征高程按一定的标准实测出来,为渠道设计提供充分的测量资料。
渠道测量的目的,是在地面上沿选定中心线及其两侧测出纵、横断面,并绘制成图,以便在图上绘出设计线;然后,计算工程量,编制概算或预算,作为方案比较或施工的依据。渠道工程的勘察放线,是与工程设计密切相关的。只有在现场放线位置合适、测量数据准确的基础上才能因地制宜的做出经济合理的工程设计来。
一、渠道现状(树形)导线图的绘制
首先考虑由建设单位代表提供精确的可满足测量要求的渠道现状(树形)导线图;若设有,再考虑由建设单位代表提供渠道导线图的草图,根据草图出本次测量人员会同三方(建设单位、测量、设计)一起完善渠道现状导线图;如若连草图都设有,则由本次测量人员会同三方一起用手持GPS测定渠道现状导线图。渠道现状导线图应明确标出渠道各个拐角、拐点及起点、终点的位置,分水闸、节制闸、桥涵等渠道配套建筑物的位置,上下级渠道和各个建筑物的名称。各个建筑物的使用要求也要标明,如不同渠段的设计流量(加大流量),节制闸、分水闸的流量,交通桥的过荷要求等。渠道现状导线图的绘制目的是便于这次渠道测量和绘制渠道设计导线图。使用渠道现状导线图可以使渠道测量工作真正做到有的放矢,因地制宜,从而从根本上保证渠道测量的准确性。
渠道上的闸、桥、涵等交叉建筑物称为其配套建筑物。渠道测量的技术要求应按《水利水电工程测量规范(规划设计阶段)(SLJ3-81DLJ201-81CH2-601-81)》执行。渠道测量的内容主要包括:渠道及配套建筑物平面位置的测定、渠道纵断面高程测量、渠道横断面测量等三部分。
二、渠道纵断面高程测量
为了绘制渠道设计导线图,应当精确的把其位置都在渠道设计导线图中标出来。这项工作主要是使用GPS来完成的,主要测出渠道拐角和渠道始点、终点及其配套建筑物中心位置点的坐标,并在图纸上用适当的比例和图例明确表示出来。渠道纵断面高程测量是利用间视法测量路线中心线上里程桩和曲线控制桩的地面高程,以便进行渠道纵向坡度、闸、桥、涵等的纵向位置的设计。为便于计算渠道长度、绘制纵断面图,沿渠道中心线从渠首或分水建筑物的中心,或筑堤的起点,不论直线或曲线,均应用小木桩标定里程,这些木桩称为里程桩。木桩的间距一股为100m或50m,自上游向下游累积编号。这种按相等间隔设置的木桩称为整桩。在实际工作,遇到特殊情况应设加桩。整桩和加桩均属于里程桩。
1.下列情况应设置加桩:中心线上地形有显著起伏的地点;转弯圆曲线的起点、终点和必要的曲线桩;拟建或已建建筑物的位置;与其它河道、沟渠、闸、坝、桥、涵的交点;穿过铁路、公路、和乡村干道的交点;中心线上及其两侧的居民地、工矿企业建筑物处;由平地进入山地或峡谷处;设计断面变化的过渡段两端。为了注记地表性质和中心线经过的主要建筑物,必要时要绘制路线草图。
2.纵断面测量时需要连带测定的数据和注意事项
(1)渠首交上级渠道的桩号,及交点处的坐标和渠底高程、水位高程;(2)已建节制闸、分水闸应测出闸底、闸顶、闸前闸后水位高程,闸孔宽度和孔数;(3)已建桥(或渡槽)应测出桥顶、桥底高程;桥面(路面)宽度和其跨度;(4)已建涵洞或倒虹吸应测出其跨度和顶部高程;(5)已建跌水或陡坡应测出其宽度、长度、落差和级数:(6)渠道拐角、拐点及翼再睽邕施物的中点坐标;(7)与河沟、排渠、道路和匕下级苴的交角;(8)渠道穿过铁路时应测出轨面高程;穿过公路时应测出路面高程;同时应测出道路宽度;(9)渠道沿线所留的BM点的高程和位置坐标;(10)渠道末端坐标,及其所灌溉的农田地面控制高程;(11)如果大段的渠、堤中心线在水内,为便于测量工作,可以平行移开,选择辅助中心线。三、渠道横断面高程测量
对垂直于路线中线方向的地面高低所进行的测量工作称为横断面测量。横断面图是确定渠道横向施工范围、计算土石方数量的必须资料。横断面测量的精度要求:横断面地形点的精度,包括地形点对中心线桩的平面位置中误差。平地、丘陵地应±1.5m,山地、高地应≤±2.0m,地形点对邻近基本高程控制点的高程中误差应≤±0.3m。横断面测量的测设要求:
1.中心线与河道、沟渠、道路等交叉时,应测出中心线与其交角。当交角大于85°、小于95°时,可只沿中心线施测一条所交渠、路的横断面;当交角小于85°或大于95°时,应垂直于所交渠、路和沿中心线方问各测一条断面。
2.横断面通过居民地时,一侧测至居民地边缘,并注记村名,另一侧应适当延长。横断面遇到山坡时,一侧可测至山坡上l-2点,另一侧适当延长。
3.横断面上地形点密度,在平坦地区最大点距不得大于30m。地形变化处应增加测点,提高横断面的精度。
4.渠道沿线察看。渠道放线测量的f司时应注意观察沿线的地形地貌、植被情况,并以桩号为准做好记录。新建渠道应察看是否穿越农出或林带、居民点等;老渠道应查看已建建筑物的使用状况,并应做好记录。注意查看渠道沿线是否有可供渠道施工用的道路、水源和料场。较重要的交叉建筑物还要测大比例尺地形图。
四、提交测量成果
测量外业工作结束后,经过资料整理、数据计算、计算机绘图等内业工作后,最终应向设计人员提供测量成果。设计所需要的测量成果包括渠道导线图、渠道纵、横断面图及其软档文件,其技术要求均应以满足设计需要为准。
1.对渠道导线图的要求:应包括上下级渠道中心线(及辅助中心线)、渠道拐角、拐点及渠道配套建筑物的中心点位置和坐标,渠道与河沟、排渠、道路和上下级渠道的交角等实测数据;渠道及其配套建筑物名称;制图比例和指北针等。
2.对渠道纵断面图的要求:渠道纵断面图要比例适当;标明拐点桩号及拐角;标明已建或拟建渠道配套建筑物的主要特征高程、其中心点的桩号;标明渠道沿线的BM点的位置坐标和高程;其它关键数据也部要标出。
3.对渠道横断面图的要求:渠道横断面图要比例适当;横断面图上应标出渠道中心线桩的桩号、高程和在横断面上的位置。
1.1喀斯特山区土地整治概况
我国的喀斯特地形面积分布为世界之最,其中尤以西南岩溶地区为代表,包括贵州、云南、广西、重庆、四川、湖南、湖北、广东8个省(区、直辖市)。据统计其的碳酸盐类岩石面积约130万km2,“石多土少、雨多地漏、土薄易旱”的地质状况严重制约了喀斯特山区的农业发展。云贵高原区土壤涵养能力低、蓄水保水能力差,再加上喀斯特山区地质漏水严重,其工程修建难度较大,很容易造成工程性缺水。同时贵州还是石漠化最严重的地区,土地整治工程不仅涉及传统的土地平整、道路和水利工程,还应该将生态环境治理融入其规划设计中,达到土地整治和石漠化治理双重目的。自然条件差,加之人为不合理的土地利用活动,使得我国石漠化地区人口多,人均耕地资源少,粮食作物产量低,农业基础设施落后的状况更加凸显,进行以生态恢复和农田水利为重点的土地整治工程显得尤为重要。
