時(shí)間：2022-04-02 11:04:06
開(kāi)篇：寫(xiě)作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇水渠工程論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
論文摘要:南陽(yáng)作為漢代的名邑,為我們今天留下了大量的文字石刻。2003年南陽(yáng)鄧州漢代水利巨石的發(fā)現(xiàn)豐富了南陽(yáng)漢代石刻文字的研究。本文通過(guò)對(duì)這批文字石刻的考釋、研究,旨在讓人們更多的了解南陽(yáng)漢代的文化,從而全面的認(rèn)識(shí)南陽(yáng)。
一前言
兩漢時(shí)期,南陽(yáng)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、文化事業(yè)繁榮,在政治上又有著特殊的地位,使南陽(yáng)成為當(dāng)時(shí)與洛陽(yáng)、臨淄、邯鄲、成都齊名的名邑之一。今天我們從地下發(fā)掘出來(lái)的大量文物進(jìn)一步印證了這一說(shuō)法。在南陽(yáng)出土的漢代文物中,數(shù)量最大,也最受人們關(guān)注的是漢畫(huà)像石、漢畫(huà)像磚,其次就是漢代石刻文字。
在南陽(yáng)出土的石刻文字中,有歌功頌德的,有標(biāo)明墓室情況的等等,但關(guān)于南陽(yáng)漢代水利方面的石刻文字,幾乎沒(méi)有發(fā)現(xiàn),僅在漢書(shū)中有一處記載,漢書(shū)載“開(kāi)通溝瀆,起水門(mén)提閼,凡數(shù)十處,以廣溉灌,歲歲増加,多至三萬(wàn)頃,民得其利,畜積有余。信臣為民作均水約束,刻石立于田畔,以防分爭(zhēng)。”關(guān)于此石,其它史志均無(wú)記載。石早佚,不可考。但是我們從文中所說(shuō)可知,刻石的內(nèi)容是為了百姓的合理、平均用水而制定的一些規(guī)章制度。無(wú)獨(dú)有偶,2003年我們有了新的發(fā)現(xiàn),在南陽(yáng)鄧州我們發(fā)現(xiàn)了一批漢代水利巨石。
二南陽(yáng)漢代水利巨石的發(fā)現(xiàn)及考釋
2003年5月在鄧州元莊鄉(xiāng)曾莊村肖灣組趙河南岸拐角漫灘地發(fā)現(xiàn)了99塊刻有文字的水利巨石,是該鄉(xiāng)村民在平整廢棄的磚瓦廠時(shí)偶然發(fā)現(xiàn)的。這批石頭除刻有“虞少文石”一塊石頭留存于鄧州花洲書(shū)院外,其余帶有文字的石頭都存于南陽(yáng)市臥龍崗漢畫(huà)館內(nèi)。(圖附后)
從這批石頭外觀來(lái)看,基本上都是長(zhǎng)方體,表面粗糙不平,看樣子是經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的處理之后便被刻上了名字,并且有的石頭鑿有鉚口(如圖三)。從完整的石頭來(lái)看,除了一塊特殊的石頭和殘磚外,基本上每塊長(zhǎng)約140厘米,寬約50厘米,并且每塊上面都用隸書(shū)刻一人名,如“虞少文石”、“云伯山石”、“何吳石”、“何武”、“許陽(yáng)”、“蘇文遼”、“龐君髙”、“魯孟山”等。
在這批出土的石頭中,有一塊殘磚和一塊石頭比較特殊。殘磚(圖一),長(zhǎng)約19厘米,寬約14厘米,上部稍殘,豎刻隸書(shū)兩行:左邊為“石渠下部”,右邊為“艸基石文甫”。石頭(圖二),長(zhǎng)約100厘米,寬約15厘米,豎刻一行隸書(shū)為“石渠下部艸基石文甫”,由此可知圖
一、圖四文字內(nèi)容是完全一樣的。從“石渠下部艸基石文甫”的含義來(lái)看,應(yīng)該是對(duì)上面這批石頭用途的一個(gè)簡(jiǎn)單說(shuō)明。
我們先來(lái)看看“石渠下部艸基石文甫”這九個(gè)字,《南陽(yáng)晚報(bào)》及《鄧州文化》一書(shū)將其讀為“石渠下部”、“基石文甫”,其中一字未釋出來(lái),他們可能認(rèn)為“艸”不是一個(gè)字,蓋誤也。我們來(lái)看圖一,“基”字上面有“艸”,此時(shí)認(rèn)為“艸”不是一字,在情理之中。我們?cè)賮?lái)看圖四,在“部”和“基”之間也有一個(gè)“艸”,兩個(gè)銘文都有“艸”,看來(lái)這不是偶然的寫(xiě)錯(cuò)或者誤筆,“艸”應(yīng)該是一個(gè)字。在南陽(yáng)出土的漢碑《張景碑》中有一“草”字,和我們這里提到的“艸”的寫(xiě)法一樣。在漢代的隸書(shū)中“艸”同我們今天的“草”字。《說(shuō)文》:“艸,百艸也,從二艸。”如果按《說(shuō)文》中的意義來(lái)解釋銘文的含義,顯然說(shuō)不通。“艸”還有粗糙之意,《史記》:“秦王之國(guó)危于累卵,得臣則安然,不可以書(shū)傳也。臣故載來(lái),秦王弗信使,舍食草具,待命歲余,當(dāng)是時(shí)昭王已立三十六年。”(索隱謂:“亦舍之而食以下客之具,然草具為粗食草菜之饌具也。”)《元史》中曰:“以大麻索縛之,急復(fù)縛橫木三道於頭桅,皆以索維之,用竹編笆夾,以草石立之桅前,約長(zhǎng)丈余”。這兩個(gè)例子中“草”都有粗糙之意。筆者親眼目睹了這批巨石,這批石頭雖然是方形,只是經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的加工,表面粗略,高低不平。我們從以上的分析中可以看出“艸”應(yīng)為粗糙之意。
我們?cè)賮?lái)看看整句銘文怎么斷句,應(yīng)該有兩種斷法,一為“石渠下部艸基,石文甫”,一為“石渠下部艸基石,文甫”。我們看這批石頭每塊上都刻有一名字,并且很多名字后面都刻“石”字,如“虞少文石”、“云伯山石”、“何吳石”、“宋少平石”,所以此句應(yīng)讀為“石渠下部艸基石,文甫”,所以筆者認(rèn)為后者的讀法是正確的。“石渠下部艸基石,文甫”這句話有兩個(gè)含義:一是指明這批石頭的用途,是用于石渠下部的基石;二是“石渠下部艸基石”這六個(gè)字是由“文甫”這個(gè)人寫(xiě)的。
在圖
一、圖二兩個(gè)銘文中,字的結(jié)構(gòu)和精神基本相同,應(yīng)該都是由“文甫”一人所寫(xiě),圖一應(yīng)為草稿,圖二才是正規(guī)的銘文。此銘文字體結(jié)構(gòu)方正、寬博,略帶隸意,我們從中看出“文甫”應(yīng)該是一個(gè)書(shū)寫(xiě)水平較高的人。
根據(jù)這批石頭出土于鄧州元莊鄉(xiāng)趙河漫灘,及上面對(duì)銘文“石渠下部艸基石,文甫”的分析來(lái)看,這批石頭應(yīng)該是與水利有關(guān)。這批石頭雖然沒(méi)有確切的時(shí)間紀(jì)元,但我們從石刻文字的氣象、造形特點(diǎn)和運(yùn)筆方法上看,應(yīng)該屬于東漢后期的。在這批石刻文字中,“何武”之名與漢書(shū)同,但與漢書(shū)所載何武不涉。漢書(shū)卷八十六列傳第五十六有何武,字君公,蜀都郫縣人,一生歷經(jīng)漢宣帝、哀帝兩朝,此兩帝時(shí)期皆為前漢,故何武應(yīng)為西漢人,而石刻銘文中所涉及的何武應(yīng)為東漢人。
我們知道南陽(yáng)漢代的冶鐵業(yè)相當(dāng)發(fā)達(dá),因此為大規(guī)模興修水利提供了得心應(yīng)手的鐵制工具,使?jié)h代南陽(yáng)的水利工程建設(shè)卓有成效。漢代南陽(yáng)興建的水利工程比比皆是,主要有鉗盧陂、三郎堰、鄭渠堰、召父渠、六門(mén)堰、樊氏陂、鄧氏陂、新野陂等。其中在鄧州境內(nèi)尤多,有鉗盧陂、三郎堰、召父渠等,這些水利工程為漢代鄧州農(nóng)業(yè)的豐收提供了保障。今天鄧州好多村莊的名字都是以“渠”、“陂”、“堰”來(lái)命名,這也說(shuō)明水利工程在鄧州的興盛。
這批水利巨石是在鄧州古六門(mén)堰遺址范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)的。六門(mén)堰,又稱(chēng)“六門(mén)石碣”或稱(chēng)“六門(mén)陂”,又稱(chēng)“穰西石碣”。西漢時(shí),召信臣任南陽(yáng)太守時(shí)修建,繼召信臣遺業(yè),東漢杜詩(shī)為南陽(yáng)太守時(shí),復(fù)修六門(mén)堰,之后不斷的復(fù)修。《漢書(shū)·溝洫志》有關(guān)于六門(mén)堰的記載,但不夠詳細(xì)。按駱立群《鄧州古代史考》中所說(shuō),單就六門(mén)堰下屬水渠陂堰就有三十個(gè)之多,灌溉著穰、新野、昆陽(yáng)三縣。后漢末,由于兵亂,工程全毀。
關(guān)于這一大批石頭,沒(méi)有文獻(xiàn)記載,我們只能根據(jù)出土的銘文“石渠下部艸基石,文甫”,斷定它是關(guān)于水渠的。那么,為什么每一塊石頭上都刻有人名呢?他們?yōu)槭裁床话阉械拿挚淘谕粔K石頭上。在漢代,象這種集體勞動(dòng),通常會(huì)將所有人的名字鐫刻在同一塊石頭上。我們?cè)倏纯催@批石頭上鐫刻的文字,形態(tài)各異,差別甚大,非出自一人之手。筆者推測(cè),當(dāng)時(shí)人們?yōu)榱斯喔绒r(nóng)田而修建水渠,每家每戶捐出來(lái)一塊石頭,然后刻上戶主的名字。然而,像這種大規(guī)模的文字石刻和這種石刻形制,在中國(guó)出土的漢代碑刻中尚屬首例,它是否就是當(dāng)時(shí)的一種文化制度,是值得我們?nèi)ド钊胙芯康摹?/p>
從這些石刻文字整體來(lái)看,應(yīng)該屬于東漢后期民間的通俗隸書(shū),雖然是隸書(shū),但是里面蘊(yùn)含著楷書(shū)的因素,這些文字應(yīng)和南陽(yáng)出土的《許阿瞿畫(huà)像石題記》所刻的年代大致相同。在這些石刻文字中,還有一個(gè)普遍的現(xiàn)象,大部分的名字第一個(gè)字刻寫(xiě)都很大,第二字或第三字相對(duì)較小,這是不是當(dāng)時(shí)民間的一種書(shū)寫(xiě)習(xí)慣或者是有其它的原因。在這些石刻文字當(dāng)中,如“何武”(圖四)、“何吳石”(圖六)、“蘇文遼”(圖十)、“龐君高”(圖五)等字,結(jié)體寬博,波磔分明,隸書(shū)的味道比較濃,書(shū)法風(fēng)格類(lèi)似于《石門(mén)頌》之類(lèi)的摩崖石刻。從這幾個(gè)名字的書(shū)寫(xiě)來(lái)看,書(shū)者應(yīng)該屬于書(shū)寫(xiě)水平比較高的人。如“云伯山石”(圖八)、“西門(mén)廿二淳”(圖七)、“魯孟山”、“陳雎”等字,幾乎看不到了隸書(shū)的波磔特征,基本上已成了楷書(shū)的體勢(shì),只是還略帶點(diǎn)隸書(shū)的余韻。
在這些石刻文字中,還有幾個(gè)特殊的。如“西門(mén)廿二淳”(圖七),“西門(mén)”應(yīng)該是姓,像“廿二”這種數(shù)字,在過(guò)去的人名中也經(jīng)常出現(xiàn),如“席廿二妻方氏”、“賈廿二郎”,也就是說(shuō)“西門(mén)廿二淳”就是一個(gè)人名。“云伯山石”(圖八)、“由孟闓”這兩個(gè)名字的姓氏在鄧州現(xiàn)存的姓氏中是沒(méi)有的,這兩個(gè)姓氏的發(fā)現(xiàn)無(wú)疑對(duì)我們研究鄧州古代的姓氏文化提供了新的線索。我們?cè)賮?lái)看“竇建”(圖十一)這個(gè)名字,這兩個(gè)字應(yīng)該是這批石刻文字中最有情趣的。“竇”字為什么寫(xiě)這么長(zhǎng),好像三個(gè)字組成,當(dāng)時(shí)作者處于一個(gè)什么樣的心理狀態(tài)呢?是不是作者當(dāng)時(shí)正思索著修水渠的事,或者正和人談話分神而造成的呢?或者說(shuō)書(shū)者是一個(gè)書(shū)寫(xiě)水平低的人。
三結(jié)論
對(duì)這批石刻文字的考釋,不但對(duì)我們研究漢代水利工程、中國(guó)水利史有一定參考價(jià)值,而且也為研究漢隸的楷化提供了更有力的實(shí)物資料。
參考文獻(xiàn)
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[2]漢許慎撰宋徐鉉校訂《說(shuō)文解字》中華書(shū)局2003年版15頁(yè)
[3]司馬遷撰裴骃集解司馬貞索隱張守節(jié)正義《史記·范雎列傳》文淵閣四庫(kù)全書(shū)電子版卷七十九
[4]明宋濂等修《宋史·河渠志》文淵閣四庫(kù)全書(shū)電子版卷六十六
【關(guān)鍵詞】隧道工程偏壓 淺埋 軟弱圍巖 進(jìn)洞 施工
中圖分類(lèi)號(hào)：TU74 文章標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：
1.概況
某隧道位于甘肅省宕昌縣境內(nèi),為蘭渝線蘭州至廣元段一雙線隧道。該隧道全長(zhǎng)301m，最大埋深90m，通過(guò)區(qū)位于西秦嶺褶皺系中,巖體受區(qū)域構(gòu)造影響嚴(yán)重，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎。進(jìn)口端山體縱向坡度50°— 60°，橫向坡度40°— 50°，左側(cè)發(fā)育一大沖溝，為偏壓隧道；進(jìn)口端位于滑坡體上，滑坡體物質(zhì)松散，圍巖穩(wěn)定性差，工程地質(zhì)條件差，圍巖類(lèi)別為V級(jí)，屬軟弱圍巖；隧道進(jìn)口50m埋深為13m—18m，（覆蓋層厚度小于2.5倍洞跨=35m）屬淺埋段。
隧道進(jìn)口位于滑坡坡體右側(cè)邊緣，為基巖滑坡，滑坡體長(zhǎng)：50m，寬：50m，厚15～30m，滑坡體物質(zhì)主要為細(xì)角礫土，稍密—密實(shí)，稍濕。滑坡體后壁高陡，平臺(tái)明顯，平臺(tái)上有當(dāng)?shù)毓喔扔盟Ｄ炅魉贿m合明挖進(jìn)洞。
施工方案
2.1施工不利因素分析
在各種不利條件中，偏壓對(duì)隧道施工潛在的威脅最大。偏壓會(huì)造成隧道的不平衡受力，輕則可使隧道拱圈變形，重則破壞隧道結(jié)構(gòu)。該隧道的偏壓來(lái)自左右兩側(cè)山體不對(duì)稱(chēng)，洞口左側(cè)沖溝發(fā)育，相對(duì)右側(cè)邊坡較高，由于隧道不適合明挖，為確保進(jìn)洞施工安全，首先加固邊坡及抑坡；其次在左側(cè)增加了擴(kuò)大基礎(chǔ)擋墻減少山體側(cè)向推力，并在擋墻后拱頂部位回填土，以增加結(jié)構(gòu)重量，加強(qiáng)平衡穩(wěn)定；再次進(jìn)洞前施工超前長(zhǎng)管棚，以形成加固承載環(huán)，加強(qiáng)開(kāi)挖面圍巖穩(wěn)定。
隧道淺埋段，土層在施工擾動(dòng)后很難形成穩(wěn)定受力圈，地表先沉降，輔助施工處理不好很容易造成塌方事故。考慮該隧道進(jìn)口巖體主要為細(xì)角礫土，自身穩(wěn)定性差，采用地表注漿加固邊仰坡；進(jìn)洞時(shí)采用套拱法進(jìn)洞，施做超前管棚并注漿，使破碎巖體粘結(jié)為整體，增強(qiáng)其自穩(wěn)能力，減少塌方幾率，增大安全系數(shù)。
2.2專(zhuān)項(xiàng)施工方案
2.2.1偏壓
結(jié)合實(shí)際地形及地質(zhì)狀況，采用以下兩種方案解決偏壓?jiǎn)栴}。
2.2.1.1加固邊仰坡
a.施做洞頂截水溝及水渠的滲水處理
洞口位于滑坡體上，山體孔隙較大，為減少巖體孔隙水量，防止地面水流下滲，增大地層壓力，危害洞口安全，采取施做頂截水溝及水渠的滲水處理的方案。截水溝采用人工開(kāi)挖，漿砌石砌筑，單坡排水，將降水引至天然沖溝排至山下便道邊溝。水渠內(nèi)鋪設(shè)防水卷材、防水板、水泥砂漿抹面；水渠外緣施做φ42小導(dǎo)管并注雙液水泥漿防滲。小導(dǎo)管單根長(zhǎng)4m，間距1m，梅花布置。
b．錨噴注漿加固邊仰坡
對(duì)邊仰坡進(jìn)行錨噴支護(hù)，部分地段施做小導(dǎo)管注漿。根據(jù)設(shè)計(jì)邊、仰坡開(kāi)挖線，利用機(jī)械與人工配合，進(jìn)行排碴開(kāi)挖，坡面修整、刷齊，對(duì)坡面進(jìn)行掛鋼筋網(wǎng)并噴15cm厚C25混凝土，封閉加固松散破碎的巖面，最后進(jìn)行打錨桿、注漿(1：1水泥漿)，加固巖體。錨桿單根長(zhǎng)3m，小導(dǎo)管單根長(zhǎng)4m，間距1.5m，梅花布置，鋼筋網(wǎng)采用φ8@20cm×20cm，注漿壓力不小于2Mpa。
2.2.1.2施做偏壓擋墻
偏壓擋墻應(yīng)在進(jìn)洞前施做，施做時(shí)避開(kāi)雨季。由于此處不適合采用減壓法，在滑坡體坡腳處施做混凝土擋墻，擋墻采用擴(kuò)大基礎(chǔ)并用碎石換填。擋墻長(zhǎng)9m ,包括明洞段5m及洞身段4m，與明洞設(shè)φ22鋼筋連接，導(dǎo)向墻及洞口段鋼拱架用鎖腳錨桿與擋墻連成一體。該擋墻采用C25混凝土，墻高16m，平均厚度3m 。
在擋墻頂部回填填透水性較好的砂土，分層夯打密實(shí)，加高覆蓋高度，擋墻與洞身拱頂夾角處注1：1水泥漿加固，以增加防推穩(wěn)定能力。
2.2.2淺埋
結(jié)合該處具體情況，采用套拱法進(jìn)洞，大管棚及小導(dǎo)管注漿預(yù)加固及超前支護(hù)。
管棚超前支護(hù)是在隧道開(kāi)挖前施做超前導(dǎo)管并注漿，開(kāi)挖后架立拱形鋼架支撐，形成牢固的棚狀支護(hù)結(jié)構(gòu)，是作為軟弱圍巖淺埋超前支護(hù)的一種手段，安全可靠。它對(duì)于防止圍巖松弛，坍塌和拱頂下沉有顯著效果。考慮各項(xiàng)因素，該隧道采用大管棚進(jìn)洞，管棚的技術(shù)參數(shù)為：熱軋無(wú)縫鋼管φ108mm*6mm，43根，單根長(zhǎng)30m，管內(nèi)穿φ18鋼筋籠增加剛度，灌注水泥砂漿填充密實(shí)；鋼管間設(shè)φ42小導(dǎo)管注1：1水泥漿。
管棚施工要點(diǎn)如下：
2.2.2.1導(dǎo)向墻施工
施做導(dǎo)向墻有兩個(gè)目的，一確保管棚鋼管位置準(zhǔn)確，二起到護(hù)拱作用。2m導(dǎo)向墻是由3榀20b工字鋼為骨架，固定安放導(dǎo)向管，澆筑80cm厚C25混凝土。施做時(shí)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)認(rèn)真準(zhǔn)確放置導(dǎo)向管并焊接牢固，澆筑混凝土?xí)r小心振搗，確保導(dǎo)向管位置。
2.2.2.2鉆機(jī)定位
安裝鉆機(jī)前先根據(jù)實(shí)際地形搭設(shè)鉆機(jī)平臺(tái)，合理安排鉆孔順序，縮短移動(dòng)鉆機(jī)與搭設(shè)平臺(tái)的時(shí)間，同時(shí)便于鉆機(jī)定位。鉆機(jī)應(yīng)安裝平穩(wěn)、牢固，防止施鉆時(shí)鉆機(jī)不均勻下沉、擺動(dòng)、位移等影響鉆孔質(zhì)量。另鉆機(jī)機(jī)身與線路中線方向保持平行。
2.2.2.3管棚定位
上抬量：在實(shí)際施工中，水平鉆孔彎曲不可避免，在孔彎曲中最成問(wèn)題的是向隧道設(shè)計(jì)斷面內(nèi)彎曲。因此，除提高管棚定位精度外，給以適當(dāng)?shù)纳咸Я浚?5～30cm）和上抬角度是防止侵入斷面的一種有效辦法。
上抬角度：上抬角度的設(shè)置除考慮防止管棚侵入設(shè)計(jì)斷面外，還必須充分考慮到管棚鉆機(jī)工作平臺(tái)的高度，以及鉆孔長(zhǎng)度而定。
放線定位：充分考慮到上抬量和上抬角度后，正確算出各鉆孔孔口位置，利用測(cè)量?jī)x器定出鉆孔的位置和傾角。
為保證管棚施工質(zhì)量，我們采取如下措施：
在拱腳部位，首先試鉆2～3個(gè)試驗(yàn)孔，從而找出適合本地層特點(diǎn)的可能孔深及其調(diào)正系數(shù)，并通過(guò)試驗(yàn)孔進(jìn)行施工組織調(diào)整。
2.2.2.4管棚施工
鉆孔：利用管棚鉆機(jī)液壓旋轉(zhuǎn)推進(jìn)鉆孔到設(shè)計(jì)深度，每鉆入一節(jié)續(xù)接下一節(jié)鉆桿，直至鉆孔到設(shè)計(jì)深度。鉆機(jī)開(kāi)孔時(shí)要低速，待成孔1.0米以上，可升高到正常壓力，遇軟巖或流塑軟粘土，改用低壓鉆進(jìn)。鉆進(jìn)時(shí)產(chǎn)生塌孔、卡鉆者，必須補(bǔ)漿后再鉆進(jìn)。鉆進(jìn)過(guò)程中，嚴(yán)格按操作要點(diǎn)施鉆，控制好轉(zhuǎn)速及進(jìn)度，同時(shí)隨鉆進(jìn)注意鉆機(jī)的平穩(wěn)狀態(tài)及鉆桿的鉛直到現(xiàn)在穩(wěn)定狀態(tài)。發(fā)生異樣而停機(jī)檢查，及時(shí)對(duì)產(chǎn)生的鉆孔偏差予以糾正，防止廢孔。采取跳位鉆孔法鉆孔，并鉆一孔安設(shè)一孔，以防坍孔。每孔均要進(jìn)行終孔檢查，孔位的偏差、終孔端的偏移值不大于10cm，并不侵入開(kāi)挖周邊，對(duì)于彎曲、偏移過(guò)量孔填充后重鉆。
