水利工程思考題

水利工程思考題-2010第二次作業(yè)：請思考我國西北內(nèi)陸河流孔雀河、塔里木河、黑河、石羊河與中亞的阿姆河相比較，在生態(tài)環(huán)境問題方面，有何共性？答：人類開渠引水，不合理灌溉，逐漸使河水流量減少，水域面積逐漸縮小，河流兩岸的荒漠化嚴重；河流源頭的冰川減少；河水受到污染；河流兩岸生態(tài)破壞嚴重。論述碾壓混凝土壩和面板堆石壩在當今壩工建設中的優(yōu)勢所在。答：從世界范圍來看，隨著大型施工機械的發(fā)展，在壩型選擇方面碾壓混凝土壩(RCC，即RollerCompactedConcrete)和面板堆石壩有著明顯的優(yōu)勢，可以縮短工期，提前發(fā)揮效益，因此近年來得以迅速發(fā)展，成為當今壩工建設的發(fā)展趨勢。我國目前已建成的高度在50m以上的碾壓混凝土壩有28座，是世界上建造RCC大壩最多的國家，我國正在建設的龍灘碾壓混凝土重力壩，壩高192m，壩體總方量532萬m3，其中碾壓量為339萬m3，該壩建成后將成為世界上第一高的碾壓混凝土壩?；炷撩姘宥咽瘔问菄H上20世紀60年代末重新崛起的壩型，據(jù)不完全統(tǒng)計，到20世紀末，世界各國已建和在建的混凝土面板堆石壩總數(shù)已達300座左右，其中我國約有70多座，壩高在l00m以上的有30多座。目前世界上已建成的、最高的面板堆石壩是墨西哥的阿瓜密爾巴壩，最大壩高187m。我國已建成的天生橋一級面板堆石壩最大壩高178m，位居世界第二位。在建的湖北清江水布埡面板堆石壩，最大壩高233m，建成后將成為世界上同類壩型的第一高壩。除上述兩種壩型外，根據(jù)我國自然條件的特點，在未來的西部水電能源開發(fā)中，高混凝土拱壩的建設將會占有較大的比重。我國目前在建的和設計中的高拱壩計有小灣(292m高)、拉西瓦(250m)、溪洛渡(273m)、錦屏一級(303m)、白鶴灘(275m)、虎跳峽(278m)等，這些宏偉的拱壩高度將明顯地超過目前世界最高(272m，是原蘇聯(lián)的英古里拱壩)水平，而且這些世界級的工程建設必然會存在許多更艱巨、更復雜的技術(shù)難題需要我們?nèi)ソ鉀Q簡述GNSS技術(shù)在水利行業(yè)的應用。答：GNSS主要作用是數(shù)據(jù)采集，具體來說就是對關(guān)注目標的精確定位。目前，沒有任何一種傳統(tǒng)的導航定位技術(shù)能夠達到GNSS這樣的高精度、高速度、全天候和全球性的性能。水利信息70%以上與空間地理位置有關(guān)，以GNSS為代表的全新的衛(wèi)星空間定位方法，是獲取水利信息空間位置的必不可少的手段。GNSS在水利方面主要應用在防汛減災、水文自動化測報與水資源實時監(jiān)控、河道整治與灘區(qū)開發(fā)、水土保持監(jiān)測與治理以及水利工程建設與安全監(jiān)測等幾個方面。防汛減災。采用GNSS定位技術(shù)，可以精確地定位險情發(fā)生的地點，在配置了無線通話功能后，還可同時具備雙向通話功能，實現(xiàn)現(xiàn)場和指揮中心的自由對話，方便進一步溝通以便隨時作出應急反應。汛期，在大堤上巡查排險是非常必要的，以便及時發(fā)現(xiàn)管涌等險情隱患。當發(fā)現(xiàn)險情時，一般通過無線對講機或附近的有線電話向防汛指揮部門匯報，這樣往往耽誤了搶險時間，而且對險情發(fā)生位置的描述也不夠準確。而集成了GNSS技術(shù)和GSM無線通訊技術(shù)的實時報警系統(tǒng)，能夠快速地將發(fā)生險情的地點和險情類別發(fā)送到指揮中心的監(jiān)控系統(tǒng)，及時作出反應。在洪水災害分析中，對水體識別、云影消除、面積計算、淹沒水深計算、洪水進程分析、淹沒損失評估及行洪障礙分析，蓄滯洪區(qū)的受災程度等方面均可利用附近GNSS網(wǎng)點進行精密定位。