1.2喀斯特山区农田水利工程的定位
“水是农业生产的基础,水利是农业的命脉”。喀斯特山区传统的农业用水只能靠雨水,而以云贵高原为主的喀斯特山区雨水分布很不均匀,冬天雨水少而夏季雨水多,且小区域内气候变化差异较大,谷底下雨山头晴热,隔山天气不同等局布气候差异极为常见,这些都严重地制约其农业发展。众所周知,以云贵高原为主的喀斯特石漠化区域每年都会有不同程度的干旱发生,其中春旱尤为严重。因此开展农村土地整治工程,强化农田水利工程的布局和设计,充分结合喀斯特山区现有的特殊地势地貌优势,构建以小型农田水利工程为主的整治模式,最大限度地兼顾喀斯特山区农业生产用水和农村人畜饮用水是农田水利工程的出发点和落脚点。
1.3目前农田水利规划设计中存在的问题
喀斯特山区土地整治工程农田水利的布局和设计应充分结合其地形地貌实际,最大限度地发挥水利工程的蓄水、灌排水功能。经过对喀斯特山区土地整治规划设计的调查,笔者认为喀斯特山区农田水利工程规划及设计存在以下几点问题:首先是工程布局不尽科学合理,布局没有充分考虑喀斯特地质实际。喀斯特区域的地表植被覆盖率较低,其地表保水蓄水能力差,雨水形成地表径流后在地表的流动时间和距离均较短,而修建多座低标准的小型农田水利工程,不具备短时间蓄大量水的能力,则易造成次生地质灾害;其次,工程设计标准过低,影响工程质量,如沟渠底层设计用C10打底、C15砌筑,这直接导致部分工程修筑后还未经验收,仅雨水冲刷、土壤吸水膨胀便可将其毁坏,给土地整治工程带来负面影响;再者,土地整治宣传力度不够,农民对其缺乏了解,农民参与程度不高,参与愿望不强。农民未参与规划使得部分规划不尽合理,且给工程后期管护带来一定影响。农民作为农村土地整治工程的主要受益者,其参与的积极性高低是影响工程综合效益大小以及效益能否实现的重要因素;最后,规划设计没有很好地兼顾农业生产和人畜用水问题,喀斯特石漠化地区农业用水和人畜用水难问题已成为社会问题,而实际在规划设计中存在重农业用水轻农民生活用水的现象。
2喀斯特山区农田水利工程的优化布局
2.1农田水利工程优化布局理念
“优化”即为追求更高的效益,首先是社会效益。因此喀斯特石漠化地区农田水利工程要以解决农业生产用水和农村人畜饮用水为使命,规划设计时要结合具体项目区实际地形、地质条件,做到因地制宜科学合理。2014年中央1号文件继续关注农业农村经济发展问题,并提出“谷物基本自给、口粮绝对安全”的口号,这为继续促进农村、农业的不断发展提供了很好的政策。喀斯特山区人口密度大,要实现农民的持续增产增收,农田水利工程的属性作用更加突出。优化布局农田水利工程有一些具体的要求,如规划设计要以因地制宜为原则,要加大土地整治工程宣传力度,提升农民参与土地整治的积极性,加强规划设计人员的设计培训,提高设计的合理性和实用性,兼顾农业生产用水和农民人畜用水,实现工程效益最佳化。
2.2喀斯特山区农田水利优化布局类型
喀斯特山区土地有着田坝少,梯田多,旱地多水田少,且旱地多为分散的坡地等特点,这种特殊的地理条件决定了喀斯特山区农田水利工程具有以蓄水和排水为核心,以小型水利工程为主的特征。喀斯特山区土地整治农田水利工程主要包括蓄水、排水和附属工程3类,其中蓄水工程为蓄水池,排水设施包括排水沟、拦山堰等,附属设施有涵板、沉沙凼。喀斯特山区用水包括农业用水和农户人畜饮用水两部分,蓄水和排水工程相互衔接构成排蓄水体系。可根据水利工程的功能将喀斯特山区蓄排水分为农业用水、农户人畜饮用水、农业用水和人畜用水兼顾3种类型,再结合实际地形地貌,其工程布设主要有4种类型。第一种为农业用水型,布设在旱地集中连片,地形变化比较统一的坡地山腰。旱地集中连片,坡面汇水面积足够时,可修筑容积较大的蓄水池,保证农户平时急需施肥打药时用水;同时需在坡面中上部修建拦山堰将坡面径流汇至与等高线垂直的排水沟,再经沉沙凼将水流中较大石子沉淀后排入蓄水池,蓄水池蓄满后可通过排水沟将多余的水排往低处。第2种农业用水型水利工程布设在旱地集中区域,且充分利用道路系统形成汇水面,使得道路和蓄水、排水工程与地形很好地结合起来,最大限度地保证旱地农业用水。第3种为农户生活用水型,布设在离居民点较近的位置,或是现状已有水井,该位置有稳定的地下水源,修建蓄水池能很好地将地下水储存,便于农户人畜饮水。第4种为农用和农户生活用水兼顾型,在自然条件较好的“田坝”区,可充分利用现有的水资源,选择恰当的位置布设能兼顾农业用水和农户生活用水的水利设施。喀斯特高原地区有很多“高原盆地、田坝”,且其多数有溪流汇集,因地制宜布设排蓄设施及其附属设施,形成更加丰富的水利网络体系,可在满足农业灌排的同时最大限度地保障了居民生活用水,实现水利工程效益最佳化。
3喀斯特山区利水型社会构建
在资源困乏的21世纪,走环境友好型、资源节约型发展之路已成为共识。作为经济社会发展不可缺少的基础物质之一,水在经济社会中的地位是不言而喻的。人均淡水占有量偏少早已是我国国情,加之存在农业用水浪费、污染等问题;地下水位下降使淡水的使用成本不断加大;所需的技术科技含量不断增加;工业用水的不断加大;城镇化的加快使得城市生活用水急剧增加这些问题都成为当今社会的负面因素。因此构建利水型社会成为今后发展的必由之路。喀斯特山区利水型社会的构建可以从农业和农村两个方面出发,结合喀斯特地区农村面积广、人口多的特点,构建喀斯特山区利水型农业和利水型农村可从以下几个方面着手:(1)加大对农民节约用水观念的宣传力度,使得农民逐渐树立利水农业和利水社会的价值观。在倡导人与社会、生态和谐发展的背景下,逐步构建人与水和谐相处的理念;按照“先生活后生产,先节水后调水”的原则,增强农民“爱水、护水、利水”的风尚,减少农民生产生活对水的浪费和伤害。(2)加大对农村利水型农业和利水型社会的投入,构建利水社会科技体系。加强对利水农业和利水社会的人力和财力投入,寻找适合山区农民节约集约用水方式,建立起一套比较完整的利水科技体系。(3)构建利水型社会发展的政策体系。利水型社会的发展需要各种层面的政策作支撑,如建立鼓励利水社会发展的政策,利水社会基础支撑体系,以及构建长期投入机制等。总之,构建喀斯特山区利水社会是一项服务于“三农”发展的系统工程,主要从农业生产用水和人畜饮用水两个角度出发,建立一个和谐发展的人—水体系,实现人—土地和水—环境的协调统一。