清孔：成孔后用高壓風(fēng)或水水將孔內(nèi)余碴清洗干凈，防止插管時(shí)卡管，必須做到隨鉆隨清孔隨插管。
校孔：測(cè)定時(shí)拔出鉆桿及鉆頭，在鋼管內(nèi)安光源裝置并將鋼管插入孔內(nèi)，用儀器測(cè)定其偏移量。
彎孔的修正：在彎曲部分填充比周?chē)鷱?qiáng)度大的砂漿，等其凝固后，從開(kāi)始彎曲的起點(diǎn)重新鉆孔。
裝入鋼管：鉆孔檢查合格后，將鋼管接長(zhǎng)裝入孔內(nèi)，注意保持質(zhì)量，防止開(kāi)挖過(guò)程中接頭斷裂，引起坍塌。鋼管連接用小徑鋼管插入大徑鋼管內(nèi)后再焊接牢固。
穿鋼筋籠：鋼管安裝完畢后穿入加工好的鋼筋籠，注意鋼筋籠接頭焊接質(zhì)量。
堵孔灌注砂漿：現(xiàn)場(chǎng)配制砂漿，用砂漿泵注入，確保注漿壓力。
2.2.2.5管棚施工
在拱頂和2個(gè)拱腳預(yù)留存胩取芯孔，由取得的巖芯，可檢注漿效果并可根據(jù)巖芯分析地質(zhì)情況，對(duì)其它孔也是參考，還可提供洞內(nèi)開(kāi)挖地址預(yù)報(bào)資料，指導(dǎo)洞內(nèi)施工。
2.3洞內(nèi)施工
軟弱圍巖一般采用CD、CRD法或三臺(tái)階七步法開(kāi)挖，考慮到施工進(jìn)度及施工安全等方面，本隧道采用三臺(tái)階七步法開(kāi)挖。以人工風(fēng)鎬配合挖掘機(jī)開(kāi)挖，開(kāi)挖后鋼拱架、錨噴支護(hù)、仰拱快速封閉。
三臺(tái)階七步流水作業(yè)法開(kāi)挖采用弱爆破或人工開(kāi)挖，局部爆破時(shí)嚴(yán)格控制炮眼深度及裝藥量。各部開(kāi)挖循環(huán)進(jìn)尺不大于0.6m（鋼架間距0.6m），預(yù)留核心土，開(kāi)挖后及時(shí)對(duì)圍巖進(jìn)行初噴，初噴C25混凝土，然后架立鋼架并設(shè)鎖腳鋼管、系統(tǒng)錨桿后復(fù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度。圖2三臺(tái)階七步開(kāi)挖法示意圖
三臺(tái)階七步開(kāi)挖法施工說(shuō)明：
第1步：施做超前支護(hù)后，開(kāi)挖拱部弧形導(dǎo)坑，預(yù)留核心土，施做拱部初期支護(hù)；
第2、3步：開(kāi)挖左右側(cè)階并施做初期支護(hù)；
第4、5步：開(kāi)挖左右側(cè)下臺(tái)階并施做初期支護(hù)；
第6步：分別開(kāi)挖上、中、下臺(tái)階核心土；
第7步：開(kāi)挖隧底并施做仰拱初期支護(hù)封閉成環(huán)。
圖3三臺(tái)階七步法施工
2.4監(jiān)控量測(cè)
隧道監(jiān)控量測(cè)的目的：
（1）及時(shí)掌握地表沉陷圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)，確保施工安全。便于進(jìn)行日常施工管理。
（2）經(jīng)過(guò)對(duì)量測(cè)數(shù)據(jù)的分析處理與必要的計(jì)算和判斷后，進(jìn)行下一階段的施工預(yù)測(cè)。掌握圍巖和支護(hù)的動(dòng)態(tài)信息并及時(shí)反饋指導(dǎo)施工作業(yè)，以確保施工安全和隧道的穩(wěn)定。
（3）通過(guò)對(duì)圍巖和支護(hù)的變位、應(yīng)力量測(cè)修改支護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
（4）將已有的工程量測(cè)結(jié)果應(yīng)用到其它類(lèi)似工程中，作為今后設(shè)計(jì)和施工的類(lèi)比依據(jù)。
通過(guò)對(duì)施工中圍巖狀態(tài)觀測(cè)，合理安排施工程序，指導(dǎo)工序作業(yè)的時(shí)間控制，進(jìn)行變更設(shè)計(jì)及日常的施工管理。根據(jù)收斂值，地表下沉量量測(cè)數(shù)據(jù)，適時(shí)或提前對(duì)施工方法進(jìn)行調(diào)整，確保施工進(jìn)度和安全
該隧道施工時(shí)隧道在DK323+427處根據(jù)監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)拱頂下沉速度超標(biāo)，山體出現(xiàn)裂縫，洞內(nèi)立即采用大拱腳法（擴(kuò)大拱腳，臨時(shí)仰拱）施工，并及時(shí)施做仰拱二次襯砌及填充，遏制了山體變形，保證了隧道施工質(zhì)量。
3. 結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)對(duì)該隧道的進(jìn)洞施工實(shí)踐，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)如下：
①大跨徑偏壓段隧道施工，首先要及時(shí)處理偏壓?jiǎn)栴}，否則事后難以處理；
②為保證偏壓淺埋隧道的進(jìn)洞安全和施工質(zhì)量，首要是做好洞口的準(zhǔn)備工作，如排水、邊坡防護(hù)等；
③長(zhǎng)管棚作為軟弱地層，大跨、淺埋地段隧道的超前支護(hù)技術(shù)，對(duì)注漿加固地層、封堵地下水滲漏，仰制圍巖變形，加快施工進(jìn)度，確保施工安全作用明顯；
④在保證質(zhì)量的前提下，開(kāi)挖方法選擇，需因地制宜，應(yīng)隨地質(zhì)及水文變化而相應(yīng)變更，以加快進(jìn)度和提高效率；
⑤監(jiān)控量測(cè)在偏壓淺埋隧道施工中尤為重要，利用監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)指導(dǎo)施工能有效保證施工安全和施工質(zhì)量，還能優(yōu)化施工工藝。
該隧道進(jìn)口端位于滑坡體上，屬于典型的偏壓、淺埋隧道。如果按照傳統(tǒng)的施工方案，進(jìn)洞及洞內(nèi)施工難度很大，而且工期長(zhǎng)，安全隱患大。本文以該隧道為依托工程，進(jìn)行了隧道進(jìn)洞施工工藝等方面的探討，相關(guān)研究和結(jié)論可直接服務(wù)和指導(dǎo)該隧道施工，同時(shí)，本研究對(duì)類(lèi)似隧道的施工有著重要的參考價(jià)值和指導(dǎo)意義有著巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
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參考文獻(xiàn)
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【3】TB10417-2003鐵路隧道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)[S]。北京：中國(guó)鐵道出版社，2003
論文摘要：麻灣引黃灌區(qū)工程，自1989年2月21日破土動(dòng)工，至1991年6月末全部竣工，總投資4005萬(wàn)元。是當(dāng)時(shí)全省黃淮海平原農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)和黃河三角洲開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)工程項(xiàng)目，也是當(dāng)時(shí)東營(yíng)市建市以來(lái)地方興建的大型引黃灌溉工程之一。
東營(yíng)市是一個(gè)水資源相對(duì)缺乏的城市，在實(shí)施國(guó)家級(jí)戰(zhàn)略，建設(shè)高效生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)的大背景下，強(qiáng)化水資源統(tǒng)一管理，搞好水資源的優(yōu)化配置和高效利用，實(shí)施灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造項(xiàng)目建設(shè)，促進(jìn)灌區(qū)水利事業(yè)可持續(xù)發(fā)展非常必要。在此，筆者認(rèn)為：要進(jìn)一步強(qiáng)化以黃河水資源為主的水資源統(tǒng)一管理、優(yōu)化配置和高效利用，搞好引黃灌區(qū)綜合治理、節(jié)水改造和續(xù)建配套項(xiàng)目建設(shè)，促進(jìn)引黃灌區(qū)可持續(xù)發(fā)展勢(shì)在必行。
一、麻灣引黃灌區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)模
東營(yíng)市麻灣灌區(qū)是在原打漁張引黃灌區(qū)工程基礎(chǔ)上，調(diào)整、改建而成的。新建引黃閘和總干渠，貫通原打漁張灌區(qū)二、三、四干渠，進(jìn)而成為獨(dú)立引黃灌區(qū)。引黃灌溉既保障了農(nóng)業(yè)豐收，又補(bǔ)充了地下水，淋洗了鹽分，有效地保證了地下水位的穩(wěn)定和水質(zhì)；設(shè)計(jì)灌溉面積4.93萬(wàn)公頃；年引黃河水1.5到2億立方米，實(shí)際灌溉面積在3萬(wàn)公頃以上。
麻灣引黃閘位于黃河右岸的東營(yíng)市東營(yíng)區(qū)龍居鄉(xiāng)麻灣險(xiǎn)工上。總干渠自引黃閘下向東南，穿過(guò)南展堤大孫閘經(jīng)大孫村西，向東南直插原打漁張四干渠，順?biāo)母汕驏|至龐家節(jié)制閘，然后沿四干四支折向正南，橫跨打漁張河、穿過(guò)支脈河，經(jīng)廣青路南閆家泵站提水后，過(guò)三干向南，在廣饒溫樓閘入二干。由麻灣引黃閘至二干溫樓閘，總干渠縱貫2縣區(qū)5鄉(xiāng)鎮(zhèn)， 全長(zhǎng)33.2千米。麻灣灌區(qū)控制范圍，即原打漁張灌區(qū)二、三、四干的控制范圍：新廣蒲河以南、小清河以北(通過(guò)二干十二支過(guò)清工程也可過(guò)小清河)、廣南水庫(kù)以西、東營(yíng)市與惠民地區(qū)邊界以東。
麻灣灌區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)模：引黃流量60立方米每秒，1條總干，3條干渠，1條分干，控制面積7.02萬(wàn)公頃， 設(shè)計(jì)灌溉面積4.93萬(wàn)公頃。各類(lèi)建筑物103座，其中較大型建筑物有麻灣引黃閘、 大孫灌溉閘、打漁張河渡槽、支脈河倒虹吸和閆家揚(yáng)水站等5座，改變了灌區(qū)范圍內(nèi)靠天吃飯的局面。
二、麻灣灌區(qū)改擴(kuò)建工程
(一)三干渠改造恢復(fù)治理工程
為了解決廣饒縣2800公頃和廣北農(nóng)場(chǎng)1000公頃農(nóng)田灌溉， 1991年4月市人大代表視察東營(yíng)水利工作時(shí)，張萬(wàn)湖副市長(zhǎng)指示：由市引黃灌溉管理局牽頭，組織廣饒縣和廣北農(nóng)場(chǎng)對(duì)三干渠下游進(jìn)行工程恢復(fù)技術(shù)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)由東營(yíng)市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院承擔(dān)，1992年6月完成全部設(shè)計(jì)。
設(shè)計(jì)原則：既要保證三干下游用水，又要匯入二干5.0立方米每秒的流量，以緩解二干下游的供需矛盾，解決原三干渠供水范圍沒(méi)有包括的右岸 (其右岸原屬二干供水范圍，因偏遠(yuǎn)、地勢(shì)高而難供水)供水問(wèn)題。
該工程由東營(yíng)市引黃灌溉管理局組織施工，于1992年3～6月施工，共完成土石方23.5萬(wàn)立方米，建筑物37座，其中有李莊節(jié)制閘、泄水閘、尾水閘修復(fù)、丁莊渡槽，干渠排溝生產(chǎn)橋12座，支門(mén)21座，完成投資147.09萬(wàn)元。三干下游的恢復(fù)治理，結(jié)束了廣饒縣丁莊鄉(xiāng)和廣北農(nóng)場(chǎng)等單位40年來(lái)靠近干渠而又用不上黃河水的歷史。
(二)總干渠渠首段襯砌工程
由于受東張鐵路橋橋底高程限制，麻灣灌區(qū)在原設(shè)計(jì)中，引黃閘到東張鐵路橋段渠底比降是1/11000， 在沒(méi)有渠首沉沙的情況下，經(jīng)一年運(yùn)行，造成渠首淤積嚴(yán)重，因此對(duì)渠首需要進(jìn)行改造。由東營(yíng)市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，將渠首渠底高程抬高75厘米， 將比降由1/10000調(diào)整為1/7000，將底寬由28米擴(kuò)大到33米，將流量由60立方米每秒加大到80立方米每秒。 該工程由市引黃灌溉管理局于1992年9～12月組織施工，完成展區(qū)內(nèi)2.3千米的砼板襯砌，投資150萬(wàn)元，有效地減少了水量流失，節(jié)約了水資源，提高了引黃灌溉效率。
(三)總干大孫灌溉閘以下襯砌工程
1998年6～8月，由東營(yíng)市灌溉管理處設(shè)計(jì)并組織施工，對(duì)大孫閘以下3.2千米進(jìn)行砼板襯砌，投資250萬(wàn)元，從此改變了該段滲漏嚴(yán)重的現(xiàn)象，進(jìn)一步提升了干渠整體效能。
(四)四干渠改擴(kuò)建工程
麻灣灌區(qū)四干渠是東營(yíng)區(qū)和勝利油田用水的重要輸水渠道。由于黃河近年來(lái)經(jīng)常斷流，造成四干下游農(nóng)田和勝利油田廣南水庫(kù)嚴(yán)重缺水的困難局面。對(duì)四干進(jìn)行改擴(kuò)建，滿足東營(yíng)區(qū)東部4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)和廣南水庫(kù)用水需求，由四干、五干共同向廣南水庫(kù)輸水，實(shí)現(xiàn)“二龍抱珠”，是東營(yíng)區(qū)和勝利油田多年迫切要求。根據(jù)東營(yíng)市和勝利石油管理局《第七次聯(lián)席會(huì)議紀(jì)要》，由勝利石油管理局供水公司委托東營(yíng)市水利局勘測(cè)設(shè)計(jì)院，對(duì)四干渠進(jìn)行改擴(kuò)建設(shè)計(jì)。
四干渠工程改擴(kuò)建工程總體布置是：擴(kuò)建四干進(jìn)水閘，改建北隋節(jié)制閘、大許節(jié)制閘，新建王崗節(jié)制閘；擴(kuò)大四干斷面，底寬由8～5米加大到18.5～11米；流量由15～5立方米每秒加大為50～30立方米每秒。干渠長(zhǎng)度由30.30千米延長(zhǎng)至32.28千米，終點(diǎn)到廣南水庫(kù)2號(hào)沉沙池。 在2號(hào)沉沙池前新建浮筒式揚(yáng)水站，8臺(tái)機(jī)組，設(shè)計(jì)揚(yáng)水能力30立方米每秒(此站由河南省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì))。干渠為土渠，比降1/6000；其中4處彎道長(zhǎng)1089米護(hù)坡， 護(hù)坡結(jié)構(gòu)自上而下為：60毫米厚、30毫米厚聚苯乙烯保溫板(陰和0.2毫米厚塑料薄膜。
整個(gè)干渠分為兩段布置：四干渠首至東辛路：長(zhǎng)8.07千米，北壩基本不動(dòng)，搬南壩向南拓寬；排水溝設(shè)南岸。東辛路至廣南水庫(kù)沉沙池泵站：長(zhǎng)24.21千米，南壩基本不動(dòng)，搬北壩向北拓寬；排水溝設(shè)干渠北岸。麻灣灌區(qū)四干改擴(kuò)建工程由勝利石油管理局和東營(yíng)區(qū)人民政府組成施工指揮部，市水利局負(fù)責(zé)質(zhì)量監(jiān)督和竣工驗(yàn)收。1998年3月開(kāi)工，10月完工，總投資4800萬(wàn)元。
四干渠改擴(kuò)建工程完成改建長(zhǎng)度32.28千米，土方329萬(wàn)立方米；改建四干進(jìn)水閘(新增4孔) 1座，改建、新建節(jié)制閘3座(北隋、大許、王崗)，改建支門(mén)36座，新建支渠揚(yáng)水站18座，新建改建生產(chǎn)橋及公路橋21座；新修東辛路至龐家進(jìn)水閘柏油路一條，長(zhǎng)8.0千米；新建、擴(kuò)建4處管理站(龐家、北隋、大許、王崗)；四干下游沿渠道新建泵站專(zhuān)用電力線16千米，進(jìn)一步提升了工程整體面貌，增強(qiáng)了節(jié)水綜合效益，促進(jìn)了灌區(qū)社會(huì)效益的發(fā)揮。
三、麻灣灌區(qū)節(jié)水改造工程
20世紀(jì)90年代以來(lái)，黃河來(lái)水與需求矛盾日益突出，興建節(jié)水型輸水工程已成為彌補(bǔ)水資源不足的重要措施。一方面是水資源的嚴(yán)重匱乏，另一方面灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)僅為0.45左右。灌區(qū)設(shè)計(jì)灌溉面積4.93萬(wàn)公頃，現(xiàn)狀有效灌溉面積4.00萬(wàn)公頃，實(shí)際灌溉面積只有3.33萬(wàn)公頃，因此麻灣灌區(qū)建設(shè)節(jié)水型輸水工程已經(jīng)非常必要。 麻灣灌區(qū)節(jié)水改造工程是全國(guó)大型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造項(xiàng)目之一， 搞好灌區(qū)節(jié)水改造對(duì)促進(jìn)灌區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有十分重要的意義。
四、麻灣灌區(qū)節(jié)水改造續(xù)建北延工程
2010年6-9月間，由東營(yíng)市水利局組織承建的東營(yíng)市麻灣灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程：“總干渠北延工程”是以麻灣總干作為引水水源，以原打漁張總干作為輸水渠道，將麻灣總干、曹店干渠、勝利干渠貫通，可以有效利用麻灣引黃閘的引水優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)引黃工程聯(lián)合調(diào)度，水量互補(bǔ)，提高引黃供水保證率；同時(shí)，還可以聯(lián)通廣蒲河，老廣蒲河、五六干合排、清戶溝、廣利河等城市水系工程為其建設(shè)提供可靠水源；另外，作為一條分干渠還可以向龍居、史口兩鎮(zhèn)供水，滿足區(qū)域農(nóng)業(yè)灌溉用水需要。
麻灣總干渠北延工程控制灌溉面積19.10萬(wàn)畝，設(shè)計(jì)流量20立方米/每秒，該工程嚴(yán)格按照《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》和《水利工程質(zhì)量體系》要求施工。工程級(jí)別為3級(jí)，建筑物級(jí)別為4級(jí)。主要建設(shè)內(nèi)容包括襯砌渠首進(jìn)水閘（設(shè)計(jì)樁號(hào)：0+000）--南二路橋（5+110）段5.11km渠道以襯砌為主的配套與節(jié)水工程；坼除重建生產(chǎn)橋3座；新建生產(chǎn)橋1座；維修生產(chǎn)橋1座；坼除重建支渠進(jìn)水閘1座；新建支渠進(jìn)水閘4座；改造支渠提水泵站2座。工程共完成土方（挖方）3.55萬(wàn)立方米；（填方）3.05萬(wàn)立方米，砌石6701立方米；砼及鋼筋砼1141立方米。有效地改變了工程面貌，為保障東營(yíng)市更加合理利用黃河水資源和促進(jìn)黃河水城建設(shè)打下了良好基礎(chǔ)。
五、麻灣引黃閘新建閘前泵站工程
關(guān)鍵字：干支渠 防滲技術(shù) 滲透理論 方案
Abstract: With the development of national economy, and the increase of agricultural water, water utilization coefficient has drawn more and more attention. In this paper, according to the development of canal seepage control technology of main and branch canal of recent years, and combining with the practical engineering Taoqubo reservoir, the author analyses the canal seepage control technology, anti-seepage effect and economic benefit, and puts forward the current difficulties of canal seepage control technology, and the available solution.
