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讨赖河流域水利工程提升改造优化设计探析杨雪娇甘肃省水利厅讨赖河流域水资源利用中心,甘肃 酒泉 7 3 5 0 0 0摘要:为明确水利工程中的问题,向水利工程改造提供支持,利用分析法等方法对讨赖河流域水利工程提升改造优化设计进行了研究,从水利工程的基本情况、存在的问题与改造任务、改造设计策略等多个方面进行了分析。探究结果表明,讨赖河流域水利工程在长期运行过程中出现了渠道冲刷严重、渠系建筑物破损、电气设备落后等诸多问题,只有加强提升改造才能保障该工程运行的安全性,并缓解当地的水资源供需矛盾。因此,应提高对这一水利工程提升改造的重视程度,根据实际情况优化渠道维修、渠系建筑物、渠旁管护范围、机电与金属结构等方面,提高提升改造质量。关键词:讨赖河流域;水利工程;改造设计中图分类号:T V 2 2 D O I:1 0.3 9 6 9/j.i s s n.2 0 9 7-0 6 5 X.2 0 2 3.0 8.0 1 9基金项目:甘肃省水利厅2 0 2 1年水利科学试验研究及技术推广项目(甘水建管发2 0 2 17 1号)0 引言水利工程在社会经济发展中占据着重要地位,可有效改善地区供水情况、防洪情况,促进地区经济发展。水利工程在长期运行过程中会受运行环境、具体操作等诸多因素的影响,出现老化、破损等诸多问题,无法满足实际运行的需求。这种情况下,只有对原有的水利工程进行提升改造才能优化工程的性能、提升工程的价值。在现有研究结果的基础上,笔者以讨赖河流域水利工程为例,分析了如何进行水利工程提升改造的优化设计、如何通过设计弥补水利工程的不足来提升水利工程的运行质量。1 工程概况1.1 基本情况水利工程指的是具备防洪、排涝、灌溉、发电、供水、水资源保护等功能的工程及相关配套设施与附属工程,具有规模大、复杂性强、综合性强等特点,可有效满足社会发展的水资源需求并改善人们的生存环境1。位于河西走廊中部的讨赖河流域水利工程在当地发挥着重要作用,该工程的关键部分是讨赖河流域的南北干渠、北一支干渠和北一支干三支渠。1.2 水文与地质条件讨赖河流域水利工程的提升改造项目主要位于河西走廊的酒泉盆地,地层岩性较为复杂。南干渠位于文殊山前,所跨的冲沟较多,在暴雨季节会受洪水等因素的影响。北干渠地形开阔平坦,还未出现复杂的不良物理地质现象。2 存在的问题及提升改造任务2.1 存在的问题研究发现讨赖河流域水利工程存在如下问题。(1)水利工程中的渠道运行时间比较长,受水流冲刷等因素的影响较大,且部分渠道年久失修,已无法满足灌溉、供水的需求2。南北干渠存在砂石入渠等问题,渠道底部的磨蚀现象较为严重,且部分渠道靠近农田,受田间回归水等因素的影响,出现了冻胀破坏等问题,如图1所示。图1 渠道冻胀(2)水利工程中的渠系建筑物破损严重,建筑物中的设备逐渐老化,已无法满足实际需求。(3)水利工程中的巡渠道路不太完善且受自然因素与人为因素的影响,导致管护范围不太清晰。(4)水利工程中的电气设备较为落后,不符合自动化的要求。2.2 提升改造任务上述问题已经严重影响讨赖河流域水利工程的正常运行,为保障工程运行安全性、满足当地水资源供给需求和水利行业相关规范,应对该水利工程进行提升改造,即利用优质材料与先进技术手段对该95讨赖河流域水利工程提升改造优化设计探析 杨雪娇水利工程的渠道、渠系建筑物及相应的附属设施进行提升改造,在完善其功能的同时确保其符合水利行业规范。3 提升改造的优化设计策略3.1 明确优化设计依据与资料为增强水利工程提升改造设计的标准性与规范性,在设计前应明确具体依据与基础资料3。讨赖河流域水利工程提升改造优化设计需要遵循相关技术标准、行业标准的要求,并灵活应用各种测绘资料与其他资料,如表1所示。