采集數(shù)據(jù)并進行計算分析。水文自動測報與水資源信息實時監(jiān)控。在水文水資源測報上，可以利用GNSS網(wǎng)點作為參考站，即時進行沖淤量、工程量、庫容及斷面等各種計算，對水文信息進行分析研究。隨著計算機、通訊衛(wèi)星、GNSS、ADCP(聲學多普勒流速剖面儀)、多波束測深系統(tǒng)、全站儀、河道測繪自動成圖系統(tǒng)等的開發(fā)應用，使水文測報及河道觀測不斷向現(xiàn)代化邁進。GNSS結(jié)合ADCP和多波束測深系統(tǒng)等的應用，逐步實現(xiàn)水文測報及河道觀測的現(xiàn)代化進程。河道演變和灘區(qū)開發(fā)方面的應用。河道演變和河口區(qū)的演化規(guī)律的分析研究，是流域治理規(guī)劃的重要基礎工作。利用傳統(tǒng)測繪手段耗資費力，GNSS技術(shù)提供了快速、高效的手段，可以取得高時效、高精度的基礎數(shù)據(jù)。水土保持和生態(tài)建設方面的應用。GNSS在水土保持和生態(tài)建設方面的應用發(fā)展很快，全國水土保持監(jiān)測方案中明確要求，要在水土流失監(jiān)測中，尤其是對地面監(jiān)測，要充分利用GNSS定位技術(shù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時采集和快速分析。目前，GNSS在這方面的應用主要包括：①水土生態(tài)工程規(guī)劃設計；②水土保持工程施工放樣；③水保生態(tài)建設竣工驗收；④水土流失動態(tài)監(jiān)測；⑤用于地理信息系統(tǒng)的建設和數(shù)據(jù)庫更新。GNSS在水保和生態(tài)建設方面的應用除了上述幾方面之外，還可用于車輛導航、道路定位、工程標志定位、監(jiān)測站與水文站定位及特征地物的定位等方面。⑸GNSS技術(shù)在水利水電工程中的應用。GNSS技術(shù)在我國水利水電工程建設中已獲得了一些應用，主要有以下幾個方面：①水利工程地質(zhì)測繪：數(shù)字化地圖野外測繪是GIS獲取數(shù)據(jù)源的手段之一，也是所有獲取空間圖形數(shù)據(jù)手段中相對精度較高的一種，也是未來地圖的發(fā)展方向之一;②GNSS施工實時測控系統(tǒng);③大區(qū)域水電工程GNSS監(jiān)測網(wǎng);④GNSS大壩安全監(jiān)測系統(tǒng);。⑤水下GNSS測深等。我國近期節(jié)水灌溉發(fā)展方向?答：（1）以節(jié)水增產(chǎn)為目標對灌區(qū)進行技術(shù)改造我國不少大中型灌區(qū)都是50?60年代修建的，由于工程老化失修或已到報廢年限，使灌溉效益衰減，灌溉用水浪費嚴重。因此要根據(jù)當?shù)刈匀?、水資源、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和社會經(jīng)濟特點，以節(jié)水高效為目標，對灌區(qū)實施技術(shù)改造。陜西省從1988年開始，用三年多的時間，對涇惠渠、寶雞峽和交口抽渭三大灌區(qū)實施節(jié)水改造收到明顯效果:減少渠道占地約386hm2。每年可節(jié)約用水5300萬m3，灌溉效益提高31%，創(chuàng)造單產(chǎn)9195kg/hm2的歷史最高水平。近期技術(shù)改造的重點是渠道防滲、灌區(qū)建筑物的維修與更新及田間工程配套。（2） 加強用水管理推廣節(jié)水灌溉制度工程是基礎，管理是關(guān)鍵。在加強工程管理的同時，積極研究和推廣節(jié)水灌溉制度，把有限的水量集中用于農(nóng)作物需水的關(guān)鍵期，以擴大灌溉面積，使灌溉總體效益最大。