4结论与讨论
随着我国水利工程建设的不断发展和新技术的推广应用,在有些地区都实行了节水灌溉,技术相对成熟,但仍有很多地区因多种原因不能采取节水灌溉,还是以传统的大水漫灌的方式进行浇水灌溉,在水资源利用方面存在巨大的浪费,这对于我国这样一个缺水的国家,得不偿失。如何全面实行节水灌溉工程的覆盖,用最小水量达到最大灌溉面积,提高经济效益,是每个水利工作者都要面对和思考的问题。下面就对节水灌溉工程中存在的问题进行分析,以便能更好地促进节水灌溉的发展,提高农业总体产值。
1.1要根据实际情况选择灌溉技术随着科技的进步,现在节水灌溉技术种类很多,但每种灌溉技术都有其自身的特点和适用范围,在选择时,一定要根据当地的经济发展情况,结合水资源的分布特点以及当地的地理、地貌、气候条件等因素,进行综合考虑,充分论证和分析,采取适当的节水灌溉技术。但在实际操作过程中,很多地区往往不能兼顾这些因素,而盲目选择一些高新技术,而最新的、最先进的未必就是最适合的,盲目选择的结果往往造成经济成本增加而灌溉效果却并不好的情况。经济强一些的地区,可考虑喷灌或者是微灌技术,经济差的地区应最大程度减少投资,要考虑合理规划沟渠,采取渠道防渗措施进行节水,对于经济作物可考虑采取喷灌或者微灌的方式。
1.2要加大对节水灌溉的投入力度近年来我国的水利工程建设力度较之以往有所加大,大中小型水利工程建设逐年增多,但在节水灌溉方面的政策支持及投入上仍然严重不足,政策不完善,投入也明显不足,这方面也是制约节水灌溉发展的重要因素。国家要在这方面有所侧重,从政策和资金上给予保证,对水资源进行合理配置,大力促进节水工程规划和建设,狠抓节水灌溉措施的落实,促进节水灌溉工程的发展。
1.3要把节水灌溉和节水农业进行有机结合农业生产的最终目标是提高农业的总体产值,增加经济效益,但以往的水利农业是按两条线来走的,节水灌溉做到了节水,但农业生产上却没有明显的提升收益,农业生产没能和节水灌溉有机结合,虽然节约了水但没能提高生产效益,同样造成了资源的浪费。所以要把节水灌溉和节水农业有机结合起来,节约水源,又能提升农业生产的经济收益。
1.4培养农业生产者新的思想意识我国的农业生产者,主要是以广大农民为主,由于地域特点、生活习惯、传统思想、文化程度等因素的束缚,大多意识相对保守、思想陈旧,对于新事物接受较慢,往往需要很长的适应期。以往的农业生产都是大小漫灌,浪费严重,这与广大农民的节水意识及水价的相对低廉有直接关系,政府部门一方面要大力宣传水利知识,提高农民对节水灌溉的认识,另一方面要根据不同地域的水资源情况,科学合理制定灌溉用水水价,以促进节水灌溉工程的推广建设。
2节水灌溉工程建设中存在的问题
2.1配套设施建设不够全面由于政府在节水灌溉方面的资金投入严重不足,而节水灌溉工程建设往往需要比较大的资金支持,再加上以往的灌溉工程建设标准相对较低,以及农民收益较低难以有更多资金用于投入工程建设,所以导致我国很多地区的节水灌溉工程配套设施不够完善,一些新技术难以广泛采用,而有些工程在使用过程中老化失修而失去应有的功能,达不到节水增效的目的,有的甚至不能使用,致使新型节水灌溉技术难以落实,这些情况都在一定程度上影响节水灌溉技术的应用与推广。
2.2农民保护灌溉工程的意识较低国家在节水灌溉工程政策及制度方面的缺失,加上农民对工程的保护意识不足,使得很多工程设施得不到有效的保护,故意盗取、损坏灌溉设施屡有发生,而受损后的设备又不能及时得到修理和维护,从而导致部分设备丧失作用,又需大量的资金去维修灌溉设施又或者重新购置灌溉设施,导致节水灌溉工程投资加大,政府压力增大,而效果却是一般,使人们失去动力。
摘要:变动回水区全沙模型泥沙淤积冲淤平衡
1引言
长江三峡工程于1994年正式动工兴建。在此之前.对工程可行性进行过全面深入的论证。在论证工作中.直接影响可行性的一个关键新问题,是变动回水区的泥沙淤积及其对该区航运的影响。由于这个原因,对变动回水区的泥沙淤积进行了大量的模型试验和一、二维数学模型计算工作。由于新问题的复杂性和重要性.需要建立一个变动回水区的长泥沙模型.以期对整个变动回水区的泥沙淤积及其对航运的影响作出全面深入的探究。变动回水区内上、下游河段之间有着内在的联系。下游河段的淤积将影响其上游河段的水位.从而影响上游河段的淤积量;而上游河段的淤积又将影响进入其下游河段的泥沙数量,从而影响其下游河段的淤积量。当进行河道整治试验探究时.这种上、下游之间的相互影响将更为强烈。进行变动回水区全河段长模型试验.就可较好地探究并解决这个新问题。长模型的进口可置于变动回水区之上,不受囤水影响.其来沙量和天然情况下相同。模型的出口可做到变动回水区以下.位于常年水位之中。在常年回水区中,由于水面比降小.对河床糙率不敏感,因而,可由数学模型提供准确的模型出口水位。
由于泥沙运动的复杂性,在整个变动回水区长泥沙模型中准确地复演泥沙运动及冲淤变化是很困难的。我国于70年代围绕着长江葛洲坝工程泥沙的探究,开展了大规模的泥沙模型试验工作,使泥沙模型得到了迅速发展和完善。并能在一个模型中,同时复演悬沙和底沙(包括卵石在内)的运动,从而把握了进行全沙模型的试验技术。然而,葛洲坝的泥沙模型(包括全沙模蟹)仅限于复演较短的局部河段中的泥沙运动和冲淤变化。故对于进行整个变动回水区的长河段泥沙模型试验是否可行,必然有不少疑虑。进行长河段泥沙模型在技术上的主要困难是对模型的相似条件要求非常严格。只有各种相似条件能相应得到满足时,才有可能达到全河段各个部位的冲淤相似。因此,需要进一步提高泥沙模型试验和操作技术,以便更好地探究三峡工程变动回水区全河段的泥沙淤积情况及对该区航运的影响。
模型范围上起江津四周的青草背(航行里程①725km),下至涪陵四周的剪刀峡(航行里程550km),并包括嘉陵江18km(见图1)。自1985年按受三峡工程变动回水区全河段泥沙模型试验任务以来,完成了近800m长的模型制做、水流和泥沙冲淤验证、三峡大坝蓄水175m方案80年长系列淤积试验、水库运行100年后重庆洪水位抬高新问题、蓄水180m方案80年长系列淤积试验以及175m水位方案中前期按156m水位运行30年等试验工作,为长江三峡工程的技术论证工作提供了可靠的科学依据。
①航行里程系指距离宜昌港的距离。
图1三峡工程变动回水区河势
1、青草背2、大中坝3、大猫峡4、渔洞溪5、茄子溪6、九龙滩7、猪儿碛8、重庆
