水利工程論文-典型引黃灌區(qū)沉沙條渠清淤內(nèi)業(yè)的微機(jī)處理方法.doc

水利工程論文-典型引黃灌區(qū)沉沙條渠清淤內(nèi)業(yè)的微機(jī)處理方法摘要：泥沙清淤在引黃灌區(qū)運(yùn)行中是不可避免的工程內(nèi)容，一般說來，清淤內(nèi)業(yè)資料(即鋪工表、高度挖深表、土方工日表及縱橫斷面圖，簡稱三表二圖)的處理仍以人工完成為主，既費(fèi)時又費(fèi)工，有時會影響清淤進(jìn)度。本文試圖用微機(jī)完成這一重復(fù)性的工作，提高工作效率，加快清淤進(jìn)度，對引黃灌區(qū)的沉沙池清淤內(nèi)業(yè)資料的處理具有一定的參考使用價值，對灌區(qū)微機(jī)的應(yīng)用也有一定的現(xiàn)實(shí)意義。關(guān)鍵詞：清淤無固定導(dǎo)線樁斷面套繪面積差1問題的提出在引黃灌區(qū)內(nèi)受氣候、作物種植、勞力、財力等因素的制約，一般清淤工程安排在秋冬間隙進(jìn)行，總計時間一般不超過40天，其間進(jìn)行外業(yè)測量、內(nèi)業(yè)計算、工程施工。一方面由于內(nèi)業(yè)計算處理的數(shù)據(jù)量大，且多以人工操作，造成作業(yè)時間長、精度低等問題，對整個清淤工程有較大的不利影響；另一方面，采用臨時導(dǎo)線樁確定沉沙條渠清淤斷面的平面位置，這就導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)斷面套繪實(shí)際是憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行重復(fù)設(shè)計，不僅費(fèi)時費(fèi)力，而且有一定的隨意性，給沉沙條渠的管理工作增加了困難。本計算過程在沉沙池沒有固定導(dǎo)線樁的情況下，利用臨時的導(dǎo)線樁通過微機(jī)可快速準(zhǔn)確地確定沉沙條渠的平面位置，快速地進(jìn)行內(nèi)業(yè)計算，節(jié)省大量的工時。2計算原理2.1沉沙池橫斷面淤積面積的計算通過實(shí)測橫斷面和設(shè)計橫斷面的套繪對比，確定淤積面積。一般將斷面等距離分割成m個梯形，然后累計m個梯形沖淤面積便得斷面淤積面積S淤式中ai,ai+1分別為第i和i+1等分處的沖淤厚度，h為橫向等分距離即梯形的高。2.2淤積量及施工工日的計算由相鄰斷面面積平均值和間距計算第n渠段的淤積量可求得沉沙條渠淤積總土方量V式中Sn為n斷面淤積面積，zn為第n斷面樁號值(即起點(diǎn)距)，N$為橫斷面總數(shù)。在清淤工程中一般采用工時定額(即每立方米需用工時數(shù))計算施工工日，則總工日式中Vn為第n渠段清淤土方量(亦為淤積土方量)，dn為(n-1)至n斷面的平均工時定額。3計算過程及有關(guān)問題的處理3.1確定主河槽上口線AB的寬度x及標(biāo)高h(yuǎn)確定主河槽上口線可選用下列兩種方法之一，如圖1所示。一是在實(shí)測數(shù)據(jù)中直接標(biāo)記出最高水位線與實(shí)測斷面線的兩交點(diǎn)A2和B2，排除A2B2下左(右)岸灘地后得A1B1，再排除A1B1下右(左)岸灘地后得AB，求得主河槽上口線AB的長度x和AB的標(biāo)高h(yuǎn)；二是在橫斷面上計算確定實(shí)測斷面線與設(shè)計斷面上口線的上口線的兩交點(diǎn)A2和B2排除A2B2下有灘地的可能后，求出AB的長度x和標(biāo)高h(yuǎn)。3.2斷面沖淤形狀的判斷如圖1所示，過實(shí)測橫斷面&的最低點(diǎn)b作AB的水平線L。由L、實(shí)測斷面線AB及過AB兩端點(diǎn)的鉛垂線圍成兩個部分&1和&2，&1及&2面積的大小反映條渠兩邊坡淤積的程度，其面積差&=&1-&2的大小反映斷面形狀對稱性。一般說來，在沉沙條渠的順直段水流方向發(fā)生變化不大的情況下，&應(yīng)較小，在水流方向發(fā)生變化較大時，&則較大。岸邊沖淤判別數(shù)在利用&累積頻率曲線最大曲率來確定。若&q,則斷面&為沖淤對稱斷面。若&q，則斷面&為沖淤非對稱斷面，且&0時左岸淤積較多。3.3確定設(shè)計橫斷面的橫向位置圖1主河槽上口寬度及淤積面積示意圖Sketchofareaofsedimentationandupperwidthinmaincanal通過比較實(shí)測斷面上口寬度x和設(shè)計斷面上口寬度y，并依據(jù)實(shí)測斷面的兩岸沖淤情況確定設(shè)計斷面和實(shí)測斷面相對位置，進(jìn)而計算清淤量。3.4特殊渠段的處理對特殊設(shè)計渠段，把渠底寬窄的變化、邊坡的硬化、施工定額的變動等因素，作為已知設(shè)計參數(shù)進(jìn)行處理，使之更符合實(shí)際情況。4實(shí)測計算簸箕李灌區(qū)是黃河尾閭的大型灌區(qū)，年引水5億m3，灌溉面積10.9萬hm2.其上游的輸水渠道(即沉沙條渠)亦作為沉沙池使用，平面形狀為梭形，長22km,最大底寬48m,最小底寬34m,設(shè)計渠底比降1/7000,水深2.2m,邊坡1/1.51/2。19881998年平均清淤量60多萬m3，用本計算過程編寫程序?qū)?1年的清淤內(nèi)業(yè)資料進(jìn)行計算處理，可以以表格形式輸出鋪工表、高度挖深表、土方工日表；以圖形方式輸出橫、縱斷面圖。微機(jī)處理結(jié)果表明，渠槽開挖線符合渠道設(shè)計要素，與人工套繪相吻合；清淤量相對誤差低于允許誤差5%，如表1所示。表1相對誤差表Relativeerrors年份19881989199019911992199319941995199619971998微機(jī)計算清淤量54025312683371168369677484861301711360904672415313378412259053119147人工計算清淤量53989612504231144493712764866319682788897071404334389051262217124433相對誤差%0.071.432.01-4.940.584.180.92.72-2.73-1.2-4.255結(jié)語1.本計算方法簡單明了，微機(jī)程序易于實(shí)現(xiàn)，輸入輸出操作方便。2.對渠道的渠底、邊坡、定額、比降等變化因素處理合理，能夠體現(xiàn)渠道的設(shè)計特性，能較確切反映引黃渠道的客觀規(guī)律，較好解決了渠道清淤時無固定導(dǎo)線樁情況下斷面套繪問題，具有良好的通用性。3.實(shí)例計算表明，各項(xiàng)誤差均在允許范圍之內(nèi)；與人工完成清淤三表二圖相比，提高效率50倍；可實(shí)現(xiàn)清淤工程外、內(nèi)業(yè)同步進(jìn)行；經(jīng)濟(jì)效益非常明顯。參考文獻(xiàn)1張瑞瑾，謝鑒衡等。河流泥沙動力學(xué)。水利電力出版社，1988.2袁光耀，宋金山等。灌區(qū)泥沙與測驗(yàn)，黃河水利出版社，1995.3黃永健，毛繼新。黃河下游灌區(qū)水流泥