渠道设计论文范例6篇

渠道设计论文

渠道设计论文范文1

高台县友联灌区位于河西走廊中部,属黑河流域中游沿岸大型灌区之一,高台县三清干渠是友联灌区主要的引水渠道。干渠从临泽县蓼泉镇塘湾村处的黑河南岸开口引水,西至高台县骆驼城山水河,全长67.75km,设计流量3.90m3/s,加大流量4.90m3/s,控制灌溉面积6.74万亩。同时承担着小海子水库1048.1万m3和鮑家湖水库447万m3的蓄水任务。三清干渠始建于1975年,原为土渠运行,2001~2004年黑河流域近期治理项目中已完成三清干渠改建衬砌40.48km,干渠CH23+066~26+674渠段3.608km,因受小海子水库除险加固工程施工及考虑小海子水库调节灌溉等因素影响,未进行建设。

2.存在问题及工程建设原由

三清干渠CH23+066~26+674渠段地处小海子水库北侧,紧靠小海子水库土坝布置。由于小海子水库除险加固工程完成后,扩大了小海子水库库容,新建小海子水库坝堤位于该段干渠下游,从而使三清干渠CH23+066~26+674渠段处在水库中。在小海子水库除险加固工程设计中,曾考虑废除三清干渠CH23+066~26+674渠段,让三清干渠上游引来的水进入小海子水库,经水库调节后输出到下游三清干渠,以满足灌溉需求。但经勘测后发现,三清干渠CH26+674处渠底高程为1365.156m(也即小海子水库三清干渠放水洞洞底高程),而小海子水库丰稔干渠放水洞高程为1362.0m(也即水库库底高程),相差3.156m。经计算,要满足三清干渠从水库引水,水库水位高程必须达到1366.5m,此时水库最大水深4.5m,相应库容为240万m3。同时,由于5~7月份黑河基本断流,三清干渠通常只能引1~2m3/s黑河潜流,此时正是灌溉高峰期,灌溉用水量很大,水库水位很难满足三清干渠引水要求。若采用废除三清干渠CH23+066~26+674渠段,经小海子水库调节后输出到下游三清干渠的方案,将造成在小海子水库低水位时,三清干渠无法正常引水,而丰稔干渠则可尽情引水的局面。同时易造成各渠系分水不均矛盾,导致诱发社会不稳定因素的发生。若保证小海子水库水位满足三清干渠正常引水,水库库容需维持在240万m3左右,该库容将成为死库容不能发挥应有的效益,小海子水库的灌溉效益将锐减。

综上所述,为了保证三清干渠正常引水,同时使小海子水库的灌溉效益得到充分发挥,修建三清干渠CH23+066~26+674渠段是解决问题的关键。

3.工程设计

3.1抗冻胀设计

经地质勘察,三清干渠CH23+066~26+674渠段大部分座落在沙壤土层上,为冻胀性土层。高台县气象局实测本区多年平均冻土深度为106cm,即标准冻深106cm。经计算,设计冻深值为阳坡85.3cm,渠底98.5cm,阴坡127.84cm,冻胀量为7.57cm。依据《渠系工程抗冻胀设计规范》(SL23-19)规定,冻胀量远大于衬砌渠道的允许位移值,需从适应冻胀、回避冻胀、消减或消除冻胀等方面采用抗冻胀结构及工程措施。

根据工程级别、日照及遮荫程度、地下水位埋深、渠道走向等因素,工程措施采用砂砾石置换冻胀基土,置换厚度为阳坡50~70cm,渠底60cm,阴坡60~95cm。抗冻胀结构措施采用设计方案比较优选。

3.2设计方案比选

根据对小海子水库地形地貌和三清干渠渠线的勘查,三清干渠CH23+066~26+674渠段在渠线布置上有三种方案可进行比选。

方案一:渠线沿新建小海子水库土坝外北侧绕坝布置方案。该方案渠线长约4.5km,但因该段地势低洼,地面高程低于渠顶设计高程约3~5m,属全填方渠道,填方工程量大,且建成后渠基为柔弱地基,渠道沉降隐患大,对渠道长期运行不安全。

方案二:渠线沿小海子水库外以南布置方案。该方案设计渠线自三清干渠CH18+925处沿原小海子水库回水线以南进行布置,渠线长约7km。因该段渠线经过之地全部为沙丘,且地势较高,属全挖方渠道,挖方工程量大。同时受地形所限,渠线须两次穿越312国道,渠线长,施工难度大,工程造价高。

方案三:沿原渠线布置方案。该方案设计渠线沿三清干渠原渠线布置,渠线平行于原小海子水库土坝,穿越小海子水库,渠线长3.608km。该方案渠基挖填适中,渠线短,工程量小,施工方便。但因穿越水库,需充分考虑冻胀、稳定等影响因素。

经综合分析比较,方案一安全隐患大,不宜采用;方案二渠线长,施工难度大,工程造价高,不经济;方案三渠线短,工程量小,施工方便、经济合理,较为理想。因此,渠线布置选择方案三。