表1 讨赖河流域水利工程提升改造设计依据与资料类型具体内容设计依据 水利水电工程初步设计报告编制规程(S L 6 1 9-2 0 1 3)、水利水电工程等级划分及洪水标准(S L 2 5 2-2 0 1 7)、水 工 建 筑 物 荷 载 设 计 规 范(S L 7 4 4-2 0 1 6)、水工混凝土结构设计规范(S L 1 9 1-2 0 0 8)、灌溉与排水渠系建筑物设计规范(S L 4 8 2-2 0 1 1)等设计资料工程总平面地形图、渠道地质纵横剖面图、渠系建筑物地形图等测绘资料及 黑河流域综合规划(中西部子水系)、现场调查资料和数据、讨赖河管理局提供的运行资料等基础资料3.2 明确工程等级与设计标准水利工程提升改造优化设计应明确工程的等级及设计标准,避免设计过程中出现超标等问题。(1)明确工程等级。对讨赖河流域水利工程进行提升改造优化设计时,应按照3级设计南北干渠的渠系主要建筑物,按照4级设计北一支干渠上段渠系主要建筑物,按照5级设计北一支干三支渠的渠系主要建筑物及各级渠系临时性建筑物。将南北干渠及渠系主要建筑物的防洪标准设置为3 0年一遇,将其余渠道与渠系建筑物的防洪标准设置为2 0年一遇。(2)明确设计标准。从实际情况来看,讨赖河流域水利工程位于干旱地区,当地的作物以旱作作物为主,所以按照7 5%这一标准进行灌溉设计。3.3 渠道维修改造设计渠道破损严重是讨赖河流域水利工程的关键问题,因此在进行提升改造设计时需要根据渠道的断面形式、纵坡及停水灌溉时段等各方面情况分析渠道出现破损等问题的原因,之后根据具体原因选择合适的维修改造方法4。南北干渠和北一支干三支渠穿越田间的渠道时,会受内水外渗及田间灌溉回归水等因素的影响,出现严重的冻胀破损问题。浆砌石衬砌的防冻性能较好,所以在对这一部分渠道进行维修时需要先拆除现有的衬砌层,之后利用浆砌石衬砌重新施工,增设砂砾石垫层后,再利用C 3 5砼重新施工。南北干渠其他渠道的纵坡较陡,流速相对较高,渠底磨损较为严重,维修时需改建渠底并将渠底的衬砌材料换为锚杆C 3 5砼。渠底及渠岸的冲刷较为严重,在维修时需要先拆除这类渠道,之后利用浆砌石衬砌重新施工。北一支干渠和北一支干三支渠的灌溉面积较大、输水能力不足,渠道破损严重,维修时,需先拆除渠道,再利用C 4 0 H F 3 5砼衬砌材料重新施工。南北干渠的部分渠段存在纵坡大、流速急等问题,渠底磨损较为严重,维修时,需改建渠底并将渠底的衬砌材料换为锚杆挂网C 4 0 H F。3.4 渠系建筑物设计渠系建筑物指的是为保障渠道正常运行、充分发挥渠道功能而在渠道上修建的水工建筑物,包括能调节水位、分配流量的调控和配水建筑物,如水闸、节制闸等;能穿越河渠、道路及障碍物的交叉建筑物,如涵洞、倒虹吸管等;具有泄水功能的泄水建筑物,如退水闸、泄水闸等;在落差集中处进行连接的建筑物,如跌井等;量水建筑物,如量水槽等;冲沙和沉沙建筑物,如沉砂池等5。渠系建筑物在水利工程中发挥着重要作用,但讨赖河流域水利工程中的渠系建筑物存在破损严重等问题,为此需根据提升改造任务对渠系建筑物进行优化设计。(1)设计过程中应明确需要改建或新建的渠系建筑物,为后续设计奠定基础。讨赖河流域水利工程需要改建或新建的渠系建筑物一共有8 4座,主要包括节制分水闸(图2)、排沙闸、交通桥、量水堰、跌水等。图2 节制分水闸(2)针对需要改建或新建的渠系建筑物进行优化设计。节制分水闸的改建方法为拆除闸室并在原址重建,利用手电两用螺杆式启闭机代替之前的启闭设备,之后计算节制分水闸的相关参数,如闸顶高程、闸孔总净宽、闸室设计荷载等。排沙闸采用拆除重建的方式改建,并计算闸顶高程、闸孔总净宽。设计交通桥时,应明确交通桥的基本特性(表2)。新06数字农业与智能农机 第8期2 0 2 3年8月建2 8座巴歇尔量水堰并将其槽身设计为矩形断面,灵活应用C 2 0现浇钢筋砼结构与钢板衬砌,在进行跌水设计时将其跌差控制在0.6 8 m左右,并将跌水墙设计为重力式挡墙结构。