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水渠工程论文范文1
【关键词】肥城市；山区水利；工程建设
肥城市地处山东中部，总面积1277.3km2，由于地形复杂，水资源时空、季节分布不均，十年九旱是基本市情。全市人均水资源占有量271m3，仅为全国的12.9%，属于极度贫水区。山区面积占总面积的三分之一，共涉及13个街镇，221个村，山区人口23.65万人。因此，充分利用山区地形、地貌的特点，加大山区水利基础设施的建设，特别是与水资源的综合利用工程建设相结合，新建以地形为主易积蓄的蓄水天池，利用管道的联通达到池池相连、池池相通，对接好现有的主管道达到保水利用、节约灌溉成本的目标。
1工程建设主要目标
通过建设山区水利工程，一是能够为农村人畜饮水提供饮水水源，有效缓解农村饮水困难，改善农村卫生条件；二是能够改善生产条件，提高农业抵御自然灾害的能力，保证农业生产用水的需要，保障国家粮食安全；三是能够为农村蔬菜、果园、养鱼等高附加值产业服务，调整农村产业结构，增加农民经济收入，促进农村经济发展；四是能够防止水土流失，改善生态环境；五是能够发挥防洪、除涝、保障安全等除害减灾功能。
2工程规划基本思路
以发展水源为先导，坚持开源和节流相结合，挖掘可用水源，按照“天上水蓄起来，地表水拦起来，外来水引进来，地下水保起来，全民节水动起来”的节水原则，肥城市确立了“优先利用客水、合理利用地表水、控制开采地下水、积极利用雨洪水、大力开展节约用水”的总体方略。实施水库除险加固，在增强水库防洪能力的同时，增加水库蓄水量；新建“五小水利工程”，尽最大限度积蓄“天上水”；实施河道综合整治，通过河道清淤、险工护砌、修建拦河坝等工程措施，既要提高河道的行洪能力，又要使河道拦蓄雨洪资源功能得到充分发挥；充分利用汶河水、黄河水等客水资源，积极做好引水调水工作，在满足农田灌溉用水的同时，节约保护地下水资源；实施引汶调水工程；以科学发展观为指导，逐步建立起最严格的水资源管理制度，多措并举保护地下水资源，有力促进全市经济社会的可持续发展，建成了“天蓝、地绿、水清、人和”的生态城市；利用“世界水日、中国水周”的有利时机，进农村、社区、党政事业单位、企业、学校组织开展节水活动，加强对水法律法规的宣传，增强广大群众的节水意识，在全社会形成了“从我做起、厉行节约”的节水氛围。
3主要建设经验及做法
3.1高度重视山区水利工程建设
通过专题调研，摸清全市607个行政村中221个山区村的用水现状，组织编制《肥城市山区水利工程规划》。该规划全面考虑了农田灌溉和人畜饮水的实际情况，符合小型水利设施的发展方向，计划利用2015—2020年6年的时间，对221个山区村进行农田水利设施综合治理。实现新增灌溉面积5187hm2，改善灌溉面积5320hm2，恢复灌溉面积2200hm2。目前，肥城市正紧密围绕这一规划，逐步推进工程实施。
3.2建立“三条线一大片，水利设施围山转”
沿北部旅游环山路一条线，充分做好雨洪资源利用文章。建设适应山区实际的小水窖、小水池、小塘坝、小泵站、小水渠“五小水利”工程，扩大农田灌溉面积，提升山区农业综合生产能力；沿中部康汇河一条线，做好地表水利用文章。充分用好矿坑水、雨洪水等地表水资源，扩大康汇河区域的灌溉面积，满足农业生产用水需求；沿南部漕浊河和安孙灌区一条线，做好客水利用文章。加大资金投入，调引汶河水，充分发挥漕浊河和安孙灌区的作用，为边院、汶阳、安庄、孙伯四镇山区农田灌溉提供充足水源；围绕尚庄炉水库周边区域一大片，做好农业水源载体打造文章。将尚庄炉水库作为中心水源，向周边辐射延伸，增加周边山区农田灌溉面积。
3.3积极争取并实施项目
2013—2014年实施完成的总投资7600多万元的高效节水灌溉试点县项目，以及正在实施的2015年投资1200万元的新增省级农田水利项目县项目，都把山区村作为重点建设对象。近两年来，针对规划确定的221个山区村，逐步采取挂账销号的方式，先后完成了43个山区村的水利建设，改善了灌溉条件，提高了灌溉水平。