根据选定的渠线,抗冻胀结构措施采用以下三种设计方案进行比较优选。

方案A:梯形明渠衬砌方案

设计采用已建三清干渠梯形断面结构形式,渠底为C15细粒砼砌石衬砌,厚度40cm;渠坡为C15砼预制块衬砌,厚度8cm;采用砂砾石垫层置换冻土,根据抗冻胀规范计算,置换厚度为:渠底60cm,渠阴坡60~95cm,渠阳坡50~70cm。方案A特性见表1。

表1设计方案比选表

方案

方案一

方案二

方案三

结构形式

梯形渠道

玻璃钢管渠道

正反拱箱形暗涵渠道

衬砌方式

C15砼预制块和C15细粒砼组合衬砌

玻璃钢管承插连接衬砌

C20钢筋砼现浇衬砌

优点

防渗、抗冻胀、抗冲刷性能好,适宜于一般、中强冻胀区;施工工序较少,工程造价低。

耐腐蚀、抗老化,抗冻性能好,自重轻,寿命长,摩擦力小,输水性能好。

采用弧底结构抗冻性能好,适宜于强、极强冻胀区和软土地基层;自重大,稳定性好,施工简便。工程造价适中。

缺点

水库高水位时干渠将被库水淹没,渠岸易被库水淘蚀冲毁;渠道抗冻胀能力差,易于冻胀破坏,使用年限短。

自重轻,在水中易漂浮,施工要求严格,工程造价高。

施工工序多,工程质量不易控制。

使用年限

30

30~50

30~50

每km投资

148万元

363万元

272万元

方案评价

最优

方案B:玻璃钢管衬砌方案

渠床的冻胀性属于强冻胀的中型渠道,回避冻胀的结构措施应采用暗渠或暗管输水,设计采用玻璃钢管承插连接衬砌,管径2.2m,管壁厚23mm。玻璃钢管管身由连续的玻璃纤维不饱和聚酯树脂、环氧树脂为基料,以石英砂及碳酸钙为无机非金属颗粒为填料压制而成。方案B特性见表1。

方案C:正反拱箱形暗涵渠道方案

渠床的冻胀性属于强冻胀的中型渠道,回避冻胀的结构措施应采用暗渠或暗管输水,暗渠的埋置深度应等于或大于工程设计冻深。设计渠底采用反拱弧底、渠顶为正拱盖板的正反拱箱形暗涵,底部设置非冻胀性土置换层。设计暗涵净宽3.0m,净高2.3m,内直墙高度1.3m;设计全部断面采用C20钢筋砼现浇结构,拱顶厚20cm,反拱弧底厚40cm,侧墙厚30cm。采用砂砾石垫层置换冻土,置换厚度为:渠底80cm。方案C特性见表1。

根据对拟选的三个设计方案进行分析比较(见表1设计方案比选表),结论为:正反拱箱形暗涵渠道方案较方案一具有抗强冻胀、抗滑坡性能强,适宜软土地基层和使用年限长等优点;较方案二具有自重大,稳定性好,施工简便,工程造价低等优点。

综上所述,三清干渠CH23+066~26+674渠段采用正反拱箱形暗涵渠道方案衬砌最为适宜。

3.3抗冻胀结构及强度设计

根据优选的正反拱箱形暗涵渠道,按照上下游渠道设计渠深确定的渠深为230cm,经计算,暗涵净宽300cm。由于拱的矢跨比越大,拱脚水平推力越小,对于减小拱脚水平位移引起的应力越有利;本次设计取1/6,即拱矢高度为50cm。

反拱底板内弯矩较小,主要承受轴向压力,因反拱底板跨度较小,反拱底板采用等截面圆弧拱,拱底厚度为40cm,拱顶厚度为20cm。

为保证三清干渠CH23+066~26+674渠段断面结构设计的合理性,对三清干渠正反拱箱形暗涵断面进行结构分析计算。按照实际情况,共分为以下四种工况:

a、第一种工况:箱形暗涵有水,库中有水

b、第二种工况:箱形暗涵有水,库中无水

c、第三种工况:箱形暗涵无水,库中有水

d、第四种工况:箱形暗涵无水,库中无水

在此只计算最不利的第三种工况:箱形暗涵无水,库内有水。

1)内力计算

由于渠外坡土压力比库中水压力下的多,只计算库中水压力产生的内力。

Mw=P水××h=17.689××1.9=11.2KN.m

M=γ0.ψ.Mw=1×1.0×11.2=11.2KN.m

2)配筋计算

由《钢筋砼计算手册》查附录表,取砼保护层C=25mm(二类环境条件),估计钢筋直径d=10mm,则a=C+d/2=30mm,h0=h-a=300-30=270mm,板计算宽度b=1000mm。

αs===0.01914

ζ===0.01932<ζb=0.614(截面尺寸和砼强度满足要求)