9、寸滩10、铜锣峡11、明月峡12、上洛碛13、下洛碛14、长寿15、黄草峡
16、金川碛17、牛屎碛18、剪刀峡
Fig.1VaryingbackwaterzoneofThreeGorgesProject
2模型设计和验证
长江水量大,沙量也大。河道迂回多弯,河床宽窄相间.坡陡流急,岸边石嘴、石梁众多,地形和流态均十分复杂。据寸滩水文站实测资料统计,泥沙年输移量约4.6亿t.泥沙粒径分布很广,从0.005mm以下直至200mm以上[1]。各种粒径的泥沙.其运动形式不同,淤积部位也不同。只有在一个模型中同时复演各种粒径泥沙的输移,才能更好地反映建库后河道各部位泥沙淤积的实际情况,因此,采用全沙模型相似理论[2]设计泥沙运动的相似比尺。在模型设计中,除水流处于阻力平方区和满足重力相似、阻力相似,悬沙满足沉降、扬动和挟沙能力相似,底沙(包括卵石)满足起动、沉降和输移量相似外,还着重探究了悬沙和底沙级配相似。
计算表明,当模型的平面比尺λL选用250和垂直比尺λH选用100时,并采用比γs=1.46t/m3的电木粉作为模型沙,各相似比尺要求能得到较好的满足。
悬沙和底沙级配相似是全沙模型试验的关键。为保证原型沙和模型沙级配相似,在设计模型沙级配时,采用了文献[3]中的统一沉降公式。将原型沙分为若干组,第i粒径组的直径为dp,i,相应沉降速度ωp,i,可由下列公式计算
其中,γs—泥重;γ—水的比重;g—重力加速度;Rei—沉降雷诺数。由沉降相似要求可得到第i粒径组原型沙相对应的模型沙的沉速ωm,i,并由(1)、(2)和(3)式进一步计算得到模型沙粒径dm,i。因此,模型沙的粒径比尺λd和原型沙的粒径有关。当原型沙的粒径范围为0.005~1.0mm时,粒径比尺的范围为1.06~2.15。
在制模中,对于关键的局部微地形亦进行了精细的塑造,保证了几何相似条件。原型河床糙率约为0.03~0.10.模型的糙率为0.022~0.074。模型河床采用梅花形排列的橡皮加糙。水面线验证试验表明,在寸滩流量为3150~21810m3/s范围内.水位误差一般在10cm以内(已换算成原型水位)个别站最大误差不超过20cm。为了验证边壁糙率,施放了寸滩站85700m3/s洪水流量,模型水位误差小于22cm。三峡建岸以后,河床将发生累积性泥沙淤积,动床糙率能否保证相似也是一个至关重要的新问题。动床糙率一般由沙粒糙率和沙坡糙率所组成。R.J.Garde[4]在大量试验和原观的基础上,给出动床糙率系数Frs在0.1~1.0范围摘要:
其中,H—水深;V—流速;d50—床沙中值粒径。在满足重力相似和采用满足相似要求的电木粉作为模型沙的条件下,由(4)式可得到λn=1.31~1.38,和阻力相似所要求的糙率比尺1.36基本一致,因此,动床的阻力相似是满足的。
在江津至剪刀峡近200km长江河道中,有大中坝、中堆、九龙滩、上洛碛、王家滩、金川碛和牛屎碛等闻名宽浅滩,支流嘉陵江上还有石门和金沙碛两个宽浅段(参见图1)。在这10个宽浅段上,在一个水文年内,实测了3~9月的泥沙淤积量和9~10月的泥沙冲刷量。在模型中,模拟了实测水文年的来水来沙过程,并在模型相应10个宽浅河段,实测了3~9月的泥沙淤积量和9~10月的冲刷量。试验结果表明,模型淤积量和冲刷量和原型基本一致,误差一般在30%以内。原型河道宽浅汛期淤积、汛后冲刷,并在一个水文年内基本平衡的冲刷规律在模型中得到了较好的模拟,模型设计能反映原型河道的河床演变过程。
3三峡工程各蓄水水位方案的泥沙淤积
三峡工程的重点论证方案为一级开发、一次建成、分期蓄水和连续移民的建设方案。在长模型中重点论证的有3种库水位运行方案(见表2)。各方案能否成立的关键,在于三峡水库按3种水位方案长期运行时变动回水区河段的泥沙淤积情况。
(2)尾门水位由长江科学院一维数模计算提供。
Tab.2Controlparametersforatdifferentselections
三峡水库蓄水后,变动回水区河道水位沿程抬高,流速普遍减小,河道的输沙能力随之降低。变动回水区河道的宽浅河段(往往是浅滩所在地)在蓄水前汛期是淤积的,汛后冲刷走沙,但蓄水后水库蓄水缩短了汛后冲刷时间,汛期淤积的泥沙在汛末不能全部冲走,变动回水区河段发生累积性淤积。泥沙淤积的数量和三峡水库水位运行方案和运行时间有关。各方案在变动回水区河段内泥沙淤积数量见表3。可见,三峡水岸按175m方案运行80年,变动回本区河段共淤积7.68亿m3;按180m方案运行80年共淤积9.76亿m3,增加2.08亿m3的淤积量。三峡水库按156m低水位运行时,30年共淤积4.36亿m3。各水位方案变动回水区河段的淤形态基率一致,差别在于淤积数量不同。各蓄水水位方案的变动回水区河段的泥沙冲淤规律如下摘要:
(1)三峡水库不论按何种水位运行,变动回水区均发生累积性淤积,淤积速率随水库运
用年限的增长而减缓,并在淤积过程中河道向单一、规顺、微弯和高滩深槽发展,并最终达到新的平衡。从图2的重庆河段在三峡水库按175m水位方案运行80年后的主要淤积部位图可见,主槽淤积较少,而边滩及回水沱或副汊则淤积较多。
(2)变动回水区淤积数量的分布和河床平面形态密切相关,宽浅河段(包括分汊河段)淤积较多,而窄深峡谷段淤积少。如三峡水库按175m水位运行80年,铜锣峡、明月峡和黄草峡每公里的淤积量仅为邻近宽浅段的8%~30%,其原因是汛期的累积性淤积主要发生在宽浅河段上。
(2)嘉陵江段为入汇口至滋器口;
(3)重庆河段为李家沱至铜锣峡。
Tab.3Summaryofdepositionquantitiesonvaryingbackwaterzoneatdifferentelevationselections
Fig.2SketchdepositionpatternonChongqingreach(HRE175m,80years)
(3)淤沙粒径沿程分布的总趋向是上游河段粒径粗.越向下游粒径越细。最粗的卵石主要淤积在变动区的上端。因此,变动回水区河段的水力分选功能明显。变动回水区上端淤积相对较少,而下端淤积较多,主槽淤积较少,而边滩淤积较多。以175m水位方案为例,在7.68亿m3的总淤积量中,30%淤积在主槽中,70%淤在边滩。
(4)随着泥沙的累积性淤积,变动回水区原卵石河床逐渐为泥沙覆盖,河床糙率随之降低,水面比降也随之减小。以175m水位方案为例,建库前寸滩流量30400m3/s时,重庆至长寿河段的水面平均比降为2.0×10-4,水库运用30年、50年和80年后,其水面计算比降分别为建库前的69.0%、61.5%和61.0%;水库运用80年后,重庆以上河段的河床糙率系数相当于建库前的85%,重庆以下河段为75%。
