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地下水的主要功能范文1
1 前言
虚拟现实技术（virtual reality technology，vrt）是生成的虚拟环境逼真模拟人在自然环境中的视觉、听觉、运动等等行为的人机界面的技术。其基本特征分为三个方面：一是沉浸，即借助于头盔、数据手套等硬件设备，让参与者有身临其境的感觉：二是交互，通过使用虚拟交互接口设备实现人类自然技能对虚拟环境对象的交互考察与操作；三是构想，强调三维图形的立体显示。依据虚拟环境的发展，虚拟现实系统的发展可分为两个基本方向，一是基于虚拟现实技术的发展，二是基于因特网和万维网的三维图形环境的发展。若从参与者的投入感划分，则基于虚拟现实技术的发展可称为投入型虚拟环境和非投入型虚拟环境。
2 虚拟现实技术的优点
2.1 它的实时表达功能可虚拟不同时间、不同条件的环境变化，能反映事物随着时间的变化过程。
2.2 三维立体表达功能，虚拟技术可使其所表达的内容从不同的角度展和进行研究。
2.3 它能反映研究物体的全貌和细微处的差别。
2.4 它不仅可以细致地表达已经存在的事物。而且能虚拟现实世界不存但有可能发生的事情和事物的发展变化。
2.5 建立一个vrt系统，本文由收集整理相当于建立一个虚拟现实实验审，不仅可以事物的发生发展过程，还可根据不同的条件，虚拟出不同的结果。
3 vrt在水文地质中的应用
随着计算机硬件的发展，虚拟现实技术在近年逐步发展起来，在水文地质方面，目前刚刚起步，还没有成型的软件和相应研究成果。虚拟现实的主要功能是其沉浸感、三维立体表现事物的各个特征以及实时地表达，即虚拟现实技术具有表现现实存在的或不存在的事物在三维空间随时间变化的功能，水文地质研究的也正是利用虚拟现实技术对不可或很难见到的事物在三维空间随时间变化的特征。虚拟现实技术在水文地质研究中主要可以完成以下方面的工作。
3.1 vrt对含水层的表达
利用虚拟现实技术的三维可视化功能可以真实地再现地下含水层和隔水层的分布、含水层的厚度、空间的变化情况。以往工作中，仅能通过剖面图展示含水层、隔水层的垂向分布特点，在平面图中通过含水层厚度等值线表现含水层的空间分布状况，总的来说不直观也不全面。在虚拟现实系统中随着资料的进一步完善，神秘的地下含水系统将真实地展现在人们的面前。
3.2 虚拟现实系统对地下水流的表达
水文地质研究中的主要部分是地下水流的运动规律，如果说含水层是水文地质研究中的一个不变的静态因素，地下水流则是一个动态的变化过程，是目前水文地质研究中最为活跃的因素。
利用虚拟现实系统可以研究的不仅是含水层的展布，同时利用虚拟现实系统的实时变化功能也可以对地下水流的运动变化特征进行虚拟表达，充分展现地下水流的特点，其流向、流速和流量乃至于储存量的变化，特别是人类开采利用地下水对含水系统产生的影响，边
界条件对地下水流的约束和控制作用等。通过应用过程中不断地完善地下水流的虚拟模型，不仅可以对地下水进行科学可视化的管理，而且可以设计不同的开采方案和管理模式，利用虚拟现实技术不仅可以对其进行演示和表达，还可以对其进行不断的修改、补充和完善，使之成为比较完善的管理模型。
3.3 水文地质环境问题
近些年，由于大量开采利用地下水诱发了区域地下水位持续下降、水资源枯竭、地面沉降、海水入侵、土壤沙漠化等一系列的环境地质问题，引地表水灌溉，导致地下水位上升而产生沼泽化等问题。这一系列问题的研究，由于地下水水流变化的不可见性、环境问题产生初期不可预知，形成机理无法模拟研究以及时间、场景不可再现等原因，水文地质环境问题的研究始终处于滞后的局面，也始终在环境问题严重了以后才开始进行分析研究。虚拟现实技术具有虚拟事物不同发展过程的能力，可以虚拟已经存在的事物，也可以虚拟不存在的事物，可以虚拟事物过去的存在状态，也可以虚拟其发展过程。因此通过实时的动态的虚拟，可以对事物的发展作一个不断完善的研究和展示，为由于地下水的开采而造成的环境问题的研究提供了一个很好的工作平台。
3.4 水资源规划
虚拟现实技术在最开始主要用于小区的规划方面，这种功能在目前及以后的水资源规划和水源地建立时同样为规划设计提供了一个非常好的平台。在水资源开发利用之初，利用虚拟现实技术建立水资源开发利用区的环境条件、水文地质条件等，在规划开始，将各种规划方案和由此而产生的环境变化结果虚拟出来，使水资源规划方案能够更完善，真正实现水资源的可持续利用。
3.5 地下水水质的虚拟表现
（1）水质天然状态的变化
目前，由于多方面因素的影响，地下水水质的变化较大。通过对地下水水质在天然状态下逐渐变化过程的虚拟，可以确定对地下水水质影响最大的因素，从而更深刻地理解水质变化的机理，为控制水质的恶化，使之向良性循环转化提供依据。