3.4加大山区水利投资力度，提升灌溉水平
肥城市紧紧抓住中央和省加大抗旱工程投入的机遇，提前编制项目规划方案，通过积极对上争取，促成抗旱应急调水、新建水库等一批项目的落地。上半年组织实施总投资560万元的湖屯抗旱应急调水工程，将汇河湖屯镇驻地段的矿坑水经7.6km管道，调至北部山区，6月30日完成了试调水。投资554万元建设了孙伯镇抗旱应急提水工程，通过9.6km的管道，将大汶河水提至孙东、西坞、东坞水库；投资550万元建设了石横镇抗旱应急提水工程，通过2.7km的管道，将赵庄水库内的黄河水，调至北部山区保安、对福山等山区村，满足抗旱应急灌溉需求。2016年度老城抗旱应急调水工程，已通过泰安市专家评审，该项目提取杨庄矿矿坑水，通过8.6km的管道，向老城街道办事处北部月庄、乔庄、大石关等村供水，确保120hm2农田的灌溉需求。
3.5积极策划项目，推进山区水利建设
一是农村饮水安全提质增效项目，涉及15个镇街区、140个村，其中山区村110个。计划总投资2.3亿元，通过饮水安全工程建设，实现全市607个行政村饮水主管网村村通，解决20万人的饮水安全问题。二是大汶河2号坝至漕河引水项目，项目总投资5200万元，自汶口2号坝上游北岸取水口由东向西，跨越岱岳区大汶口镇、马庄镇、肥城市汶阳镇，至引汶济漕干渠与漕河交汇处。年可引水3000万m3，能保证边院、汶阳、安庄、孙伯4个镇17万亩农田的灌溉需求。同时，还能够有效补给当地地下水源。三是中部山区河库联通调水项目，计划投资5000万元，在康王河南军寨段新建拦河坝1处，建设引水流量1m3/s的提水泵站，铺设调水管道，利用群力放水洞，将康王河水调至白云山南灌溉中央桃行，并调水至桃园杨顾李水库及其周边东里、长山、罗汉等水库，解决桃园镇中部山区缺水问题。项目建成后，可实现年供水量500万m3/s，新增农业灌溉面积1334hm2。四是山区农田水利建设项目，总投资1.3亿元，涉及8个镇街、165个山区村。项目建成后，可新增灌溉面积3800hm2，改善灌溉面积3933hm2，恢复灌溉面积1667hm2。五是肥城市山区水土保持综合治理项目，总投资1.21亿元，涉及13个镇街、217个村，计划治理水土流失面积60km2。六是尚庄炉水库与周边水库连通项目，投资2300万元，通过建设连通工程，使尚庄炉水库与西张、东陆房、胡桥、张安东、陈楼等水库互通，增加尚庄炉水库的进水量，确保库区周围山区村农田及时得到灌溉。
4结语
水渠工程论文范文2
渠道滑坡是具有滑动条件的斜坡在多种因素综合作用下的结果，但对某一特定滑坡总有一或两个因素对滑坡的发生起控制作用，我们称它为主控因子，在滑坡防治中应着力找出主控因子及其作用的机制和变化幅度，并采取主要工程措施消除或控制其作用以稳定滑坡，对其他因素则采取一般性措施达到综合性治理的目的，如地下水作用引起者以地下截排水工程为主，因削弱坡体支撑力引起者则以恢复和加强支挡工程为主。具体的原因有：
(1)由于渠线经过地段地质、土壤条件较差，如有软弱土层、断层、风化土层，岩层倾向渠内，沿层面容易产生滑坡。
(2)改变滑带土的性状减小抗滑阻力的因素，如地表水下渗、地下水位变化、灌溉用水下渗、潜蚀和溶蚀作用等降低滑带土强度的因素。
(3)既增加下滑力又减小抗滑力甚至造成滑带土结构破坏(如液化)的因素，如地震和爆破震动等。
(4)施工方法不当，加大了边坡的滑动力，容易引起滑坡，或采用不适宜的爆破。
(5)新、老土(石)结合质量不好，引起结合料的滑动。
(6)改变坡体的应力状态，增大坡脚应力和滑带土的剪应力(即下滑力)的因素，如渠道坡脚人为大量挖土或水流冲刷淘空，导致滑坡等等。
2.渠道的滑坡处理
