农业灌溉水渠防渗土工膜的温度敏感性及张拉力评价

为了了解农用水渠中防渗土工膜的温度敏感性,针对农用水渠防渗土工膜的变形和温度应力问题进行研究,采用力传感器、热电偶和位移传感器等对温度变化后的防渗土工膜端部张拉力进行了测量,提出温度变化引起的防渗土工膜端部张拉力评价方法。试验结果表明：外界环境温度变化对防渗土工膜端部张拉力有较大影响,特别是高密度聚乙烯防渗土工膜;铺设无纺布能有效降低防渗土工膜的温度;温度变化较大时,防渗土工膜产生较大变形,最大变形超过60 mm。基于极限平衡理论,考虑弹性模量与温度的关系,提出了温度变化引起的防渗土工膜端部张拉力评价方法,并与试验结果进行了比较,结果表明所提评价方法能有效评价温度变化引起的防渗土工膜张拉力,对实际工程有一定的参考价值。     

季节冻土区刚柔混合衬砌梯形渠道冻胀机理试验

输水渠道冻胀破坏是寒冷地区渠道破坏的主要表现。为了探明刚柔混合衬砌渠道的冻胀机理,分析复合衬砌渠道的冻胀变形规律和冻胀过程中的水分变化规律,以及柔性复合土工膜的变形特征,该研究借助季节冻融条件下刚柔混合衬砌梯形渠道的原型观测成果,分析了刚柔混合衬砌渠道的最低地温变化规律、冻深变化规律和冻胀量与冻胀力的变化规律,重点研究了冻融条件下渠基土壤的水分迁移规律,以及复合土工膜的变形特征和强度变化。结果显示:刚柔混合衬砌渠道的冻胀变形最大值位于渠底和阴坡1/3处,最大冻胀量为11.2和13.1 cm,衬砌结构向上隆起。冻结期,渠基土壤0~60 cm深度范围内含水率随深度增加而增大,60~120 cm深度范围内的含水率随深度增大而逐渐减小。水分迁移最大值发生在渠道底部,迁移率为13.2%。经过一个冻融周期的循环,复合土工膜的强度和变形量仍然保持在90%以上,强度和变形损失值较小,可充分发挥复合土工膜防渗抗冻胀和适应变形的特性。该研究为刚柔混合衬砌渠道的设计、推广应用提供了理论依据。     

田间灌溉渠道防渗效果试验研究

研究了渠道防渗材料,衬砌结构形式,伸缩缝填料,施工机具对渠道防渗效果的影响。结果表明,渠道渗漏强度与入渗时间成负指数关系。试验示范区内组装集成的 5种衬砌方案具有显著的防渗效果,U型断面混凝土渠道在斗农渠中值得大力推广,板膜复合结构具有广阔的应用前景,施工机具是提高渠道防渗效果的重要条件。     

渠道防渗防冻胀衬砌技术研究——以杨陵渠灌农业高效用水模式试验区为例

针对试验区水资源、土壤、气候的特点和工程建设条件,通过对防渗材料、伸缝填料和施工技术的筛选集成,选择预制安砌U形槽,全U形现浇、板膜复合等5种渠道衬砌模式进行研究和示范,分析了各方案防渗效果和工程造价,提出U型衬砌机现浇渠道为试验区的最佳防渗衬砌形式。     

坪底水库调蓄水池设计及池底防渗型式选择

调蓄水池是石楼县坪底水库供水工程的主要建筑物,布置在西卫村上游屈产河河道左岸河漫滩上,总库容120万m3。根据供水对象的具体情况与工程地形、地质条件,调蓄水池宜为平原型水库,四周围护坝采用均质碾压土坝。为满足水池运行期间的供水与清淤需求,对池底进行防渗是十分必要的。经多方案比较,池底防渗采用单面复合土工膜,坝坡迎水面防渗采用双面复合土工膜,其上过滤层均为40 cm厚的土料,保护层池底、坝坡均为60.0 cm厚的预制混凝土板。     