（2）地下水水质虚拟实验室 目前，由于地表水体污染等多种因素的作用，地下水水质遭受到前所未有的污染，展示地下水中有关离子的运移、变化规律、变化趋势等是对地下水水质进行研究的关键。以往在地下水水质方面，主要是通过野外试验和模拟实验对水质的运移机理进行研究，因此试验在水质运移研究中占有极其重要的地位。但是实验室的模拟实验不能够完全真实地再现野外的某些因素的影响，野外试验受费用、场地等条件的限制，这些因素抑制了地下水水质运移机理、污染物弥散等方面的研究。目前利用虚拟现实技术，只要有足够的、充分的资料，就可以真实地表现地下水流和含水层的特征，以及地下水流中溶质的运移规律和发展趋势，这为地下水水质管理开辟了新的途径和思路。
地下水的主要功能范文2
针对昌黎县内目前水资源短缺、水污染日益严重、沿海地区海水倒灌以及水资源监测技术、监测方法和设备落后的现状，文中对昌黎县水资源监控管理系统进行综合研究，该系统能够实现对水量、水位以及水质等进行实时监控，为昌黎县水资源的综合开发和利用提供重要的决策依据。
关键词：
水资源；实时监控；管理系统；建设
当前，我国面临着严重的淡水资源问题，导致这种现象的主要原因有两方面，一是我国淡水资源储量比较少，二是我国在经济社会发展的过程中，造成了十分严重的水污染。这不仅对我国经济的可持续发展造成了不利影响，同时也对我国居民的正常生活带来严重威胁。而我国的水资源管理水平距离发达国家还有很大差距，各省市县区水资源监控系统的建设还处于起步阶段。
1研究的目的和意义
通过地下水文勘察发现，昌黎县拥有的地下的水资源总量约为2.01亿立方米，占到全区水资源总量的3/4。全县的人均水资源总量仅仅只有490立方米，这一数据远远低于我国的平均水平，也是全球极度缺水的地区。近年来，随人口增长、经济发展、生态环境恶化以及用水计量设备和监测方法落后、节水意识淡薄等因素影响，昌黎县水资源短缺问题愈发突出，地下水位下降、水污染、饮水安全等问题比较突出，沿海地区出现了海水倒灌现象，浅层地下水受到海水侵蚀，直接影响到了群众的生产生活。从我县水资源管理水平来看，无论是基础工作、管理手段、计量设施、监测方法等都明显落后，例如水位数据的采集，一般采用人工测绳监测的方法，计量设施也仅限于普通机械水表，监测数据的准确性和可靠性难以保证。监测数据传输的现代化水平比较低，由于受传输途径的限制，导致许多企业的用水数据的实效性很差，对企业的用户情况难以及时进行掌握，这对水资源的管理工作带来了很大困难，导致水资源管理工作落后。信息处理方面，对原始数据信息没有进行深度处理，一些数据大部分保存在纸张上，很难做到资源共享和信息的有效利用。指挥决策方面，缺乏可用的预测方案和计算机应用软件，紧急情况下只能是凭经验进行指挥调度，很难做出最优化的决策。
2011年中央的1号文件和中央水利工作会议明确要求实现最严格的水资源管理制度，并制定了针对水资源开发的利用控制、用水效率控制和用水功能却限制纳污的“三条红线”。要抓紧开展水资源监测、取用水信息获取等关键技术或工艺设备的研发和推广应用，逐步建立中央、流域和地方水资源监控管理平台，全面提高水资源监控、预警和管理能力，推动传统水利向现代水利、可持续发展水利的转变。水资源在线监控管理系统的建设，实时掌握昌黎县工业企业用水情况和地下水位、水质的动态变化情况，逐步实现对水资源的科学管理。项目建成后，将会充分落实水资源有偿使用制度，通过价格杠杆作用，促使企业节约用水，提高水的重复利用率，为节约、保护、合理开发利用水资源提供技术支撑。
2水资源实时监控管理系统应用研究的内容
系统在进行设计的过程中主要是以现代计算机网络技术，以及现代通信技术为基础，该系统能够顺利实现水资源信息的数据采集、数据传输以及分析功能，能够为决策者制定政策提供必要的依据，使决策者对区域水资源进行实时管理、合理调度，而且通过这一系统能够实现对水资源的远程控制以及科学管理等工作，实现经济发展、生态保护与水资源利用之间的协调发展，推动水资源管理方法向现代化转变。
2.1水资源实时监控管理系统的主要功能该系统的主要功能可以具体划分为以下几个方面：水资源实时监测、评价、预报和决策、实时管理以及实时决策（如图1）。该系统解决了传统水表和人工测绳等计量监测方法落后的问题，采用数据远传处理器、超声波水量传感器、数据采集传输设备、数字液位传感器、GPRS数据传输设备等实现水量和水位的自动监测、实时传输，建立相应的资料库，对监测数据信息分析处理，具有高准确性和实用性。系统建设主要包括以下几点：①水资源实时监测系统基础设施建设；②水资源信息服务平台的建立；③水资源综合数据库的建立；④水资源决策支持系统的建立；⑤水资源网络办公自动化管理系统的建立。系统本身还具有很强的实用性和拓展性，以满足不同用户的需求，适应发展的需要，系统建成后将在全县范围内运行。
2.2系统建设的原则为保障水资源实时监控管理系统充分发挥实效，在系统应用研究建设应用中遵循先进性与实用性、可靠性、可操作性相结合的原则，同时遵循“全面规划、分步实施、试点先行、逐步扩展”的原则，根据昌黎县水资源管理工作的具体现状，能够加强昌黎县水资源管理工作，提高水资源管理的合理性和高效性。
2.3系统建设的技术路线