AS=fc.ζ.b.h0/fy=10×0.01932×1000×270/210=242mm2

ρ=AS/b.h0=242/(1000×270)=0.091%<ρmin=0.15%

根据以上计算得,截面尺寸和砼强度满足要求,只需按要求配构造筋,受力纵筋选用φ30@300;箍筋选用φ8@300(@300表示每两根钢筋中心的距离为300mm)。三清干渠属严寒地区过水渠道,根据规定混凝土强度设计为C20,抗冻标号为D100,抗渗标号为S4。

3.4抗滑稳定性分析

为保证三清干渠的稳定性,对三清干渠CH23+066~26+674渠段断面进行了稳定分析计算。

1)外力计算

箱形暗涵共受到四项外力,其中箱形暗涵自重和渠外坡土压力为永久外力,而箱形暗涵中水自重和库中水压力为可变外力,下面分别计算。

①箱形暗涵自重:

标准值:gk渠=γv=24×(3.8×0.4+3.8×0.2+1.8×0.3×2)=80.64KN/m

设计值:g渠=γGgk=1.05×80.64=84.67KN/m

②箱形暗涵中水自重:

标准值gk水=γv=9.8×(1.02×2+3×1.3)=50.27KN/m

设计值g水=γQgk=1.2×50.27=60.32KN/m

③箱形暗涵外坡主动土压力

标准值Pk土=0.5γKa=0.5×16××=8.7KN/m

设计值P土=γGPka土=1.05×8.7=9.14KN/m

④库中水压力

标准值Pk水==0.5×9.8×1.9×1.9=17.69KN/m

设计值P水=γQPk水=1.2×17.69=21.22KN/m

2)稳定计算

根据实际情况,箱形暗涵渠底与砂砾石垫层摩擦系数f取0.45,抗滑稳定安全系数ks为1.3,共分为以下四种工况:

a、第一种工况:箱形暗涵有水,库中有水

ks===5.4>1.3

b、第二种工况:箱形暗涵有水,库中无水

ks===6.59>1.3

c、第三种工况:箱形暗涵无水,库中有水

ks===3.15>1.3

d、第四种工况:箱形暗涵无水,库中无水

ks===4.16>1.3

综合上述计算分析,在四种工况下,箱形暗涵都稳定。

3.5设计成果

三清干渠CH23+066~26+674渠段长3.608km,控制灌溉面积6.74万亩,设计流量为3.90m3/s,设计正常水深1.5m,加大流量为4.90m3/s,设计纵坡1/3300。设计为正反拱箱形暗涵渠道,暗涵净宽3.0m,净高2.3m,内直墙高度1.3m,设计超高取0.8m;设计全部断面采用C20钢筋砼现浇结构,拱顶厚20cm,反拱弧底厚40cm,侧墙厚30cm。采用砂砾石垫层置换冻土,置换厚度为:渠底80cm。伸缩缝每9米设置一道,伸缩缝材料采用预埋环型橡胶带止水,以适应沉陷变形和防止漏水。

为考虑今后检修方便,在桩号26+666、27+266、28+266、28+466顶部设检修孔,检修孔采用钢筋砼预制盖板加橡皮止水,以防水库水进入渠内。

三清干渠暗涵左岸可用壤土填至与渠顶齐平,宽度2~3m;右岸岸顶宽度1.5m,用干砌块石护岸坡,以防止水库水淘空渠低。

渠道设计论文范文2

[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)(slj3-81 dlj201-81ch2-601-81)》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。 

渠道设计论文范文3

关键词:市场营销专业 毕业论文 开题报告 中国论文 职称论文

课题:跨国公司并购后营销渠道重组和管理研究

merger and acquisition

the research history and situation of sales channel management

关键词:cristal,millennium,并购,钛白粉,b2b,企业对企业,营销渠道重组,渠道管理;

摘要

abstract

目录:

第一章、绪论(4000字左右)

1、选题背景:

选题依据:国际大环境(金融危机),行业环境(多家大化工公司倒闭,公司间收购、合并)处于大规模调整阶段。

2、研究目的和意义:

总结本公司对于渠道整合的经验和不足,用理论工具进行分析,并加以改进实施。也对同行业中类似情况提供借鉴(甚至是国内民营企业收购跨国公司)。

3、研究的内容、思路和方法:

二、b2b营销渠道重组和管理的理论基础(8000字左右)

1、国内外对于b2b营销渠道重组和管理的研究现状:

国外研究理论成果;

国内研究理论成果;

2、渠道战略、设计、评估、重组和调整的理论基础:

营销渠道战略;

营销渠道结构、设计(设计目的,模式选择,影响因素等);

渠道权力/力量;

渠道成员选择、评估;

3、渠道管理的理论基础:

营销渠道中的产品管理、价格管理;

渠道成员激励;

渠道冲突管理;

渠道绩效评估;

渠道和谐;

三、产品、行业、公司简介(大环境和小环境);(5000字左右)

1、简介:钛白粉,国内外行业、市场、竞争现状(主要是dupont的营销渠道状况);

2、cristal和millennium公司基本现状介绍;

3、cristal和millennium产品类型简介;

4、公司制定(既定)的营销渠道战略、渠道结构设计和选择;

四、cristal、millennium合并前后的营销渠道现状和分析(8000字)