渠道滑坡的处理，首先应通过地质勘查，找出滑坡的原因，判断滑坡的稳定程度。提出滑坡的施工方案，因地制宜，寻找技术可行，经济合理、容易实施的处理方法。整治滑坡处理贵在及时，力求根治，以防后患。
渠道滑坡的处理，常用的方法有排水导渗、削坡减载、支挡、暗涵(或埋管)、渡槽及改线等。
2.1排水导渗。排去地表水，疏干地下水是整治滑坡的首要措施，应根据不同情况采用不同的排水方法。
（1）地表排水：对滑坡体以外的地表水应以拦截旁引为主，即在滑坡围界5米以外修筑环形截水沟。要注意截水沟的深度和质量，力求做到滑坡体外的水不再渗入滑坡体内。对滑坡范围以内的地表水，应以防止下渗和引出为准。首先要把滑坡体内的多种裂缝回填夯实，防止地表水继续下渗，然后利用滑坡范围内的自然排水沟或新建的排水沟，把地表水迅速汇集排出滑坡体外。
（2）地下导渗：为了防止滑坡范围以外的地下水渗入滑坡体内，常用设置截水盲沟，将地下水导出滑坡体外。对滑坡外的排水，可以在坡面砌筑多种形式的导渗沟，或采用干砌石护坡，水泥砂浆勾缝，底层设导滤层或排水管。
（3）防止水下渗：对滑坡体大，又是深层的，无法治理，建筑物无法避开滑坡体，就采用减少地表水及杜绝渠道下渗水入渗，采用滑体上设排水沟，渠道水用钢管过渡。
2.2削坡减载。对推移式浅层滑坡，则采取“削坡减载”的方法。减小引起滑坡的滑动力，是最基本的也是最有效的办法。一般采用削缓边坡，当渠道外滑坡时，还可将上部削下土体反压在坡脚，从而达到稳定的滑坡的目的。当削坡减压后仍不能达到稳定滑坡的同时，常采用减压与支挡相结合的处理措施。
2.3支挡。在渠道已经塌方或将要塌方的地段，如受地形限制，单纯采用削坡方量很大的，则可根据具体条件，因地制宜采用多种支挡护坡措施。如加固坡脚砌挡墙，干砌护坡等，如渠道经过小溪岸坡，坡脚受洪水冲刷，可采用加固坡脚、浆砌石挡土墙，防止冲刷淘空；对渠道上侧滑坡可采用削坡减载重力式挡墙支挡的办法处理。另外当渠床为基岩时，可采用拱式或连拱式挡墙处理滑坡，等等。
2.4暗涵（或埋管）。由地上转为地下。当地质条件差，山坡又陡峻，或渠段穿过覆盖很厚土质层，岸坡难于稳定而出现严重滑坡时，从外面治理难度大的，应尽量避开滑体或转入地下，可考虑将原有明渠段改为暗涵或埋管形式较为安全可靠，同时可减少工程量。
2.5渡槽。山区渠道常在陡峻的山坡上开渠，往往容易产生山岩崩塌。因限于地形条件，要维护渠道稳定十分困难，可采取改建渡槽输水。
2.6改移线路。一般小型渠道工程，在选定渠线时基本上未做地勘工作，致使有的渠道修筑在滑坡体上，建成后渠道极不稳定，一旦雨水入渗，整个渠床都要发生大的位移和沉陷。当采取上述多种处理措施很难奏效时，最后只有采取改线，以避开滑坡地段。
上述是山区渠道滑坡常用处理措施，滑坡处理方法可因地制宜单独或综合采用。做到技术可行，经济合理，施工简单，彻底整治。
3.渠道滑坡防止
(1)渠道滑坡防止应从设计规划入手，摸清渠线地质结构情况，避开地质不良地段，无法避开时应采取切实可行工程措施以予防止。选择合理渠道结构和边坡，确保渠道稳定安全。
(2)施工阶段，应平台开挖后抽沟，开挖坡度根据开挖后地质情况，对设计边坡过陡给予修正，确保边坡稳定。对施工中发现可能滑坡的地段要及时处理，减少损失。
(3)在渠道日常维护管理中，渠道应严格控制在正常水位运行，要加强渠道巡视检查，检查排洪设施是否运行正常，渠道杂草淤积要及时清理，对局部渗漏破坏和集中漏水，应查明原因，堵死通道，做好渠道防渗处理。对于渠道裂缝，应查明裂缝类型并进行处理。对不太深的表层裂缝可采用开挖回填的办法处理，对较深的内部裂缝可采用灌浆法处置。
4.结论
对于渠道滑坡的处理，很可能几种方法同时采用，进行综合治理。尤其是排水措施，无论何种滑坡，都必须进行排水处理，水对滑坡体滑面有软化、加剧滑坡体发生的作用，所以大多数渠道滑坡都发生在雨季，须加强渠道巡视检查，争取做到长治久安。
参考文献
［1］［美］R.L.舒斯特R.J.克利泽克.《滑坡的分析与防治》.1958年.