表2 讨赖河流域水利工程北干渠改建交通桥的特性渠道名称交通桥名称桩号型式跨度L(m)桥宽B(m)桥板(梁)尺寸(m)荷载级别北干渠1号交通桥4+1 0 0梁板式1 2.540.1 5(0.2 5)0.8农桥级2号交通桥1 0+8 1 0梁板式840.1 5(0.2 5)0.8农桥级3号交通桥1 2+9 7 5梁板式840.1 5(0.2 5)0.8农桥级4号交通桥1 7+8 4 0梁板式840.1 5(0.2 5)0.8农桥级5号交通桥2 1+8 7 3梁板式98.40.1 5(0.2 5)0.8农桥级3.5 设计渠旁管护范围做好渠道的管护工作有利于保障渠道运行的安全与稳定。讨赖河流域水利工程中的渠道具有流量大、渠线长、纵坡陡等特点,管护难度大6。该工程的渠道管护范围不太明确,所以需要优化渠旁管护范围设计。首先,该工程已经具备一些巡渠道路,所以提升改造时只对没有巡渠道路的渠段进行设计,为这部分渠段设计砂砾石路面并将路面厚度控制在2 0 c m左右。其次,设计时需要加强治理,即灵活应用原有的渠道废弃料,并对剩余的废弃料进行就地平整处理或外运处理。此外,该水利工程中的大多数渠道都是明渠,但渠线周围缺乏相应的标志,因此在设计时需要利用C 2 0现浇混凝土设置界桩,利用铝板立杆设置警示牌,利用普通防护网设置防护栏杆。3.6 机电与金属结构设计第一,机电设计。机电设计至关重要,对水利工程的正常运行产生较大影响,应高度重视其工作。讨赖河流域水利工程的提升改造需要科学选择主要的电气设备、优化过电压保护与接地装置设计。同时,应做好监控设计、通信设计等方面的工作。引入3套计算机监控系统与相应的图像监控系统,通过这些监控系统自动采集渠道监测点启闭机等设备的数据信息,并将光纤通信引入到工程,以便管理人员实时了解渠道的工作状况。第二,金属结构设计。自讨赖河流域水利工程建立以来,相关部门就没有对工程中的金属结构进行改造,导致大多数金属结构存在锈蚀严重、变形明显等问题,所以应针对金属结构进行优化设计,更换南北干渠、北一支干渠、北一支干三支渠所有的金属结构设备,拆除南北干渠排沙闸、节制闸、分水闸的相关建筑物并将原有闸门更换为智能一体化闸门,通过该设备将闸门控制、流量测量及太阳能供电等功能结合起来,实现闸门的远程控制、调度及流量自动监测,并更换金属埋件、启闭机。3.7 其他设计水利工程提升改造设计涉及到诸多内容,在完成重点设计工作后应根据实际情况进行相关设计。讨赖河流域水利工程的提升改造任务主要是对渠道、渠系建筑物及机电、金属结构等配套设施进行改造,所以需要对这些设施进行重点设计,之后需要做好消防设计、环保设计、施 工组织 设 计 等 方 面 的工作。第一,消防设计。讨赖河流域水利工程的电气设备、电线电缆及变压器可能会引发火灾,应将这些设备所处场所当作消防设计重点场所,根据消防设计规范编制消防总体设计方案,科学设置消防通道、明确生产厂房的火灾危险类别及耐火等级;在每个启闭机室内设置一个防火分区,并在启闭机室建筑物的相应位置设置手提式灭火器。第二,环保设计。在环保意识不断增强的背景下,我国相关部门对工程环保提出了较高的要求,因此在进行水利工程提升改造设计时需优化环保设计,完善相应的环保措施7。应完善水环境保护措施,通过设置临时沉淀池、应用先进设备等手段减少废水的产生;完善大气环境保护措施,通过洒水装置、挡板进行降尘并定期检测尾气净化器等设备;完善生态环境保护措施,通过水土保持等方式进行生态修复,通过减少土地占用等方式加大土壤环境保护力度。第三,施工组织设计。施工组织设计是指导施工组织与管理、施工准备与实施、施工控制与协调、资源配置的技术性、经济性文件,在施工管理中发挥着重要作用,应通过优化施工组织设计优化水利工程提升改造设计。讨赖河流域水利工程的施工组织需要根据施工条件及建设工期进行主体工程施工、施工交通运输、施工工厂设施、施工总布置、施工总进度等方面的设计。