2.3.1方案设计：首先需要将昌黎县境内的地下水、水量、水质等监测点的设置进行合理规划并进行科学布设，通过以太网进行在线管控平台建设，依托现代传感技术自动采集瞬时流量、累积流量、埋深、水位、水温以及相关水质监测数据等，将获得的各种监测数据传输到水资源监控中心，同时可以随时通过软件远程召测水资源测控器各种测量数据、开关量的状态和历史记录，为水资源管理和决策提供依据。
2.3.2监测站网布设：根据重点取用水户和区域水资源的分布特点，进行监控站点的选择和布设，本着布局合理、投资最小、效益最高的原则选择各个监控点。水量监控优先选取用水量较大的用水户，地下水位监测点重点选取地下水集中开采区、超采区和沿海海水倒灌区，在监测站点布设的过程中，需要根据地下水类型和水文地质单元的分区情况，选择适合监测层位的取水井作为观测井点，以保证监测资料的代表性和可比性，逐步健全完善昌黎县水资源监控体系。
2.3.3水资源的实时监测。在进行系统设计的过程中，利用数字液位传感器、自动监测仪、数据远传处理器等现代高科技设备，能够通过遥测和网络技术对监测信息进行采集监测。
2.3.4对各类水资源信息进行存储。在系统内部建立水资源综合信息数据库，通过数字、图片等丰富的形式对昌黎县区域内所有的水资源监测系统获得的数据进行存储、管理，能够确保数据的安全、可靠和一致性。
2.3.5实时评价。根据系统获取的各种监测资源，及时对昌黎县水资源进行实时评价，对不同行业的用水情况进行科学分析，对企业的用户量以及节水工作进行实时监控，对地下水位变化、水资源的开发程度和利用情况等工作任务进行实时评价。
2.3.6实施决策和管理。根据该系统提供的水资源实时评价以及预报结果，制定出具体的水资源管理方案，为有关部门行使水资源管理功能提供科学的依据，为水资源开发和保护工作提供依据。
3水资源远程实时监控系统的效益分析
水资源实时监控管理系统的应用，将有效地规范企业用水行为，提高用水计量的准确性、科学性，充分落实水资源有偿使用制度，促进水资源费的足额征收，预计水资源费征收数额将提高3到4倍；通过价格杠杆作用，促使企业节约用水，水的重复利用率由40%提高到70%；地下水位实时监测系统的建设，全面、及时地掌握昌黎县地下水动态变化情况，为保护地下水环境提供科学有效的依据。水资源实时监控管理系统的建设还可与防洪、水情、旱情、墒情等信息平台共享，建立更加完善的现代化水务管理系统。
4结语
文中分析了当前昌黎县水资源管理工作中存在的问题。为了满足昌黎县经济社会发展的需要，针对昌黎县水资源的特点，具体设计了昌黎县水资源实时监控管理系统，该系统利用现代自动化技术、计算机网络技术以及人工智能技术，能够实现水资源数据的自动采集、信息数据传输网络、信息处理数字化等目标，能够为水资源管理工作决策提供支持。该系统能够促进昌黎县水资源管理工作的自动化和数字化，提高了水资源管理工作的工作水平和工作效率。
参考文献
[1]朱翔，江霞,水资源实时监控与管理系统建设的作用,中国水运,2015（3）：67-68.
地下水的主要功能范文3
中图分类号：TV 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）18-0167-02
1 技术平台
水文地质数字化以MAPGIS为技术平台，对空间数据进行采集、存储、检索、分析、图形表示，可以制作出精度十分复杂的地形图和地质图，且图形的输入操作比较简便、可靠，能适应工程要求，是国家推荐的首选GIS软件平台[i]。
此外，图形制作工程中，等值线的制作选用美国Golden Software公司的SURFER等值线绘制软件，具有多种内插方法，可以对XYZ数据进行离散格网化，从而生成规则的格网数据，其主要功能是绘制等值线图、数据点填图、三维立体图等，广泛应用于地学、测绘、气象等领域[ii]。
2 基础工作
2.1 资料收集
水文地质数据搜集主要工作：
第一，搜集整理水文地质结构数字化所需资料。详细整理钻孔孔深、井深、井管内径、取水含水层层数、取水含水层厚度、取水主要岩性、试验段起止深度等成井资料，整理抽水各落程水位降及出水量，抽水试验稳定及延续时间等抽水试验数据。
第二，搜集整理地下水流场及水位动态数字化所需资料。搜集整理地下水位动态监测井资料。由于原始数据均来源可靠，数据资料有充分的准确性和可靠性。
第三，搜集整理地下水水化学数字化所需资料。利用了天津市地质调查研究院已取得的成果资料，根据地下水样品化验资料，分析各类化学组份的空间变化规律，以及分组地下水的化学类型、矿化度、超标离子等，为水化学数字化提供基础数据。
2.2 数据标准化设计
（1）地理基础
本文所涉及数据均以我国相关测绘规范及天津市地质调查院已有的空间数据为参考，确定统一的地理基础。
坐标类型：投影平面直角；
空间参考：北京54坐标系；
投影类型：高斯-克吕格（横切椭圆柱等角）投影；
投影带：6度带；
投影带序号：20；
高程：1985国家高程基准；
单位：米；
空间数据格式：MapGIS 6X。
（2）标准规范
本文根据以下标准，对数据进行标准化设计：
区域水文地质图空间数据库图层及属性文件格式标准
水文数据GIS分类编码标准（SL385-2007）
（GB/T 20258.4-2007）
（DZ/T 0124-94）