1、合并前双方各自的渠道情况;

2、合并后渠道冲突问题出现,和原因分析;

3、市场、渠道分析;

4、渠道成员评估;

五、营销渠道重组和管理的实施情况和成果(4000字)

1、产品管理、价格管理;1000字

2、渠道成员激励;1000字

3、渠道冲突管理;1000字

4、渠道绩效评估;1000字

5、渠道和谐;1000字

六、结论(1000字)

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渠道设计论文范文4

关键词:渠道防渗 渠道水利用系数 输水损失率

1概述

塔里木河流域由于近数十年来各源流灌区的无序开发,大量拦截水资源,使注入塔里木河干流水量逐年减少,从而形成干流逐渐枯竭,使下游数百公里河道断流,沿岸曾经生长非常茂盛的数百公里生态林逐年衰败甚至死亡,进而造成塔里木河流域大生态环境的急剧恶化,这种状态如不及时得到改变,大沙漠周边的绿洲也将面临被沙漠蚕食的古楼兰一样,成为大生态灾害的牺牲品,后果是不堪设想的。目前各源流灌区加大灌区节水改造力度,尽最大努力增加对干流生态水的排放量,达到改善塔里木盆地大生态环境的目的工作正在进行,采取的主要手段之一就是大规模的采用渠道防渗工程,以提高水资源的利用率和生产效率。

渠道防渗的研究是与灌溉发展过程紧密联系的。我国对渠道防渗的研究高潮在80年代,多次召开了全国性的学术交流会议。目前我国正在进行的大型灌区的续建配套和节水改造工作以及对于塔里木河流域正在进行的综合治理工作也都是以渠道防渗为主要工程手段进行的,而渠道防渗效果又是通过渠道水利用系数体现的,所以在实测资料的基础上,分析渠道水利用系数经验公式的合理性,给出统一的估算公式,具有重要的现实意义。

对于渠道水利用系数的估算,实质上可以归结为如何正确计算渠道的输水损失,以及渠道输水损失怎样合理的转化为渠道水利用系数。渠道的输水损失计算可以采用理论或经验公式计算。理论计算主要是求解各种初、边界条件下的渠道的渗流基本方程的解,理论分析的方法从损失机理、结果表达方面是相对精确的,但给出的初边界条件较为严格,操作上较为复杂,生产上应用不多。经验公式计算主要通过对现场实测资料的统计分析和或专门试验得出的。经验公式可以分为两大类,一类是对未衬砌渠道采用的经验公式,一类是对衬砌渠道采用的公式:对未衬砌渠道即土质渠道的渗漏损失总结的公式如埃及的莫尔斯沃斯和延尼达米娅的公式(C为现场采用静水法试验得出的渠道湿周上的渗透系数,d为水深,l为渠道长,x为湿周),以及AH考斯加可夫根据大量的实际数据的土渠输水损失经验公式为(式中为每公里渠道输水损失占渠道净流量的百分数,A为渠床土壤的透水系数,m为流量指数);对于衬砌渠道的输水损失,主要有戴维斯和威尔逊根据印度衬砌渠道总结的公式如(式中:S为各种渠床的渗漏损失,x,d,l,v分别为渠道的湿周,水深,渠长和流速,C为与衬砌材料有关的系数)。总之,这些基于实测资料上的经验估计式,大都具有形式简单、应用方便的特点。在有一般土质渠道输水损失的经验公式后,衬砌渠道的输水损失往往根据衬砌体的形式采用了不同的折减系数进行折减估计。从以上渠道的损失计算式的大致分类可以看出,以渠道的输水损失率形式表达的渠道输水损失可以方便的推出渠道水利用系数,因为从单位长度渠道损失率的定义就可以得出其与单位长度渠道水利用系数显然存在的关系,有了单位长度渠道的水利用系数,知道了渠道上流量沿程如何变化,就可以依据单位长度渠道水利用系数求得全渠道的水利用系数。

2渠道输水损失率

从概述当中可以看出渠道的损失计算对渠道水利用系数的估算是十分重要的,因此,分析并给出渠道输水损失统一的、一般的、合理的公式就具有重要的意义。

根据水在土壤中渗流的理论,当地下水埋深很大,有渗流速度近似等于K,水力坡降近似等于1,则每公里渠道渗漏损失的机理表达式为,每公里渠道损失率可以写成为。

式中:S为每公里渠道损失流量(m3/s·km);K为渠床土壤渗透系数(m/d);为每公里损失流量占渠道净流量的百分数(%);为渠道的净流量(m3/s);是考虑断面边坡侧向毛管吸水的修正系数,决定于土壤的毛管特性,取值为1.1~1.4;b、h、M分别为渠道断面的底宽(m)、渠深(m)、边坡系数。

因有渠道流量,而宽深比,则渠道的水深,代入渠道的损失率公式有,这一表达式经过变换后可以写成如下更为一般的表达式:

若以渗透性系数A代替,同时为使中的0.5次方更具有统计方面的河相意义,以流量指数m表示,则渠道输水损失率可以表达为更为简洁的形式上更接近于AH考斯加可夫的公式即。