水渠工程论文范文3
首先考虑由建设单位代表提供精确的可满足测量要求的渠道现状（树形）导线图；若设有，再考虑由建设单位代表提供渠道导线图的草图，根据草图出本次测量人员会同三方（建设单位、测量、设计）一起完善渠道现状导线图；如若连草图都设有，则由本次测量人员会同三方一起用手持GPS测定渠道现状导线图。渠道现状导线图应明确标出渠道各个拐角、拐点及起点、终点的位置，分水闸、节制闸、桥涵等渠道配套建筑物的位置，上下级渠道和各个建筑物的名称。各个建筑物的使用要求也要标明，如不同渠段的设计流量（加大流量），节制闸、分水闸的流量，交通桥的过荷要求等。渠道现状导线图的绘制目的是便于这次渠道测量和绘制渠道设计导线图。使用渠道现状导线图可以使渠道测量工作真正做到有的放矢，因地制宜，从而从根本上保证渠道测量的准确性。
渠道上的闸、桥、涵等交叉建筑物称为其配套建筑物。渠道测量的技术要求应按《水利水电工程测量规范（规划设计阶段）（SLJ3-81DLJ201-81CH2-601-81）》执行。渠道测量的内容主要包括：渠道及配套建筑物平面位置的测定、渠道纵断面高程测量、渠道横断面测量等三部分。
二、渠道纵断面高程测量
为了绘制渠道设计导线图，应当精确的把其位置都在渠道设计导线图中标出来。这项工作主要是使用GPS来完成的，主要测出渠道拐角和渠道始点、终点及其配套建筑物中心位置点的坐标，并在图纸上用适当的比例和图例明确表示出来。渠道纵断面高程测量是利用间视法测量路线中心线上里程桩和曲线控制桩的地面高程，以便进行渠道纵向坡度、闸、桥、涵等的纵向位置的设计。为便于计算渠道长度、绘制纵断面图，沿渠道中心线从渠首或分水建筑物的中心，或筑堤的起点，不论直线或曲线，均应用小木桩标定里程，这些木桩称为里程桩。木桩的间距一股为100m或50m，自上游向下游累积编号。这种按相等间隔设置的木桩称为整桩。在实际工作，遇到特殊情况应设加桩。整桩和加桩均属于里程桩。
1．下列情况应设置加桩：中心线上地形有显著起伏的地点；转弯圆曲线的起点、终点和必要的曲线桩；拟建或已建建筑物的位置；与其它河道、沟渠、闸、坝、桥、涵的交点；穿过铁路、公路、和乡村干道的交点；中心线上及其两侧的居民地、工矿企业建筑物处；由平地进入山地或峡谷处；设计断面变化的过渡段两端。为了注记地表性质和中心线经过的主要建筑物，必要时要绘制路线草图。
2．纵断面测量时需要连带测定的数据和注意事项
（1）渠首交上级渠道的桩号，及交点处的坐标和渠底高程、水位高程；（2）已建节制闸、分水闸应测出闸底、闸顶、闸前闸后水位高程，闸孔宽度和孔数；（3）已建桥（或渡槽）应测出桥顶、桥底高程；桥面（路面）宽度和其跨度；（4）已建涵洞或倒虹吸应测出其跨度和顶部高程；（5）已建跌水或陡坡应测出其宽度、长度、落差和级数：（6）渠道拐角、拐点及翼再睽邕施物的中点坐标；（7）与河沟、排渠、道路和匕下级苴的交角；（8）渠道穿过铁路时应测出轨面高程；穿过公路时应测出路面高程；同时应测出道路宽度；（9）渠道沿线所留的BM点的高程和位置坐标；（10）渠道末端坐标，及其所灌溉的农田地面控制高程；（11）如果大段的渠、堤中心线在水内，为便于测量工作，可以平行移开，选择辅助中心线。
三、渠道横断面高程测量
对垂直于路线中线方向的地面高低所进行的测量工作称为横断面测量。横断面图是确定渠道横向施工范围、计算土石方数量的必须资料。横断面测量的精度要求：横断面地形点的精度，包括地形点对中心线桩的平面位置中误差。平地、丘陵地应±1.5m，山地、高地应≤±2.0m，地形点对邻近基本高程控制点的高程中误差应≤±0.3m。横断面测量的测设要求：
1．中心线与河道、沟渠、道路等交叉时，应测出中心线与其交角。当交角大于85°、小于95°时，可只沿中心线施测一条所交渠、路的横断面；当交角小于85°或大于95°时，应垂直于所交渠、路和沿中心线方问各测一条断面。
2．横断面通过居民地时，一侧测至居民地边缘，并注记村名，另一侧应适当延长。横断面遇到山坡时，一侧可测至山坡上l-2点，另一侧适当延长。
3．横断面上地形点密度，在平坦地区最大点距不得大于30m。地形变化处应增加测点，提高横断面的精度。
4．渠道沿线察看。渠道放线测量的f司时应注意观察沿线的地形地貌、植被情况，并以桩号为准做好记录。新建渠道应察看是否穿越农出或林带、居民点等；老渠道应查看已建建筑物的使用状况，并应做好记录。注意查看渠道沿线是否有可供渠道施工用的道路、水源和料场。较重要的交叉建筑物还要测大比例尺地形图。