Keyword: main and branch canal; seepage control technology; seepage theory; solution
中圖分類(lèi)號(hào) : TL353+.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
1 前言
隨著我國(guó)工業(yè)農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，以及人民生活水平的不斷提高，各行業(yè)用水量也隨之增加，尤其是農(nóng)業(yè)灌溉用水更是占全國(guó)用水量70%以上，其中灌溉用水約占農(nóng)業(yè)用水的92%。然而由于某些地區(qū)灌溉技術(shù)的限制使得本來(lái)有限的水資源不能得到充分的利用，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)目前灌溉水的利用系數(shù)不足0.5，全國(guó)已建防滲渠道還只占渠道總長(zhǎng)的18%。
渠道防滲是我國(guó)目前農(nóng)田灌溉節(jié)水措施中最為經(jīng)濟(jì)而且易于實(shí)施的節(jié)水措施之一，是我國(guó)目前最優(yōu)先使用的也是使用范圍最為廣泛的節(jié)水技術(shù)措施。渠道防滲的作用不僅可以顯著減少水的滲漏，提高渠系水利用系數(shù)，而且可以提高輸水能力，水在防滲渠道中的流速一般較土渠高30%左右，引水能力比土渠增加50%左右，同時(shí)渠道防滲還有調(diào)控地下水水位、防止土壤鹽堿化、沼澤化，改良生態(tài)環(huán)境和降低渠道管理養(yǎng)護(hù)費(fèi)用以及減小渠道斷面尺寸等作用。
正是由于渠道防滲有著如此經(jīng)濟(jì)且顯著的使用效果才使得進(jìn)一步發(fā)展和優(yōu)化渠道防滲技術(shù)具有了重要的意義。
2 滲透理論
水由渠道深入渠床究其原因是水的滲流引起。滲流指的是水或其他流體透過(guò)巖土體孔隙流動(dòng)的現(xiàn)象，水在巖土體中的滲流，一方面會(huì)引起水頭損失，另一方面將引起土體變形。
法國(guó)工程師達(dá)西在垂直圓管中裝砂進(jìn)行滲透試驗(yàn)，得出層流條件下，土中水滲透速度與能量（水頭）損失之間關(guān)系的滲流規(guī)律：達(dá)西定律即單位時(shí)間內(nèi)的滲出水量q（cm3/s）與水力梯度i和滲透斷面面積A成正比，且與圖的透水性質(zhì)有關(guān)：
(1)
其中：k是反映土的透水性大小的一個(gè)很有用的系數(shù)，稱(chēng)為土的滲透系數(shù)，相當(dāng)于水力梯度i=1時(shí)的滲透速度，其量綱與滲透速度相同（cm/s）。
滲流的計(jì)算就是為了減少因水的滲流而引起的水利用系數(shù)下降，導(dǎo)致工程經(jīng)濟(jì)效益下降。對(duì)于水的滲流可以根據(jù)水流的形態(tài)分一維、二維、三維計(jì)算。灌溉渠道可按一維水流態(tài)進(jìn)行計(jì)算即一維滲流計(jì)算方法。
3 防滲設(shè)計(jì)
3.1 防滲材料
渠道防滲常用的防滲材料有土料、石料、水泥土、混凝土、膜料、瀝青混凝土等。各種防滲措施用料及特點(diǎn)如下表所示：
表1防滲措施用料及特點(diǎn)
3.2 襯砌結(jié)構(gòu)型式
目前我國(guó)渠道襯砌的斷面形式大多采用梯形、矩形、U形及復(fù)合形。矩形和梯形渠道優(yōu)點(diǎn)是施工簡(jiǎn)單，但水流速度慢，抗凍性能不好。U形斷面的渠道較矩形與梯形防滲效果更好而且具有水流條件佳、體積小、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好、抗凍脹變形能力強(qiáng)、造價(jià)低、使用壽命較長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。
4 工程實(shí)例
4.1工程概況
桃曲坡水庫(kù)是一座以農(nóng)業(yè)灌溉為主，兼有城市供水的中型水利工程。水庫(kù)位于石川河支流沮水河的下游，地處銅川市耀州區(qū)城北15km處的沮河峽谷地帶，是一座以農(nóng)業(yè)灌溉為主，兼有城市供水的中型水利工程，總庫(kù)容5720萬(wàn)m3，有效庫(kù)容3949萬(wàn)m3。桃曲坡水庫(kù)灌區(qū)位于關(guān)中北部的渭北旱塬區(qū)，轄銅川市耀州區(qū)、銅川市新區(qū)、渭南市富平縣和咸陽(yáng)市三原縣等兩區(qū)兩縣21個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，198個(gè)行政村，916個(gè)村民小組，總?cè)丝?6.7萬(wàn)人，其中農(nóng)業(yè)人口37.9萬(wàn)人。灌區(qū)灌溉是以桃曲坡水庫(kù)供水為主，兼有引清、引洪，跨流域調(diào)水，蓄、引、提結(jié)合多渠首多水源的灌溉系統(tǒng)。灌區(qū)設(shè)施灌溉面積31.83萬(wàn)畝，有效灌溉面積25.5萬(wàn)畝，灌溉保證率為50%。灌區(qū)主要設(shè)施包括桃曲坡水庫(kù)、紅星水庫(kù)、尚書(shū)水庫(kù)和馬欄、岔口兩座自流引水樞紐，共有干渠5條，總長(zhǎng)93km；支渠35條，總長(zhǎng)139.2km，干支渠建筑物892座。
4.2防滲方案
先選取其中東干渠某段為試驗(yàn)渠，渠身原土料為壤土。經(jīng)反復(fù)比較, 選用土工膜加混凝土薄板襯砌作為試驗(yàn)渠段的處理方案。土工膜采用的是Rm高充填PVC合金膜，密度為1.3g/cm3, 厚度為0.25mm, 抗拉強(qiáng)度為14～16MPa，延伸率≥250%。
試驗(yàn)段渠道設(shè)計(jì)流量q=15.0m3/s,渠道開(kāi)挖后如圖1所示，由于渠道斷面寬淺防滲膜采用埋鋪式全鋪，具體鋪設(shè)方案如圖2
圖1渠道開(kāi)挖斷面圖
圖2渠道鋪設(shè)方案圖
渠底土工膜鋪設(shè)完畢后, 渠底及弧形部分直接澆筑混凝土。以上邊坡過(guò)渡層采用20～30mm厚砂漿，保護(hù)層采用預(yù)制150#混凝土，厚80mm，防滲層詳細(xì)構(gòu)造見(jiàn)圖3。
圖3
防滲層構(gòu)造圖
4.3施工工藝
施工工藝的優(yōu)劣直接關(guān)系到渠道防滲的效果和經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)于土工布和現(xiàn)澆混凝土防滲施工工藝中最重要的部分是保證土工膜的完整性，以及水渠邊坡保護(hù)層的穩(wěn)定。
4.3.1 鋪膜
鋪膜前要對(duì)渠床上的尖角沙石，樹(shù)根雜草進(jìn)行清理，并根據(jù)渠道設(shè)計(jì)寬度每邊預(yù)留至少5cm以便鋪膜，然后將原土夯實(shí)。膜料接縫采用特種PVC粘接劑，連接前需將膜料擦拭干凈，粘結(jié)寬度5~10cm。若膜料出現(xiàn)損壞破洞，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)，防止?jié)B漏。施工時(shí)土工膜不宜拉的太緊，施工人員要注意不要將膜料踩破，冬季溫度太低不宜施工。
4.3.2過(guò)渡層
因過(guò)渡層直接鋪在土工膜上，過(guò)渡層砂漿不宜太厚，太厚易致使砂漿下滑。
4.3.3砌筑保護(hù)層
渠底過(guò)渡層鋪設(shè)完成之后，再現(xiàn)澆200#混凝土，厚度12cm。渠底及弧形部分采用用現(xiàn)澆混凝土，以上采用40厘米x50厘米、50厘米x80厘米兩種預(yù)制板鋪設(shè)。原因是，混凝土施工簡(jiǎn)單，利用攔頭模板可進(jìn)行部分澆筑，能夠保證渠道底部及過(guò)水部分的整體性。以上部分由于邊坡坡較陡，施工時(shí)現(xiàn)澆混凝土容易沿土工膜下滑，土工膜上又不便于支模，施工難度較大且效果不如預(yù)制混凝土板好，而且上部預(yù)制板損壞也便于及時(shí)更換。
4.4防滲效果
從2000年開(kāi)始利用世行項(xiàng)目進(jìn)行骨干工程改造，水利用系數(shù)從0.65提高到0.88。本灌區(qū)年平均飲水3500萬(wàn)m3灌區(qū)自開(kāi)灌以來(lái)，為當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收和農(nóng)村穩(wěn)定工作做出了重要的貢獻(xiàn)。糧食畝產(chǎn)由開(kāi)灌初期的150kg提高到現(xiàn)在的630kg，區(qū)域內(nèi)農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)由以前的單一糧食型向多經(jīng)高效格局發(fā)展，復(fù)種指數(shù)從開(kāi)灌前的1.25提高到近年的1.57，累計(jì)增產(chǎn)糧食6.4億kg，農(nóng)業(yè)產(chǎn)值4.86億元，農(nóng)民收入持續(xù)增加，隨著灌區(qū)糧食的增產(chǎn)，富平、耀縣已被省上列為商品糧基地。
5我國(guó)渠道防滲發(fā)展趨勢(shì)
進(jìn)二十年來(lái)，我國(guó)渠道防滲技術(shù)得到很高的重視，發(fā)展也相當(dāng)快，從最初簡(jiǎn)單的土料防滲到最新高分子防滲材料的使用，我國(guó)在渠道防滲工程方面走出了一條符合我國(guó)國(guó)情、逐步走向高效的經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展路線。由于受到我國(guó)目前經(jīng)濟(jì)實(shí)力的限制，科研經(jīng)費(fèi)投入有限，一些深層次的問(wèn)題還沒(méi)有得到很好的解決，特別是成套的防滲技術(shù)方案和防滲施工的機(jī)械化、自動(dòng)化還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)，目前主要還是簡(jiǎn)單的靠人力，使用簡(jiǎn)單的防滲技術(shù)進(jìn)行防滲處理，致使一些防滲工程耐久性差、易損壞、返修多。要進(jìn)一步提高防滲水平，節(jié)約成本、提高水利用率，這些都是需要解決的問(wèn)題。
5.1渠道防滲發(fā)展難點(diǎn)：
(1) 在我國(guó)北方地區(qū)冬季寒冷，渠道防滲工程存在相當(dāng)嚴(yán)重的凍脹問(wèn)題。我國(guó)目前采取的渠道防滲防凍脹措施大致可歸納為兩種：一是進(jìn)行土的置換或是強(qiáng)夯處理；二是在襯砌的結(jié)構(gòu)上選擇合理的襯砌結(jié)構(gòu)和斷面形式。為減少基土凍脹作用對(duì)渠道防滲工程的破壞, 標(biāo)準(zhǔn)凍深大于10cm的季節(jié)凍土地區(qū)襯砌渠道, 必須進(jìn)行防凍脹設(shè)計(jì)：做好渠道沿線土質(zhì)、地下水位、凍深的調(diào)查，因地制宜，不同的凍脹情況做好不同的處理方法，并選擇有代表性的區(qū)段進(jìn)行試驗(yàn)觀測(cè)和計(jì)算。
(2) 特種土基渠道防滲技術(shù)。特種土基渠道,指渠床土是濕陷性黃土、鹽漬土、軟弱土、膨脹土、凍脹土的渠道。在這類(lèi)渠道上修建防滲工程, 應(yīng)先采取措施, 對(duì)渠床土進(jìn)行處理, 然后再根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件, 選用常用的防滲方法, 并注意設(shè)置排水設(shè)施。
(3) 施工機(jī)械化及施工工藝的改進(jìn)。與發(fā)達(dá)國(guó)家機(jī)械化施工為主相比，我國(guó)目前仍然以人工施工為主，但也在逐步朝機(jī)械化方向發(fā)展。機(jī)械化施工能更加快速、高質(zhì)量的完成渠道防滲施工，耐久性好、返修率低、水利用率高。
5.2發(fā)展和推廣防滲工程新技術(shù)的對(duì)策
(1) 渠道防滲工程, 雖然形式簡(jiǎn)單, 但各項(xiàng)技術(shù)復(fù)雜, 應(yīng)加強(qiáng)設(shè)計(jì)與施技術(shù)培訓(xùn), 建立完善的工程設(shè)計(jì)審查和評(píng)議以及工程施工的監(jiān)理和監(jiān)測(cè)制度。
(2) 增加科研投入力度, 增加跨行業(yè)合作, 在工程材料、設(shè)計(jì)方法、施工技術(shù)和施工機(jī)械、等方面增加創(chuàng)新進(jìn)行深化研究。
(3) 倡導(dǎo)就地材料的利用, 以降低工程造價(jià)，減少周?chē)鷳B(tài)環(huán)境的擾動(dòng)，保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境。
(4) 結(jié)合節(jié)水重點(diǎn)縣建設(shè), 選擇幾個(gè)具有代表性的的地區(qū), 建立綜合性高技術(shù)示范工程, 以促進(jìn)渠道防滲工程技術(shù)的發(fā)展。
6結(jié)語(yǔ)
近幾十年以來(lái)，我國(guó)在干支渠渠道防滲技術(shù)以及其在工程應(yīng)用上取得一定進(jìn)展，無(wú)論是襯砌結(jié)構(gòu)方面還是在防滲材料的開(kāi)發(fā)方面，以及施工新技術(shù)方面都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展。伴隨著我國(guó)灌區(qū)節(jié)水任務(wù)的開(kāi)展，干支渠渠道防滲工程技術(shù)必將被大規(guī)模地應(yīng)用。因此，在我國(guó)渠道防滲節(jié)水在農(nóng)業(yè)方面起著相當(dāng)重要的作用。然而在渠道防滲的應(yīng)用過(guò)程中必將會(huì)發(fā)現(xiàn)跟多新的需要去研究的問(wèn)題，渠道防滲工程技術(shù)技術(shù)復(fù)雜性使其必須加強(qiáng)跨領(lǐng)域合作，加大科研投入以提高渠道防滲抗凍和耐久性為重點(diǎn)以提高施工速度和降低工程造價(jià)為目的加大渠道防滲工程技術(shù)的研究力度。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：水利水電工程；地質(zhì)災(zāi)害；防治技術(shù)；方案措施
中圖分類(lèi)號(hào)：TV文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
一.前言
伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，水利水電工程行業(yè)作為一個(gè)新興的行業(yè)崛起，并逐步滲入到國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們生活生產(chǎn)的各個(gè)角落中來(lái)，不僅成為了我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中一個(gè)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，而且對(duì)提高我國(guó)居民的生活水平，改善生活條件，有著極其重要的影響。在水利水電工程建設(shè)過(guò)程中，加強(qiáng)對(duì)各種水利水電工程所引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害防治具有著十分重要的意義，作為整個(gè)水利水電工程建設(shè)管理中的重要組成部分，不僅密切和人們的生命財(cái)產(chǎn)安全連接在一起，也關(guān)系到整個(gè)水利水電工程行業(yè)的健康發(fā)展，因此，如何加強(qiáng)對(duì)水利水電工程各種地質(zhì)災(zāi)害的防治，將會(huì)是水利水電工程行業(yè)的相關(guān)單位和相關(guān)工作人員必須要面對(duì)和思考的問(wèn)題。
二.加強(qiáng)水利水電工程地質(zhì)災(zāi)害防治的意義
1.加強(qiáng)水利水電工程地質(zhì)災(zāi)害的防治，是促進(jìn)企業(yè)安全生產(chǎn)的必然舉措。近些年來(lái)，在水利水電工程項(xiàng)目施工過(guò)程中，由于各種因素引發(fā)的崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害給社會(huì)帶來(lái)了極大的經(jīng)濟(jì)損失和資源的浪費(fèi)，更對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全造成了極大的威脅，安全管理缺陷是事故發(fā)生的深層次的本質(zhì)原因。因此，要從根本上防止事故，則必須加強(qiáng)對(duì)各種地質(zhì)災(zāi)害的防治，探究各種地質(zhì)災(zāi)害防治的技術(shù)措施。如此，可以更好的促進(jìn)安全生產(chǎn)。
2.加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害的防治，有助于保護(hù)施工人員的切身利益，從而體現(xiàn)出以人為本的思想。在水利水電工程施工過(guò)程中，人員的切身利益將會(huì)直接關(guān)系到整個(gè)水利水電工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。在進(jìn)行施工過(guò)程中，加強(qiáng)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的防治，保護(hù)施工安全，實(shí)現(xiàn)整個(gè)工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
三.水利水電工程地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生是原因分析
在水利水電工程建設(shè)中，由于各種基礎(chǔ)工程的建設(shè)，周邊的地質(zhì)環(huán)境、水文地質(zhì)條件等都在發(fā)生著改變，因而，會(huì)很大程度的引發(fā)一些諸如山體崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。
地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生一方面是自然原因?qū)е碌模?比如：特大洪水、地震等；另一方面是人為因素， 比如：大規(guī)模開(kāi)挖、維護(hù)不到位、預(yù)防措施不完善等，其中人為的因素占主要部分。很多人為造成的地質(zhì)災(zāi)害不僅在很大程度上影響了水利水電工程的質(zhì)量、縮短了工程的使用年限，更重要的是給人們的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)極大的安全隱患，其實(shí)大部分地質(zhì)災(zāi)害通過(guò)有效地預(yù)防措施，是可以避免或者減小地質(zhì)災(zāi)害造成的影響。
1．水利水電工程建設(shè)區(qū)域自然地質(zhì)環(huán)境較差
我國(guó)的地質(zhì)災(zāi)害情況比較嚴(yán)重，其中一部分的地質(zhì)災(zāi)害是由于違背自然規(guī)律的工程活動(dòng)造成和誘發(fā)的，隨著社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)逐年增加，很多水利水電工程建設(shè)區(qū)，降雨量少，蒸發(fā)量大，山高坡陡，土地瘠薄，植被稀疏，水土流失嚴(yán)重，滑坡、泥石流等山體災(zāi)害時(shí)有發(fā)生，自然生態(tài)環(huán)境本來(lái)就嚴(yán)峻。不少開(kāi)發(fā)建設(shè)單位水土保持意識(shí)差、法制觀念淡薄，發(fā)展理念陳舊，急功近利，
重視經(jīng)濟(jì)利益，忽視生態(tài)環(huán)境保護(hù)，掠奪式地開(kāi)發(fā)利用水土資源和環(huán)境的現(xiàn)象仍然較為普遍。山勢(shì)險(xiǎn)峻，坡度較大，而且很多地方巖體破碎程度嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境也必將脆弱，在進(jìn)行大規(guī)模的水利水電工程施工過(guò)程中，很大程度的讓一些破碎的巖體變得更為松動(dòng)，同時(shí)，區(qū)域的植被也一定程度的遭到破會(huì)，當(dāng)遇到一些暴雨等氣象因素時(shí)候，很可能引發(fā)諸如滑坡，泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。另外就是在建設(shè)水利工程的時(shí)候，工程大量開(kāi)挖坡腳、隨意堆放廢棄的土渣等，對(duì)水流的排放和疏通都造成了影響，從而引發(fā)一些地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。
2．人類(lèi)活動(dòng)可加劇地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性
工程建設(shè)可能誘發(fā)、加劇地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性，主要是指由于工程建設(shè)形成高邊坡和開(kāi)挖坡腳、在坡體中開(kāi)挖水渠、在坡體上部加載、修建水池又不做有效防滲而誘發(fā)滑坡，還有在溝谷中堆砌工程廢棄物誘發(fā)的危險(xiǎn)性等。這里強(qiáng)調(diào)的主要是工程建設(shè)加劇誘發(fā)滑坡、泥石流等而對(duì)其他工程設(shè)施、人民生命財(cái)產(chǎn)造成的危害。尤其是在巖質(zhì)邊坡開(kāi)挖的時(shí)候，一定要對(duì)松動(dòng)的巖石或巖體破碎的邊坡進(jìn)行嚴(yán)格的處理，避免經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的日曬雨淋，一定程度上使得邊坡的抗滑力減小，從而容易引發(fā)滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害，在施工的時(shí)候一定要按照規(guī)范處理開(kāi)挖、填埋，盡量減小人為地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性。
四.加強(qiáng)水利工程地質(zhì)災(zāi)害防治的技術(shù)措施探討
1．加強(qiáng)技術(shù)人員的職業(yè)素質(zhì)培訓(xùn)、明確責(zé)任