防渗暗渠式截潜工程设计与施工

截潜流工程设计已是成熟技术,现阶段设计主要是研究采用新型防渗技术土工膜料制作截渗墙和科学布置集水渗渠。项目区地处大凌河Ⅰ级台地上,承担着辽西生态高效农业科研试验项目。因下游河道几乎明水断流,且由于河道大量取沙,导致地下水位下降而无法实施提水灌溉。依据《防洪法》相关规定,采取防渗暗渠式截潜工程设计。坝顶高程与原河床底齐平。暗渠轴线与主泓线成60°角,渠边坡及渠底采取复合土工膜进行截流防渗处理,渠顶及背水坡均采用格宾石笼砌护。其工程实施,不改变主河道原水流流向,主河道不产生壅水现象,工程截流作用主要取决于复合土工膜的铺设及暗渠回填。防渗暗渠式截潜工程可广泛应用于在干旱、半干旱地区境内有河流且河床覆盖层内有潜流的地段,特别是水土流失严重地区,往往是严重缺水地区,欲解决水源,发展集水工程,确是一种行之有效的办法。     

黄土地区渠道防渗固化剂初探

为了在渠道防渗工程中推广应用新型土壤固化剂,基于关中黄土引入了几种不同类型的固化剂。从击实、无侧限抗压、渗透、冻融等方面进行了固化土性能试验。结果表明,黄土在掺用了固化剂后,最优含水量有所降低,最大干密度得到提高,压实性能向好的方面发展。在浸水条件下,不同类型固化土28d强度有所不同,从0强度到3.37MPa不等;固化黄土的渗透系数在8.59×10-6～1.81×10-7cm/s之间。填加不同固化剂的固化土对抵抗冻融循环的次数不尽相同,最大可达到20次。总之,将固化土直接用做渠道面层防渗材料,其耐久性远不如混凝土,但好的固化土具有的基本性能,也为其作为复合防渗材料的一部分或在低等级渠道防渗工程中使用提供了可能。     

上杭紫金山金矿新屋下拦碴坝设计

该文介绍上杭紫金山金矿新屋下拦碴坝设计，坝为复合土工膜作防渗面板的碾压土石坝，按功能分开的原则设计，即坝体只满足自身需要（如稳定、应力）的要求，而防渗由上游面专门设置的防渗结构来承担。利用加筋土技术、加筋陡坡设计，减小上游坝坡坡度，节约坝体填筑量。     

寒冷地区混凝土防渗渠道的冻胀问题及施工防治措施

在寒冷地区混凝土防渗渠道中,冻胀是较常见的破坏形式。因此,在寒冷地区修长混凝土防渗渠道时,必须对冻胀机理及冻胀破坏形式进行深入分析,并找到相应的解决对策,以提高混凝土渠道的使用寿命。结合新疆沙弯县的渠道改造工程实例,对混凝土防渗渠道的施工防冻胀措施进行探讨。     

几种填缝材料在渠道防渗工程中的应用比较

介绍了聚硫密封胶,焦油塑料胶泥,遇水膨胀橡胶止水条的基本防水机理、物理力学性能,通过渠道静水试验,得出了这几种填缝材料的防渗效果,并对它们的经济效益进行了分析。     

变水位静水法在渠道水利用系数计算中的应用

静水法是测验渠道渗漏水平、计算渠道水利用系数的试验方法之一,其测验精度高于动水法。尤其对于衬砌渠道,其测验精度更能得到体现。而变水位静水法是分析变动流量渠道水利用系数的适用方法。该文以水量平衡为依据,分析了渠道水利用系数的计算过程,以及当渠道水深变化时渠道水利用系数计算中相关因素的变化规律,并将渠道水利用系数计算过程概化为6步。以石津灌区四干三分干南四支混凝土衬砌渠道0+054~0+475渠段的变水位静水法和流量观测为实据,展示了衬砌渠道水利用系数的计算过程,计算水深介于0.56~0.99 m之间,渠道水利用系数为0.988~0.991之间。实例分析结果表明:随着渠道水深的增加,虽流量和渗漏强度均增加,但渠道水利用系数随水深呈增加趋势,该实例在水深大于0.7 m时,渠道水利用系数变化趋势渐趋平缓。可见,当渠道流量不稳定时,渠道水利用系数宜采用变水位静水法结合流量进行计算。     