由此可见AH考斯加可夫公式与从损失机理推导的公式是相通的,从推导的过程我们也更进一步了解了AH考斯加可夫公式中各参数的实质物理含义:在AH考斯加可夫公式中A为渗透性系数,是K的倍数关系,与渠道的几何尺寸以及渠床的毛管吸水特性有关;在AH考斯加可夫公式中m为流量指数,是与渠道流量状况有关的指数。

由于AH考斯加可夫公式是从大量实测土质渠道统计分析得出的,而从损失机理理论推导的这一公式与AH考斯加可夫公式具有如此的相似性,说明推导的这一理论公式是可以表达土质渠道的输水损失的,只是公式对渠道水损失率计算是基于地下水埋深很大,渠床为土质渠道的情况下得出的,根据渠道的地下水情况,由于地下水对渠道存在顶托作用,计算出的渠道水损失率还需要在规范的要求内进行一定的折减。

从我们对叶尔羌河灌区在世界银行一期项目已经防渗的渠道的渠道损失的统计资料进行分析表明,对于衬砌渠道公式所表达的形式也是一样的,只是公式中的流量指数以及渗透性系数取值不同而已。叶尔羌河灌区塑膜防渗和浆砌石防渗的统计分析,相关系数在0.75以上,具有较好的相关性。统计资料表明土渠存在,对于塑料薄膜防渗存在,而对于浆砌石渠道存在的关系,可见所推导的理论公式的确具有十分广泛的应用价值,对于衬砌形式不同的渠道以及土质渠道都可以得出形式上相同的表达渠道输水损失的公式来,所得出的理论公式中参数A以及参数m所具有的不仅仅是上述的物理意义了,更多的是渠道水损失率的统计意义,不同地区或地域可以依据现有的渠道进行统计分析得出与推导的理论公式形式上相同的公式用以指导实际工作。

3渠道水利用系数

在渠道地质条件、几何断面及衬砌形式等条件完全相同的渠道上,设起始段面的流量为Q0,离该断面桩号为x处的流量为Q(x),我们把x点处的流量Q(x)对x的导数的负值定义为该段面的流量损失强度P(X),。流量的损失强度与渠道本身的性质和流量的大小有关,可以假定,渠道某一段面的流量损失强度与该段的流量比值为常数k,。基于以上对渠道的两个基本假定,可以得出,对此式进行在0~x上的积分有,积分得出流量沿程变化的基本关系式,由此可见,沿程流量为一指数函数,k的数字反映流量消减的快慢,它是一个由渠道本身性质决定的参数。

有了渠道流量关系式,现在可以利用这一关系式推求每公里渠道水利用系数。对于前后断面存在,即,而距离起始段面一公里处的流量为,把损失强度代入此式有。

因此每公里渠道水利用系数,可以表达为,同理对于渠道水利用系数也可进行推算即,此式表明了全渠道水利用系数与单位长度水利用系数的关系。

很显然单位渠道水利用系数与单位渠道水损失率存在关系式,由此关系式再依据上述渠道水利用系数与单位渠道水利用系数的关系式,则有,这就是我们想要得到的渠道水利用系数的估算式。L为地质条件、几何断面及衬砌形式等条件完全相同的渠道长度。对于地质条件、几何断面及衬砌形式等条件不同的渠道可以首先划分为不同的计算渠段,利用估算式分别计算不同渠段的渠道水利用系数,全渠道水利用系数显然有,在此就不加推证了。

我们对渠道水利用系数推求,具有十分广泛的意义,主要是由于引入了单位流量损失率,而单位流量损失率具有形式简单的特点,所有渠道均可以采用统计的方式得出这一形式。从而更广的推求了渠道水利用系数。

4成果分析

渠道水利用系数估算式引入的渠道水损失率和渠道长度这两个参数中,由于渠道的计算段长度是一定的,因而影响渠道水利用系数的主要参数是渠道水损失率。而渠道水损失率又是由渠道的净流量、流量指数、渗透性系数三个参数得出的,因而渠道水利用系数最终可以归结为对这三个参数的正确确定。假定A、m值是确定的,并给出一系列m值,渠道的长度取1km。则渠道的水利用系数为,当流量产生相对误差时,有损失率相对误差定义为,可推出损失率相对误差为:

=

=

分别取流量的相对误差为1~10%,以1%为递增,并取m分别为0.4、0.5、0.6绘制渠道损失率与渠道流量误差变化图如下:

由图可见,流量误差越大,渠道的损失率产生的误差就越大,从而渠道水利用系数的误差就越大,且流量指数越大渠道水的利用指数误差就越大。在渠道的设计当中,常常采用设计流量为渠道的净流量来计算渠道水损失率,设计流量显然比实际渠道的平均过流量要大,这导致了渠道水的损失率计算误差偏大,对渠道水利用系数产生较大的影响应该引起注意。就渠道水利用系数的估算过程还可以看出以设计流量取代净流量使得渠道的水利用系数比实际的要大,这对我们确定渠道的规模以及节水效果的估计都是有影响的。从上面的分析当中还可以看出,渠道的长度可以把由于渠道的流量产生的误差以L次方的倍数放大的作用,因而计算渠道水利用系数时渠道的分段除了依据地质条件、几何断面及衬砌形式外,渠道本身也要求分段不宜过长,以尽量消除由于分段过长,使得流量的误差对渠道水利用系数产生过大的影响。