加強(qiáng)對(duì)水利工程維護(hù)技術(shù)人員的技術(shù)培訓(xùn)，地方的水利技術(shù)部門(mén)應(yīng)加大對(duì)鄉(xiāng)鎮(zhèn)技術(shù)人員、水利工程業(yè)主及水利工程建設(shè)承包者的技術(shù)培訓(xùn)，同時(shí)也要加大對(duì)他們的責(zé)任意識(shí)培養(yǎng)。在建設(shè)水利工程之前，要找有相關(guān)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和資質(zhì)的單位進(jìn)行實(shí)地勘測(cè)、設(shè)計(jì)，工程建設(shè)中要嚴(yán)格按照有關(guān)技術(shù)要求進(jìn)行施工、保養(yǎng)，經(jīng)有關(guān)部門(mén)驗(yàn)收合格之后再投入使用。在水利工程管理上，應(yīng)明確城市防洪、重點(diǎn)湖泊、小型水庫(kù)及在建水利工程的防汛責(zé)任，并將責(zé)任人名單予以公布，以接受社會(huì)監(jiān)督。
2．加強(qiáng)對(duì)水利工程地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)
對(duì)水利工程的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)可以在很大程度上避免地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。首先要堅(jiān)持24小時(shí)值班制度，保持通信的順暢，部門(mén)之間加強(qiáng)協(xié)作，實(shí)行群測(cè)群控。水庫(kù)值班和管理人員等直接管理者應(yīng)該對(duì)大壩、溢洪道、輸水道等主要建筑物進(jìn)行檢查和巡視，加強(qiáng)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)。基層監(jiān)測(cè)部門(mén)應(yīng)該與國(guó)土、交通、建設(shè)、氣象等部門(mén)加強(qiáng)聯(lián)系，按照各部門(mén)的分工職責(zé)，切實(shí)做好水利工程設(shè)施的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)、預(yù)防和治理工作。
同時(shí)，上級(jí)管理人員也應(yīng)該對(duì)水利工程的監(jiān)管引起足夠重視，尤其是汛期來(lái)臨的時(shí)候，更應(yīng)該加大對(duì)庫(kù)塘的監(jiān)控力度，科學(xué)調(diào)度，依法防汛，確保安全度汛。這期間要隨時(shí)掌握降雨引起的蓄水變化情況，嚴(yán)格防洪調(diào)度，分月控制蓄水，將地質(zhì)災(zāi)害控制在萌芽階段，如果發(fā)現(xiàn)安全隱患要及時(shí)進(jìn)行排除。
3．制定相關(guān)的災(zāi)害防治預(yù)案
進(jìn)行災(zāi)害預(yù)防首先應(yīng)該制定相關(guān)的城市防洪緊急預(yù)案、在建水利工程安全度汛預(yù)案、水庫(kù)防汛搶險(xiǎn)應(yīng)急預(yù)案、山洪災(zāi)害防御預(yù)案等。在對(duì)有可能出現(xiàn)的洪澇災(zāi)害的水利工程周邊進(jìn)行檢查之后，應(yīng)迅速制定相應(yīng)的度汛搶險(xiǎn)方案，尤其是在容易發(fā)生山體滑坡、山洪、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的地方及重點(diǎn)部位要設(shè)置明顯的警示牌。
4．做好物資、通訊、搶險(xiǎn)應(yīng)急隊(duì)等各項(xiàng)工作
為了保證在地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的時(shí)候，可以進(jìn)行及時(shí)的救援，首先要做好物資、搶險(xiǎn)、通訊等各項(xiàng)工作。一旦災(zāi)情發(fā)生，能夠立即調(diào)動(dòng)使用，應(yīng)急搶險(xiǎn)隊(duì)要隨時(shí)處于戰(zhàn)備狀態(tài)， 力保災(zāi)害能夠得到最有效、最及時(shí)的控制。另外就是要加強(qiáng)對(duì)通訊施設(shè)的維護(hù)。在汛期，各縣區(qū)中繼站和各水庫(kù)無(wú)線通訊設(shè)施必須正常運(yùn)行，電信部門(mén)應(yīng)該確保水庫(kù)通訊線路通暢，使各站之間能夠及時(shí)保持聯(lián)系。
5. 加強(qiáng)施工安全管理
在水利工程施工中，施工單位獲得中標(biāo)之后，要堅(jiān)持多級(jí)安全控制，多層次的安全負(fù)責(zé)原則，加強(qiáng)對(duì)施工企的安全管理。首先，要建立健全施工過(guò)程的安全管理體制。設(shè)置項(xiàng)目經(jīng)理職位，堅(jiān)持項(xiàng)目經(jīng)理的第一責(zé)任，堅(jiān)持施工質(zhì)量檢測(cè)部門(mén)進(jìn)行質(zhì)量安全自檢，同時(shí)，要建立起施工的相關(guān)工程試驗(yàn)基地，建立健全各種資料的管理體制，設(shè)置專(zhuān)門(mén)的施工資料整理人員，并做好各個(gè)環(huán)節(jié)的工作分工，明確職責(zé)，加強(qiáng)對(duì)施工各個(gè)環(huán)節(jié)的工序質(zhì)量檢測(cè)記錄，做好各種資料的送檢工作，并嚴(yán)格各種文件的存檔管理，為各種安全管理措施的出臺(tái)提供決策依據(jù)。
五.結(jié)束語(yǔ)
水利工程關(guān)系到整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高。在施工過(guò)程中，水利工程所面臨的各種地質(zhì)災(zāi)害都有著不同的原因，要結(jié)合工程施工狀況，結(jié)合地質(zhì)地貌實(shí)際情況，從實(shí)際出發(fā)，采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)各種地質(zhì)災(zāi)害的防治，從而促進(jìn)整個(gè)水利工程行業(yè)的健康快速發(fā)展，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高提供巨大的動(dòng)力。
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論文摘要：湖北省一方面屬于水資源較為豐富的地區(qū)，另一方面，在水資源利用中又存在許多巫待解決的問(wèn)題，如水資源污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重，過(guò)境客水資源豐富但難以利用，工、農(nóng)業(yè)用水浪費(fèi)嚴(yán)重等等。在分析湖北省水資源供水童、用水童現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，提出了湖北省水資源持續(xù)利用的對(duì)策。
當(dāng)前，水資源問(wèn)題已成為全社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)，水資源危機(jī)已構(gòu)成一個(gè)巫待解決的問(wèn)題。我國(guó)人均水資源擁有量?jī)H為2 300m3，約為世界人均水量的1/4，居世界110位，被聯(lián)合國(guó)列為13個(gè)貧水國(guó)之一。從湖北省的情況來(lái)看，20世紀(jì)50年代擁有1 050個(gè)湖泊，享有“千湖之省”的美譽(yù)，而如今只剩下83個(gè)湖泊。隨著湖北省經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，對(duì)水的需求量也必然增加，而一些地區(qū)的水環(huán)境質(zhì)量惡化趨勢(shì)仍未得到有效控制。因此，了解湖北省水資源，保護(hù)好水資源，有效利用水資源，是實(shí)現(xiàn)湖北省經(jīng)濟(jì)、社會(huì)持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要問(wèn)題。
1 湖北省水資源的概況與特征
湖北地處亞熱帶，位于典型的季風(fēng)區(qū)內(nèi)。大部分為亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候，光能充足，熱量豐富，無(wú)霜期長(zhǎng)，降水充沛，雨熱同季。
1.1降水
通過(guò)比較全省各市2003年年降水量及其與常年降水量(見(jiàn)表1)，不難發(fā)現(xiàn)，2002.2003年全省降水屬偏豐年份，各地平均年降水量在800-1 600~之間。降水地域分布呈由南向北遞減趨勢(shì)，鄂西南最多達(dá)1400-1600mm。
1.2地表水資源
湖北省境內(nèi)共有skm以上的河流1 195條，總長(zhǎng)達(dá)3 500多km，尤以長(zhǎng)江、漢江為最，流經(jīng)湖北的長(zhǎng)度均在1 oookm左右，河流總集水面積約131 567km2，約占自然水面積70.7%。同時(shí)，省內(nèi)湖泊眾多，面積達(dá)3 001余km2，可謂“星羅棋布”。
1.3地下水資源
地下水資源量指降水、地表水人滲補(bǔ)給地下含水層的動(dòng)態(tài)水量。2003年全省地下水資源總量312.8億m3，其中平原地區(qū)地下水資源量75.1億m3，山丘區(qū)地下水資源量242.9億m3。全省各地區(qū)多年平均地下水資源量顯示，江漢平原和河谷盆地地下水資源最為豐富，被稱(chēng)為地下的天然水庫(kù)。
1.4過(guò)境客水資源
2002年全省人境水量7 145億m3，其中長(zhǎng)江干流人境水量3 836億m3，江漢水系168.2億m3，洞庭湖水系3 122億m3;出境水量為8 028億m’o 2003年全省人境水量6 704億m3，其中長(zhǎng)江干流為3 969億m3，漢江水系為454.4億m3，洞庭湖水系為2 259億m3;全省出境水量7 717億m3。多年數(shù)據(jù)顯示，湖北省客水資源豐富，自產(chǎn)水資源十分有限。如果考慮到大量的客水資源，則湖北省在總體上屬于水資源比較豐富的省份。
2 湖北省水資源利用現(xiàn)狀分析
湖北省是水資源大省，多江相聚，湖泊眾多。然而，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展與城市化進(jìn)程的加快，水污染日益嚴(yán)重，水危機(jī)警鐘早已敲響。概括起來(lái)，湖北省水資源利用中存在的主要問(wèn)題表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
2.1水少問(wèn)題
根據(jù)湖北省水資源供需平衡分析，全省水資源1 028億m3，占全省的3.5%，人水資源量1732m’，列全國(guó)第17位，低于全國(guó)平均值，接近國(guó)際公認(rèn)的人均1 700m的嚴(yán)重缺水警戒線，尤其城市缺水突出。據(jù)調(diào)查，全省目前縣級(jí)以上缺水城市有46個(gè)。
2.2水多問(wèn)題
這與上面似乎矛盾，其實(shí)不然。水多問(wèn)題主要是就水利用和客水問(wèn)題。全省每年要承納長(zhǎng)江、漢水上游以及洞庭湖、湘、資、沉、澄流域大面積的客水，年平均過(guò)境客水量6 638億m3，為湖北省水資源的6.13倍。但是這些客水不僅難以利用，而且由于全省江河堤防現(xiàn)有防洪能力還很低，加上全省湖泊的減少、萎縮，降低了調(diào)洪能力。因此，洪水威脅始終是湖北省的心腹之患。
2.3水污染問(wèn)厄
有調(diào)查顯示，湖北省湖泊和城市內(nèi)湖富營(yíng)養(yǎng)化加劇;長(zhǎng)江湖北段沿岸排污沒(méi)有得到有效控制，形成多條污染帶;漢江大部分支流受到污染，唐白河、蠻河、小清河等主要支流水質(zhì)超過(guò)五類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，連農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)都達(dá)不到。水污染事故頻發(fā)，特別是流域性的水污染事故時(shí)有發(fā)生，污染范圍廣、危害大，直接影響人民群眾的飲水安全。
2002年長(zhǎng)江干流3類(lèi)水質(zhì)水體占100%;漢江干流2類(lèi)水質(zhì)占30% . 3類(lèi)水質(zhì)占70%。中小河流1類(lèi)水質(zhì)水體占7%,2類(lèi)水質(zhì)水體占43%,3類(lèi)水質(zhì)水體占26% ,受污染的4類(lèi)水質(zhì)水體占10%,5類(lèi)及超5類(lèi)水質(zhì)水體占13%。
2.4水資源的地區(qū)分布不均
湖北省水資源在地區(qū)分布上，南多北少，山區(qū)多，平原河谷少，且相差懸殊。南部年徑流深最大為1 200-1 400mm，北部不足200mm，相差6-7倍。鄂西南、鄂東南山區(qū)年徑流深變化在900-1 400mm，為徑流高值區(qū);鄂北、鄂西北年徑流深變化在150-250mm，為徑流低值區(qū);水資源的地區(qū)分布與區(qū)域人口、耕地、產(chǎn)值等社會(huì)經(jīng)濟(jì)要素的分布極不符。如武漢、襄樊、荊州、孝感、黃岡5市總?cè)丝谡既∪丝诘?5%，耕地占51%，工業(yè)產(chǎn)值占58%，但其水資源總量?jī)H占全省總量的32%。恩施州人口、耕地、工業(yè)產(chǎn)值分別占全省的6.6% ,8.6%和1.1%，襄樊市人口、耕地、工業(yè)產(chǎn)值分別占全省的9.5% ,12.3%和12.2%，但它們的水資源量相差3.8倍，人均畝均水資源量相差5.5倍。
2.5其他問(wèn)題
主要是指:由于全省水土流失面積擴(kuò)大而導(dǎo)致的水渾問(wèn)題;由于全省水資源利用系數(shù)不高而導(dǎo)致的節(jié)約用水問(wèn)題。從全省的耗水結(jié)構(gòu)看，農(nóng)業(yè)灌溉耗水量占大頭。由于湖北省在農(nóng)田灌溉方面，大水漫灌仍十分普遍，引水渠利用率僅為50%，既有一半的水白白地滲漏蒸發(fā)掉了，因此，農(nóng)業(yè)節(jié)水大有潛力可挖。此外，湖北省工業(yè)用水重復(fù)利用率也很低，武漢市為50%左右，其他城市僅為20%-40% 。
3 水資源可持續(xù)利用的戰(zhàn)略對(duì)策
水資源統(tǒng)一管理是一項(xiàng)龐大的系統(tǒng)工程，既要采取工程措施，又要落實(shí)非工程措施，這就必須采取思想的、組織的、行政的、經(jīng)濟(jì)的、法律的綜合對(duì)策和措施。
3.1利用輿論，形成保水、節(jié)水共識(shí)
一是要讓廣大民眾充分認(rèn)識(shí)到水資源統(tǒng)一管理的重要性，要清醒看到水資源不足和水污染問(wèn)題的嚴(yán)重性。湖北省水資源總量不豐、水污染問(wèn)題比較嚴(yán)重，統(tǒng)一管理的發(fā)展態(tài)勢(shì)不容樂(lè)觀。因此，必須樹(shù)立憂患意識(shí)，大局思想，發(fā)展觀念，認(rèn)真對(duì)待水資源統(tǒng)一管理中的問(wèn)題;二是要堅(jiān)持在全民中提倡節(jié)約用水和保護(hù)水的良好風(fēng)氣。水環(huán)境保護(hù)不僅是我省各級(jí)人民政府及其有關(guān)部門(mén)的一項(xiàng)重要任務(wù)，同時(shí)也是企業(yè)、事業(yè)單位、社會(huì)團(tuán)體和每個(gè)公民應(yīng)盡的義務(wù)，是一項(xiàng)全民的事業(yè)。如果沒(méi)有公眾的支持和積極參與，就缺少了實(shí)現(xiàn)水環(huán)境保護(hù)的必要條件，也就失去了維護(hù)良好的水環(huán)境的原動(dòng)力。
3.2抓緊制定湖北省水環(huán)境保護(hù)法規(guī)、規(guī)章和標(biāo)準(zhǔn)，據(jù)此保護(hù)水環(huán)境
水環(huán)境保護(hù)法規(guī)和規(guī)章是進(jìn)行水環(huán)境保護(hù)的法律依據(jù)，是依法治水、依法管水的基礎(chǔ)。水環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)水環(huán)境質(zhì)量和水污染物排放所作的硬性規(guī)定，是水環(huán)境管理和執(zhí)法的技術(shù)依據(jù)。通過(guò)制定和實(shí)施水環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，促使排污者達(dá)標(biāo)排放，從而達(dá)到保護(hù)和改善水環(huán)境的目的。
3.3采取各種措施，防止水污染，維護(hù)和改善水環(huán)境質(zhì)且
大力開(kāi)發(fā)湖北省豐富的水力資源和其他潔凈能源，推廣潔凈的燃煤技術(shù)，提高城市機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)，降低酸雨對(duì)水環(huán)境的危害;對(duì)污染大的企業(yè)進(jìn)行曝光，限期整改、停產(chǎn)整改或關(guān)停并轉(zhuǎn)等，尤其要加強(qiáng)對(duì)鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的監(jiān)測(cè)、控制和管理;大力建設(shè)城市污水收集系統(tǒng)和污水處理設(shè)施;制定相關(guān)政策，鼓勵(lì)農(nóng)民少用化肥和農(nóng)藥，探索替代化肥和農(nóng)藥的新途徑，控制化肥、農(nóng)藥污染;加強(qiáng)對(duì)水資源保護(hù)區(qū)的規(guī)劃、管理和水質(zhì)監(jiān)控，逐步推行水源保護(hù)區(qū)污染防治管理目標(biāo)責(zé)任制，對(duì)重污染的河段、湖泊進(jìn)行重點(diǎn)管理，恢復(fù)其天然生態(tài)功能。
3.4節(jié)約用水，減緩水資源的供希矛盾
目前，湖北省有占總數(shù)量達(dá)45%的大中型引提水的工程失修、設(shè)備老化等原因使工程能力下降，不能正常發(fā)揮效益;部分水庫(kù)尚未達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn);灌區(qū)渠系建筑物損壞，渠道水量滲漏很大，引水渠利用率僅為50%;城市供水網(wǎng)漏損現(xiàn)象普遍存在。節(jié)水、惜水意識(shí)淡薄。農(nóng)業(yè)仍采用大水漫灌;工業(yè)水重復(fù)利用率低;城市生活用水由于價(jià)格不合理，浪費(fèi)依然嚴(yán)重。
針對(duì)這些弊端，在農(nóng)業(yè)方面，可以通過(guò)征收水資源費(fèi)、水費(fèi)，實(shí)施用水定額分配，大力推廣節(jié)水型農(nóng)業(yè)技術(shù)灌溉，提高渠系利用率，大幅度節(jié)約用水，特別要在鄂北崗地缺水地區(qū)大力推廣高效節(jié)水農(nóng)業(yè);工業(yè)方面，在各行各業(yè)推廣用水標(biāo)準(zhǔn)定額，提高水費(fèi)，鼓勵(lì)節(jié)約用水和清潔生產(chǎn)，提高水資源重復(fù)利用率和降低單位產(chǎn)品的用水量;城市生活用水方面，在用水中逐步加收污水治理費(fèi)，同時(shí)大力宣傳，提高公眾的水資源意識(shí)。節(jié)水事業(yè)大有可為。
3.5抓住三峽工程和南水北調(diào)中線工程機(jī)遇，推動(dòng)湖北水利建設(shè)
三峽工程和南水北調(diào)中線工程建成后，將大大提高湖北沿江地區(qū)的防洪安全。湖北省應(yīng)抓住這個(gè)機(jī)遇，大力整治長(zhǎng)江、漢江河道，完善江漢平原和鄂北崗地的排灌設(shè)施，從而從根本上根治全省的旱澇災(zāi)害。同時(shí)，利用三峽工程提供的電能，降低煤能源給水環(huán)境帶來(lái)的污染。
關(guān)鍵詞:水庫(kù) 導(dǎo)流洞 封堵 設(shè)計(jì)
中圖分類(lèi)號(hào):TB21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)07(a)-0061-01
1 工程概況
某水庫(kù)工程任務(wù)以防洪、灌溉為主,結(jié)合供水、發(fā)電。壩址位于陶寺村上游約50m處,距金華城區(qū)35km,距湯溪鎮(zhèn)8km,廠址位于壩址下游約500m處。九峰水庫(kù)由攔河壩、溢洪道、發(fā)電引水建筑物、發(fā)電廠、升壓站等組成。攔河壩型式為混凝土面板堆石壩,最大壩高66.5m,壩頂長(zhǎng)380m。溢洪道由進(jìn)水渠、閘室段、泄槽段組成,布置于右岸,溢流堰頂高程139m,設(shè)3孔6m泄洪閘。發(fā)電引水建筑物由進(jìn)水口、引水隧洞、調(diào)壓井、岔支管等組成,布置在右岸,進(jìn)水口距右壩頭約120m。進(jìn)水口為豎井式,底高程為100.5m,引水隧洞為圓形有壓隧洞,開(kāi)挖洞徑3.7m,混凝土襯后洞徑為3.0m。發(fā)電廠裝機(jī)容量為2×3200kW。導(dǎo)流隧洞為6m×7m城門(mén)洞型,導(dǎo)流洞進(jìn)口距壩軸線120m,底高程91m,出口距壩軸線約180m,底高程86.5m,直線穿越右岸山體,洞身長(zhǎng)338m,進(jìn)口段明渠長(zhǎng)34m,出口段明渠長(zhǎng)76m。
2 導(dǎo)流洞地質(zhì)條件
洞身圍巖為侏羅系上統(tǒng)西山頭組第四段(J3x4)流紋質(zhì)晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r,淺灰紫～黃綠色,風(fēng)化后呈灰黃～灰白色,塊狀構(gòu)造,新鮮巖石致密、堅(jiān)硬。山坡覆蓋第四系坡積(el—dlQ4)粉質(zhì)粘土夾碎塊石層,厚1m～4m,主要分布于出口的山坡。出口地段河谷分布第四系全新統(tǒng)沖洪積(al-plQ4)砂礫卵石層,厚2.0m～7.0m,礫石呈次滾圓狀,粒徑以2cm～15cm為主,表部見(jiàn)薄層中細(xì)砂,主要分布于進(jìn)出口高程以下的漫灘。隧洞沿線無(wú)區(qū)域性斷裂通過(guò),主要節(jié)理發(fā)育有3組:N25°W,SW＜80°;N55°E,NW＜15°和N45°E,SE＜24°。節(jié)理以閉合為主,表部局部張開(kāi),延伸長(zhǎng)。
3 下閘封堵設(shè)計(jì)流量