(5)细泥沙在变动回水区河段中的造床功能不可忽略。淤沙的粒径分析表明,各种颗粒的泥沙都参和了变动回水区的累积性淤积。以175m水位方案为例,在7.65亿m3的全部淤沙中,小于0.05mm的细沙为2.46亿m3,占总量的32.0%。在180m水位运行80年的试验中,细泥沙占更大的比例,在9.76亿m3的总淤积量中小于0.05mm的细沙为5.37亿m3,占55%。这说明,三峡水库运行水位越高,越不能忽视细泥沙的造床功能。
4各水位方案对变动回水区河段航运的影响
三峡水库建成后,万吨级船队能否到达重庆九龙坡码头,也是三峡工程蓄水水位方案需要论证的新问题之一。试验表明,三峡水库按175m水位方案运用80年后,在水库消落期3.5m水深的最小航宽不小于150m,航道曲率半径一般均大于1000m,水流流速也较建库前大幅度降低,一般均小于2.5m/s。非凡是窄深河段,如铜锣峡、明月峡和黄草峡,建库前的急流状况大大缓解,寸滩流量30400m3/s时,流速均小于2.5m/s。九龙坡码头位于变动回水区中段,九龙坡以下河道形成了一条比较稳定的深水航道,基本上满足万吨船队对航道尺寸的要求。试验过程中也发现,个别浅滩段(如洛碛)在个别枯水年的水位消落后期,3.5m水深航道宽度最小仅80m,需疏浚扩宽。某些浅滩段如九龙坡、金沙碛、金川碛的主航道在水库运用过程中发生倒槽,新航槽中的一些礁石需事先清除,以策航行平安。按180m水位方案运行80年后,九龙坡以下航道3.5m水深的最小航宽均在300m以上,航道曲率半径均大于1100m,水流流速一般均小于2.5m/s,其航道条件较175m水位方案优越,完全满足万吨船队到达重庆九龙坡码头的要求。
175m方案和180m方案都存在较严重的码头边滩淤积新问题,除佛耳岩港和长寿港外,几乎所有重庆港码头、厂矿专用码头以及地方码头的前沿均出现大片边滩,将严重影响码头作业。例如在175m水位方案中,九龙坡码头前沿出现了宽约50~100m边滩(滩面高程约170~175m),原九龙坡码头作业区被淤废需要新建。由于嘉陵江入汇口的主流左摆,重庆朝天门港区嘉陵江沿岸1#~4#码头出现大片三角形边滩(最大宽度达300m,高程约170m),原码头作业区基本被淤废亦需重建。
5175m水位方案的重庆洪水位
三峡水库长期运用后,重庆市洪水位抬高值是由一维数学模型提供的。考虑到数值中变动回水区河段糙率不易确定,加之,河道淤积数量及淤积部位对洪水位影响较大,数模成果宜在长模型中进行验证。长模型在复演重庆1981年大洪水时(寸滩流量85700m3/s),水位最大误差为0.22m,模型沙又严格遵守了各项相似比尺要求,非凡是级配相似。河床淤积后,动床阻力也能满足相似要求,因此,用长模型预告三峡水库长期运用后重庆市洪水位,具有较高的精度。
由于变动回水区的下端位于长寿,模型尾门放在长寿并按一维数模的计算水位控制,并在175m方案80年淤积地形基础上进行水库运用100年的淤积试验。在100年淤积地形上分别观测了洪水频率为1%、5%和20%(洪水流量分别为88700、75300和61400m3/s)的沿江水位,相应频率的重庆洪水位分别为200.85m、197.65m和194.04m。相应频率建库前重庆洪水位分别为194.30、190.18和185.90m,即分别抬高6.55、7.47和8.14m。考虑到长模型试验的精度,洪水位的误差为±0.5m。
数学模型计算的重庆1%频率洪水位为199.09m,比长模型试验的结果偏低1.76m,5%频率洪水位偏低1.51m,20%频率洪水位偏低1.43m。数学模型所采用的长寿以上河道的综合糙率系数比长模型实际值偏小约8%~10%。为检验糙率对水位计算值的影响,在数学模型上进行了糙率敏感性分析[5]。结果表明,增、减糙率10%对常年回水区的水位和淤积量影响很小,而对变动回水区的影响较大。当糙率值增大10%时,百年一遇的重庆洪水位为201.21m,和长模型的预告上限值201.39m很接近。
6结语
(1)建立三峡工程变动回水区长泥沙模型不仅是必要的,也是完全可能的。只要认真把握住全沙模型相似律的基本点,就可以较好地复演近200km河道中水流和泥沙的运动规律及河床的冲淤变化,从而为全面探究长河段泥沙新问题提供新的手段。
(2)长江中各种粒径的泥沙均参和变动回水区的累积性淤积,在长河段上道行全沙试验能较好地反映河床淤积形态,从而能较好地明确泥沙淤积对变动回水区航运的影响。
(3)三峡工程不论何种水位运行方案,其变动回水区将发生累积性淤积,其淤积速率随着水库运用年限的增长而减缓,并最终达到新的平衡。在淤积发展的过程中,河道向单一、规顺、微弯、高滩、深槽演变。
(4)在变动回水区中淤积沿程分布的总趋向,是愈往上游淤积越少,但在靠近回水末端一段是粗沙卵石淤积区,淤积比较严重。在横向分布上,总的情况是边滩淤得多、主槽淤得少,但在发生倒槽河段原主槽将发生严重淤积。淤沙粒径的分布规律是上游粗、下游细,细颗粒主要淤在高滩上。
(5)随青河床的淤积,水位不断升高,但因淤沙覆盖原沙卵石河床的程度增大,河床糙率减小,水面比降也随之减小。蓄水位愈高,淤积量愈大,水位壅高愈多,水面比降亦愈小。
(6)蓄水位175m方案运用80年变动回水区河床接衡,运用100年基本平衡,长江九龙坡以下形成一条较好的航道,基本满足万吨级船队直达重庆九龙坡码头的要求,但现有沿江大部分码头将受到严重影响。对港口淤积造成碍航的新问题应通过优化水库调度、港口改造、航道整治和疏浚等办法加以解决。
(7)蓄水位175m方案运用100年后发生百年一退洪水时,重庆水位约为200.85±0.5m,较建库前抬高约6~7m。
(8)在改善航道条件方面,180m方案优于175m方案,在长江九龙坡以下可形成一条良好航道,完全满足万吨级船队直达九龙坡码头的要求,且大大增加万吨级船队驶抵九龙坡的天数。但由于在180m方案中增加的淤积量都是小于0.04mm的细颗粒,使边滩淤高,对现有沿江码头的影响较175m方案更为严重,需要结合港口改造和整治来解决。
(9)在175m方案中前期按低水位156m运行,其前10年长江铜锣峡以下航道较建库前有一定改善。假如运用30年,则某些关键河段的航道条件已接近建库前的严重情况。因此,低水位运行阶段不宜太长。