渠道设计论文范文5

关键词:调水;排水;地下水资源

中图分类号:S276文献标识码: A

我国是一个干旱缺水严重的国家,人均淡水水资源量只有2300立方米,仅为世界平均水平的1/4,是全球人均水资源最贫乏的国家之一,而且南北分布极不均匀,长江流域及其以南地区人口占了中国的54%,但是水资源却占了81%。北方人口占46%,水资源只有19%,特别是随着国民经济的快速发展,水资源供需矛盾日益突出。为解决这一矛盾,实现我国有限水资源的经济、社会和环境效益最大化,近年来在我国兴建了南水北调、引大入秦、引黄济青、引额济克等大型长距离、跨流域、跨地区的调水工程。本文就长距离调水渠道在设计过程中应注意的细节问题进行了分析并提出相应对策。

一、地下水对调水渠道的影响问题

为减少在调水过程中的渗漏和水头损失,同时从经济、环境和便于施工的角度考虑,我国目前大多调水渠道采用混凝土衬砌明渠形式。这种形式在施工期和检修期如果地下水位高出渠道渠底,或者在运行期地下水位高出运行水位的情况下,就会产生对衬砌板的浮托破坏。解决此问题的方法一般采用内排或外排的形式,内排就是在渠道衬砌板内设置逆止阀,当地下水位在施工期和检修期高于地板,或运行期高于运行水位的情况下,就向内打开阀门进行排水,以达到内外平衡的作用,它适用于地下水水质满足调水要求的情况。外排就是在渠道外侧根据渗流量计算设置一定数量的强排泵站,当地下水位在施工期和检修期高于地板,或运行期高于运行水位的情况下,进行抽水降低地下水位,已达到内外平衡的作用,对地下水水质达不到调水要求,不允许进入渠道的情况下,必须采用外排的形式。参照多项工程的运行和施工经验,由于外排受人为、机械故障等各种因素的影响较多,故建议在具备内排的情况的尽量采用内排的形式,同时无论是内排和外排在设计排水系统时一定要考虑周边环境,丰水年地下水升高、地质条件等各种因素的不利影响,确保排水系统满足最不利的施工期和检修期的要求,避免发生浮托破坏。

二、天然冲沟的穿越问题

凡是长距离的调水渠道,都会遇到无数的天然沟道穿越问题,一般的设计理念是遇到大型的天然冲沟,或隔一定距离会设一些左排涵洞、倒虹吸等进行排水,考虑经济造价因素,大部分冲沟穿越时通常采用回填设置截流沟将降水引流至左排建筑物的形式。参照以往的工程建设和运行情况,无论是设置排水建筑物还是回填设置截流沟的形式,对渠道越传部位都是薄弱环节,因为天然冲沟的形成过程历时时间长,情况复杂,故在进行设计时首先要对天然冲沟的地质情况进行详勘,其次要咨询当地老百姓冲沟的形成过程,历年的降雨过流情况以及对上下游的经济、社会影响情况等各种因素进行综合考虑,已确定是否设置左排建筑物和是否对基础进行处理,另外在施工过程中,设计人员要深入现场,根据实际开挖地质情况,核实设计的合理性以及进行必要的细化和优化设计。

三、不良地质条件的处理问题

长距离调水渠道往往会遇到膨胀土、湿陷性黄土、沙土以及破碎岩石和岩石中存在大量裂隙、断层、倾角、走向等等各种各样的复杂不良地质,对此在进行这些不良地段的设计时要特别谨慎注意,很多调水渠道在施工或运行中出现塌陷、滑坡、鼓胀等问题,追根到底都与不良地质处理不当有关,对这些地段除严格按照设计规范进行勘测和设计外,更重要的是在施工过程中,渠道设计的地质勘测人员和设计人员一定要根据开挖揭露实际地质情况进行复核,特别是对岩石的断层、裂隙和走向问题在前期地勘过程中很难判断准确,另外一些模拟计算也是假定一些参数进行的,实际上地层内部千变万化,一些参数的选定与实际很难完全一致,所以在条件允许的情况下还要进行一定的现场模拟实验。

四、与其他行业的交叉影响问题

修筑长距离渠道时,难免会截断原来的交通、通信、电力、地上地下的排水灌溉系统等问题,对此在进行渠道设计前期实物核查时一定要核查准确,避免出现丢项拉项的情况的发生,并搞清楚产权单位、作用、使用年限、截断后对社会的影响等等,同时在设计时要对各种不利因素考虑充分,认真遵守相关行业部门的法律、法规,积极征求和尊重产权单位的意见和建议,以减少在实施过程中不必要的麻烦,另外在设计桥梁、通信等与渠道交叉细节部位时,也要考虑周全,如有的桥梁扩大基础设置在渠道内,对扩大基础的开挖后的回填问题,了考虑采用低标号混凝土,或碎石土进行回填,以消除不均匀沉降造成渠道局部沉陷破坏,对一些墩柱设置在过水断面内时要充分做好与渠道交叉点的防渗设计等等。