（DZ/T 0128-94）
（GB/T 14538-93）
GIS（DDB9702）
地球数据交换格式（GB/T17798-1999）
2.3 底图制作
由于水文地质数据属于空间数据，水文地质数字化是将水文地质数据存放在空间的特定坐标上，需要以地理坐标为参考系，因此数字化之前需要制作研究区域的底图，其制作流程如下。
（1）纸质地图扫描
原始数据和派生数据的采集是CIS数据的主要来源，其中原始数据是通过遥感测绘、野外数据采集等方法直接从地理空间获取数据，派生数据的获得是从已有的地图中，通过扫描等方法获取的数据。
扫描完成后，运用Photoshop软件对扫描图件进行初步校正，把对比度做适当调整，并裁剪掉多余的部分，最后存储为JPG或者TIF格式的光栅文件。
（2）影像校正
影像校正是计算机制图的基础与关键，是保证成图质量与精度的前提，其主要工作即对失真图像进行的复原性处理。由于纸质地图容易受到地图介质或存放条件的影响而产生变形，此外扫描过程中长生的误差也难以避免，扫描后地图的精度下降，因此在对地图进行矢量化之前，需要对其进行影像校正。
运用MAPGIS图像分析子模块下的影像校正功能，通过在原始矢量地图上准确定位几何地理坐标的位置，并添加控制点，控制点添加时要根据坐标网，先添加四个角的控制点，然后逐格加密，通过这些控制点对栅格图像进行校正。
（3）矢量化
矢量化即把栅格数据转化为矢量数据，它是底图制作的关键步骤。MAPGIS中可以根据图形的形状将地理要素分为三类：点数据、线数据、面数据（区数据）。点作为地图数据中点状物的统称，图不仅仅是一个简单的点，而是包括各种注释和专用符号等各类符号，注释可由英文、汉字、阿拉伯数字等文字组成，也可以是描述各类要素的专用符号，例如圆、线、五角星等。线是地图中线状物的统称，地图中各种线型，例如道路、省界、国界等都以线为单位作为线图元来编辑。面是由闭合弧段组成的封闭图形，也称作区，湖泊、居民区等通常用面文件来编辑。矢量化即对点、线、面文件进行输入编辑。
在矢量化过程中运用工程图例对点、线、面文件逐个编辑，做到不重不漏。
（4）地图整饰
地图整饰顾名思义是对地图修饰使之更加美观、实用。地图符号设计，色彩设计，地貌立体表示等是它的主要内容。
3 水文地质数字化
3.1 研究范围确定
本文以整个天津市平原区为研究范围，其地理位置为东经116°42′05"～118°03′31"之间，北纬38°33′57"～40°00′07"之间，南北的跨度约为km，东西的宽度约为km。
在垂直方向上，天津平原地区被划分为六个含水组，第I和第II含水组以燕山山脉与平原地区的交界作为北部的边界线，余下部分的交界线即为天津行政区域界线；第III到第Ⅵ含水层以宝坻断裂带作为北部的边界，余下部分的交界线即为天津行政区域界线。
3.2 等值线制作
水文地质数据的获取方式一般是通过监测井或长观孔的监测记录获取，对水文地质数据进行数字化，首先需要通过插值方法，将观测点数据做成等值线数据。SURFER的主要功能是用于科学研究或工程设计中等值线图和三维立体图形的绘制，它的使用界面友好，操作简单，可以满足多种差值要求，在水文地质数字化过程中选用SURFER8.0绘制等值线，之后将生成的等值线文件转入MAPGIS文件中[iii]。
首先建立SURFER软件可以识别的XYZ数据文件，所谓的XYZ数据文件，是指 ASCII 码（文本）格式的数据文件，此数据文件一般包含三列，即X列、Y列和Z列，其中X列和Y列通常表示x和y坐标，Z 列此坐标处的值（例如含砂层厚度、底板高程等）[iv]。然后运用SURFER软件，采用克里格插值法对数据文件进行网格化，将数据文件转换成GRD格式文件，之后运用GRD文件绘制等值线，对绘制的等值线进行白化，保留研究区域内部的等值线，最后对等值线外观进行设置，完成等值线的绘制。
等值线绘制完成之后，需要导入到MAPGIS图形中，由于SURFER没有对应MAPGIS的转换模块，因此需要先将等值线文件另存为两种软件都可识别DXF或MIF格式图像文件，以此为中介，完成等值线的转换，最后将等值线文件以点、线的格式添加到之前绘制的天津底图中。
3.3 分区图制作
分区图的制作即利用完成的等值线图，划分不同区域范围，通过MPAGIS的线转弧段功能，制作分区图。
3.4 属性挂接
为了方便属性数据的直接查询，需要把MAPGIS图形数据与属性数据挂接在一起。进行属性挂接时要求制作属性表，图形数据中有一个属性字段与属性表中的一个属性字段内容相同，形成一对一的关系，然后通过MAPGIS软件将属性表挂接到图形数据中。
3.5 地图整饰
为了使水文地质地图更加完善，需要对其进行整饰。由于此次空间数据库的建立是为地下水数值模拟提供数据，因此对图形的地貌、色彩等要求不高，根据项目需求，对其添加图例、比例尺等基础项目，以便图形的管理与查看。
参考文献：
[1] 吴信才.MPAGIS地理[M].北京：电子工业出版社，2012.
[2] 王建，白世彪，陈晔编著.Surfer 8地理信息制图[M].北京：中国地图出版社，2004.