水庫(kù)P=20％、10％時(shí)的月平均流量如下(見(jiàn)表1)。
封堵設(shè)計(jì)流量按8月份P=20％時(shí)的月平均流量5.4m3/s考慮。九峰水庫(kù)導(dǎo)流洞從2003年底開(kāi)工,于2004年5月份完工驗(yàn)收通過(guò),按設(shè)計(jì)要求導(dǎo)流洞上、下游均已清理疏通,具備過(guò)流條件。水庫(kù)樞紐土建工程于2003年10月份招標(biāo),后由于移民政策處理難度較大,一直到2004年底大壩才進(jìn)行基坑開(kāi)挖。施工期間由于壩區(qū)移民工作難度大,攔河壩在2005年至2006年6月期間施工進(jìn)度受到影響。2006年6月復(fù)工,并在2006年10月中旬河床截流,在2007年、2008年、2009年施工期間通過(guò)導(dǎo)流洞實(shí)現(xiàn)了安全度汛,在2010年8月下旬下閘封堵。
4 封堵設(shè)計(jì)
根據(jù)施工總進(jìn)度計(jì)劃,本工程下閘蓄水選擇在2010年8月底進(jìn)行,下閘封堵設(shè)計(jì)流量為5.4m3/s(8月份P=20％時(shí)的月平均流量)。封堵分為臨時(shí)封堵和永久封堵。其中臨時(shí)封堵段采用“導(dǎo)流洞埋設(shè)鋼管拍門(mén)”(以下簡(jiǎn)稱(chēng)拍門(mén))方式封堵。臨時(shí)封堵段位于導(dǎo)流隧洞的進(jìn)口段(樁號(hào)導(dǎo)0-013～0-007m),其長(zhǎng)度為6m。臨時(shí)封堵段導(dǎo)流采用在導(dǎo)流洞中心埋設(shè)鋼管(圓管,直徑為2·0m)導(dǎo)流,對(duì)導(dǎo)流洞進(jìn)口段(樁號(hào)導(dǎo)0-013～0-007m)進(jìn)行突擊封堵,在完成進(jìn)口段臨時(shí)封堵混凝土后,再采用“拍門(mén)”對(duì)臨時(shí)導(dǎo)流鋼管進(jìn)行截流及混凝土回填,然后在導(dǎo)流洞進(jìn)口段頂拱上部120°范圍內(nèi)進(jìn)行回填灌漿。
根據(jù)所在市地區(qū)水文分析,8月份月平均流量約5.4m3/s,在非汛期4月份初,根據(jù)天氣情況統(tǒng)計(jì)分析,一般情況下導(dǎo)流洞過(guò)流水深約30cm～50cm,過(guò)流面積約1.8m2～3.0m2。在臨時(shí)導(dǎo)流期間,控制涌高水位不超過(guò)鋼管管頂(經(jīng)水力計(jì)算分析,其過(guò)流能力約為7.5m3/s),鋼管過(guò)流面積不小于現(xiàn)有過(guò)水?dāng)嗝娣e;擬采用的鋼管直徑為2.0m(斷面積為3.14m2),長(zhǎng)度為8.5m。導(dǎo)流鋼管由專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠家生產(chǎn)安裝,運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng),節(jié)間通過(guò)手工電弧焊焊接。臨時(shí)封堵段設(shè)計(jì)按121m水位考慮(按8月份P=20％時(shí)的月平均流量5.4m3/s,考慮30d的蓄水量),設(shè)計(jì)水頭為30m。在臨時(shí)封堵段施工期間,加強(qiáng)關(guān)注天氣預(yù)報(bào),選連續(xù)晴天突擊施工。
永久封堵段布置在導(dǎo)流隧洞樁號(hào)導(dǎo)0+073.5～0+083.5m段。永久封堵段設(shè)計(jì)按校核洪水位147.78m水位考慮,設(shè)計(jì)水頭為56.8m。在完成進(jìn)口段混凝土封堵后,再對(duì)永久封堵段(樁號(hào)導(dǎo)0+073.5～0+083.5m)進(jìn)行封堵施工。永久封堵段(樁號(hào)導(dǎo)0+073.5～0+083.5m)全斷面回填C20混凝土,在頂拱上部120°范圍內(nèi)進(jìn)行回填灌漿(如圖1)。
(1)封堵體設(shè)計(jì)。
導(dǎo)流洞封堵分為臨時(shí)封堵和永久封堵。臨時(shí)封堵段位于導(dǎo)流隧洞的進(jìn)口段(樁號(hào)導(dǎo)0-013～0-007m);永久封堵段布置在導(dǎo)流隧洞樁號(hào)導(dǎo)0+073.5～0+083.5m段。經(jīng)計(jì)算,臨時(shí)封堵段Lmin=1.45m,臨時(shí)封堵段長(zhǎng)度采用6m,布置在導(dǎo)流隧洞進(jìn)口段(樁號(hào)導(dǎo)0-013～0-007m)。經(jīng)計(jì)算,永久封堵段Lmin=2.9m,永久封堵段長(zhǎng)度采用10m,布置在導(dǎo)流隧洞樁號(hào)導(dǎo)0+073.5～0+083.5m段。臨時(shí)封堵段和永久封堵段均在頂拱上部120°范圍內(nèi)進(jìn)行回填灌漿,回填灌漿采用預(yù)埋回填灌漿管。回填灌漿待混凝土強(qiáng)度達(dá)70％后進(jìn)行,灌漿壓力0.3MPa,灌漿采用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。
(2)放水管設(shè)計(jì)。
由于導(dǎo)流洞封堵蓄水后,在封堵初期將使下游河道產(chǎn)生斷流,嚴(yán)重影響下游河道兩岸的生活用水及下游河道的生態(tài)用水。經(jīng)綜合分析,采取在導(dǎo)流洞封堵體內(nèi)埋設(shè)1根放水鋼管(圓管,直徑50cm)來(lái)進(jìn)行放水,不使河道斷流;并分別在導(dǎo)流洞樁號(hào)導(dǎo)0-006m、導(dǎo)0+084.5m安裝蝶閥來(lái)進(jìn)行控制。
參考文獻(xiàn)
而作為專(zhuān)著于包膜控釋肥料的研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售的金正大公司，其研制的包膜控釋肥料作為優(yōu)質(zhì)農(nóng)用肥料，具有利用率高、節(jié)約能源、減少污染、均衡營(yíng)養(yǎng)等特點(diǎn)，不僅占領(lǐng)了行業(yè)發(fā)展的制高點(diǎn)，而且引領(lǐng)了中國(guó)農(nóng)業(yè)與化肥的一場(chǎng)科技革命。
之所以金正大公司由10年前一家不起眼的小企業(yè)，發(fā)展成為中國(guó)包膜控釋肥料產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)跑者，離不開(kāi)與山東農(nóng)業(yè)大學(xué)的緊密合作，更離不開(kāi)留美歸國(guó)博士、國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)和中國(guó)專(zhuān)利優(yōu)秀獎(jiǎng)獲得者、山東農(nóng)業(yè)大學(xué)博士生導(dǎo)師張民教授等專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)提供的關(guān)鍵技術(shù)支撐。
而張民，也因此成為中國(guó)包膜控釋肥研制及產(chǎn)業(yè)化第一人。
從科技隊(duì)長(zhǎng)到留美博士
1958年7月，張民出生在嘉祥縣瞳里鎮(zhèn)東高莊村的一個(gè)農(nóng)民家庭。1975年高中畢業(yè)后，張民在村科技隊(duì)擔(dān)任隊(duì)長(zhǎng)。他帶領(lǐng)十幾個(gè)隊(duì)員，住在離村不遠(yuǎn)的科技隊(duì)，在200多畝試驗(yàn)田里搞玉米雜交育種，同時(shí)還參加修水渠和引水灌溉等技術(shù)推廣工作，帶動(dòng)全村的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。
“當(dāng)時(shí)，農(nóng)村貧窮，僅有的少量作物秸稈用來(lái)燒火做飯，沒(méi)法做到秸稈還田。土地瘠薄，麥穗長(zhǎng)的像蠅頭，小麥、玉米產(chǎn)量很低，畝產(chǎn)不到100公斤，提高糧食產(chǎn)量主要依靠?jī)?yōu)良品種和施用肥料。”張民回憶起當(dāng)年情形，顯得有些激動(dòng)。
“有一次，我們步行10多公里，到縣城參觀氨水廠，了解氨水的化學(xué)原理和使用方法，回來(lái)指導(dǎo)農(nóng)民使用。后來(lái)村里建起了氨水池，用大汽油桶運(yùn)來(lái)，放在氨水池里密封保存。在作物生長(zhǎng)的關(guān)鍵季節(jié)，用氨水耬施到小麥和玉米田里，隨后壓實(shí)，增產(chǎn)效果很好。但是，氨水容易揮發(fā)，浪費(fèi)很大!”
“為了糧食增產(chǎn)，科技隊(duì)到10公里外的青石山打石頭，運(yùn)回石頭修水渠，修排灌站，用12馬力195型柴油機(jī)，從京杭大運(yùn)河新挖的引河里抽水灌溉或排澇，以保證莊稼旱澇保收。擔(dān)任科技隊(duì)長(zhǎng)的經(jīng)歷，讓我認(rèn)識(shí)到農(nóng)民的艱辛，認(rèn)識(shí)到農(nóng)業(yè)科技的重要，作物離開(kāi)肥水不能增產(chǎn)。”張民說(shuō)。
1977年，張民考入山東農(nóng)學(xué)院；1986年，張民到南京攻讀碩士學(xué)位；1992年，他在中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所讀博士，并借助山東農(nóng)業(yè)大學(xué)與美國(guó)肯塔基大學(xué)的合作關(guān)系，作為合作培養(yǎng)赴美留學(xué)。
3年之后，張民回國(guó)，并用在美國(guó)作的英文研究論文，完成中國(guó)科學(xué)院的博士論文答辯。繼之，張民二度赴美，繼續(xù)做他的研究。
在美國(guó)，他主要從事土壤肥料、土壤化學(xué)、土壤環(huán)境與植物營(yíng)養(yǎng)方面的研究，接觸到了美國(guó)和日本生產(chǎn)的包膜控釋肥料，對(duì)包膜控釋肥料做了大量調(diào)查研究，并在柑橘和柚子上做肥效試驗(yàn)。佛羅里達(dá)屬于亞熱帶濕潤(rùn)地區(qū)，雨量充沛。柑橘和柚子的根系主要生長(zhǎng)在土壤表層，將包膜尿素撒施在地面，營(yíng)養(yǎng)隨雨水逐漸緩慢釋放到達(dá)根系，省工省肥，效果非常好。
當(dāng)時(shí)，張民就打算回國(guó)后研制自己國(guó)家的包膜控釋肥。
那時(shí)候，國(guó)外包膜控釋肥料產(chǎn)品的價(jià)格比普通肥料高出5至8倍，僅在花卉、苗木、草坪等觀賞植物上使用。在中國(guó)的土壤肥料學(xué)教科書(shū)上還鮮有相關(guān)內(nèi)容，產(chǎn)品更是聞所未聞。
從技術(shù)引進(jìn)到技術(shù)創(chuàng)新
1996年6月，張民完成研究回國(guó)。當(dāng)時(shí)，學(xué)校正在組織申報(bào)“農(nóng)業(yè)部引進(jìn)國(guó)際先進(jìn)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)(948)項(xiàng)目”，張民連夜寫(xiě)申報(bào)材料，并以自己在國(guó)外參與科研的情況和發(fā)表的論文，說(shuō)服了評(píng)審專(zhuān)家和農(nóng)業(yè)部分管項(xiàng)目的領(lǐng)導(dǎo)。
第二年，他聯(lián)合校內(nèi)外科研人員申報(bào)的“自控緩釋肥制作技術(shù)”研究課題在農(nóng)業(yè)部立項(xiàng)。
從此，他開(kāi)始了包膜控釋肥料從技術(shù)引進(jìn)、技術(shù)創(chuàng)新到產(chǎn)業(yè)化的艱難歷程。
在國(guó)外，張民雖然做過(guò)包膜控釋肥料的肥效試驗(yàn)，但對(duì)它的包膜材料和生產(chǎn)技術(shù)、工藝流程、生產(chǎn)設(shè)備知之甚少。開(kāi)始，張民在實(shí)驗(yàn)室里分析國(guó)外的膜殼材料成分，尋找國(guó)內(nèi)相似的包膜材料，制作了小型流化床包膜塔，并研制出了小試控釋肥料樣品。
1998年夏天，課題組花5萬(wàn)美元，從美國(guó)引進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室用的流化床包膜塔和多種噴涂設(shè)備，加快了研究進(jìn)度。張民在國(guó)內(nèi)篩選了近50種包膜材料，進(jìn)行了成千上萬(wàn)次的試驗(yàn)。他把引進(jìn)的流化床包膜塔放大，自行設(shè)計(jì)制作了流化床包膜塔及配套生產(chǎn)設(shè)備，優(yōu)選包膜材料的配方，用收集到的美國(guó)、德國(guó)、日本、以色列的包膜控釋肥料樣品作對(duì)比，按照歐美和日本等國(guó)外的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)自己的產(chǎn)品，并于1999年起草制定了與國(guó)際相接軌的《自控緩釋肥》企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，按此標(biāo)準(zhǔn)不斷改進(jìn)和完善產(chǎn)品的內(nèi)在控釋性能和外觀質(zhì)量，為以后緩控釋肥料行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的制定奠定了理論和工作基礎(chǔ)。
研究中，張民帶領(lǐng)課題組創(chuàng)新了包膜材料及配方技術(shù)、包膜設(shè)備研制開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)工藝、包膜控釋肥料產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、控釋養(yǎng)分釋放機(jī)理與肥效評(píng)價(jià)技術(shù)、作物專(zhuān)用復(fù)合肥配方與造粒技術(shù)。
經(jīng)過(guò)大量工作和艱辛探索，張民課題組創(chuàng)新并形成了成熟的包膜控釋肥料核心技術(shù)，即：可降解膜材料配方精準(zhǔn)控釋技術(shù)、熱固性樹(shù)脂快速表面固化成膜技術(shù)……
多次的試制、試驗(yàn)、反饋、改進(jìn)和創(chuàng)新，終于使張民和他的團(tuán)隊(duì)生產(chǎn)出定型的12個(gè)系列數(shù)百種包膜控釋肥料新產(chǎn)品。然后在學(xué)校中試車(chē)間完成了由小型流化床包膜塔到大型流化床包膜塔的放大調(diào)試，產(chǎn)量也由每小時(shí)3公斤提高到300公斤。
2004年11月，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)包膜控釋肥料生產(chǎn)技術(shù)轉(zhuǎn)讓山東金正大公司。
2006年4月，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)和山東金正大公司合作完成的“包膜控釋肥產(chǎn)業(yè)化成果轉(zhuǎn)化”項(xiàng)目――年產(chǎn)30萬(wàn)噸的硫加樹(shù)脂包膜控釋肥料生產(chǎn)線在山東臨沭建成投產(chǎn)。
第二年底，項(xiàng)目通過(guò)了國(guó)內(nèi)11個(gè)單位13位權(quán)威專(zhuān)家的技術(shù)鑒定，形成了具有中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的包膜控釋肥生產(chǎn)技術(shù)體系，成為世界上品種最多，生產(chǎn)規(guī)模最大的包膜控釋肥料生產(chǎn)基地，實(shí)現(xiàn)了包膜控釋肥料關(guān)鍵技術(shù)的集成與大規(guī)模生產(chǎn)的歷史性突破。
目前，張民與金正大公司已研制出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，適合規(guī)模化生產(chǎn)的包膜控釋肥料生產(chǎn)新工藝，開(kāi)發(fā)出12大系列100多個(gè)品種，獲得國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利78項(xiàng)，不僅在中國(guó)，而且在美國(guó)農(nóng)業(yè)部3個(gè)試驗(yàn)站和6所大學(xué)的試驗(yàn)基地13種作物上推廣應(yīng)用，產(chǎn)品已出口到澳大利亞、馬來(lái)西亞、韓國(guó)、英國(guó)、荷蘭、美國(guó)等10多個(gè)國(guó)家。
艱辛創(chuàng)業(yè)路
張民，回國(guó)創(chuàng)業(yè)15年，將中國(guó)包膜控釋肥料研制和生產(chǎn)工藝做到了極致，完成了包膜控釋肥料從技術(shù)引進(jìn)、技術(shù)創(chuàng)新、集成到產(chǎn)業(yè)化的全過(guò)程，汗水灑滿了創(chuàng)業(yè)的道路。
“生產(chǎn)設(shè)備由小到大，靠我們自己研制、安裝、調(diào)試。產(chǎn)量由每小時(shí)1公斤提高到3公斤，由3公斤提高到300公斤，由300公斤提高到1000公斤，由1000公斤提高到3000公斤。每小時(shí)生產(chǎn)3000公斤的設(shè)備由一套擴(kuò)大到24套。
這不是幾何放大，而是一種物理性放大。在這個(gè)過(guò)程中，情況復(fù)雜，需要一步一步地試驗(yàn)和探索，需要具有頑強(qiáng)的毅力和奉獻(xiàn)精神!”
談到包膜控釋肥料由小試、中試到產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)創(chuàng)新歷程，許多難忘的情景，張民至今仍然記憶猶新。
“2003年7至8月，正是泰安最炎熱的時(shí)節(jié)，也是300公斤流化床包膜塔在學(xué)校農(nóng)場(chǎng)的車(chē)間進(jìn)行安裝調(diào)試的關(guān)鍵時(shí)期。要使從3公斤到300公斤肥料在包膜塔中均勻包膜，噴頭和氣流分布板需要一遍一遍的修正，24小時(shí)不能停，困了就在車(chē)間睡一會(huì)兒。天氣熱，蚊子多，咬的人們難以忍受。一天夜里兩點(diǎn)鐘，車(chē)間突然跳閘停電，我們急忙找來(lái)變電室值班人員，接好了電，繼續(xù)試驗(yàn)。不長(zhǎng)時(shí)間，線路再次斷電，沒(méi)辦法又去叫醒值班人員，和值班人員說(shuō)好話，賠笑臉。”張民說(shuō)：“此前，我們已經(jīng)與荷蘭一家貿(mào)易公司簽訂了60噸包膜控釋肥中試產(chǎn)品的銷(xiāo)售合同，不盡快調(diào)試好包膜塔生產(chǎn)設(shè)備，就不能按時(shí)交貨!”
就這樣，張民和助手楊越超帶領(lǐng)著研究生，吃住在條件十分簡(jiǎn)陋的生產(chǎn)車(chē)間，晝夜加班，奮戰(zhàn)兩個(gè)多月，完成了生產(chǎn)中試試驗(yàn)。
2005年春節(jié)前夕，“包膜控釋肥產(chǎn)業(yè)化成果轉(zhuǎn)化”項(xiàng)目在金正大公司開(kāi)始啟動(dòng)。
第一臺(tái)大型流化床包膜塔及輔助設(shè)備，需要吊裝到四樓車(chē)間，由于機(jī)器設(shè)備龐大，張民在現(xiàn)場(chǎng)指揮工作人員，拆了四樓的窗戶，把機(jī)器吊裝到樓內(nèi)。時(shí)值寒冬臘月，滴水成冰，北風(fēng)呼嘯，冷風(fēng)直接吹進(jìn)樓內(nèi)，穿著羽絨服都凍得難受，張民帶領(lǐng)技術(shù)人員，冒著零下十幾度的低溫，調(diào)試機(jī)器設(shè)備，從上午一直干到晚上八九點(diǎn)鐘，忙到臘月二十九才收工。
正月初六，當(dāng)人們還沉浸在過(guò)年的氣氛中的時(shí)候，張民已經(jīng)來(lái)到工地，繼續(xù)指揮調(diào)試正在安裝的包膜生產(chǎn)設(shè)備。
十幾年下來(lái)，張民在實(shí)踐中不斷學(xué)習(xí)樹(shù)脂、塑料、溶劑、機(jī)械、生產(chǎn)工藝流程等方面的知識(shí)，書(shū)架上增加了一大批新書(shū)。他邊學(xué)習(xí)，邊摸索，邊試驗(yàn)，邊總結(jié)，成為包膜控釋肥料研制和生產(chǎn)技術(shù)專(zhuān)家。
“為祖國(guó)服務(wù)，祖國(guó)更需要我!”
為驗(yàn)證國(guó)產(chǎn)包膜控釋肥料在國(guó)外的施用效果以及新型葉面肥料的合作研究，2000年6月至2002年9月，張民作為訪問(wèn)教授再次來(lái)到美國(guó)佛羅里達(dá)大學(xué)，在熱帶作物研究與教育中心做研究工作，一邊做中國(guó)產(chǎn)包膜控釋肥料與美國(guó)、日本以色列等國(guó)家控釋肥產(chǎn)品的對(duì)比試驗(yàn)，承擔(dān)佛羅里達(dá)大學(xué)熱帶作物研究中心的試驗(yàn)項(xiàng)目。
曾經(jīng)擔(dān)任美國(guó)農(nóng)業(yè)部副部長(zhǎng)、具有環(huán)境生態(tài)學(xué)專(zhuān)業(yè)背景的Dr.WaldemarKlassem，時(shí)任佛羅里達(dá)大學(xué)熱帶作物研究與教育中心主任，非常贊賞張民的工作表現(xiàn)，極力挽留張民在美國(guó)發(fā)展，并對(duì)張民說(shuō)“你在這里工作得這么好，你就留下來(lái)吧!”
此問(wèn)，張民16歲的女兒來(lái)到美國(guó)讀書(shū)，妻子也從國(guó)內(nèi)來(lái)到美國(guó)。
當(dāng)時(shí)，只要有工作成績(jī)，有博士學(xué)位，有人推薦，是受美國(guó)歡迎的人才，很快就會(huì)拿到美國(guó)綠卡。只要張民有了美國(guó)綠卡，就會(huì)為女兒在美國(guó)的讀書(shū)、就業(yè)和成長(zhǎng)帶來(lái)很多便利。所以，當(dāng)時(shí)女兒也很希望父母繼續(xù)留在美國(guó)工作。
同學(xué)和朋友們也好心勸張民“現(xiàn)在，一家人都在美國(guó)，應(yīng)該考慮給女兒爭(zhēng)取一張?jiān)诿绹?guó)的綠卡，先不要考慮回去了!”張民深沉地說(shuō)：“留在美國(guó)，我主持承擔(dān)的‘包膜控釋肥料的中試與示范’和‘波爾多液營(yíng)養(yǎng)保護(hù)劑制作技術(shù)及作物效應(yīng)研究’兩項(xiàng)農(nóng)業(yè)部課題，就無(wú)法按期完成。同時(shí)，也無(wú)法指導(dǎo)國(guó)內(nèi)的3名碩士和1名博士完成論文。為祖國(guó)服務(wù)，相比之下國(guó)內(nèi)更需要我!”