四、提交测量成果
测量外业工作结束后，经过资料整理、数据计算、计算机绘图等内业工作后，最终应向设计人员提供测量成果。设计所需要的测量成果包括渠道导线图、渠道纵、横断面图及其软档文件，其技术要求均应以满足设计需要为准。
1．对渠道导线图的要求：应包括上下级渠道中心线（及辅助中心线）、渠道拐角、拐点及渠道配套建筑物的中心点位置和坐标，渠道与河沟、排渠、道路和上下级渠道的交角等实测数据；渠道及其配套建筑物名称；制图比例和指北针等。
2．对渠道纵断面图的要求：渠道纵断面图要比例适当；标明拐点桩号及拐角；标明已建或拟建渠道配套建筑物的主要特征高程、其中心点的桩号；标明渠道沿线的BM点的位置坐标和高程；其它关键数据也部要标出。
3．对渠道横断面图的要求：渠道横断面图要比例适当；横断面图上应标出渠道中心线桩的桩号、高程和在横断面上的位置。
4．对软档文件的要求：资料要全，包括渠道导线图、纵、横断面图；要有适当的使用说明，便于设计人员直接在软档文件上进行渠道和其配套建筑物的设计工作。
在具体工作中，每次测量会受到建设单位对灌溉、投资成本控制的影响，同时也会受到地形、地质条件及自然环境等影响。测绘人员应根据具体情况灵活掌握测量的方法，以满足建设单位和工程特性要求。
水渠工程论文范文4
上面分析了斜坡勘察的动机，从这个层面上来讲，斜坡勘察的具体方法应能够有效的查明山区斜坡的坡体结构及空间形态，这就要求在勘察方法的选择上要能体现点、线、面的立体分析及需要。实践经验表明，在解决方位关系问题时通常使用的方法有地面调查和调绘两种。另外，这两种方法也可以应用于地面露头条件较好的情况，通常的模式可表述为“观察情况———初步了解———大致判断———验证补充(勘察方法及手段的应用过程)———进行评价”，这样的模式可以有效落实勘察的目的及动机。针对地面露头不好的情况而言，勘察的主要手段为槽探或坑探。需要指出的是，目前获取岩土体物理力学参数的方法有很多，主要以室内试验、反算法、现场原位测试获取法和工程经验取定法四种。以下主要介绍室内试验、现场原位测试两种较新的方法。
1、室内试验法
根据我国山区水利工程斜坡勘察的现状，室内试验主要以抗剪强度为主要目的，常用的方法有“直剪试验”和“三轴试验”两种。这两种室内试验的方法各具特色，各有优点，同时也存在各自的缺点与不足。就“直剪试验”来说，较三轴试验具有简单易行的特点，但同时又容易受“试验条件”等外界因素的干扰和影响，准确度也相对较低;而三轴试验，能够准确的模拟岩土实际的受力条件。总而言之，“直剪试验”和“三轴试验”具有较大、较明显的局限性，因而，在实际应用中上述两种试验往往是作为代表性成果来呈现的，通常被应用于分析或计算时的参考。
2、现场原位测试法
近年来，在山区水利工程斜坡勘察的过程中，获取岩土体物理力学参数的方法主要采用原位剪切试验的方法，这就要求在选择试验点时应充分结合坡体的受力实际，使之与其相符，确保其代表性。大量的实践表明，只有结合坡体实际情况的勘察方法才更加的科学，才能够保证勘察结果的准确性，保证勘察的实效性和价值。在此过程中，勘察首先就应针对不同的含水量、不同状态下的抗剪强度进行，并将其作为依据，对可能出现的不良状况和负面影响进行具有针对性的稳定分析。其次，在山区水利工程斜坡勘察的过程中发现，越是规模庞大的工程，在进行上述的勘察和测试外，通常还增加了关于岩体应力测试、模型测试、空隙水压力测试等。
二、分析评价山区水利工程中斜坡的稳定性
山区水利工程建设中，针对斜坡的勘察通常是以定性评价为依据，并结合科学细致的定量计算来落实的，这样做的目的是对斜坡的稳定性进行分析评价。另外，对于定量计算结果与定性分析偏离的情况而言，通常可以首先对该项目中所选择的方法与计算模型进行核对与分析;其次，在确保准确无误后纳入实施计划;最后，再对其进行进一步的分析与计算。
1、定性分析方法
科学的理论数据表明，在斜坡稳定性分析方法中，定性分析法能够将影响斜坡稳定性的各种影响因素进行综合的评价，并在此基础上进一步的对其稳定性和发展状况进行更为准确的分析评价。另外，在确定斜坡的稳定性是否达标时，通常使用的基本方法有地质分析法，主要原理是对比分析自然条件和作用因素。
2、定量分析法