16讨赖河流域水利工程提升改造优化设计探析 杨雪娇4 结语讨赖河流域水利工程中存在诸多问题,严重影响水利工程价值的发挥。做好讨赖河流域水利工程的提升改造工作不仅能延长水利工程的运行寿命,也可以增强工程运行的安全性与可靠性。为此应高度重视水利工程的提升改造工作,根据水利工程的基本情况以及存在的问题进行针对性设计,从而优化工程渠道、渠系建筑物、机电设备与金属结构,充分发挥工程在供水、防洪等方面的作用。参考文献:1 罗李强.阳西县陂底水库灌区续建配套与节水改造工程方案设计研究J.陕西水利,2 0 2 2(1 1):7 9-8 1.2 张铎.大同市册田水库引水更新改造工程设计综述J.山西水利,2 0 2 2(9):3 8-4 0.3 徐浩.浅谈无为县小型水利工程改造与提升J.科技风,2 0 2 0(3):1 7 3.4 刘昱,郑珉姣,徐昕,等.基于生态景观理念的水利工程设计研究J.水利水电快报,2 0 2 3,4 4(5):9 6-9 9.5 隋高阳,于莉.B I M技术应用于水利工程设计的实践探讨J.山东水利,2 0 2 3(3):5 5-5 6.6 孟明,李然,杨玉涵,等.虚拟现实技术在生态水利工程设计中的 应 用 研 究 J.水 利 技 术 监 督,2 0 2 2(1 2):7 8-8 2.7 陈硕,宋亚平.生态水利工程设计若干问题的分析与探讨J.企业科技与发展,2 0 2 2(1 1):1 0 1-1 0 3.作者简介:杨雪娇,女,1 9 8 9年生,助理工程师。研 究方向为水利工程。退耕还林后林地管理问题与对策探讨 以临县为例武 雯庆阳市林草局,甘肃 庆阳 7 4 5 0 0 0摘要:我国经济不断发展,综合国力不断增强,国际地位不断提高,国家对于可持续发展日益重视,越来越关注建设生态环境,维护和促进生态平衡。退耕还林作为一项有效措施,必须加强对退耕还林后林地问题的管理,才能实现该项工程目标,从而促进生态环境健康发展。基于此,以临县为分析对象,对该地区退耕还林后存在的管理、复耕、人为破坏等问题进行分析,并针对存在的问题提出相应的解决措施,保障退耕还林项目工程的高质量发展。关键词:退耕还林;林地管理;存在问题;对策中图分类号:X 3 2 2;F 3 2 6.2 D O I:1 0.3 9 6 9/j.i s s n.2 0 9 7-0 6 5 X.2 0 2 3.0 8.0 2 00 引言当前,由于经济增长速度过快,随之引发的环境污染已变得越来越严峻,因而,环境保护的任务变得更加紧迫。在退耕还林过程中,林地资源的合理利用和维护至关重要,直接影响着我国林业的发展。因此,相关工作人员必须采取更加积极的措施,加强林地管理,促进林地资源的可持续利用。随着社会的发展,必须积极改变传统的农村生态产业,以求更好的发展模式,实现经济可持续增长。为实现这一目标,必须建立健全相应的管理体系,对林地进行科学合理的规划管理,发展林下经济,巩固退耕还林的成果,实现林地资源的可持续利用,为我国生态环境的发展作出贡献。由此可见,加强林地管理工作对于促进林地恢复和再生具有至关重要的意义,并且为实施退耕还林项目提供保障。1 退耕还林概况退耕还林是促进生态环境可持续发展的一项重要举措。具体实施内容结合当地实际发展情况,科学规划、精心管理,对存在水土流失问题的耕地进行科学的施工改造,以山为本、以林为基,因地制宜推动政策的实施和发展,解决水土流失的问题,恢复当地的自然景观,实现当地可持续性发展。退耕还林主要包含坡耕地退耕还林和宜林荒山荒地造林两部分工作内容。目前,退耕还林工程已经在我国和全球范围内取得了显著成效,为促进生态建设的发展作出了巨大贡献。通过实施退耕还林项目,不仅可以带来显著的经济、社会和生态效益,而且作为一项生态惠民工程对促进我国的生态环境发展、实现可26数字农业与智能农机 第8期2 0 2 3年8月