五、渠道自身的防渗、抗冻设计问题

对长距离渠道的设计除以上提到的问题外,对自身的防渗、抗冻问题也是设计必须高度重视的问题,由于我国很多地区特别是北部地区气候条件较差,夏季和冬季温差以及昼夜的温度变化很大,渠道的防渗、抗冻融设计尤为重要。在南水北调京石段应急供水工程设计中,有些填方段和部分土渠段未设置保温板,结果经过冬季后,就发现未设置保温板的渠段均出现了不同程度的冻胀,个别严重地段鼓胀高度达20多公分,后经专家论证,在受破坏的部位拆除后增设了4cm厚的保温板,渠道冻胀问题得到了有效解决,在其他工程中也出现过因为渠道的防渗设计不合理,导致渠道的渗漏破坏,所以在进行渠道设计时,要充分考虑不同地域,不同地质条件的差异,对渠道防渗抗冻要求不尽一致,另外也要考虑不同施工工艺造成渠道施工质量的差异也会对防渗抗冻造成不利影响,如近年来在渠道施工中采用削坡机、衬砌机、磨面机等机械化施工,就有效的保证的渠道的平整度、衬砌厚度和密实度,相对于人工削坡、衬砌及抹面施工质量即好又稳定。所以在设计时除留足必要的安全余度外,也要对施工工艺提出具体要求。

渠道设计论文范文6

关键词:混凝土,U型防渗渠,农业节水灌溉

 

一、混凝土U型防渗渠工程技术的主要特点

U型横断面从水力学角度而言是最接近最优输水断面,混凝土U型防渗渠具有节约用水、少占耕地、节省工时费用等特点。

节约用水:一般未经过防渗处理的普通土体农渠,经验估计其渠道输水利用系数为0.8左右,而采用混凝土U型防渗渠技术,因混凝土材料具有较好的防渗性能,输水利用系数可提高到0.99,据此推算,每灌溉10 000 m3的水即可节约用水2 400 m3。

少占耕地:一般1 m宽的普通土体农渠采用开口60cm宽的混凝土U型防渗渠即可满足要求,即每1 km长的农渠可节约土地0.6亩,据此推算每万亩农田可节约耕地200亩左右。节省工时费用:从灌溉、管理、疏浚维护等方面分析,混凝土U型防渗渠可节省大量工时和费用;此外,混凝土U型防渗渠还具有水土保持、环保和整洁美观等作用。

二、混凝土U型防渗渠规划设计

混凝土U型防渗渠的规划设计工作,首先要根据农田地形图,圈出所要规划的范围,计算面积;其次依照一定的灌排原则,初步在地形图上进行规划,构思大体的框架和初步的配套建筑物;最后到实地进行调查研究,修正原初步规划设计方案,确定所建防渗渠的平面布置等总体框架和相关配套建筑物。

混凝土U型防渗渠设计的重点应考虑需灌溉的农田面积、灌溉用水量及U型槽的过水能力,根据过水能力和过水流量,确定U型槽的横断面尺寸以及渠底的坡降系数。

三、混凝土U型防渗渠技术

(一)防渗及施工设计

1、防渗结构设计

根据上述比较及各支渠的流量大小,整个灌区的支渠以下渠全部采用U型渠道,由机修厂生产的专用机械现浇150#混凝土防渗,按输水流量的不同采用不同规格的U型断面。

为适应温度变化,渠道每隔4 m留伸缩缝一条,并在渠道拐弯处或连接建筑物两端各预留伸缩缝一条,伸缩缝为宽深各2 cm的凹槽,用1∶1∶4沥青水泥砂浆填塞。填缝要密实,确保质量。

2、施工设计

(1)土模成形。

土模成形是U型渠道工程的基础,质量好坏对U型渠道防渗效果至关重要,一定要把好土模质量关。

对于挖方渠道,渠槽开挖时预留0.15 m的开挖厚度,待浇筑时再削至设计断面。对于填方渠道,过去是将2 m长钢模做土模的内模,然后在外面进行人工填土夯实,这样U型半径与切线切点的下部是最薄弱地点,往往达不到设计密实标准,影响混凝土防渗效果,在灌区设计中对于填方渠道先进行清基后,基础夯实,再分层铺土,每层厚20 cm,铺土要求均匀,表面平整,无大土块,含水量一般在15%左右,机械碾压或人工夯打遍数不少于8遍,直到符合要求。

填土宽度根据U型渠道的断面大小定,一般每边超过渠口宽(50~60)cm,达到设计高程后再进行开挖,并预留0.15 m的超填厚度,待现场浇筑时再削到设计断面进行衬砌。