張民感到：“在美國(guó)搞科研，尤其是做應(yīng)用技術(shù)，技術(shù)再好，成果再大，產(chǎn)權(quán)首先是美國(guó)的。在那里做出成果來(lái)，受益的首先是國(guó)外。而且，應(yīng)用研究和理論研究不同，理論成果無(wú)國(guó)界，應(yīng)用成果和專(zhuān)利技術(shù)的推廣卻受到地域的很大影響。回到國(guó)內(nèi)做科研，就是為中國(guó)的農(nóng)業(yè)、農(nóng)村、農(nóng)民做事!”
關(guān)鍵詞:聚落;水系景觀;景觀形態(tài);銅灣陳村
中圖分類(lèi)號(hào):TU984.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):0439-8114(2014)10-2464-06
Water System Landscape of the Traditional Settlement in Southeastern Hubei Province
――Taking Tongwanchen Village in Yangxin Country of Hubei Province as an Example
HOU Tao,ZHU Rong,ZHANG Pan
(Wuhan university of science and technology school of art and design Huhan 430200,China)
Abstract: Landscape of traditional settlement’s water system is an ancient impression left by the history,and is a vital type of cultural landscape. For hundreds of years, the characteristic,vivid and harmonious landscape of water system space has been developed in Tongwanchen valley because of the local people′s way of producing and living. These landscape,including the characteristics of water system in different times,the relationship between the water system and surrounding environment and the characteristics of the constituent factors of the water system landscape, reflects people’s wisdom and experience in living environment. A study on the water system oftraditional settlements landscape space in Tongwanchen will give us inspiration for landscape architecture practice today.
Key words: settlement; water system landscape; landscape patterns; Tongwanchen village
傳統(tǒng)聚落作為鄉(xiāng)土文化的載體,具有重要的認(rèn)知意義,同時(shí)也具有相當(dāng)?shù)膶徝馈⑶楦袃r(jià)值與使用價(jià)值。“傳統(tǒng)”是從古至今的歷史延續(xù),它不僅不是一個(gè)短暫、靜止的片段,相反,它是一個(gè)長(zhǎng)期、動(dòng)態(tài)的變化過(guò)程。作為具有古老性、科學(xué)性、獨(dú)特性以及民族風(fēng)俗的集聚或村落,傳統(tǒng)聚落應(yīng)該包括古鎮(zhèn)、古城、古村落等。其中古村落是傳統(tǒng)聚落的一種,有著悠久的歷史沿革,并仍然在繼續(xù)傳承著。
1緒論
1.1聚落
聚落是人類(lèi)各種形式的聚居地的總稱(chēng)。它不單是房屋建筑的集合體,還包括與居住直接相關(guān)的其他生活設(shè)施和生產(chǎn)設(shè)施,包含了人們生活和社會(huì)活動(dòng)的各種場(chǎng)所,也是人們進(jìn)行生產(chǎn)的場(chǎng)所。聚落形態(tài)所反映出的文化變遷的作用和影響在功能、性質(zhì)、類(lèi)型以及所處環(huán)境等方面的復(fù)雜性對(duì)其空間形態(tài)的形成會(huì)產(chǎn)生復(fù)合性的影響。
1.2水系景觀空間
水的分布之廣泛,一般指的是廣義的地球表面的各種水體。對(duì)于“水系景觀”,可以界定為:針對(duì)某一主體,圍繞它并對(duì)其產(chǎn)生影響的分布于地表空間所有水域組成的有機(jī)系統(tǒng)。包括水體、水域建筑群落、道路、橋梁等一切自然與人文要素及其相互關(guān)系,包含生態(tài)、美學(xué)上的多層意義。
鄂南水系景觀空間作為傳統(tǒng)聚落空間的一部分,通過(guò)其自身的地理歷史環(huán)境和文化傳統(tǒng)表現(xiàn)出自己獨(dú)特的魅力。
2整體布局特征
2.1自然地理概況
湖北省陽(yáng)新縣位于鄂東南,地處長(zhǎng)江中游南岸,有著悠久的歷史、良好的區(qū)位優(yōu)勢(shì)和豐富的自然資源。在地理學(xué)家眼中,鄂南是一整片的丘陵地,幕阜山、九嶺山、武功山、萬(wàn)洋山連綿在鄂湘贛的三省邊界,古代那些最初進(jìn)行遷徙的先民,世世代代沿著一條進(jìn)出大山的通道遷徙。江西人分水陸兩路,水路經(jīng)長(zhǎng)江進(jìn)入孝感、麻城,陸路走幕阜山通道進(jìn)入鄂南,再沿長(zhǎng)江、漢江、隨棗走廊,向西進(jìn)入四川,向北進(jìn)入漢中。而地處于鄂湘贛的三省邊界的陽(yáng)新縣便成為了“移民”聚居地。
陳氏第九世祖陳涵公有八個(gè)兄弟由于原在江西瑞昌村落人口增多,分家后他們各自選擇土地組建家園總稱(chēng)“果石莊”。相傳當(dāng)年陳涵公來(lái)到陽(yáng)新縣此地后,發(fā)現(xiàn)此處三面環(huán)山有水有石,空氣清新宜人,是一個(gè)難得的世外桃源,有肥沃的土地可以耕種。便決定留下來(lái)在此建設(shè)家園,因此陳氏始祖從山勢(shì)、水體等自然的幾個(gè)方面來(lái)選址并帶領(lǐng)族人在此生息繁衍,又由于此地山石含銅,定居于此的都是陳氏同灣的人,故命名為“銅灣陳”。銅灣陳村隸屬于湖北省黃石市陽(yáng)新縣王英鎮(zhèn)隧洞村。
該村落三面環(huán)山,為了不占農(nóng)田,又便于生產(chǎn)生活故房屋依傍在溪流邊,建在向陽(yáng)背風(fēng)的山腳坡地上,由林地、小溪、正屋、宅居、農(nóng)田構(gòu)成,形成依山伴水天人合一的村落(圖1、圖2)。陽(yáng)新縣陳姓村落的祠堂堂匾是“義門(mén)第”,出自陳氏第七十世旺公事跡。陳氏族譜載:“旺公,字天相,宋仁宗天圣四年敕封晉國(guó)公,后遷江州德安太平鄉(xiāng)儒教里艾草坪,為義門(mén)始祖。”
2.2銅灣陳聚落歷史變遷及水系發(fā)展(圖3)
2.2.1聚落定居階段聚落創(chuàng)建之初,這里三面環(huán)山,氣候宜人,堪稱(chēng)世外桃源,同時(shí)有肥沃的土地可以耕種。定居時(shí)期,村落的正屋前有一大水塘,屋后靠山,村旁有竹林與老屋相望,背山面水,正屋的修建成為村落搬遷至此的一個(gè)試金石。
2.2.2聚落發(fā)展階段陳氏宗族在此處開(kāi)始發(fā)展壯大,東榜山由于坡度較大,樹(shù)林茂密,交通不便。因正屋修建的大山腳下地勢(shì)平緩且有兩條溪流從兩側(cè)經(jīng)過(guò),族人開(kāi)始在正屋周?chē)钐两ǚ俊?/p>
2.2.3聚落鼎盛時(shí)期陳氏家族將古建筑大部分都集中在村落的西部居住,同時(shí)沿水域建造,地域范圍明顯分隔。村落內(nèi)很少有商業(yè)設(shè)施分布。
2.2.4聚落衰落時(shí)期民國(guó)初,軍閥混戰(zhàn),民不聊生,大量古建筑被毀,嚴(yán)重影響了當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)和文化的發(fā)展。同樣,歷經(jīng)戰(zhàn)爭(zhēng)后的銅灣陳也奄奄一息,加上木結(jié)構(gòu)房屋年久失修,正屋遭到破壞后如今已荒廢。
2.2.5聚落停滯階段村落所在地幾乎沒(méi)有什么自然災(zāi)害,即使地震時(shí)此處震感也不明顯,對(duì)居住其間的居民生活幾乎沒(méi)有造成影響。同時(shí)村落的自然排水系統(tǒng)良好,也不會(huì)發(fā)生泥石流滑坡以及洪水等災(zāi)害。村民修筑了水渠,將泉眼水引入蓄水渠,通過(guò)人工來(lái)控制水資源。此時(shí)期西側(cè)灌溉農(nóng)田的溪流漸漸消失。
2.3水系景觀特征
聚落周邊往往都會(huì)出現(xiàn)溪流水域,因此水系規(guī)劃也是聚落建設(shè)中非常重要的一環(huán),需要綜合飲用水、洗滌水、灌溉水的供給,洪水的防范、雨水的排放以及蓄水防旱防火等各方面因素。
村落一般都要建設(shè)水渠,將附近的水源河流引水入村,不僅方便使用,更是為了保證聚落的周邊農(nóng)田的灌溉水源。有的聚落則會(huì)有較大的蓄水池塘。
銅灣陳村主要的水系分為兩大部分,一部分是泉水,一部分則是自來(lái)水。村中有兩條從山中流下來(lái)的泉水溪流,經(jīng)由泉眼流出,也是村中生活用水以及灌溉農(nóng)田的來(lái)源,其中西側(cè)溪水已由于水庫(kù)的修建而干涸,曾用于灌溉農(nóng)田。現(xiàn)存東側(cè)的水源也逐漸減少,現(xiàn)主要用于居民日常洗衣以及兒童洗澡嬉戲。整體水系連續(xù)統(tǒng)一,走勢(shì)自南向北順應(yīng)山勢(shì)而流向村落。
2.4引水方式
水對(duì)于傳統(tǒng)聚落的重要意義不僅僅因?yàn)槠涫莻鹘y(tǒng)聚落的靈魂和生命之源,也為古村居民的生活提供了便利,同時(shí)也為當(dāng)?shù)卮迓湮幕袼椎男纬商峁┝酥腔墼慈⒂绊懼钇溟g的居民生活、習(xí)俗、日常活動(dòng)等各個(gè)方面。
銅灣陳村所在地為周邊村落的水源地,其水之源頭為山上一泉眼,水資源豐富,長(zhǎng)年不干涸,經(jīng)過(guò)分流為三向――東、西、中。其中西渠由于水庫(kù)的修建改道而逐漸干涸,東渠則是通過(guò)修建的管道引水至山腰的水塔,以滿足村落居民使用,中渠則是現(xiàn)今流經(jīng)村落的一條溪流(圖4)。
村落內(nèi)的引水方式則極為簡(jiǎn)便,多是通過(guò)建造小型自流引水工程利用水流的重力作用自上而下流至村落及周邊。具體做法則是在被引流的水體高于村落整體高程的上游,采用筑壩、水管等方式攔截潛流,引水至修建好的溝渠和水塔中,再順地勢(shì)緩緩流至村落。這些幾百年前規(guī)劃建設(shè)的引水工程直至今日仍發(fā)揮著不可替代的作用。
3聚落水系景觀形態(tài)
銅灣陳村中的泉眼提供了豐富的水資源,村中溪流經(jīng)過(guò)頗為復(fù)雜的地勢(shì)狀況。整個(gè)村落水系景觀構(gòu)成要素主要是泉眼、溪流、水塔、橋及其他要素。
古村落由山中泉眼發(fā)散而形成的主要水系的景觀空間,順應(yīng)山勢(shì)流向村落,與城市景觀空間不同,呈現(xiàn)的是自由式的水系景觀空間系統(tǒng),且多數(shù)水系景觀空間的水都是通向山下村落。由此可以看出村落自山腰向東西兩渠的發(fā)展脈絡(luò)。
3.1泉眼
泉眼是村落水系景觀空間結(jié)構(gòu)的重要構(gòu)成要素。泉眼的分布大多依山川天然走勢(shì)而形成。銅灣陳的泉眼位于山腰,其間叢林茂密,同時(shí)包含銅灣陳在內(nèi)的附近村落用水也一直依靠此泉眼水供應(yīng)。據(jù)年長(zhǎng)的村民描述,從建村以來(lái)一直依靠這里的水供給家家戶戶,后因用水過(guò)多,將自然形成的泉眼池水依山挖鑿將水分為東、中、西三渠。其中東渠水引到水塔每天用開(kāi)關(guān)控制供村民生產(chǎn)生活中使用,而西渠由原灌溉農(nóng)田到如今已廢棄。中間的水渠由水管引水至山下村莊形成溪流。
泉眼是銅灣陳村的水系景觀空間序列的開(kāi)端,一方面為村民解決了飲水灌溉等生活問(wèn)題,也是獨(dú)具聚落特色的景觀之一,另一方面村民對(duì)于泉眼的尊重及保護(hù)都是傳統(tǒng)聚落得以存在和發(fā)展的關(guān)鍵。
3.2溪流
一般而言溪流與村落的關(guān)系有兩種:一種是沿著村落的邊緣涓涓流過(guò),此種方式使得一般村民的建筑依山而建,依地形而起伏參差錯(cuò)落,溪流順地勢(shì)而下,瀕臨于溪邊的人家便可得“近水樓臺(tái)”之利,不僅可充分利用溪水來(lái)方便生活,還使生活更加接近自然,從而獲得山石林泉等自然風(fēng)光。另一種是貫穿于村落的中間,令環(huán)境優(yōu)美讓人神往。即便是穿過(guò)村落內(nèi)的溪流,雖然受人工影響其自然的情趣有所減弱,但依然可起到某種調(diào)節(jié)村落小環(huán)境氛圍的作用,而使村落景觀富有更獨(dú)特的生機(jī)和情趣。
銅灣陳村落的溪水屬于第一種,溪水發(fā)自山上泉眼并順山勢(shì)而下,水勢(shì)平穩(wěn),水面如鏡。村民也經(jīng)常在溪水里洗菜,由于泉水天然冰涼,夏天溪水邊也成為村民納涼休閑的好去處。
3.3水塔
鄂南地區(qū)大多數(shù)農(nóng)村用水主要是來(lái)自于井水或自來(lái)水,而在銅灣陳村中則是蓄水塔。當(dāng)年修建水塔的原因一方面是因附近村落用水都依靠這一泉眼的泉水,銅灣陳村民為了保護(hù)以及充分利用水資源,開(kāi)始引水筑塔,并由本村村民自行控制開(kāi)關(guān)供水。本村居民將泉水通過(guò)管道引進(jìn)到家里,由此“自來(lái)水”都是山上的天然泉水;另一方面則是因?yàn)槁短祉樕絼?shì)而下的溪水不如直接從泉水源頭而下的水干凈,且附近村民曾因用水有過(guò)糾紛,而修筑水塔可更方便地控制用水。
3.4橋
橋是村落常見(jiàn)的設(shè)施之一,橋體本身連同它的周邊環(huán)境通常也往往是富有詩(shī)情畫(huà)意的美景。橋作為一種公共交通設(shè)施對(duì)于傳統(tǒng)聚落來(lái)講是非常重要的。
銅灣陳村的橋的形式也多種多樣,建于不同年代、形式各異的橋也仿佛在深情述說(shuō)著村落古老的歷史。
橋?yàn)樾蕾p水景提供了方便,而橋本身也是作為水景的一部分也供人觀賞。銅灣陳村中橋的寬度大概都在2~3 m之間,其中歷史最為久遠(yuǎn)的橋名為“集義橋”,在現(xiàn)在村落的西邊,由青石砌成。據(jù)說(shuō)是起初建村八兄弟為給陳涵公祝壽而建,但因年代久遠(yuǎn),聚落變遷發(fā)展,村落中心轉(zhuǎn)移了,此橋也已漸被廢棄,但對(duì)于研究村落發(fā)展與水系變化仍有著重要的意義。而村中其他橋,大多在村口和村內(nèi),具有重要的日常交通功能。同時(shí)橋的所在地往往也是村民集會(huì)和日常出行使用較為頻繁的場(chǎng)所,如用作打谷場(chǎng)。而且村民的日常行為如洗菜、洗衣甚至洗澡都與橋或多或少地發(fā)生著聯(lián)系。因此,橋的存在對(duì)于傳統(tǒng)聚落景觀空間形態(tài)的塑造和形成有著極為重要的意義,甚至可以說(shuō),橋本身已經(jīng)成為了傳統(tǒng)聚落公共空間的一個(gè)重要組成部分。
3.5其他構(gòu)成要素
3.5.1天井天井有聚水、采光、通風(fēng)、消防、排水和調(diào)節(jié)小氣候的功能,天井的尺度則以間為基準(zhǔn)。其更深一層的功能是精神上的要求,可以說(shuō)天井是中國(guó)人“天人合一”觀念的特殊產(chǎn)物。天井是鄂南地區(qū)民居的重要生活空間,在居民生活中發(fā)揮著舉足輕重的作用。雨季時(shí)節(jié),天井作為收集雨水的重要工具,在密集的建筑群體中,夏季能降低室內(nèi)溫度,通風(fēng)、采光、排水,冬天還能補(bǔ)充光照提高室溫(圖5)。
3.5.2排水設(shè)施銅灣陳村排水系統(tǒng)有兩部分,一部分為村落生活排水,一部分為住宅自排水。村落排水主要靠道路和地形來(lái)引導(dǎo),呈自然排水的形式。住宅排水主要是通過(guò)建筑四周的溝渠和天井,房屋四周的青石板夾縫內(nèi)有暗溝,雨水降落到街巷和天井之中會(huì)從暗溝排出,最終流入水塘、小溪之中。
4水系景觀的空間擴(kuò)展
歷史的變遷,常常會(huì)導(dǎo)致村落水系景觀周邊環(huán)境的變化,改變村落水系景觀空間與周邊環(huán)境的關(guān)系,從總體上說(shuō),銅灣陳村水系景觀空間是一個(gè)功能和諧、形式統(tǒng)一的景觀整體,與建筑、田地、植物等周邊環(huán)境聯(lián)系緊密,周邊環(huán)境實(shí)際上也是水系景觀空間向其他區(qū)域過(guò)渡的重要部分,起到視覺(jué)形象的引導(dǎo)或烘托作用。水系景觀空間與周邊環(huán)境共同組合而成多樣的空間形態(tài),既有帶狀的空間形態(tài),也有塊狀的空間形態(tài)。在諸多水系景觀空間同周邊環(huán)境共同組成的空間形態(tài)中,根據(jù)其空間的私密程度、尺度的大小變化,可以將其劃分為三個(gè)等級(jí)。由于用地類(lèi)型的差異,水系景觀空間構(gòu)建往往考慮與村落不同用地類(lèi)型的結(jié)合,以及各種空間在功能及其周邊環(huán)境方面的差異,所形成的景觀空間的構(gòu)建也有所不同。
4.1開(kāi)敞水系景觀空間
開(kāi)敞水系景觀空間包括泉眼、水塔、小溪和橋,主要位于村落的,在功能上主要是滿足日常生活、灌溉等的引水、排水及交通的問(wèn)題。由于此類(lèi)水系景觀空間沒(méi)有山體、建筑等要素的圍合,因此視線開(kāi)闊、空間開(kāi)敞,可以從整體上觀看整個(gè)村落的總體狀況,這類(lèi)水系景觀空間既界定了村落區(qū)域,又形成了村落水系景觀空間的總體框架。
4.2半開(kāi)敞水系景觀空間
此類(lèi)水系景觀空間屬于半開(kāi)敞、半私密性的空間類(lèi)型,其空間構(gòu)建一面或多面是由建筑或其他垂直要素限定。在功能上,主要是提供水源、排水。建筑物圍繞帶狀水系景觀空間布置,同時(shí)也受其空間形態(tài)以及地形的影響。在此類(lèi)空間中,村中村民的集體活動(dòng)以及生活、交往活動(dòng)也會(huì)在此類(lèi)空間中進(jìn)行。
4.3封閉水系景觀空間
包括建筑物內(nèi)的排水空間、天井,主要位于村落內(nèi)部。此類(lèi)水系景觀空間屬于私密性最高的景觀空間,是由建筑物所圍合的水系景觀空間所形成的。水系景觀空間系統(tǒng)較為狹窄,兩側(cè)多為建筑或墻面,空間層次變化較少,多為結(jié)合自然地形由人工開(kāi)發(fā)而成。其功能是滿足排水功能、改善小氣候、采光、空間組織功能及交往活動(dòng)功能。
銅灣陳村這三個(gè)不同等級(jí)的水系景觀空間與周邊其他環(huán)境因素共同構(gòu)成了豐富的空間形態(tài)。由此可以看出,古村落傳統(tǒng)水系景觀空間框架由開(kāi)敞水系景觀空間構(gòu)成,半開(kāi)敞水系景觀空間為主體并與村民日常活動(dòng)息息相關(guān),封閉水系景觀空間則私密性較強(qiáng),因此主要是村民自發(fā)聚集、生活、活動(dòng)的交往活動(dòng)地區(qū)。通過(guò)建筑界面的圍合形成的不同級(jí)別的水系景觀空間,易被人所感知,同時(shí)也形成了親切的空間氛圍。
5水系景觀空間形態(tài)與村落形態(tài)分析
自古以來(lái)當(dāng)?shù)厝擞盟麄兊穆斆鞑胖且虻刂埔说乩煤烷_(kāi)發(fā)水系,滿足了日常生活以及農(nóng)業(yè)灌溉用水的需要。同時(shí)這種自發(fā)形成的聚落形態(tài)在一定程度上尊重并利用了現(xiàn)有自然環(huán)境中的有利因素,建構(gòu)了與自然和諧統(tǒng)一的空間形態(tài)。
5.1建筑與水系的關(guān)系
水系空間分布,限定了村落的范圍,建筑大多依水布置,聚落擴(kuò)展的規(guī)模和發(fā)展的方向也受到了水系的限制。民居都依山旁水而建,順應(yīng)地勢(shì)建造村落。溪水由山上泉眼而出,順山勢(shì)而下。銅灣陳村小溪寬度大約1.5~2 m,同地面高差約2~2.5 m,小溪是居民賴以生存的水源,與居民的生活息息相關(guān)。建筑與水系一靜一動(dòng),豐富了村落的空間形態(tài),使其充滿活力與靈氣。
5.2道路與水系的關(guān)系
由于地形南高北低,泉眼位于南面山上。在雨季較多的季節(jié),為順應(yīng)地勢(shì),易于泉水和山水的排放,故而村落內(nèi)多南北向街道,東西向街道較短。
道路路面高出水面約1 m,依山就勢(shì),人工與自然式相結(jié)合的排水方式,雨水經(jīng)由路面流入到水塘、小溪,有利于農(nóng)田的灌溉。道路與水系的走勢(shì)基本保持一致,二者共同構(gòu)成統(tǒng)一的空間體系。
5.3水系與村落公共活動(dòng)空間的關(guān)系
橋頭、小溪、水塔、打谷場(chǎng)等水陸節(jié)點(diǎn)空間與村落中主要水系呈并行的線型空間,構(gòu)成了聚落環(huán)境內(nèi)主要的公共空間體系。村中的集體活動(dòng)以及村民的生活、交往活動(dòng)也會(huì)由此展開(kāi)。溪邊作為公共活動(dòng)場(chǎng)所,主要為村民提供浣洗的空間,地勢(shì)較低,是一個(gè)較為私密的活動(dòng)空間。同時(shí)由于取水于山泉,溪水尤為清涼沁人,每到夏日也是納涼的寶地。打谷場(chǎng)、橋頭與小溪形成上下兩個(gè)不同層次的空間構(gòu)架,村民們?cè)诖诉M(jìn)行農(nóng)作物晾曬、交談、嬉戲、集會(huì)等活動(dòng),空間開(kāi)敞,公共交往活動(dòng)較為頻繁。同時(shí),也有部分公共空間則是由建筑間的不規(guī)則的組合而成的巷弄,是銅灣陳村民們經(jīng)常聚集聊天的地方,在所有公共空間中活動(dòng)最為頻繁。