所谓定量分析，是指以定性分析评价为基础来对斜坡的稳定性进行定量分析评价，利用静力平衡理论来确定斜坡计算评价的稳定系数，以勘察过程为媒介建立斜坡地质剖面，并以上述结论作为理论依据，有效落实斜坡稳定性评价。值得注意的是，在当前环境下，斜坡的定量分析评价主要采用传递系数法来实施。四、山区水利工程中针对斜坡问题的处治措施在山区水利工程斜坡勘察的过程中，对斜坡问题进行很好的处治一直是关键的环节，因此应在进行此项工作的时候充分考虑影响斜坡稳定性的综合因素。并在此基础上，进行科学地布置，以此来有效的避免因为坡体产生的工程损失，从而有效的提升斜坡的稳定性。另外，根据以往的山区水利工程斜坡处治的经验，应以导致变形的范围和作用力、导致变形的模式以及引发坡体变形的主要因素等为内容，以此来拟定处治计划或方案。例如，在处理岩土参数的变异性时，现在普遍运用的方法主要以确定斜坡稳定系数及主要参数的变化关系为基准，以影响坡体稳定性的主要因素为控制点，然后对斜坡的处治工程进行科学的设计，并结合当前状况，进行合理科学的选择，进而确定合适的处治方案。
三、结束语
水渠工程论文范文5
关键词：SWMM，山区城市，排水规划
SWMM（Storm WaterManagement Model）是一款用于暴雨洪水模拟的软件，可用于山区城市排水规划以便指导确定排水系统管线走向、断面尺寸及设计排涝应急方案，通过雨洪模拟可获取检查井溢流和淹没的全过程情景，使这些反映排水效果的关键环节得以准确量化[1]。而要想充分发挥SWMM对排水规划的指导作用，前提就是建立一个较精确的现状排水系统模型，但通常山区城市因经济发展较为落后、排水管理水平不高，导致相关资料收集非常困难，因此在资料匮乏的情况下，如何建立一个可满足规划要求的山洪暴雨排水模型，并在此基础上设计排水规划方案、指导排水系统建设，就成为山区城市排水规划编制过程中的一个重要课题，本文就SWMM应用于山区城市排水规划的资料收集、模型建立、分析运用等过程中的一系列问题，结合其资料匮乏的特殊性进行研究探讨。
1 SWMM建模方法
1.1 资料收集
SWMM的排水模型通常由汇水子流域（subcatchment）、排水管渠系统(包括节点node、管渠conduit)、排出口(outfall)、降雨(rain)等要素组成，建模前需要收集获取各要素的若干属性值论文格式模板，对于山区城市资料匮乏的难题，可采用一些间接措施、通过各种途径尽可能地收集较为完整的资料。下面根据笔者建立山区城市排水规划模型的工程经验，具体论述一些技巧方法。
绘制汇水子流域可根据地形图高程点分布划分，但一般二维地形图不够直观，直接划分存在一定的难度，因此可借助Google Earth 工具观察山脊线等分水岭以及道路网分布，以辅助判断汇水子流域的划分界线；当然若资料较齐全、有GIS地形图时，也可借助GIS工具自动划分汇水线，再进行人工划分补充即可。
汇水子流域内的特征宽度（width）和地形坡度（slope）亦属难获取的资料。特征宽度可利用SWMM软件自带的标尺工具（ruler）进行粗略测量，但要以SWMM交互式界面长度与实际长度一致为前提，这可通过按比例加载背景图后以自动长度方式绘制排水系统拓扑关系来保证，见“1.2信息输入”；而对地形坡度，若有较详细的地形图（如1:500），则可从图中直接量算，但较高精度的地形图一般未必能够被收集到，同时排水规划模型所需基础数据也未必需要如此高的精度，因此可借助Google Earth 工具查找汇水流域内的地形标高及长度，由此可估算出地形坡度，当然若有当地的GIS地形图，也可直接从GIS地形图上量出所需要坡度信息。
排水管渠系统的排水断面信息也需收集，但在实际的排水工程现状图纸中排水渠道断面往往是多变的，在SWMM中用一段condiut表征的渠道实际可能有不同大小的过水断面，因此需确定一个平均过水断面，严格而言应取以各断面的长度为权重的各断面加权平均值，但为简化建模过程，可直接采用该段渠道中的最小断面值，以保证在规划设计时安全及时地排除雨水和洪水。
节点一般表征检查井，井底的标高信息可从实际工程的设计、施工、竣工等图纸中获取，但一些山区的旧城区排水渠多设置为明渠或者盖板渠形式（相当于明渠加盖）论文格式模板，且其简图信息往往不全，这种情况下可利用地面高程、渠道深度以及检查井底低于渠道底的尺寸进行估算。