陜西洛惠渠灌區(qū)近年實行節(jié)水灌溉制度后，一般干旱年平均每公頃用水量為1800?2250m3。冬小麥為常規(guī)灌溉量的一半，每公頃產(chǎn)量由1970年的2910kg提高到7500kg。廣西近年推廣水稻節(jié)水灌溉（淺濕曬）面積178.133萬hm2。總節(jié)水25億m3,增產(chǎn)稻谷7億kg，相當于增加耕地2.333萬hm2。（3） 平田整地開展田間工程改造地面灌溉是我國目前采用最多的一種灌水方式，預計在今后相當長的一段時間內(nèi)，仍將占主導地位，據(jù)調(diào)查分析，地面灌溉用水損失中，因田間工程不配套，耕地不平整等引起的用水損失約占到30%左右，說明田間節(jié)水有較大潛力。近年，我國北方不少省、市、自治區(qū)都狠抓了田間工程改造工作，收到節(jié)水又增產(chǎn)的良好效果。因地制宜開展田間工程改造、平整土地，減少深層滲漏，提高灌水均勻度，花錢少、見效快，近期將繼續(xù)推廣。（4） 加速發(fā)展節(jié)水灌溉工程統(tǒng)計資料表明，對大型灌區(qū)實施渠系防滲襯砌后，可使渠系水利用系數(shù)提高0.2?0.4，減少渠道輸水滲漏損失50%?90%。我國的渠道防滲率僅為10%左右，發(fā)展?jié)摿薮蟆Ｎ覈?980年以來已取得混凝土襯砌、塑料薄膜襯砌、現(xiàn)澆混凝土U型渠防滲和機械化施工等成功經(jīng)驗，并提出復合防滲、季節(jié)性凍區(qū)采用梯形渠道坡角拋物線形斷面等措施，以改善渠道襯砌防滲性能?？傊隧椉夹g(shù)已經(jīng)成熟，已具備大面積發(fā)展的條件。低壓管道輸水灌溉目前在北方井灌區(qū)已累計發(fā)展約300余萬hm2,發(fā)展勢頭方興未艾。“七五”期間水利部組織開展了薄壁PVC管，內(nèi)光外波紋雙壁聚氯乙烯管、內(nèi)襯塑膜外護水泥等各種管材及相應的配套管件、保護裝置的研制，為這項技術(shù)的進一步發(fā)展提供了良好的技術(shù)裝備。噴、微灌是當今最先進的節(jié)水灌溉技術(shù)，與傳統(tǒng)地面灌溉方法相比，一般可省水30%?50%,增產(chǎn)10%?30%。噴，微灌還具有省工、節(jié)地、不受地形條件限制等許多優(yōu)點，對無灌溉條件的丘陵、坡地尤為適用。隨著經(jīng)濟的發(fā)展和技術(shù)的進步，在水資源嚴重緊缺的地方，噴、微灌技術(shù)將會有長足的發(fā)民用工業(yè)。在推廣應用中，需要進一步解決的問題，①如何解決噴、微灌系統(tǒng)能耗過高。②怎樣利用灌溉系統(tǒng)開展施肥、施藥、調(diào)節(jié)田間小氣侯。③如何實現(xiàn)產(chǎn)品的標準化、系列化、國產(chǎn)化。重視節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)的應用各種節(jié)水工程技術(shù)只有與相應的節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)相結(jié)合，才能發(fā)揮綜合優(yōu)勢，達到節(jié)水、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的最終目標。節(jié)水型農(nóng)業(yè)技術(shù)措施包括抗旱節(jié)水品種、秸稈覆蓋、少耕免耕、節(jié)水增產(chǎn)栽培、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等，都具有投資少、節(jié)水增產(chǎn)效果顯著、技術(shù)成熟等特點，推廣前景廣闊，