参考文献
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4GardeBJ,RajuKGR.Resistancerelationshipfroalluvialchannelflow.JoftheProcoftheAmSocofCivEng.HydraulicDivision,HY4,1966;(6)
5长江科学院.三峡工程水库泥沙淤积计算敏感性分析(长江三峡工程泥沙探究文集).水利电力部科学技术司,长江科学院,北京摘要:中国科学技术出版社,1990摘要:56-72
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Abstract
(1)档案管理制度不完善。目前,部分灌区对水利工程档案在工程建设和管理的重要性还认识不够,单位档案管理制度不够完善,档案日常管理松懈,档案收集过程中,制度形同虚设。加之有的档案在立卷过程中没有按照卷内文件目录顺序进行排序组卷,卷内目录与实际整理文件不相符,卷内资料漏失现象比较普遍。由于只注重工程建设,没有相应的制度来管控工程档案的同步管理,因而造成工程档案缺失,对建设和运行过程中出现的问题无法提供有效的、科学的数据资料等,直接影响到工程建设和运行维护管理。
(2)档案现代化管理意识薄弱。随着互联网技术的快速发展,大数据时代已经到来,各种智能和应用APP已经普及到日常工作和生活之中。但是,不容忽视的是,大部分灌区的水利工程档案资料还封闭在各自的档案资料室里,档案管理的现代化意识还很薄弱,导致配备的档案管理设备和管理软件没有起到相应的作用。因此,如何利用互联网、云计算和大数据时代,做好档案数字化和现代化管理工作,是灌区水利工程档案管理快速发展面临的一个现实问题。
(3)档案管理与提供利用难以适应档案网络化的发展需要。这一点主要体现在,灌区水利工程档案数字化的程度很低,跟不上日益增长的档案利用需求。档案管理人员操作不熟练,配备的档案管理设备和管理软件没有起到相应的作用,虽有计算机和档案管理软件,但纸质档案没有实现数字化和进入数据库,还按手工方式在进行查找和查阅。
(4)档案管理专业人员匮乏。目前,部分灌区为了节约成本,档案管理人员一般均为兼职人员,很少配备具有专业档案管理知识的专职档案管理人员。由于档案管理的专业性较强,若是单靠没有接受过专业培训的人员来完成此项工作,失误和错误就难以避免,这样的档案也就不足以为水利工程建设提供可靠的、科学的、完整的依据,必然为水利工程建设和管理带来影响。部分灌区对水利工程档案管理工作并没有严格按照“四同步”的要求展开工作。加之,由于工程建设期间的管理和环境因素等影响,使得水利工程档案的管理无法与工程建设和运行管理同步进行,因此造成档案质量偏低,可参考性和可依据性较差。
2加强灌区水利工程档案信息化管理的对策措施
(1)提高认识,增强做好灌区水利工程档案管理工作的责任感。关键要从三个方面提高认识:一是加强灌区水利工程档案信息化管理和利用,可以实现灌区水利工程档案信息资源的合理配置、科学管理,为灌区建设提供必要的服务。二是完整、可靠的档案信息可以为灌区的综合分析、决策提供有力支持。三是灌区水利工程档案信息化可以实现网络化服务,做到资源共享,提高灌区档案信息利用的效率。
(2)落实相关法规,建立灌区水利工程档案信息化管理标准。一是要熟悉档案管理的相关法规和标准,不仅要重视硬件投入,更要重视符合标准化档案管理软件的投入,使得档案信息化的流程符合国家和地方对于档案管理的标准和要求。二是现有纸质档案的数字化程度高低,决定了灌区档案信息化建设的规模与水平,也是灌区下一步建设数字化档案馆的基础。三是采用统一的数据库,是档案数据库的基础,是有效管理档案系统的基石,是高效调用数字化档案的保障。
(3)加大资金投入,加强硬件设施建设。根据我省灌区的实际建设情况,首先应当配备档案信息化需要的相关基础设施设备,例如,津科JI-110档案管理系统、SQL2000数据库系统、大容量存储系统、高速扫描仪、管理计算机和打印机等设备,为做好档案信息化管理提高技术支持。同时,应对灌区的档案管理人员进行办公自动化和信息化应用技能培训。通过上述措施,可实现灌区水利档案管理的部分数字化和局域网网络化管理,大大降低档案管理人员的工作强度,同时数字化加工后的档案资料信息能得到更好的保存,保证了灌区水利工程资料的安全性和完整性。
(4)加强环节管理,健全档案资料收集和整理工作。档案管理人员要从项目开始立项时,搞清楚项目的隶属关系、完成方式以及项目将要形成哪些文档资料,初步确立收集文档资料的内容,做到确保关键性材料的有效控制。接收资料时,参照水利行业工程技术档案的要求,建立档案目录,根据目录来收集,最后检查收集的材料是否符合归档要求。在灌区水利工程建设中,可适当采用合同约定的方式,预留一定比例的工程合同价款,作为工程档案的保证金。工程参加单位应按照要求收集、整理、归档工程各环节的文档资料,在工程竣工时,经建设单位签发资料交接单后,才支付这笔尾留款项。
(5)完善档案管理制度,树立档案现代化管理意识。建立健全档案管理制度,按照“统一领导,分级管理”的原则,将水利工程档案的收集、立卷、归档任务层层分解,具体落实到各部门,纳入相关的管理程序和职责范围。做到有组织领导,有专业档案管理员,有合适的档案管理制度。管理观念现代化是档案现代化管理的灵魂,通过使档案管理人员现代化意识的提高,可使档案管理的被动式服务为主动式服务,将封闭式服务转变为开放式服务,使水利工程档案更好的服务于灌区经济的发展。
(6)积极争取资金,提高档案数字化水平。各灌区可利用续建配套与节水改造项目的信息化资金,加大对灌区水利工程档案的数字化加工范围,开展灌区水利工程档案的整理、扫描、图像处理、图像存储、数据挂接、数据验收、数据备份等工作,提高灌区水利工程档案的数字化程度。同时,利用计算机和软件技术,使用国家规定的档案管理软件,实现对档案的收文管理、行文管理、合同管理、档案管理、查询管理、用户管理、以及系统自身维护等功能。另外,可依据灌区自身需求和使用环境,建立档案网络版,实现局域网或广域网上档案的授权共享和调用。
(7)加强业务技能培训,提高档案管理人员的素质和能力。一是要提高服务意识、树立服务思想,变被动服务为主动服务。二是定期让档案管理人员参加档案管理方面的培训和学习活动,促进业务交流。三是加强基层档案管理人员在计算机、网络、信息化等相关专业知识领域的学习,为下一步档案数字化建设,档案信息化管理打下扎实的基础。四是档案管理人员对使用的档案管理软件能进行熟练的操作和使用,通过一定的专业培训提升管理人员的业务能力和水平。