5.4水系與農(nóng)田的關(guān)系
農(nóng)田緊臨水系景觀空間,主要目的是便于灌溉取水,因此農(nóng)田作為帶狀空間與線形水系形成一個(gè)整體的塊面。銅灣陳村的農(nóng)田主要分布在東面,與主要水系并行,農(nóng)田成為山體與小溪間的過(guò)渡空間。水系景觀空間與農(nóng)田聯(lián)系緊密。石板橋?qū)⑥r(nóng)田與陸地相連,人們經(jīng)過(guò)小橋越過(guò)小溪到達(dá)農(nóng)田,溪水給予農(nóng)田養(yǎng)分,是村民不可或缺的耕作條件,因此人們更加珍惜泉眼帶給大家的福澤。
6小結(jié)
古村落的一池一沼,一墻一隅,無(wú)不因水成趣。水系對(duì)于塑造和諧的聚落空間環(huán)境,對(duì)村落歷史文化景觀有很大的保護(hù)作用。研究村落歷史文化景觀對(duì)解決中國(guó)由于城鎮(zhèn)化所引發(fā)的關(guān)于村落歷史文化的保護(hù)和發(fā)展之間的矛盾,具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。
當(dāng)前在城鎮(zhèn)化急速發(fā)展的背景下,隨著人們保護(hù)觀念的增強(qiáng),村落歷史文化景觀不斷受到大眾普遍的關(guān)注和空前的重視。如何處理水系景觀與周邊環(huán)境的關(guān)系,是人們應(yīng)該思考的一個(gè)重要方面,筆者認(rèn)為應(yīng)該遵循以下3個(gè)原則:
1)保護(hù)村落水系景觀的完整性。村落的水系景觀是歷史留下的村落古老印記,是一種親切的歷史文脈的延續(xù),是人們可以感受到的村落歷史文化信息的物質(zhì)載體,使人們有強(qiáng)烈的文化和景深歸屬感。因此,在處理村落水系景觀與周邊環(huán)境關(guān)系的問(wèn)題上的首要原則就是應(yīng)該盡量保持其景觀的完整性狀態(tài)。
2)突出村落水系景觀風(fēng)格特色。村落水系景觀是村落歷史與文化展現(xiàn)的物質(zhì)載體,同聚落的整體風(fēng)貌有相互依存的關(guān)系。然而,傳統(tǒng)古村落的保護(hù)必然遭到由城市化帶來(lái)在空間、交通、功能等各方面的影響。而保護(hù)與建設(shè)之間的矛盾,幾乎伴隨著聚落發(fā)展的每一個(gè)環(huán)節(jié)。因此如何著重突出水系的景觀風(fēng)格特色在一定程度上對(duì)于塑造傳統(tǒng)聚落空間形態(tài)有著舉足輕重的作用和意義。
3)生態(tài)性原則:構(gòu)筑可持續(xù)水系景觀環(huán)境。村落水系景觀本身就是村落中集視覺(jué)審美與自然風(fēng)貌為一體的景觀,它往往與周邊的自然環(huán)境要素有緊密聯(lián)系,共同形成村落中自然和諧而有鮮明景觀特色的生態(tài)氣氛。盡可能保留和恢復(fù)一些傳統(tǒng)聚落的生活環(huán)境,保留傳統(tǒng)聚落整舊如舊的狀態(tài),保持本土的水系循環(huán)平衡對(duì)于塑造水系景觀環(huán)境的可持續(xù)性甚為重要。
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本文主要針對(duì)具有生態(tài)環(huán)保功能的生態(tài)混凝土的配合比設(shè)計(jì)、強(qiáng)度、干濕交替作用下的耐久性、護(hù)坡構(gòu)建和綜合生態(tài)效應(yīng)等方面進(jìn)行了探討和研究。在基本性能方面，本論文研究了生態(tài)混凝土在摻加礦物摻合料時(shí)，其強(qiáng)度隨著摻合料摻量的變化規(guī)律。除此以外，還研究了摻加礦渣的生態(tài)混凝土處在干濕交替作用下的耐久性特點(diǎn)，進(jìn)行了生態(tài)混凝土抗干濕交替性能的試驗(yàn)。在護(hù)坡構(gòu)建中，還研究了植物必要的生長(zhǎng)環(huán)境、生態(tài)護(hù)坡植物的選擇以及生態(tài)護(hù)坡基質(zhì)的選擇。此外，本文最后研究了不同粗骨料的生態(tài)混凝土水質(zhì)凈化性能和污水處理的標(biāo)準(zhǔn)。
關(guān)鍵詞：生態(tài)混凝土，干濕交替，生態(tài)護(hù)坡，強(qiáng)度，水質(zhì)凈化
中圖分類(lèi)號(hào)：TU37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
第一章 緒論
1.1 研究背景
近年來(lái)，在水利工程建設(shè)中，人們逐漸意識(shí)到河堤護(hù)坡是河流生態(tài)系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，它是河道水流生態(tài)系統(tǒng)向陸地生態(tài)系統(tǒng)過(guò)渡的一個(gè)通道。河道不僅僅具有防洪、航運(yùn)等基本功能，還應(yīng)具有生物棲息地和人文景觀等功能。傳統(tǒng)的漿砌石或混凝土河堤護(hù)坡雖然結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，具有防止水流和波浪對(duì)岸坡基土的沖蝕和淘刷作用，但水體封閉在河道中，切斷了水體和近岸陸地土壤之間各生態(tài)要素間的物質(zhì)、能量及信息系統(tǒng)的有機(jī)聯(lián)系，破壞了原有水陸交錯(cuò)帶的生物群落。水生植物、水生動(dòng)物不能正常生長(zhǎng)而消失，生物多樣性急劇下降，從而影響整個(gè)河流的生態(tài)環(huán)境。
此時(shí)就需要考慮發(fā)展能與自然協(xié)和共生的建筑材料來(lái)建造護(hù)坡。此護(hù)坡可保持水土，加固堤岸，又可維持甚至增加生物多樣性并凈化水質(zhì)。這樣，生態(tài)混凝土的概念就被引進(jìn)了。生態(tài)混凝土又稱(chēng)環(huán)境友好型混凝土，又名親環(huán)境混凝土，可以減輕環(huán)境負(fù)荷同時(shí)也與有機(jī)物相適應(yīng)，它實(shí)質(zhì)上是一種有著連續(xù)孔隙的多孔混凝土，水與空氣能夠很容易通過(guò)或存在于其連續(xù)通道內(nèi),能與生態(tài)環(huán)境相適應(yīng)，可使水質(zhì)得到凈化。雖然與普通混凝土相比，它的強(qiáng)度和耐久性都有所不及，但是其有著極為廣泛的應(yīng)用前景，對(duì)人類(lèi)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展有著深遠(yuǎn)的意義。
生態(tài)混凝土的凈水功能主要由于它存在大量的孔隙，所以具有良好的透水與透氣性。就目前國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀來(lái)看，它的凈水機(jī)理主要是物理作用、化學(xué)作用以及生態(tài)綜合效應(yīng)三個(gè)方面：
1．物理作用
多孔混凝土的孔隙率在5%～35%之間，并且連通孔占15%～30%，平均孔徑為4～5 mm，并且孔隙彎彎曲曲，這就形成了很好的過(guò)濾材料，但是它的比表面積是遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于如沸石、活性炭等良好的吸附凈水材料。而且在實(shí)際應(yīng)用中，我們可以想像到，它的孔隙會(huì)慢慢堵塞，從而喪失了過(guò)濾的功能。因此它通過(guò)物理作用來(lái)凈水的效果是不會(huì)太明顯的。
2．化學(xué)作用
大家都知道,我們經(jīng)常使用石灰來(lái)凈化水質(zhì),因?yàn)樗坏梢哉{(diào)節(jié)pH,而且作為無(wú)機(jī)混凝劑可使污水中的懸浮物質(zhì)絮凝沉淀,在澄清的同時(shí)也降低了水中污染物質(zhì)的含量。混凝土組成材料中的水泥在水化過(guò)程中,以及混凝土浸泡在水中都會(huì)不斷地溶蝕出Ca（OH）2, 從而起到凈化作用。但是這會(huì)影響混凝土的耐久性，其堿性也會(huì)對(duì)生態(tài)植物產(chǎn)生影響。
3．生態(tài)綜合效應(yīng)
由于生態(tài)混凝土是多孔結(jié)構(gòu)的，所以它就提供了適合微生物生長(zhǎng)的生存環(huán)境。在其表面和內(nèi)部有大量的細(xì)菌棲息繁衍,包括硝化菌、甲烷菌、脫氮菌等喜氧性和厭氧性細(xì)菌。而且多孔混凝土上形成的生物膜中生物種群較多,可以充分發(fā)揮生物膜的作用,降解水中的污染物質(zhì)。另外水草等植物附著生長(zhǎng)在生態(tài)混凝土上時(shí)，可以吸收水中的N、P等污染物質(zhì)。
總之，生態(tài)混凝土在水中富集的微生物、動(dòng)植物形成了一個(gè)綜合的生態(tài)效應(yīng)從而取得良好的水質(zhì)凈化效果，因此是我們研究的重點(diǎn)。
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
由于環(huán)境保護(hù)的需要，水土保持、水質(zhì)凈化和退化生態(tài)環(huán)境的修復(fù)和重建得到了世界各國(guó)的重視。人們?cè)噲D通過(guò)多種途徑解決保水、排水、保護(hù)水資源、保護(hù)生物的多樣性等一系列包含復(fù)雜技術(shù)的生態(tài)環(huán)境保護(hù)問(wèn)題。多孔混凝土是一種采用特殊工藝制備的含有連續(xù)空隙的混凝土，它既有一定的強(qiáng)度同時(shí)又具有透水性和透氣性；多孔混凝土在水中富集的微生物、動(dòng)植物形成了一個(gè)綜合的生態(tài)效應(yīng)從而取得良好的水質(zhì)凈化效果，在美國(guó)、日本、歐洲等國(guó)家得到了較為廣泛的應(yīng)用。
直到20世紀(jì)90年代美國(guó)、日本、歐洲等國(guó)家才開(kāi)發(fā)使用生態(tài)混凝土這種新型的材料，尤其是日本在這方面做了深入細(xì)致的研究。日本大成建設(shè)技術(shù)研究所進(jìn)行了連續(xù)四年的探索性研究，在1993年提出生態(tài)材料(environment conscious materials)概念的基礎(chǔ)上, 日本混凝土工學(xué)協(xié)會(huì)在1994－1995年設(shè)立了“生態(tài)混凝土研究委員會(huì)”，1995年日本混凝土工學(xué)協(xié)會(huì)提出了生態(tài)混凝土(environmentally friendly concrete / eco-concrete )的概念。[1]
在生態(tài)混凝土的水質(zhì)凈化方面，文獻(xiàn)報(bào)道日本近畿大學(xué)的玉井元治教授從90年初就開(kāi)始進(jìn)行多孔混凝土（POC）在自然水環(huán)境中生物附著和水質(zhì)凈化的可能性的研究。表明POC在自然水環(huán)境中會(huì)有大量不同的生物附著生長(zhǎng)在其上面并具有水質(zhì)凈化的效果。[2]文獻(xiàn)報(bào)道日本長(zhǎng)崎大學(xué)于1994年起進(jìn)行海水現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),將直徑1m高0.5m的有孔試塊10個(gè)一組地投入海中,并于1995年2月至1996年2月每月實(shí)測(cè)一次水質(zhì)變化,發(fā)現(xiàn)生態(tài)混凝土有富集營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的功能. 另有文獻(xiàn)報(bào)道,使用生態(tài)混凝土在公園內(nèi)小河上建造凈水渠(15m×2m×0.4m),水在其中停留1～3h可去除水中的BOD40%～50%,長(zhǎng)時(shí)間停留可去除80%～90%。[3]日本德島大學(xué)的水口裕之教授1997年在實(shí)驗(yàn)室建立了POC水質(zhì)凈化裝置并開(kāi)始研究多孔混凝土的空隙率，粗骨料粒徑，孔隙直徑對(duì)混凝土的強(qiáng)度，生物膜附著和水質(zhì)凈化效果的影響。發(fā)現(xiàn)空隙率20%～30%，粗骨料粒徑5～20mm的混凝土（28天強(qiáng)度7.5～23MPa）在實(shí)驗(yàn)裝置中浸泡30天，T-P除去率達(dá)60%，T-N去除率達(dá)50％。[4]林正浩和水口裕之教授通過(guò)在生態(tài)混凝土中添加高爐礦渣和沸石粉方法，研究其對(duì)多孔混凝土強(qiáng)度和水質(zhì)凈化的影響，取得了較好的成果。[5]日本宮崎大學(xué)中澤隆雄博士等也通過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)POC的水質(zhì)凈化效果進(jìn)行了研究，表明POC對(duì)廢水的TOC、T-P、T-N的去除有明顯的效果。[6]
我國(guó)在生態(tài)混凝土的研究在20世紀(jì)90年代后期才開(kāi)始，與國(guó)外水平還存在較大的差距。清華大學(xué)、吉林水利科學(xué)研究所、吉林水土保持科學(xué)研究所對(duì)植生型多孔混凝土進(jìn)行了一些研究。近年來(lái)，東南大學(xué)高建明教授、呂錫武教授和河海大學(xué)的吉伯海教授共同對(duì)生態(tài)混凝土進(jìn)行了較為系統(tǒng)研究，取得一定的成果，并將其成功應(yīng)用于鎮(zhèn)江的江濱治理上。[7]同濟(jì)大學(xué)陳志山副教授利用生態(tài)混凝土為材料設(shè)置了一套裝置并研究其污水處理的效果。[3]除此之外，國(guó)內(nèi)對(duì)其研究還是空白。
關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī)航攝技術(shù)；土地綜合整治；動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)
1 引言
土地綜合整治是國(guó)土資源工作的重要組成部分，是確保我國(guó)糧食安全、提高糧食綜合生產(chǎn)能力的有力支撐，是一項(xiàng)涉及面廣、實(shí)施時(shí)間長(zhǎng)、管理程序復(fù)雜的系統(tǒng)工程，對(duì)保證國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)耕地總量動(dòng)態(tài)平衡，加速農(nóng)業(yè)、農(nóng)村現(xiàn)代化有著不可替代的作用。現(xiàn)階段，我國(guó)土地綜合整治事業(yè)正處于管理模式調(diào)整和管理水平提高的關(guān)鍵時(shí)期。如何建立一套科學(xué)的監(jiān)管體系，確保土地綜合整治專(zhuān)項(xiàng)資金發(fā)揮預(yù)期績(jī)效，全面完成國(guó)家補(bǔ)充耕地計(jì)劃和項(xiàng)目建設(shè)任務(wù)，讓項(xiàng)目長(zhǎng)期發(fā)揮效益，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，已成為我國(guó)當(dāng)前土地開(kāi)發(fā)整理工作的一項(xiàng)首要任務(wù)。
2 無(wú)人機(jī)航攝系統(tǒng)簡(jiǎn)介
2.1 無(wú)人機(jī)航攝系統(tǒng)組成
無(wú)人機(jī)航攝系統(tǒng)主要由飛行控制系統(tǒng)、地面站系統(tǒng)、航拍攝像系統(tǒng)和影像處理軟件四部分組成。
2.2 無(wú)人機(jī)航攝系統(tǒng)的特點(diǎn)
（1）低空飛行，空域申請(qǐng)便利。飛行系統(tǒng)升空準(zhǔn)備時(shí)間短，操作簡(jiǎn)單，運(yùn)輸便利。
（2）系統(tǒng)可快速獲取超高分辨率數(shù)字影像和定位數(shù)據(jù)，可針對(duì)特殊監(jiān)測(cè)目標(biāo)搭載全色波段、單波段、多波段等傳感器，并可進(jìn)行多角度攝影。
（3）系統(tǒng)為多種小型遙感傳感器提供了良好的搭載平臺(tái)，如探地雷達(dá)、熱成像儀、氣象傳感器、合成孔徑雷達(dá)等，易于拓展監(jiān)測(cè)功能，以滿足多種快速監(jiān)測(cè)所需。
（4）系統(tǒng)的置建費(fèi)用較低，運(yùn)營(yíng)成本、維護(hù)成本和操作手的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于載人機(jī)系統(tǒng)。
3 試驗(yàn)方案
3.1 試驗(yàn)區(qū)概況
本文選擇寧鄉(xiāng)縣大成橋鄉(xiāng)土地整理項(xiàng)目作為試驗(yàn)。該項(xiàng)目位于寧鄉(xiāng)縣大成橋鄉(xiāng)東北角區(qū)域，屬丘陵地區(qū)。土地綜合整治面積4km?，分割成四小塊，如圖1所示。
3.2 試驗(yàn)?zāi)康?/p>
采取航空攝影方式獲取不同時(shí)間階段的地面影像資料和數(shù)字線劃圖，通過(guò)數(shù)據(jù)變化分析對(duì)比對(duì)土地整治項(xiàng)目全過(guò)程實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)控。
3.3 試驗(yàn)方案流程
本次實(shí)驗(yàn)方案主要分為“事前、事中和事后”三個(gè)階段，使其達(dá)到“事前預(yù)控、事中監(jiān)控和事后驗(yàn)控”的效果。試驗(yàn)方案流程如圖3所示。
由于實(shí)驗(yàn)區(qū)域范圍不發(fā)生變化，因此在進(jìn)行航線設(shè)計(jì)時(shí)只做一套方案，采取對(duì)項(xiàng)目區(qū)進(jìn)行3次航飛，分別為規(guī)劃設(shè)計(jì)前航飛一次、施工過(guò)程中航飛一次、竣工后航飛一次。如圖2所示：
4 動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)
4.1 事前預(yù)控
主要是獲取項(xiàng)目區(qū)內(nèi)DOM、DLG產(chǎn)品，向設(shè)計(jì)部分提供設(shè)計(jì)依據(jù)。DLG數(shù)據(jù)疊加DOM數(shù)據(jù)可為設(shè)計(jì)人員提供更為直觀的設(shè)計(jì)效果，更能合理地進(jìn)行道路、水渠及其附屬工程的設(shè)計(jì)，而DEM成果可作為土方量計(jì)算的依據(jù)。
在方便設(shè)計(jì)部分的同時(shí)也為土地監(jiān)管部門(mén)留下了歷史依據(jù)，為項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中是否存在夸大土方量，田間道路重復(fù)建設(shè)，橋梁維修虛報(bào)為橋梁新建，虛列拆遷補(bǔ)償費(fèi)、青苗補(bǔ)償費(fèi)及其他變更工程，整理田塊面積錯(cuò)報(bào)，整理田塊數(shù)量漏報(bào)，整理結(jié)果、質(zhì)量瞞報(bào)等現(xiàn)象起到了防微杜漸、提前預(yù)防的效果。
4.2 事中監(jiān)控
在項(xiàng)目施工過(guò)程中，工程量大，土地監(jiān)管人員無(wú)法直觀地了解到項(xiàng)目區(qū)的施工情況。而事中階段能根據(jù)土地監(jiān)管部門(mén)的需要，采用無(wú)人機(jī)定期對(duì)項(xiàng)目區(qū)進(jìn)行航飛，可飛一次或者多次，主要是獲取生產(chǎn)項(xiàng)目區(qū)的DOM數(shù)據(jù)，能直觀地反映出項(xiàng)目區(qū)施工進(jìn)度及施工質(zhì)量，并能及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工單位是否按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行施工，是否存在工程質(zhì)量問(wèn)題。對(duì)存在質(zhì)量問(wèn)題的工程起到了實(shí)時(shí)監(jiān)控的作用。如圖4所示：左邊影像為項(xiàng)目施工前，右邊影像為項(xiàng)目施工中。
4.3 事后驗(yàn)控
項(xiàng)目驗(yàn)收是項(xiàng)目完成的最后一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。事后階段無(wú)人機(jī)航飛主要是為生產(chǎn)項(xiàng)目區(qū)的竣工驗(yàn)收?qǐng)D紙、竣工后DOM和DEM 數(shù)據(jù)。通過(guò)竣工后影像與施工前影像獲取對(duì)比，可直觀地檢查出其工程是否按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行施工，是否存在偷工減料、瞞報(bào)工程量等現(xiàn)象。如圖5所示。
5 結(jié)語(yǔ)與展望