(2)混凝土配比及规格要求。

水泥标号不得低于325#,石子最大颗粒为衬砌厚度的一半,但也不能太小,小石子虽然便于施工,但它会使混凝土强度降低,一般应控制在(1~2)cm之间为宜,砂子必须过筛,不能有土块出现。硕士论文,农业节水灌溉。

合理配比,充分搅拌,防止因砂子多、砂浆少、或水多造成的麻面,因砂少造成的峰窝,因搅拌不匀造成的缺料,所以要求按体积进行配料,固定料斗,搅拌次数不少于两遍。

(3)养护要求。

由于U型渠浇筑在野外作业,战线长,洒水养护条件差,但养护的好坏直接影响混凝土的质量,根据多年实践经验,要求在初凝后用塑料布覆盖,可以保证混凝土的强度。

(二)混凝土U型防渗渠施工工艺

1、混凝土U型槽预制

混凝土U型槽预制目前有多种办法,有采用自制钢模,用小型振动棒插入振捣,但混凝土因需要一定的养护期,因此需要大量的钢模,施工不经济,不适用农田整理大批量使用的需要;也有使用振动台振动预制和卷板式混凝土U型槽预制等办法,但生产出的U型槽质量不佳,用的较少。通过实践现在有两种预制办法使用较多,应用较广。

(1)采用混凝土U型槽预制专用机械生产的办法。采用机械液压压实成型,辅以U型内侧表面振动,上下U型与槽壁厚同宽钢模保护成型,可立即脱机,经过一周的养护,便可运输安装,适合农田整理中大批量使用需要,预制质量尚可,关键在预制时要注意所用材料质量、混凝土配合比、水灰比及压实成型的压力控制。硕士论文,农业节水灌溉。这种预制办法,(30~60)cm口宽的可整块预制,(60~100)cm口宽的一般做成两半块预制,这样能减少变形,也便于运输安装。

(2)使用地胎膜预制的办法。这种办法适用于60cm口宽以上的U型槽且必须做成对称的两半块预制,安装时对接成型的。施工方法:首先平整一块场地,连续开挖平卧的半个U型坑槽,夯实并校正好尺寸,铺上塑料薄膜,然后用一定强度的胶合板或其他板材做成连续性的侧边模板和隔板,再浇筑拌制好的混凝土,刮平并收光,经过一定时间的养护即可搬运安装。这种方法较经济适用,预制的质量也较好,预制时对每块预制块连续编号,安装时按号码顺序安装,能达到非常好的效果。

2、基面开挖

基面开挖时要严格控制断面、尺寸和高程,基槽表面务求平整,草根、石块应清除干净,基础要用木夯夯实,并严格保证基面设计的坡降。

3、铺设安装

对于整块U型槽和两个半块拼接成的U型槽,安装时分别采用不同的办法。硕士论文,农业节水灌溉。

(1)整块U型槽的安装方法。

在开挖压实好的基槽面上,每50 m要在基槽一侧的侧边设高程控制桩,两高程控制桩之间带控制线,控制U型渠平面和侧边。混凝土U型槽放入基槽后,按控制线校正混凝土U型渠一侧的侧面,并用水平尺横向校正平面,符合要求后两侧及时回填土固定。混凝土U型槽在接头处须留设(1.0~2.5)cm宽的缝隙,铺设后一周左右的时间,U型槽基本沉降稳定,再进行校正。校正后用水泥砂浆或细石混凝土灌缝、压顶,缝隙一定要灌实、抹平,压顶一定要平滑顺直。

(2)两半块拼接成U型槽的安装方法。

可用板材裁剪成U型断面,在开挖压实好的基槽面上每50 m树立一块,校正好方向和高程,然后两边口带线,安装时两边的预制板块分别沿线带齐,然后回填土,铺设后待一周左右的时间,U型槽基本沉降稳定,再进行校正。校正后用水泥砂浆或细石混凝土灌缝、压顶,缝隙一定要灌实、抹平,压顶一定要平滑顺直。若是采用地胎膜预制办法预制的U型槽块,对号连号安装,效果更佳。硕士论文,农业节水灌溉。

四、总结和建议

综上所述,混凝土U型防渗渠道与梯形、矩形渠道相比,不仅有节省材料、节省投资的特点,而且还有节水省地,并有整体性好,施工速度快,使用寿命长等优点,相对于喷灌、滴灌等其他节水技术,更便于管理且易被群众接受。硕士论文,农业节水灌溉。混凝土U型防渗渠道不仅适用于河灌区,而且也适用于井灌区。硕士论文,农业节水灌溉。是渠道提高输水能力和农业节水灌溉的有效途径。而且U120以下断面,已在各大中型灌区的支渠以下渠道得到广泛应用,实践证明防渗效果是最佳的。建议设计单位在今后的设计工作中和建设单位联合努力学习先进技术,使大中型U型断面渠道能在灌区推广应用。

参考文献

1周荣.中国的节水灌溉企业应主动出击,迎接挑战[J].中国水利,2005,(20).

2王桂茹,杨文霞.节水灌溉技术[J].农村牧区机械化,1998,(04).