3结语
①农业基础设施的严重老化,由于建设使用年限过长,造成灌渠的损坏堵塞或因年久失修造成灌渠或者其他基础设施根本就不能使用。
②就渠道来说,由于维护不及时或者其他因素造成渠道堵塞或者损坏,造成支渠等已经不能通水,即使是通水也达不到大面积灌溉的要求。
③一些地区的农业配套灌溉设施老化严重,出现裂纹,排水闸已经不能使用,或者是闸口遭到破坏造成水资源的流失,水没能够被引到最需要的地方。
④由于时间太长不维护造成渠道的边坡不稳定进而造成渠道被滑坡或者桥梁断裂形成堵塞的现象。以上问题是在灌区的农业基础设施中最为重要的灌渠最常出现的问题,这些问题的出现直接影响到了灌渠的使用,并直接导致水资源无法顺利地得到利用,进而影响到农作物的收成,时间长了会影响到整个灌区的农作物的生产这些问题需要得到足够的重视,特别是灌渠等基础设施的日常性的基本维护工作必须要做到位。
2一些地区的灌区工程建设管理工作现状
2.1资金资金是进行灌区基础设施维护的最直接问题,虽然我国是农业大国但是却称不上是农业强国,在现阶段来说农作物还不能带给农民很高的收益,而在农业灌溉基础设施出现问题的时候最让人头疼的就是钱的问题,出现了损坏,需要补修的时候钱从哪来,特别是在一些农业大省,虽然农业作物产出量较大,但是农业作物所创造的直接经济价值是不太高的,这就造成农民种地的产量在不断的增长但是相应的收入却没有很大的提高,这也造成了农民对于农业的积极性不高,而对于相应的基础设施的维护就更不上心了,因为即使是投入资金维护也起不到很大的作用,不能直接地创造更多的财富。进行渠道或者农业基础设施的维护需要投入大量的资金和人力。在我国很多地区,农业虽然较为发达,但是经济却相对落后,因此在这些地区进行农业基础设施的维护困难重重,一方面由于农业灌溉设施的占地面积较大,维护成本也相对较大,另一方面人力资源不足造成日常的维护工作无法进行,更不用说再进行大面积的渠道等基础设施的维修与管理了。在很多农业发达地区都采用投劳折资的办法,但是实施标准却没有及时地更新,很多农民宁愿出去打工也不愿意在家门口挣那么少的工资。资金和人力资源的缺乏造成了农业区的农业基础设施维护很难进行。
2.2工程建设的管理需要进一步完善无论是何种工程建设其施工过程都需要完善的严谨严密的工程监理工作,这是工程质量的保证,也是工程建设的必然要求,但是在灌区的相关配套设施建设或者节水工程的建设过程中还是存在一些问题的,很多监理工作只停留在对施工阶段的质量监理而不是对于整个工程的全程监理,另外一方面,灌区工程建设由于其特殊性某些地方的监理合同内容是很不规范的,有时候只是走走形式,这对整体的灌渠管理是极为不利的。再有就是施工技术和观念的脱节。有一些沿用了很长时间的技术还在使用而没有任何更新,陈旧的施工技术与处理工艺在很大程度上影响了渠道的使用效果。
2.3资料管理的问题工程建设是一项需要专业素质的工作,无论是工程相关资料的管理还是施工人员都需要有较高的专业素质,但是在一些施工单位或者质检部门存在着很多未接受专业培训的人在做着需要专业知识的工作,造成资料管理的混乱,这主要是由于资料管理人员不具备相关的资料管理知识,时间长了就会出现自己设计数据的现象,这种行为的影响是巨大的。
3灌区水利工程管理的对策
3.1注重整体完整化的监督管理在日常的维护工作当中要做好养护工作,把养护细节做好,日常使用中一旦发现出现损坏要及时的进行维修,使破损度降到最低,这样做虽然会增加一些日常维护的工作量,但是从长远来看对灌区设备和灌区的资金投入都有着积极的意义。再有就是要注意各部门的协同合作,在出现问题时要采用何种维护模式进行修补都要通过统一的系统进行共享,生成维护检测报告给各部门参考,这样做能够优化资源,在最短的时间内把问题解决。
3.2加大宣传力度,营造爱护水利工程的舆论氛围灌溉区的水利设施对于灌溉区的意义是不言而喻的,对农作物来说水利设施可能就相当于命脉,经过一些灌溉设施的维修记录来看,很多问题是因为日常的使用方法不正确或者人为的破坏造成的,这就涉及到对于爱护灌区设备的日常宣传,灌区设备的健康状况与运转情况与灌区生活的人们的利益是紧密相连的,对水利设施的爱护就是对自己家园的爱护,另外要下大力度对蓄意破坏水利设施的违法行为进行处罚,不断进行爱护水利设施的宣传。
3.3加强工程建设,确保工程质量水利设施的质量直接关系到水利设施的寿命,在一些案例中我们发现确实存在一些地区的水利设置质量不过关,造成在使用过程中出现很多问题,这就要求在灌区的水利设施的建设之初就要严格把守质量关,完善质量保证体系,建立健全质量追溯体系,在进行施工之前首先要严格筛选施工单位,一定要选择有相关的施工资质且在业内较为先进的施工单位,在进行施工过程中要不时地进行抽查,对于不符合质量要求的设施要进行整改直到达到相关要求为止。最后建立完善的建设资料体系,这对于日后的设施维护有着重要的参考意义。
3.4转变工程管理观念,创新管理体制建立完善完整的工程管理体系对于整个工程的建设与维护有着积极的意义。要不断进行体制上的创新以适应不断变化的环境,创新管理体制,使工程从施工到后期的维护都能够在完整的体制内进行,这样对工程安全及日后的维护都有着重要的意义。
3.5加大管护经费投入,保证工程管理工作资金是工程建设,工程维护的基础,没有资金投入工程建设与维护是无法进行的,这就需要相关的管理部门开拓思想,进行体制创新,让自己管理的资源能够自行的运转起来,产生收益,保证工程的建设与维护能够进行。
3.6加大考核力度,建立长效管理机制管理者是人,对人要严格考核,做到考核的细化,切忌一刀切,要准确的找出责任人,建立较为完善的人事管理制度,将考核与灌区的设施维护结合到一起。
4结束语
关键词:市政排水;施工;发展趋向
中图分类号:TU99文献标识码: A
前言
市政排水工程是城市运作、市民生活不可或缺的保障性基础工程,新时期城市发展需要更为稳定、可靠和连续的市政排水系统作为支持。因此,对于市政排水工程的相关要求和需要呈现出日益严格和逐步丰富的特点。市政排水工程建设中应该抱有对城市发展负责,为市民生活负责的思想,从市政排水工程的基础性和重点性环节出发,对于常见于市政排水工程的施工和技术问题进行全面地研讨,形成以问题防范为中心的市政排水工程技术体系和施工管理模式,形成对市政排水工程的质量保障,使市政排水工程的功能可以进一步发挥,进而为城市生活和生产提供一个良好的基础与系统。