地下水的主要功能范文4
透水混凝土研究
透水混凝土功能研究透水混凝土指内部结构能够形成连通孔隙，具有高渗水性的一种混凝土材料，又称作间断级配混凝土、开放孔隙混凝土等。高渗水性是其主要功能特点，此外，还具有以下功能：减轻城市排水系统压力，有效分配城市排水负荷，避免发生局部积水以及内涝情况，对济南等交通压力巨大、车辆众多的城市意义重大；改善地下水水位情况，通过透水混凝土的渗透作用，可将雨水通过混凝土层向基层和土壤中渗透，增加地下水补水量，尤其对于泉城济南，可很好的保持地下水位，确保泉眼正常喷涌；渗透入基层的部分雨水，可在晴好天气时进行部分蒸发，从而对城市的热岛效应起到较好的缓解作用；透水混凝土路面具有低噪声的特点，能够很好降低狭小区域内的车辆路面噪声，降低声污染对环境的影响，提高居民生活质量；渗透入地面的雨水，可避免与市政管网中的污水等接触，实现对降雨渗透的净化，避免二次污染；可提高城市行车安全，一方面，透水混凝土具有大摩擦力和小的摩擦力衰减梯度，一方面，下雨天气能够避免局部积水带来的车辆侧滑，最后，夜间行车时，局部积水带来的溅射以及反光现象能够得到很好的缓解。透水混凝土分类透水混凝土依据制备材料的不同，可分为以下两类：水泥透水混凝土。该种类型混凝土以高标号水泥作为胶凝材料，骨灰比3～4，水灰比0.2～0.35，孔隙率10%～25%，15～35MPa抗压强度以及3～5MPa的抗折强度。高分子透水混凝土。该种混凝土胶凝材料为橡胶、沥青等胶结材，以高强度著称，且橡胶、沥青等来源广泛，价格便宜。缺点是易老化、耐久性差，环境友好性差，高温条件下，易堵塞内部孔隙，渗水能力下降。透水混凝土参数分析透水混凝土在制备过程中，主要关注的参数为水灰比、骨料粒径、目标孔隙率、矿物掺合料和外加剂等。水灰比透水混凝土强度和透水性与水灰比有直接关系。当水灰比较小时，若保证一定的混凝土孔隙率，则成品试块中水泥含量会增多，而水的含量降低，导致试块硬化快，大幅降低透水混凝土中拌合物的流动性；同时，也会导致混凝土中粗骨料不能被完全包裹，导致空隙增多，虽然透水性能有所提高，但是混凝土整体强度下降。反之，当水灰比较大时，除对混凝土的透水性有负面影响外，混凝土强度也会受到较大影响。依据相关试验数据，透水混凝土的水灰比推荐取值范围为0.25～0.40。骨料粒径粗骨料堆积构成透水混凝土骨架，骨料粒径大小对混凝土强度、透水性都会有较大影响。当骨料粒径较小时，混凝土整体的比表面积增大，导致填充所需水泥浆增加，将会降低混凝土孔隙数和孔隙尺寸，从而影响透水混凝土透水性能；但是强度随着混凝土骨料粒径的减小反而会有所增加。当骨料粒径增加时，透水混凝土则表现出高透水性及适当的强度降低。依据相关实验数据，骨料粒径推荐值如下：石子：5～10mm，陶粒4.75～9.5mm，9.5～13.2mm，13.2～16mm。目标孔隙率透水混凝土孔隙率是影响透水性的关键指标，同时也对混凝土强度有较大影响。针对不同的混凝土需求，当弱化强度要求，强调透水性时，需要选取较大的孔隙率；反之，当以强度为主要目标时，则要控制孔隙率在一定范围以内。此外，目标孔隙率还与混凝土实际孔隙率直接相关。在进行目标孔隙率设计时，需选取适当孔隙率，例如15%、20%、25%。矿物掺合料和外加剂混凝土矿物掺合料的主要功能是减少混凝土中水泥的用量，同时在一定程度上提高拌合物的流动性能，防止出现泌水和离析现象，提高混凝土密实程度以及成品强度。常见的矿物掺合料有粉煤灰、二氧化硅微粉等。透水混凝土制备过程中的外加剂有多种，功能各异，主要包括可调节拌合物流动特性的减水剂、引气剂等；可调节凝结时间的缓凝剂、早强剂等；可改善耐久性的防水剂；其他性能改善的外加剂包括膨胀剂、防冻剂等。
橡胶集料透水混凝土配合比分析
配合比分析建设海绵城市符合国家提出的节约型和绿色型社会的要求，而采用橡胶集料透水混凝土进行城市道路建设，一方面能够缓解城市热岛效应，提高路面抗冻、抗压、抗腐蚀、抗裂等能力，另一方面，可以将城市中每年淘汰的废旧轮胎等进行重复利用。本文将对橡胶集料混凝土的最优配合比进行研究。据有关实验数据表明，混凝土制备过程中加入砂率为10%的中砂和50kg/m3橡胶集料，可明显提升混凝土抗压强度，同时能够获得1.47mm/s的透水系数。本文在研究中，参照《透水混凝土路面技术规程》（CJJ/T135－2009）和己有的透水混凝土配合比设计方法，对橡胶集料中的透水混凝土配合比选定水胶比0.3，进行对比试验，其中空白对照组为表1中的A组，未掺加任何集料，其余组别如表1所示。图1所示，为对上述5组进行强度测试的结果，结果表明，5组抗压强度平均值24.1MPa，最低21MPa，最高27MPa，强度符合要求。图2所示为5组数据透水系数测试结果，结果显示，透水系数大小依次为B＜E＜D＜C＜A，设计要求透水系数1mm/s，5组试样均满足要求。综合抗压强度测试以及透水系数测试结果分析，D组集料配比（10.5kg/m3）同时具备较高的抗压强度以及较高的透水系数，为该试验5组中最佳配合比。透水混凝土制备流程图3所示为透水混凝土制备流程。依据2.1节所得橡胶集料配合比，进行透水混凝土的制备。制备过程中，浆体粘聚性应足以保证包裹骨料后的形状，工程采用的判断标准为手攥观察坍塌度，50mm以内为合格，方能保证硬化后仍可维持多孔结构。与1.3节分析的水灰比同理，较稀或干硬的浆体都不能保证成品后的混凝土透水性能。