节点和汇水子流域的关联关系也是收集资料的一个重要组成，亦可按道路网、山谷线等确定节点和汇水子流域的关联关系，在关联过程中可能还需进一步修改初次划分的汇水子流域，故该过程应结合汇水子流域划分交互进行。
降雨为瞬时变化的要素，一般需要年最大日降雨量过程线信息，因此需有当地水文统计部门提供资料，若该资料缺失无法获取，但知道降雨重现期，则可用暴雨强度公式合成设计降雨雨量过程线，参看相关研究文献[2]~[5]。
对地表产流的模型参数，如霍顿公式中的最大入渗率、最小入渗率、衰减系数等，以及地面汇流模型中的不透水区洼蓄量、地表曼宁粗糙系数与不透水区相应值，若无当地统计试验资料，亦可参照相关文献设置[3]~[5]。
1.2 信息输入
对SWMM而言，一般情况下汇水子流域、排水管渠等拓扑关系需先绘制在其交互式界面上，为保证精确性，需有参照底图。多数情况下实际工程图纸均以AutoCad等绘图工具形成dwg、dxf等格式文件，均可用AutoCad输出功能转化成为wmf、bmp等图像格式，从而能被SWMM作为参照底图加载。加载要注意比例关系，以保证在SWMM界面中按自动长度方式绘制的长度和面积的准确性，若比例不一致，可在AutoCad中按比例缩放后再输出为图像格式。准确加载背景图，充分利用自动长度方式绘制拓扑关系，可略去输入排水管渠长度及汇水子流域面积的这一极易出错、比较繁琐的工作步骤。
1.3 运行调试
将模型运行后的模拟情景中地面淹没、检查井溢流等情况与实际进行比较，检验模型的可靠性，若与事实差别较大，则应有针对性地检查模型的拓扑关系、要素属性、模型参数等，进行不断的率定、调试以完善排水规划模型。
1.4结果分析
SWMM的模拟结果可从检查井溢流、管渠超负荷、内涝严重片、冲刷严重段等几个方面分析。检查井溢流是内涝最直接的表现论文格式模板，通过分析不同时刻随降雨过程的进行检查井溢流个数的变化情况，反映内涝的严重程度。管渠超负荷则反映重力流的管渠在某段时间内变成压力流的情况，常通过分析超负荷管渠数量占总管渠数量的百分比、各管渠超负荷时间长短等反映排水管渠的非正常运行情况。内涝严重片则由检查井溢流时间长、管渠超负荷时间长的区域来反映，这类区域一般存在排水瓶颈与障碍，需有针对性地加强改造建设。冲刷严重段指流速超过管渠材料所允许的最大流速（冲刷流速）的渠段，这可能由管渠坡度过陡或管渠承担排水负荷过重所致。
1.5方案设计
现状排水系统模型最终调试完成后，即可将规划方案中的管渠布置在模型中，通过运行确定合理的改造、新建、扩建方案，以便安全、及时地排除山洪雨水，减轻对城市安全的威胁。
综上，可将SWMM应用于山区城市排水工程规划的整个过程归纳为“资料收集→信息输入→运行调试→结果分析→方案设计”五个过程，其流程图见图1。
2应用实例
现结合SWMM在某山区城市中心城区排水工程规划中的应用实例来阐明上述理论方法技巧。如图2所示，该城区南北皆为山丘，其排水主要依赖一条穿城而过的河流，现状雨水及山洪的排水系统由相应的管道、渠道、河道共同组成：河流北部西片为老城区，以渠道为主；河流北部东片为新城区，以管道为主；河流北部沿山由一条防洪渠自西向东承担山洪排除任务；河流南部的西北片亦以渠道为主，为正在整改的老城区；其余西南部、东南部均为工业发展区，以管道为主，并自南向北修有若干防洪渠承但南部山洪排除任务。
图1 山区SWMM排水规划建模流程图
图2 某市中心城区排水工程现状图
按以下步骤进行建模、分析、设计：
2.1降雨曲线
本规划SWMM建模采用降雨强度时间序列，因实测资料缺乏，依据该市极限暴雨强度公式：q=1573(1+0.483lgP)/(t+5.184)0.677
按芝加哥降雨曲线设计降雨曲线如图3所示，数据见表1：
图3 某市最大日降雨合成曲线图
表1 某市最大日降雨合成数据表
时刻（h:m）
14:06
14:12
14:18
14:24
14:30
雨强（mm/h）
6.97
7.97
9.37
11.49
15.07
时刻（h:m）
14:36
14:42
14:48
14:54
15:00
雨强（mm/h）
22.37
44.19
307.24
84.19
50.40
时刻（h:m）
15:06
15:12
15:18
15:24
15:30
雨强（mm/h）
36.99
29.73
25.14
21.95
19.60
时刻（h:m）
15:36
15:42
15:48
15:54
16:00
雨强（mm/h）
17.77
16.32