黄河下游引黄灌区渠道水利用系数估算方法

以山东簸箕李引黄灌区为例，根据3种实测方法得到的渠道渗漏水量损失观测数据，利用理论方法确定渠床渗透系数和地下水顶托修正系数。在对干渠以下各级渠道进行概化分类的基础上，采用回归分析方法建立灌区干渠以下各级渠道渗漏水量损失与流量间的相关关系，给出依据渠道流量估算渠道水利用系数的经验公式。由于该估算方法仅根据渠道流量即可获得相应的渠道水利用系数，故具有简便可行、实用性强的显著特点，为黄河下游灌区制定灌溉输配水计划提供了合理依据。     

基于排水过程分析的水稻灌区农田面源污染模拟

对前郭灌区主要面源污染物迁移、转化及汇集过程开展了2a的系统试验与监测,模拟了灌区面源污染水质水量过程,分析了灌区农田面源污染形成机制。水均衡测定结果表明,灌区排水主要由灌溉退水、稻田地表弃水和稻田渗流排水3部分组成,采用马斯京根法和连续分段马斯京根法能够有效地模拟各级排水沟道的排水过程。主要面源污染物随水体发生迁移及掺混,采用一级动力学方法描述污染物转化过程,模拟的灌区水质水量过程与实际过程符合较好,稻田地表退水主要影响水稻抽穗前的面源污染入河过程,而渗流排水则在抽穗后灌区排水水质中起主要作用。结果表明水稻灌区中地表排水和稻田渗漏排水对于面源污染过程起主要作用。     

基于动水法的流量过程线推移法在渠道渗漏计算中的应用

动水法观测渠道渗漏较静水法便捷,但由于动水法观测条件苛刻,通常使得动水法定义下的计算结果可靠性较差。该文通过对动水法观测问题及特点分析,建立了流量过程线推移法,通过数据平行检验,绘制有效数据的流量过程线,并对流量过程线进行顺流推移和逆流推移,从而获得某观测时段内上、下游观测断面的流量过程线差,进而算得损失流量。该文以石津灌区四干三分干南四支梯形混凝土衬砌渠道为例进行了分析,对该段渠道上6种衬砌形式进行静水法和流量过程线推移法观测。静水法分析得6种衬砌形式的渗漏量与渠道水深之间均表现为幂函数形式。流量过程线推移法通过平行检验得到19组数据,计算得到渗漏量,将其与静水法得到结果进行比较,得到有12组数据绝对误差小于10 m3/(km·h)。两种方法的渗漏量与水深相关分析呈现相同的变化趋势,即渗漏量随水深的增加而增加。该研究初步验证了流量过程线推移法在渗漏量计算上的可行性。     

黄土中渗流水的运动特征研究

现代黄土所具有的结构非均质性是地质历史时期渗流水不断入渗作用的结果。以均质黄土试样为例,以孔隙比结构性参数m_p为指标,采用渗流槽实验装置研究黄土中水的下渗,对比分析了单点供水和多点供水情况下,非饱和均质黄土中渗流水的渗透运动特征以及垂向渗流与黄土结构参数之间的关系。研究结果表明,纵向渗流速度以1～4的倍比大于横向渗流速度,纵向渗流速度与横向渗流速度的比值越大,对黄土结构的影响越大,纵向渗流速度对现代黄土结构的成因贡献较大,但横向渗流速度的作用也不可忽视。     