透水混凝土失效形式研究
透水混凝土在应用过程中，常见开裂、沉降、磨损、冻融等几种失效形式。主要原因如下。开裂。局部交通负荷恶劣，荷载超限可导致开裂。此外，不适宜的透水系数选择，或将导致透水速度过快，对基层土壤产生冲刷，从而形成局部基层凹坑，导致基层承载能力下降，导致开裂。温度对于开裂也有较大的贡献，由于混凝土并非各向同性材料，在受到高低温影响时，容易出现胀缩不均，从而引发开裂。沉降。排水过程中，基层较大范围的连续冲刷凹坑，会导致路面出现连续的沉降现象，影响行车安全。磨损。无论透水混凝土还是其他形式路面，在应用过程中，磨损为常见失效形式，主要原因是车辆超重，局部摩擦力过大或者车辆急刹车等情况，都会对路面带来一定程度磨损。冻融。冻融损害是透水混凝土特有的损害形式，主要由于孔隙中水饱和的相变带来的体积变化，会导致混凝土的破坏。对于冻融损害，透水混凝土本身一方面较难达到水饱和状态，另一方面，在制备过程中加入的引气剂等外加剂也能很好的防止冻融损害发生。
结语
地下水的主要功能范文5
关键词：土工合成材料； 工程管道；市政工程
中图分类号：TU99文献标识码： A
目前，市政管道工程，尤其是流沙、软土地质地区进行市政管道工程的修建时，常常会发生盲沟管淤堵、路面塌陷、管口脱开漏水等现象，需要耗费大量的财力、人力和物力进行维修。追其原因可以发现，大多数流沙地质条件下发生管道问题是因为在施工期间采取了不恰当的降水措施从而使地基土受到扰动造成的；大多数软土地区出现管道问题都是因为在地基条件相对较差的情况下使用砂石基础的柔性接口管道，后期不均匀沉降致使管道接口破坏从而发生漏水。对于天津地区而言，为配合道路工程建设，很多管槽回填的都是碎石料，当级配不良时，地基会受到一定程度的扰动，甚至会导致路面出现严重的坍塌现象。土工合成材料的原料是人工合成的聚合物，例如合成橡胶、化纤、塑料等，将它们做成产品，放到各种土体间或者土体的表面或内部，可以起到保护土体、使土体防渗、排水、隔离、反滤功能增强的效果。土工合成材料的广泛应用和迅速发展，使市政管道工程难题的解决又多了一个新方法。
1、土工合成材料在盲沟排水设施建设中的应用
对于盲沟排水设施而言，其主要存在于明开槽施工降水工程、填埋场库区以及挡土墙和地道工程建设之中。在确保级配良好的条件下，砂石料在滤水管周围进行回填施工，并将其作为反滤层，这是最传统的盲沟排水方法之一。实践证明，因盲沟管的断面非常的小，所以整个施工过程中，反滤料级配很难受到有效的控制，而且当盲沟管发生堵塞问题时，会影响工程运行效率。
现如今，由于土工合成材料的发展极为迅速，出现了很多新的产品，在工程中已经使用土工织物和塑料盲沟管材进行盲沟排水，塑料排水盲沟管具有很强的适应不均匀变形的能力和抗压能力，孔隙率可以高达90%，将其与土工布的反滤功能有机的结合在一起，最常用的方法就是将土工合成材料沿侧壁、槽底铺设，将10厘米的级配砂石料铺设到它的上面，然后铺设塑料盲沟管材，在管顶以上15厘米处回填级配砂石料，在回填的级配砂石料顶面将土工合成材料搭接封闭，如图1所示，按照具体工程在其上进行回填。这里的土工合成材料起到了保土和反滤的功能，同时还排水能力也很强。如果工程有较高的要求，可以将一层土工织物包覆到排水管的外侧。现在也有塑料盲沟管和土工布的复合成品管材。
2、流砂土质区管道病害常见的原因
流砂是一种地质现象，它常常发生在地基被渗透破坏的不良工程中，是由于地下水渗流而使渗透力对土体发生作用而产生的。土体自身的渗流通道、水利条件、组织结构条件等因素与流砂现象的发展和发生有一定的关系。容易发生流砂现象的土层需要使如下条件得到满足：
土的不均匀系数小于5；
土的颗粒组成中，粉粒含量大于百分之七十五，粘粒含量小于百分之十；
地层中的粉细砂层或粉土层的厚度大于二十五厘米；
处于饱和的状态，含水量高于百分之三十。
通常情况下，流砂现象常出现在松散、饱和的粉砂地质、粉土、砂土地质中。在粉土层和粉砂中，因为其具有较小的渗透系数，所以常常出现塑性泥流或者流砂；而在砂性土层内，流砂常常是土体颗粒从少到多、从细到粗的渐进工程。
在流砂土质区，尤其是具有较高地下水位的情形下，明开槽铺设市政管道的时候，主要有以下两个病害：
第一，在施工开槽中，控制施工降排水和基坑支护是非常重要的。如果采用不当的降水和基坑支护措施，侧壁渗漏处和基槽底部就可能发生土体跑冒流失的现象，在存在降水井的位置，地下水可能将土中的细砂粒、粉砂以及粉粒等冲走。由于土体颗粒流失，扰动了管槽周围的土体，使地面的沉降存在了问题，更有甚者可能会造成边坡塌方，基坑工程施工的条件变得恶化，已建成的附近工程有下沉或开裂的现象产生。