15.12
水渠工程论文范文6
论文摘要：甘肃省东乡南阳渠灌溉工程是一项跨流域的调水工程，是建国以来甘肃省在少数民族地区建成的最大的水利工程。它对辐射的三县一市(和政县、东乡县、广河县、临夏市)特别是东乡族自治县的经济可持续发展、改善人民生活水平产生巨大作用，在振兴地方区域经济中具有重大战略意义，初步分析对南阳渠工程促进地方区域经济的综合效益。
甘肃省东乡南阳渠工程位于甘肃省中部，临夏回族自治洲的东北部，工程涉及临夏和政、东乡、临夏三县，在处大夏河及洮河下游。南阳渠灌溉工程是为解决东乡、和政、临夏三市县生态、生活用水并兼有农业灌溉的跨流域调水工程。该工程主要由枢纽工程、输配水工程和田间配套工程三部分组成。工程对促进民族地区脱贫致富、加快经济发展、改善当地生态环境具有十分重要的社会意义。它将从根本上改变工程辐射的三县一市特别是东乡县各族人民的生存、生产条件，大幅度提高该地区人民生活水平，为该地区经济社会可持续发展注入活力和生机，保证该地区经济社会可持续发展奠定坚实基础，并产生积极深远的影响。
1 对三县一市的社会效益和生态效益
南阳渠工程每年将向东乡、和政、临夏三县调水4640万m3，可以解决和改善14万人和32万头牲畜的饮水困难，发展灌溉面积8137.40万m2，改善灌溉面积733.70万m2。除此之外，它还能在城市用水和生态建设等方面发挥积极作用。虽然南阳渠工程规划时并没有考虑城镇供水的问题，但根据2010年的需水量分析，临夏地区的城镇供水将出现大量缺口，可以考虑在条件成熟时将节约下来的富裕水量供给周边城镇。在这方面南阳渠工程有两个优势：一是牙塘水库的水源没有任何的工业污染和生活污染，可以保证生活用水的质量；二是工程距周边城镇距离较近。南阳渠工程总干渠直接送水到东乡县城，总干渠最近处距临夏市25km，距广河县城15km，距最远的三甲集也只有35km，而且这两个方向均设计有输水渠道，加以利用可进一步减少输水成本，增加供水的收入。与此同时，南阳渠工程规划有90万m3的生态用水，可在水量综合平衡的前提下增加生态用水量，结合退耕还林(草)工程，种植经济林果和优质牧草，淤地坝可以有益拦截泥沙、淤地种粮，可以巩固退耕还林还草成果，为生态修复工程的实施创造条件。东乡县水土流失严重，淤地坝是治理水土流失的理想工程措施。利用雨水集蓄和淤地坝拾遗补漏，改变当地干旱少雨的气候条件和植被稀疏的生态环境。
2 节水灌溉配套工程对当地农业产业结构调整的影响
牙塘水库每年供水能力4640 m3，向东乡供水3920m3，全灌区共有适灌面积3.20km2，净灌面积有2万km2，工程灌溉面积0.80万km2。根据南阳渠工程设计拟定的灌溉制度，农作物每年灌水3次左右，综合净灌溉定额为3120 m3／hm2，毛灌溉定额为4800 m/hm2，这足在限制供水条件下拟定的，根据当地气候条件，这个定额偏低，不能满足农作物生长需要。要解决其中的矛盾就必须发展节水农业，实行节水灌溉。因此，南阳渠工程灌溉必须选择的是规划渠灌、自压管灌、自压喷灌、滴灌等节水灌溉工程，这就必然带来灌区农业产业的调整，由传统农业向高效节灌农业产业发展，当前正在实施退耕还林、林牧还草工程，进行农业产业结构调整，在坡度大的山地种植一些用水少、见效快、有经济效益、有市场前景的经济林果，在坡度小的山地种植紫花苜蓿等优质牧草，开展养羊、养牛等舍饲畜养业。通过调整农业种植结构、实施节水灌溉等综合措施发展节水农业，把毛灌溉定额降到3000 m3/hm2，南阳渠工程可以满足近1.40万km2灌溉面积的用水需求，这样既可节约用水量，又可以减少农民的水费负担，还可以较快地增加农民收入，促进农业效益发展。
3 依托南阳渠工程迅速发展的特色经济效益
发挥水库渔业养殖、灌溉、发电的综合效益。牙塘水库工程蓄水后可以形成接近1km的水面，可以考虑通过承包经营的方式，发展淡水渔业养殖，库区内没有任何形式的工业污染和生活污染，而且海拔较高，水质清洁，一定能生产出高质量的绿色食品来。
利用水库风景区发展特色旅游。牙塘水库蓄水后出现高峡平湖的景象，而且库区内森林茂密、植被丰富，有一定的原生生态，还有海拔4800m的太子山雪峰，夏天气候凉爽宜人，是旅游避暑的好地方。可以建成将自然风光和水利工程融为一体的水利风景区，利用和政县城的服务功能，把牙塘水库和松鸣岩等风景区串连起来，组成旅游线路，发展特色旅游，也会产生很好的经济产效益。