基于变水位静水法的梯形渠道渗漏强度函数构建及验证

变水位静水法受规范中观测方法限制,相邻2次观测时间段的计算只能代表平均水深的平均渗漏强度,且将观测期间渠道渗漏的非线性过程假设为线性变化,该假设将导致计算误差,从而使拟合的渗漏强度幂函数存在系统误差。该文以渠道内水位随时间的渗漏过程拟合函数为基础,建立了关于梯形渠道变水位静水法(dropping head ponding test,DHPT)的渗漏强度函数。以石津灌区6种梯形衬砌渠道的变水位静水法试验为依据进行实例分析,分析获得6种梯形渠道的传统幂函数和DHPT渗漏强度函数,并应用各函数进行了渗漏时长计算。通过渗漏时长计算值与实测值对比表明,DHPT函数平均估计误差0.978 h,最大相对误差为1.552%;而传统方法平均估计误差为3.997 h,最大相对误差为5.632%。表明DHPT函数能够更好地描述梯形渠道的渗漏过程,可用于计算点水深下的渗漏强度。通过DHPT函数与传统方法的计算结果对比,表明传统方法计算的渗漏强度普遍偏高,实例中平均误差达到0.248 L/(m~2·h),而DHPT函数直接建立于观测数据之间的函数关系,可避免线性假设的影响,提高计算精度,为分析变水位工况下的渠道水利用系数提供依据。     

现代农业与生态节水的技术创新与未来研究重点

指出了我国农业与生态节水技术研究领域在试验仪器设备条件、节水灌溉技术与设备研发、精准灌溉和灌溉系统的自动控制、非常规水资源利用与区域农业水资源配置等方面存在的问题及与国际水平的差距,分析了现代农业与生态节水技术研究中在地面灌溉、喷微灌、节水机具、节水材料与制剂、污水灌溉利用、渠道防渗与水量调配、精准灌溉等方面的发展态势,提出了我国农业与生态节水技术创新的总体目标,提出了我国农业与生态节水技术创新的几个重大研究课题,论述了我国农业与生态节水技术创新的保障条件建设内容.     

汶川震区哈尔木沟堵河型泥石流灾害特征与防治方法

[目的]分析汶川震区哈尔木沟堵河型泥石流灾害特征,为堵河型泥石流灾害防治提供借鉴。[方法]通过震后历次泥石流跟踪调查,分析哈尔木沟地质环境演变过程。利用雨洪法等计算了泥石流运动特征参数,并采用经验公式计算了不同频率的泥石流堵河可能性。[结果]哈尔木沟泥石流流体特性、交汇条件和主河水文条件均有利于泥石流堵河,4个经验公式计算均显示,P=1%(100年一遇泥石流)以上规模的泥石流有严重堵河风险。对哈尔木沟治理工程运行情况进行跟踪调查分析,发现经过3个水文年共7次泥石流灾害的检验,治理工程防灾效果明显,但同时还存在拦挡工程平面布局不合理、坝肩渗流、溢流口淤积、排导槽冲刷损毁等问题,影响了防治工程的安全可靠度及防灾效果。[结论]针对哈尔木沟泥石流发育特征,应通过增设拦挡工程,修复加固排导槽等方法进行治理。     

旱寒区输水渠道防渗抗冻胀研究进展与前沿

渠道在农业灌溉和长距离调水工程中作为首选输水形式发挥着重要的作用。但因旱寒区输水渠道渗漏与冻胀互为因果形成恶性循环，导致渠道渗漏、冻胀、隆起、架空、失稳滑塌等冻融老化破坏普遍且严重，直接影响工程输水效率及渠道的安全运行与效益发挥。该研究着重从探究渠道冻融破坏机理而进行的室内试验和现场原型监测、工程力学模型、水-热-力耦合数值模型及防渗抗冻胀技术等方面论述了旱寒区输水渠道防渗抗冻胀的研究进展；在此基础上，指出了太阳辐射、冻融、盐渍化等复杂环境及冬季输水、水位骤降等运行工况下的渠道多场耦合破坏机理及相应的多场耦合数值模型、衬砌-冻土相互作用模型、失效准则与设计方法、防渗抗冻胀措施标准化及渠道灾变过程与防控技术等渠道防渗抗冻胀有待研究的问题和难点；探讨了完善和提升旱寒区渠道防渗抗冻胀的设计理论与方法、建立全生命周期内的灾变链动态演变预警模型等未来发展方向及趋势，为旱寒区输水渠道工程科学设计与安全高效运行提供指导。