第二，在进行管道施工过程中，大多沟槽都采用碎石料进行回填，假如孔隙率由于管道砂石基础和周围回填碎石料的级配不良而增大，在流砂地质的情况下，地下水位在施工结束后回升或者别的原因致使地下水位变动都可以让周围的土体颗粒随着渗透水流对管周碎石的孔隙进行充填，使原状的地基土受到扰动。如果管道发生局部破裂或者脱口的现象，土体颗粒将随着缝隙流入管道中，沿着管道的水流进行不断的流失，从而使得管周的土体被掏空，地面沉陷，更严重的可能会使周边建筑物受到影响。
3、应用土工合成材料解决沟槽回填病害的方法
一般情况下，粉砂土层和粉土容易产生流砂土质，它的地基承载力通常大于100千帕。如果场区具有较高的地下水位、管上地面进行碎石料回填时，能够采用此方法：将土工合成材料沿侧壁和槽底进行铺设，它的上面将砂石作为基础，用级配良好的碎石料对管顶及关侧以上不小于40厘米的地方进行回填，保证密实度不小于90%，在回填的碎石料顶面对土工合成材料就行搭接封闭，如图2所示，对其上进行回填时按照道路的要求进行。这里的土工合成材料起到了保土和反滤的功能，通过可以选用无纺或有纺土工织物，最好选择土工织物质量为每平方米300到500克。
软土地基主要分布在滨海地区，具有较低的地基承载力，后期承载量不均匀且量很大，持续沉降的世界比较长，尤其是市政基础设施建设在一些新进吹填的近海地区时这些问题更严重。现在将市政管道修建在软土地区时，如果地基承载力小于70千帕时常使用钢筋混凝土基础，如果地基承载力不小于70千帕，同时又小于100千帕，常使用砂石基础，在它的下边进行一定厚度的软土超挖，通过换填垫层的方法对其进行处理。对于开槽都很困难的滨海地区，超挖更是将难度增加，而且使用常规的换填垫层方法处理并没有对管道不均匀沉降的现象起到很好的效果。
加筋处理软土地基时使用土工合成材料，不仅能够将超挖换填的厚度减小，还能在将地基承载力提高的同时，很好的对管道不均匀沉降进行控制。它的主要方法是将200毫米厚的中粗砂铺设在软弱基土的顶面，将土工织物铺设到它的上边，如图3所示，然后再将砂石基础做好，对管道进行铺设。选择土工合成材料进行地基强化时可以选择高强土工布、土工筋带、土工网以及土工格栅等等。
结语：随着土工合成材料的快速发展，以及成功的在工程领域进行运用，对市政管道工程常见的一些问题的防治和处理起到了非常关键的作用。土工合成材料的主要功能是防护、防渗、隔离、排水、反滤和加筋，在进行土工合成材料的具体应用时，选择材料要按照具体的工程结构和应用目的进行合理选择。将土工合成材料完美的应用到市政管道工程中，为市政管道工程的发展增添一份力量。
参考文献:
[1]卢全轩.土工合成材料在水利工程中应用的寿命问题[J].广西水利水电.2009（03）.
[2]陈斌.土工合成材料在水利工程中的应用及其施工方法研究[J].价值工程.2013（07）.
[3]刘征.土工合成材料在市政道路工程中的应用[J].知识经济.2012（02）.
地下水的主要功能范文6
【关键词】稳定性；边坡治理
中图分类号：U213.1+3 文献标识码：A 文章编号：
1.工程区自然条件
双辽市位于吉林省东南部，县城辽河2.4km。本边坡位于双辽市县城，水陆交通发达，交通十分便利。
双辽地处东北平原区，属中纬度亚热带东南季风暖气候区，四季分明，气候温和，湿热多雨，雨量充沛。年均气温10℃，最高气温35.1℃，最低气温-34.1℃。年均降雨量172.1mm，最大降雨量471.1mm，最小降雨量66.6mm，长年主导东北风。
2.工程地质概况
2.1地形地貌
边坡位于辽河近岸谷坡地带，地貌形态主要为丘陵，高程为6~11m，原始地形坡度为5~10°、局部大于15°。边坡的地形坡度为14°，坡高为5m，坡下为居民安置点或规划的安置点，周围建筑物较多。
2.2地层岩性与岩土工程地质特征
边坡区域分布有：第五系全新统人工堆积层(Qr)、第三系全新统坡积层(Q4dl)；基岩为侏罗系上统内蒙组第3段。各岩土层特征分述如下：
（1）第四系
人工堆积层(Qr)：主要为边坡开挖形成的碎块石填土层，紫红色，稍密状，主要由块石、碎石及粘土等组成，碎块石呈棱角状，粒径1~10cm，含量10%。分布于边坡，厚度0.2~1.0m。堆填时间在二年以内。
2.3人类工程活动
边坡坡顶主要为农田和山地，没有大的人类工程活动。坡脚为居民自建房或规划建房的宅基地，除规划建房处将来需进行建房施工外，不会有大的人类工程活动。
3.边坡特征
3.1边坡形态特征
边坡走向276°，倾向76°，坡角34°，多呈上缓下陡状。坡顶高程为201m，坡底高程为200.2～205.6m。坡面略有起伏，坡面泥岩风化剥落凹进，砂岩凸出。坡长60m，坡高8m。
3.2边坡的水文地质条件
（1）地表水迳流条件
边坡区为一向冲沟倾斜的斜坡，该区降雨充沛，大气降水大部分多沿斜坡向冲沟排泄，仅有少部分降水渗入斜坡体的松散覆盖层及基岩裂隙内。汇水面积0.0009km2。
（2）地下水赋存条件
该区内的地下水，按其赋存条件可分为孔隙水和裂隙水。