一、排水工程的重要性
城市排水工程建设是城市基础设施建设的重要组成部分,它与人民的生活息息相关,一个城市排水工程设施是否完善,直接关系到这个城市的经济发展和人民的生活质量,因此,加强城市排水工程规划、建设和管理,合理经济地排除和处理城市污水、废水是一项十分重要的工作。现在我国城市基础设施相对落后,加上排水管网和城市污水处理厂的建设滞后等问题。日益严重的水污染问题要求我们加强对城市污水的治理,城市排水系统除传统的防止雨、洪、内、涝、保护城市公共水域和排除和处理污水等功能已不能满足时代的要求,还需建设污水处理厂达标出水的再生利用工程,使城市水环境畅通,达到水资源可持续循环利用的效果。
二、市政排水工程施工中存在的问题
(1)管道质量问题
在市政排水工程的具体施工中,一些施工企业以经济利益为核心,片面追求自身效益,采用以次充好的方法,将劣质管道应用于市政排水工程的施工之中,出现了市政排水管道结构强度不足,在地面压力过大,甚至在正常的运行中出现断裂,进而导致整个市政排水系统出现问题。此外,劣质管道没有规定的抗渗能力,在长期运行中出现松散和渗漏,进而引发市政排水管网附近地面疏松,引起路面塌陷,给城市交通和市民带来严重安全隐患。
(2)检查井施工的问题
检查井基础施工时,施工人员一旦将规范要求抛之脑后,极易导致检查井基础不牢,日后使用时检查井就会出现沉降及破损漏水。闭水试验逐渐被闭气试验代替,但其不能带井试验的缺点也令人头疼,因为这意味着不能有效控制检查井的质量,大大提高了后期渗漏水的概率。
(3)回填土时出现沉陷现象
当管道安装完成后,则需要进行回填土施工,管道排水工程对回填土的质量要求较高,一旦回填土质量控制不严,土质含水量较大,回填时没有进行夯实作业,施工时没有严格按照施工要求进行等,则会导致结构出现不稳定性,导致沉陷的发生,使道路的质量受到影响。
三、加强市政排水工程施工的措施
(1)建立和完善监理机制
在城市工程给排水管理中,施工单位质量的基础是自控,关键是监理单位的有效监管。要提高工程质量,监理应该着眼于工程的工期进展和质量,采用法律的手段控制工程进度、造价和质量等,协调生产过程中各有关单位的关系。首先,培养专业的排水工程监理队伍。市政排水工程质量监理是一项项目多、难度大、复杂性强、任务重的监理工作,由于市政给排水工程是一项综合性的工程,需要结合许多学科,一般的专业人员只专注于自己所学的专业,很难胜任市政排水工程的监理工作,因此,监理公司要对市政排水工程监理人员进行专业的培训,使一人多能,为公司增添技术实力。
另外,要有确保市政排水工程质量监理设备。先进的设备可以在很大程度上确保对市政排水工程质量的检测,人与仪器、设备有机的结合才能监理出优良的工程,因此监理公司要配备先进的检测仪器和设备,结合使优秀的人才和先进的器械,使检测手段更加现代化,从而增强监理公司的质检实力。
(2)加强管道安装施工过程管理
对于市政排水工程施工项目来说,管道安装质量是施工管理的重中之重。首先,排水管道铺设过程中,应注意小心开挖,避免涉及范围过大,对原有管线造成影响。例如,如果排水管道与电缆、煤气管道等出现交叉,在施工中没能加强防备而破坏了管道,可能影响居民正常生活,甚至引发事故。其次,在安装排水管道时,应尽量选择优质材料,避免劣质材料对整体质量产生影响。例如,选择性能良好的接口填料,按照施工规范的流程设计材料配合比,确保施工工艺的科学性、合理性。再次,对排水管道接缝位置的优化处理,可避免发生滴水、渗漏等问题。在接口缝的内部进行深度清洁,必要时候采取凿毛方法处理内部杂质;在铺设管道之前,还需要对管道基础表面的淤泥、杂物等再次清除,依据图纸反复确认样板标高及中心位置;还有,在下管过程中,涉及到大型吊装机械的作业,需要人工与机械合作完成,应注意施工过程的安全管理,要求所有工作人员佩戴安全帽,吊装作业要有专人指挥。在挖掘沟的边缘停靠吊装机械,注意保持一定距离,同时注意观察分析沟壁土质的稳定性,以免工作过程中发生沟壁坍塌。个别位置不便于大型机械作业,则需要人工压绳下管,此过程也要注意固定管道的牢固性和安装位置的正确性,避免二次返工。
(3)强化土方回填施工
土方回填要及时清除杂草、淤泥等杂质,杜绝使用含有机物的土和过湿土,并保证沟槽回填时干净平整。对于过湿土应该采用晾晒或掺干石灰粉,以降低其最佳含水量。在土方回填中,管道的胸腔部位要是达不到规定的密实度,因为地面荷载与管顶的土压力大于胸腔部位的土压力,压力差导致管道接口开裂,所以要坚持按照路基土分层回填压实的相关要求。此外,还要做好技术交底工作。
(4)加强对检查井施工的技术管理
必须保证检查井及地基的实际施工与图纸规范一致,一旦干扰到井下原状土层,就要立即使用石灰土或砂砾碎石压实回填。在检查井闭气试验中如果条件允许,可结合闭水试验一起进行带井检测。如果条件不允许,采取一些能够确保施工质量的措施,达到闭气试验的标准,这样就可以确保对检查井相关的试验效果。
四、市政排水管道应用趋势分析
(1)发展柔性接口型式
在用平口管安装时,用水泥砂浆封缝或用套环连接防不了污水外溢,随着社会的发展,它必将被淘汰;未来发展趋势是使用柔性结合的承接口式排水管。
(2)发展低压力排水管
带低压运行的排水管不仅是设计需要,其可以用压力管的生产工艺来生产。综合成本可以与排水管同比接近。
(3)发展绿色混凝土管
在排水管的混凝土中可以应用很多有利于环保的工业废料,从而促进绿色混凝土在排水管材中的应用。
(3)发展高耐久性的塑料管
我国使用排水管时间不长,在其设计寿命的验证方面尚缺少数据,但污水对混凝土管的腐蚀及堵塞是一个不争的事实。不仅仅是排放有腐蚀介质的管道,普通生活污水管也存在耐腐蚀问题,而耐腐蚀管的生产技术关键是突破以往混凝土材料的观念,大力发展塑料排水管,进一步拓广排水管的应用领域。
五、结语
总而言之,在城市化进程的不断发展中,基础项目的建设必不可少,一方面可为城市居民提供良好的生活条件、发挥基本城市功能;另一方面则对城市防治污染、抗洪排涝起到积极作用。只有对城市排水系统进行合理、有效地规划、建设、维修养护和有效控制,才能够发挥城市排水系统的功能,提升市政排水工程的质量与功能,更好地为城市和谐发展做好功能性、基础性贡献。
参考文献
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