在大力發(fā)展RS技術(shù)運(yùn)用于土地整理動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的時(shí)代，無(wú)人機(jī)航攝技術(shù)的產(chǎn)生無(wú)疑又是一個(gè)新的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。相對(duì)于傳統(tǒng)的RS技術(shù)，其高效、快捷、成本低的特性，促使土地監(jiān)管部門(mén)加強(qiáng)了土地監(jiān)管力度。無(wú)人機(jī)航攝技術(shù)能夠全面提高規(guī)劃設(shè)計(jì)和預(yù)算編制的科學(xué)性，為土地監(jiān)管打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，在今后的土地整理動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目中對(duì)提高土地整理項(xiàng)目竣工驗(yàn)收質(zhì)量和進(jìn)一步規(guī)范土地整理權(quán)屬管理工作等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。
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我國(guó)水資源總量為2．8X10rn3，占全球總量的6％，在巴西、俄羅斯和加拿大之后，位居第4。但我國(guó)人口眾多，人均下來(lái)只有2200m3，僅為世界平均水平的1／4，在世界上位居121位，是全世界13個(gè)人均水資源最匱乏的國(guó)家之一。而實(shí)際上，扣除難以利用的洪水徑流和散布在偏遠(yuǎn)地區(qū)的地下水資源后，我國(guó)現(xiàn)實(shí)可利用的淡水資源量則更少，僅為1．2X10m3左右，人均可利用水資源量約為900m3，并且分布極其不均衡。由于經(jīng)濟(jì)生活的迅猛發(fā)展，水污染問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，不僅降低了水的使用功能，進(jìn)一步加劇了水資源的短缺。
長(zhǎng)期以來(lái)，農(nóng)業(yè)和農(nóng)村生活用水占全國(guó)用水總量的絕大部分。但是，隨著工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的推進(jìn)，這個(gè)比重在逐漸下降，但是，過(guò)去幾年農(nóng)業(yè)用水的減少是以糧食產(chǎn)量的不斷下降為代價(jià)的。在保障糧食安全的前提下，最根本的選擇是提高糧食的單位面積產(chǎn)量…。而由于單位用水量對(duì)糧食產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率遞減，對(duì)糧食單產(chǎn)提高的需求使未來(lái)對(duì)灌溉用水的需求以更快的速度膨脹。而在目前以及未來(lái)發(fā)展的情況下，農(nóng)業(yè)不可能再獲取更多的水資源，就現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)灌溉水平和用水模式而言，我國(guó)的農(nóng)業(yè)灌溉問(wèn)題就更為突出。
2關(guān)于節(jié)水灌溉和節(jié)水灌溉技術(shù)
2．1節(jié)水灌溉
節(jié)水灌溉，簡(jiǎn)單的來(lái)講就是指采用先進(jìn)的農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)，提高灌溉水的利用率和水的生產(chǎn)率。換言之，節(jié)水灌溉是用盡可能少的水投入，取得盡可能多的農(nóng)作物產(chǎn)出的灌溉形式。節(jié)水灌溉的內(nèi)容大致包括：水資源的合理開(kāi)發(fā)利用；節(jié)水工程技術(shù)；節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)；節(jié)水管理技術(shù)。
2．2節(jié)水灌溉技術(shù)
灌溉用水從水源到田間，到被作物吸收、形成產(chǎn)量，主要包括水資源調(diào)配、輸配水、田間灌水和作物吸收等4個(gè)環(huán)節(jié)。在各個(gè)環(huán)節(jié)采取相應(yīng)的節(jié)水措施，組成一個(gè)完整的節(jié)水灌溉技術(shù)體系，包括水資源優(yōu)化調(diào)配技術(shù)、節(jié)水灌溉工程技術(shù)、農(nóng)藝及生物節(jié)水技術(shù)和節(jié)水管理技術(shù)。其中節(jié)水灌溉工程技術(shù)是該技術(shù)體系的核心，已相對(duì)成熟并得到普及，其它技術(shù)相對(duì)薄弱，急需加強(qiáng)研究開(kāi)發(fā)和推廣應(yīng)用。
(1)灌溉水資源優(yōu)化調(diào)配技術(shù)。主要包括地表水與地下水聯(lián)合調(diào)度技術(shù)、灌溉回歸水利用技術(shù)、多水源綜合利用技術(shù)、雨洪利用技術(shù)。
(2)節(jié)水灌溉工程技術(shù)。主要包括渠道防滲技術(shù)、管道輸水技術(shù)、噴灌技術(shù)、微灌技術(shù)、改進(jìn)地面灌溉技術(shù)、水稻節(jié)水灌溉技術(shù)及抗旱點(diǎn)澆技術(shù)。直接目的是減少輸配水過(guò)程的跑漏損失和田間灌水過(guò)程的深層滲漏損失，提高灌溉效率。
(3)農(nóng)藝及生物節(jié)水技術(shù)。包括耕作保墑技術(shù)、覆蓋保墑技術(shù)、優(yōu)選抗旱品種、土壤保水劑及作物蒸騰調(diào)控技術(shù)。目前，農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)已基本普及，但生物節(jié)水技術(shù)尚待進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。
(4)節(jié)水灌溉管理技術(shù)。包括灌溉用水管理自動(dòng)信息系統(tǒng)、輸配水自動(dòng)量測(cè)及監(jiān)控技術(shù)，土壤墑情自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)、節(jié)水灌溉制度等。其中，輸配水自動(dòng)量測(cè)及監(jiān)控技術(shù)采用高標(biāo)準(zhǔn)的量測(cè)設(shè)備，及時(shí)準(zhǔn)確地掌握灌區(qū)水情。
2．3國(guó)內(nèi)外節(jié)水灌溉技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
(1)因地制宜，繼續(xù)普及與推廣噴、微灌技術(shù)。在節(jié)水灌溉模式中，噴、微灌應(yīng)用越來(lái)越多，目前國(guó)內(nèi)外噴、微灌技術(shù)正朝著低壓、節(jié)能、多目標(biāo)利用、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、系列化及運(yùn)行管理自動(dòng)化方向發(fā)展。任何一項(xiàng)節(jié)水灌溉技術(shù)都有其適用的自然條件、經(jīng)濟(jì)條件，普及與推廣噴、微灌技術(shù)必須堅(jiān)持因地制宜。此外還有地下滴灌技術(shù)。
(2)灌溉渠系管道化。上世紀(jì)80年代中期以后，日本新建灌溉渠系的大部分都采用管道化。美國(guó)約有1／2的大型灌區(qū)實(shí)現(xiàn)了管道化輸水。我國(guó)已基本普及了井灌區(qū)低壓管道輸水技術(shù)，今后的發(fā)展方向是大型渠灌區(qū)渠系管道化，并加快相應(yīng)大口徑塑料管材的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)。
(3)現(xiàn)代精細(xì)地面灌溉技術(shù)。土地平整是改進(jìn)地面灌溉的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，由于我國(guó)地面灌溉量大、面廣，需要采用推廣應(yīng)用激光控制平地技術(shù)、水平畦田灌溉技術(shù)、田問(wèn)閘管灌溉系統(tǒng)以及土壤墑情自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)等一切改進(jìn)地面灌溉措施，逐步實(shí)現(xiàn)田間灌溉水的有效控制和適時(shí)適量的精細(xì)灌溉。
(4)研究和推廣非充分灌溉技術(shù)。非充分灌溉理論將與生物技術(shù)、信息技術(shù)及“四水”轉(zhuǎn)化理論等高新節(jié)水技術(shù)和理論相結(jié)合，創(chuàng)建新的灌溉理論及技術(shù)體系，它將對(duì)現(xiàn)有灌溉工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)及灌溉管理模式等產(chǎn)生巨大的沖擊和影響。
(5)“3S”技術(shù)在農(nóng)業(yè)節(jié)水中的應(yīng)用。現(xiàn)代農(nóng)業(yè)是以高新技術(shù)應(yīng)用為標(biāo)志。在西方發(fā)達(dá)國(guó)家，通過(guò)遙感(RS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、地球定位系統(tǒng)(GPS)及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)獲取、處理、傳送各類(lèi)農(nóng)業(yè)信息的應(yīng)用技術(shù)已到了實(shí)用化的階段，中國(guó)在這方面的工作也開(kāi)始起步，如作物估產(chǎn)、土壤含水率分布的監(jiān)測(cè)等，如果能在農(nóng)業(yè)節(jié)水中推廣應(yīng)用“3s”技術(shù)，產(chǎn)生的節(jié)水效能將是革命性的。此外，國(guó)外還出現(xiàn)了地面浸潤(rùn)灌溉、坡地灌水管灌溉、土壤網(wǎng)灌溉、繩索控制灌溉等新的節(jié)水灌溉技術(shù)，都對(duì)我國(guó)的節(jié)水灌溉有積極的參考借鑒意義。
3我國(guó)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的發(fā)展
3．1我國(guó)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的現(xiàn)狀
根據(jù)《中國(guó)水利年鑒2005》的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，截至2004年底，我國(guó)灌溉面積為0．615×loshm2，其中有效灌溉面積0．562×loshm2，節(jié)水灌溉面積為0．203×loshm2，占有效灌溉面積的36．1％；其中噴滴灌和微灌面積315．447Xlo4hm2，占節(jié)水灌溉面積的15．5％，占有效灌溉面積的5．6％；低壓管道輸水灌溉面積470．627×lo4hm2，占節(jié)水灌溉面積的23．1％；其余為渠道防滲和其他節(jié)水工程，占節(jié)水灌溉面積的61．4％。2005年的耕地面積為1．221×loshm2，由此看出，全國(guó)約有1／2的耕地面積沒(méi)有灌溉設(shè)施；約2／3的有效灌溉面積還在沿用傳統(tǒng)落后的灌溉方法。在節(jié)水灌溉面積中，采用現(xiàn)代先進(jìn)節(jié)水灌溉方式的微乎其微，絕大部分只是按低標(biāo)準(zhǔn)初步進(jìn)行節(jié)水改造，輸水渠道的防滲襯砌率不到30％。
3．2推廣農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉出現(xiàn)的問(wèn)題
(1)節(jié)水法規(guī)制度建設(shè)不健全，未形成水市場(chǎng)，缺乏強(qiáng)有力的政策支持。雖然我國(guó)近期大力推動(dòng)節(jié)能減排，也出臺(tái)了一系列的包括節(jié)水在內(nèi)的節(jié)能條例，但不可否認(rèn)的是，我國(guó)節(jié)水法規(guī)制度方面的建設(shè)很不完善，尤其灌溉用水的市場(chǎng)機(jī)制不健全。其次，農(nóng)用水價(jià)偏低，未形成水市場(chǎng)，調(diào)節(jié)手段單一。再就是政策扶持力度不夠，優(yōu)惠措施不到位，都不利于節(jié)水灌溉工作的實(shí)施。
(2)多頭管理導(dǎo)致“水亂”，影響節(jié)水灌溉推廣。地方水務(wù)存在多頭管理的問(wèn)題，出現(xiàn)“城鄉(xiāng)分割、職責(zé)交叉、多頭治水”等弊端嚴(yán)重，在水資源與供水管理、排水與河道管理、河涌綜合整治涉及的截污、堤岸建設(shè)和環(huán)境、綠化工程、城市供水與農(nóng)村供水、涉水工程審批等環(huán)節(jié)上權(quán)責(zé)不明，政事和政企不分，嚴(yán)重影響了節(jié)水灌溉的推廣。其次，重建設(shè)、輕管理仍然是長(zhǎng)期以來(lái)沒(méi)有解決好的問(wèn)題。
(3)農(nóng)民群眾的認(rèn)識(shí)程度低，不具備水資源危機(jī)意識(shí)。很多地方老百姓養(yǎng)成了“一條土渠一把掀，開(kāi)個(gè)豁子隨便澆”的大漫灌思想，認(rèn)為“有河就有水，挖井就有水，水是用不完的”，對(duì)水資源缺乏認(rèn)識(shí)不到位，沒(méi)有水資源危機(jī)意識(shí)，節(jié)水意識(shí)淡薄，導(dǎo)致了抵觸情緒。又由于節(jié)水灌溉將打破以往農(nóng)作方式，這也給農(nóng)民群眾帶來(lái)了新問(wèn)題，因循守舊的思想促使著他們抵觸此類(lèi)工程。
(4)地方政府支持與否是節(jié)水灌溉推廣的瓶頸。很多地區(qū)借節(jié)水灌溉的幌子騙取國(guó)家資金，這些工程往往是形式主義，面子工程，往往是“領(lǐng)導(dǎo)來(lái)了放一放，領(lǐng)導(dǎo)走了蓋起來(lái)”，甚至到最后不了了之，給當(dāng)?shù)氐娜罕娫斐闪撕艽蟮男睦韨Α?/p>
新疆很缺水，群眾普遍對(duì)節(jié)水工程有較高的認(rèn)識(shí)，再加上兵團(tuán)化的管理，對(duì)推廣節(jié)水灌溉起到了組織保障。但對(duì)于有水灌溉的東部平原區(qū)來(lái)說(shuō)，就沒(méi)有那么高的積極性去節(jié)水灌溉。即使做了節(jié)水的工程，但也不會(huì)有節(jié)水的積極性。以灌區(qū)工程為例，灌區(qū)做了節(jié)水工程措施節(jié)水了，但直接的問(wèn)題是灌區(qū)管理部門(mén)收繳的水費(fèi)少了收入就少了，這個(gè)損失如何進(jìn)行彌補(bǔ)?節(jié)約的水如果用到工業(yè)上會(huì)創(chuàng)造更大的價(jià)值，那就是全社會(huì)收益，應(yīng)由政府主導(dǎo)來(lái)對(duì)灌區(qū)管理部門(mén)做補(bǔ)償，但現(xiàn)在尚未建立一個(gè)有效的補(bǔ)償機(jī)制。
(5)節(jié)水灌溉只適合規(guī)模化生產(chǎn)需要，投入很大。節(jié)水灌溉的工程一次性投資是很大的，以噴滴灌為例，教科書(shū)中說(shuō)的造價(jià)約15000元／hm2，其實(shí)這個(gè)造價(jià)應(yīng)該是說(shuō)管網(wǎng)部分，而非全部工程。一個(gè)節(jié)水灌溉工程需要有動(dòng)力源、水源、取水設(shè)備、水處理設(shè)備、輸水管、分水的三通、多通、灌水器等多種設(shè)備。這里水源部分又有河水、泉水庫(kù)水、方塘水、井水等，而這些攔蓄設(shè)施的造價(jià)是很高的。由于集中種植，又涉及到產(chǎn)品銷(xiāo)售等問(wèn)題，不適合散戶發(fā)展節(jié)水灌溉。因此說(shuō)節(jié)水灌溉只適合規(guī)模化土地種植采用。
(6)節(jié)水灌溉工程的技術(shù)培訓(xùn)、技術(shù)支持等服務(wù)不到位。投資建設(shè)了節(jié)水灌溉工程，有時(shí)候卻得不到足夠的技術(shù)培訓(xùn)，甚至由于各種原因，得不到后續(xù)的技術(shù)支持因此，對(duì)作為使用者的農(nóng)民群眾來(lái)說(shuō)，節(jié)水灌溉工程就等于毫無(wú)用處。
總之，資金、政策、管理、觀念、技術(shù)支持等問(wèn)題制約著節(jié)水灌溉的推廣。
3．3逐步推廣節(jié)水灌溉，循序漸進(jìn)
(1)加強(qiáng)宣傳力度，提高節(jié)水意識(shí)。發(fā)展節(jié)水灌溉作為我國(guó)的一項(xiàng)國(guó)策，要首先在群眾中建立起水資源有限和水危機(jī)的意識(shí)，變被動(dòng)接受為主動(dòng)節(jié)水，積極投入到節(jié)水灌溉的開(kāi)展中去，有利于節(jié)水灌溉的快速推廣，使農(nóng)民節(jié)水增產(chǎn)增收。
(2)政策配套改革，加強(qiáng)引導(dǎo)。加快我國(guó)的節(jié)水法規(guī)制度的建設(shè)和健全，尤其加快水價(jià)改革措施，加強(qiáng)節(jié)水灌溉中的管理環(huán)節(jié)，逐步實(shí)現(xiàn)以水養(yǎng)水，達(dá)到節(jié)水的良性循環(huán)，通過(guò)管理降低成本，理順體制，提高節(jié)水效益。出臺(tái)相關(guān)優(yōu)惠政策，鼓勵(lì)農(nóng)民參與節(jié)水，加強(qiáng)引導(dǎo)力度。
(3)快建立水市場(chǎng)，形成補(bǔ)償機(jī)制。在加快水價(jià)改革的基礎(chǔ)之上，更需要加快研究建立水市場(chǎng)，用市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的杠桿來(lái)促進(jìn)節(jié)水意識(shí)。而在水市場(chǎng)的框架內(nèi)，建立合理、有效的補(bǔ)償機(jī)制，形成“誰(shuí)收益，誰(shuí)補(bǔ)償”的用水氛圍，帶動(dòng)農(nóng)民群眾節(jié)水的主動(dòng)性，進(jìn)而促進(jìn)節(jié)水灌溉工程的推廣。
(4)變多頭管理為統(tǒng)一管理，更有效推進(jìn)節(jié)水灌溉。現(xiàn)在相當(dāng)多的地方比如廣州，已經(jīng)開(kāi)始成立統(tǒng)一管理涉水事務(wù)的水務(wù)局，類(lèi)似這樣的理順的管理結(jié)構(gòu)，將有利于解決水務(wù)管理工作中存在的諸多弊端與瓶頸，更能有效推進(jìn)節(jié)水灌溉。
(5)優(yōu)先在灌溉條件差地區(qū)進(jìn)行推廣。灌溉條件差的地區(qū)，糧食產(chǎn)量低，通過(guò)廣泛推廣節(jié)水灌溉工程，利用有限的水資源實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)，讓農(nóng)民增產(chǎn)又增收，農(nóng)民致富，在區(qū)域性的范圍內(nèi)起到一個(gè)示范帶頭作用。
(6)以國(guó)家投入為主。我國(guó)農(nóng)民收入水平相對(duì)較低，而節(jié)水灌溉的效益主要體現(xiàn)在改善生態(tài)環(huán)境等社會(huì)效益方面，要求農(nóng)民投入太多的資金用于發(fā)展節(jié)水灌溉是不現(xiàn)實(shí)的。從現(xiàn)階段的國(guó)情來(lái)看，除發(fā)展溫室大棚或經(jīng)濟(jì)作物等高產(chǎn)出的節(jié)水灌溉，以業(yè)主或農(nóng)民為主投入外，我國(guó)節(jié)水灌溉的投入應(yīng)以國(guó)家為主。
(7)統(tǒng)籌安排，因地制宜，切勿盲目。在發(fā)展節(jié)水灌溉采取的措施上，要打破常規(guī)，采取非常措施，改分散為集中、改小打小鬧為戰(zhàn)略安排、改單純搞示范點(diǎn)、示范區(qū)為全流域綜合治理，改以需定供為以供定需，改追求工程建設(shè)規(guī)模為出臺(tái)重大管理舉措，統(tǒng)籌安排，合理發(fā)展。我國(guó)地域廣闊，各地經(jīng)濟(jì)條件不同，作物類(lèi)型有別，氣候差異較大。因此，發(fā)展節(jié)水灌溉要從各地的實(shí)際出發(fā)，在充分考慮當(dāng)?shù)刈匀粭l件和農(nóng)村社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的基礎(chǔ)上，因地制宜地選取各種適宜的節(jié)水灌溉技術(shù)和模式。
(8)強(qiáng)節(jié)水灌溉相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新研究：①對(duì)于節(jié)水灌溉設(shè)備而言，要組織力量進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，研制低成本、使用環(huán)保材料、物美價(jià)廉的節(jié)水灌溉設(shè)備；②要發(fā)展一批以節(jié)水灌溉為主要服務(wù)內(nèi)容的具備咨詢、規(guī)劃、設(shè)計(jì)為一體的技術(shù)服務(wù)公司、營(yíng)銷(xiāo)與培訓(xùn)相結(jié)合的經(jīng)濟(jì)實(shí)體等多種形式組成的節(jié)水灌溉產(chǎn)業(yè)化技術(shù)支持體系。
總而言之，節(jié)水灌溉工程推廣，任重而道遠(yuǎn)。我們有理由相信，通過(guò)節(jié)水灌溉的逐步推廣使用，實(shí)現(xiàn)水資源的科學(xué)開(kāi)發(fā)，節(jié)約用水，實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用，指日可待。