孔隙水：主要分布于坡积层和人工堆积层内。埋藏不深，水量不丰，受季节影响明显。
裂隙水：赋存于张开的基岩裂隙中，水量不丰。
（3）地下水补排形式
地下水主要靠大气降雨补给。大部分降水沿斜坡快速向溪沟排泄，仅有很少部分雨水垂直下渗，补给地下水。该地段的松散堆积层中，泥岩类和砂岩类地层中，水量均不丰，大多以渗水的方式排泄，该边坡未见泉水出露。
4.1边坡类型及安全等级
根据国家标准《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2002规定，岩体较完整、中风化岩质边坡划为Ⅲ类边坡。根据规范对安全等级划分的规定，岩质边坡边坡高度8~10m，破坏后果严重，边坡安全等级定为二级。因此，本边坡确定为：
安全等级：二级;
安全系数：K=1.30；
边坡工程重要性系数： γ0=1.10
不稳定块体沿裂隙面产生滑移破坏。
4.2边坡破坏模式及控制条件
边坡的破坏模式有平面滑动、圆弧滑动、楔形滑动、倾倒、剥落等。
根据破坏控制条件，岩质边坡的破坏形式分为：沿外倾结构面(或层面)破坏、由岩体强度控制的破坏。
对无外倾结构面的边坡，破坏形式为岩体强度控制的破坏。
对无软弱结构面有倾角大于40?的外倾硬性结构面的边坡，破坏形式为沿外倾硬性结构面滑动或由岩体强度控制的破坏，由相应侧向压力的较大值确定。
岩质边坡的稳定性受优势面控制(结构面、裂隙面等)，边坡岩体各不连续面中及其组合构成了岩体的分离体和滑动边界。边坡稳定性评价关键在裂隙面及坡面的组合关系的评价。
综合前述边坡岩土工程地质条件，分析该边坡滑移存在三种失稳模式：
(1)顺层滑移破坏
在顺向坡中，岩体中发育有顺坡向层面，岩体在层面和结构面的切割下，在边坡临空面上，形成顺层块体，块体在重力作用下，产生滑移破坏解体，其变形破坏模式演化过程见图4.2。
5.1设计依据
(1)《建筑边坡工程设计技术规范》GB50330-2002；
(2)《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB50086-2001)；
(3)《建筑地基基础设计规范》(GBJ7-89)；
(4)《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GBJ86-85) ；
(5)《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)；
(6)《混凝土结构设计规范》(GBJ-89)；
(7)《混凝土结构设计规范》(GBJ-89 1996年局部修订条文)。
6.2选择支护方案
6.2.1设计原则
根据前述边坡的坡面形态特征、坡体岩土结构及斜坡稳定验算结果与不良地质现象，综合工程场区内建筑物特点，边坡防护治理设计应遵循以下原则：
(1)边坡防护工程应与工程场区地质环境、斜坡形态与结构特征及居民楼特点相适应；
(2)根据居民楼的相互位置关系，边坡防治尚需考虑可利用空间位置的大小匹配；
(3)在达到防治目的的前提下，边坡的防治要尽量做到施工简单、造价便宜、防护工程美观且与居民楼相得益彰。
6.2.2设计支护方案
根据前述边坡的地形地质条件及稳定性分析成果，以及上述设计原则，结合工程现场实际情况，确定本工程人工边坡支护方案为：截排水＋肋梁锚杆支护。
截排水：在边坡坡顶及坡面布置截排水系统，以减少雨水对坡面及坡体的冲刷、侵蚀。
肋梁锚杆：边坡整体加固及坡面治理防护。考虑了两种方案：一种为普通锚杆结合片石肋梁支护方案；另一种为普通锚杆结合钢筋混凝土肋梁支护方案。其中锚杆主要起整体加固作用，肋梁主要起坡面加固作用，同时兼作锚杆外锚头的锚固端。由于工程场区内坡体结构主要为泥质粉砂岩、砂岩与粉砂质泥。经过验算沿裂面滑动体存在滑移可能，锚杆必须穿过滑动体进入稳定岩体，选用锚杆结合钢筋混泥土肋梁方案，采用锚杆对滑动体加固，坡面采用混泥土肋梁做为锚杆的锚固体。
6.3锚杆计算的理论基础
岩体和土层的锚固是一种把受力拉杆埋入地层的技术。岩土锚固能充分发挥岩土能量，调用和提高岩土的自身强度和自稳能力，大大减轻结构自重，节约工程材料，并确保施工安全和工程稳定，具有明显的经济效益和社会效益，因而世界各国都是在大力开发这门技术。
锚杆由锚头、杆体和锚固体三部分组成。锚头位于锚杆的外露端，通过它将锚固力传给结构物。杆体连接锚头和锚固体，通常利用其弹性变形的特性。锚固于锚杆的根部，把拉力从杆体传给地层。
6.3.1锚杆的基本原理
岩土锚固的基本原理就是依靠锚杆周围地层的抗剪强度来传递结构物的拉力或保持地层开挖面自身的稳定。岩土锚固的主要功能是：
(1)提供作用于结构物上以承受外荷的抗力，其方向朝着与岩土相接触的点；
(2)使被锚固地层产生压缩应力区或对通过的岩石起加筋作用；
(3)加固并增加地层强度，也相应地改善了地层的其它力学性能；
(4)通过锚杆，使结构与岩石连锁在一起，形成一种共同工作的复合结构，使岩石能更有效地承受拉力和剪力。
锚杆的这些功能使互相补充的。对某一特定的工程而言，也并非每一个功能都发挥作用。
