地下水的主要功能范文

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關鍵詞：物聯網；GPRS；虛擬專用網；無線傳輸；地下水監測

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）28-0197-03

Design of Internet of Things-based Groundwater Remote Monitoring System

GUO Yu1，HU Sheng-li1，YANG Tong-man2

（1.Anhui University of Science and Technology，Huainan 232001，China；2.College of Meteorology and Oceanography，PLA Univ.of Sci.& Tech，Nanjing 211101，China）

Abstract： Being aimed at the problem of groundwater monitoring at present，this paper presents a design scheme of remote monitoring based on Internet of Things.Firstly，the concept of Internet of Things and its three layer architecture are introduced，and the overall design scheme of system based on the three architecture is put forward.The design of remote monitoring，wireless transmission network and monitoring center of system are introduced in detail.The paper gives Working principle and main functions of system at last.At present，the system has been put into concrete application.It is proved that the system has excellent expandsibility and applicability.It has saved lots of manpower，material resources and financial resources for relevant departments.

Key words： internet of things； GPRS；virtual private network；wireless transmission；groundwater monitoring

我國是一個水資源嚴重缺乏的國家，雖然總儲量占世界第六位，但人均水資源卻是世界人均水資源的1/4。地下水資源的合理利用和開采對一個國家的經濟發展和生態環境都起著至關重要的作用。改革開放以來，我國的社會經濟快速發展，人們生活水平提高的同時也伴隨著地下水資源的大量開采，再加之水資源的污染、有關部門缺乏合理規劃和有效監管，就安徽本地來說，已經出現了地區性水位下降和枯竭等問題。從而引發了部分地區地面沉降、土壤鹽漬化和地裂縫等情況，對地下水資源的有效監測已迫在眉睫。

文獻[1]提出了基于GPRS（General Packet Radio Service）-Internet網絡和Zigbee網絡結合的遠程監測系統。文獻[2]提出基于無線傳感網絡的水資源監測系統。本文利用物聯網的各種特點和優勢，以物聯網三層結構為設計原則，提出了基于物聯網的地下水遠程監測系統的設計方案。

1物聯網

1.1物聯網的概念

物聯網是通過射頻識別（RFID）、激光掃描器、全球定位系統、紅外感應器、等信息傳感設備，遵守約定的協議，把物理實體與物聯網相連接，進行信息交換和通信，實現對物體的、定位、跟蹤、智能化識別、監控和管理的一種網絡[2]。

1.2 物聯網的三成架構

感知層是物聯網識別物體、采集信息的來源。主要包括一些基本感應器件和感應器件組成的網絡這兩部分。感知層我們采用超聲波流量計作為采集終端。

網絡層解決的是感知層獲得的數據長距離傳輸的問題。它主要功能是接入傳輸，完成數據的傳遞和交換，一般分為接入網和傳輸網兩種類型。本系統采用的是GPRS+VPN的無線傳輸方式，在保證數據安全性的同時又提高了實時性。

應用層解決是數據處理和人機界面的問題。網絡層傳輸的數據被應用層處理并通過各種設備與人交互。系統中利用.NET技術設計系統軟件平臺，提供了實時和歷史數據查詢、數據報表和設備報警等相關功能。其三層結構如下圖所示：

2系統結構設計

本系統結構主要由遠程監控終端、GPRS數據傳輸網絡和監測中心三部分組成，分別對應著物聯網的感知層、網絡層和應用層。系統結構如下所示：

2.1感知層

數據采集主要通過各類傳感器，對地下水的水位、水溫、水質等信息進行采集，通過MCU微控制器對采集的信號，比如電流、電壓等數據進行A/D轉換，將轉換后的數據通過標準RS232/485串口傳輸到現場的從GPRS通信設備上，GPRS模塊我們采用SIEMENS公司的MC39I模塊，然后經過數據加密處理后傳輸到GPRS網絡。

2.2網絡層

GPRS無線網絡主要擔當著各個監測點和監測終端之間數據傳輸的橋梁。近年來，隨著GPRS網絡的不斷完善和發展，其在數據傳輸方面的應用也越來越廣泛。GPRS網絡幾乎無縫覆蓋和按流量、話費等資費方式收費的優點，使其應用在地下水資源無線遠程監測系統上的性價比和發展前景都是巨大的。本系統采用GPRS+VPN虛擬專用網技術相結合的方式，實現數據安全、穩定、高效的傳輸。

2.2.1 GPRS通信技術

GPRS是建立在GSM（Global System for Mobile Communication）網絡之上，為用戶提供高速分組交換數據的新網絡業務。它是在GSM原有網絡的基礎上疊加了一層網絡而組成的，網絡中增加了GPRS服務支持節點SGSN（Serving GPRS Support Node）、GPRS網關支持節點GGSN（Gateway GPRS Support Node）、計費網關（可選）、邊緣網關（可選）等實體，同時通過GPRS骨干網實現各實體之間的連接[3]。該網絡的主要優點：

1）高速數據傳輸

GPRS網絡采用的是分組交換技術，通信時數據傳輸速率最高可達到171.2kb/s。實際傳輸速率也可達到40kb/s，可以滿足各個監測點的數據采集傳輸的要求，具有良好的實時處理和響應能力。

2）實時在線

網絡環境下，各監測點的從GPRS模塊與網絡保持著實時交互的能力。滿足了各個監測點數據采集和實時響應監控中心發來的各種控制指令，實時監測各監測點的工作狀態和在線狀態。

3）按量計費和覆蓋范圍廣

各遠端監測點的從GPRS設備只要正常開機就始終附著在GPRS網絡上，按照接收和發送的數據包數量來收取費用，在沒有數據包傳遞時，即使在線，也不會消耗任何費用，一定程度上降低的項目成本。另外水資源監測系統要求數據采集的跨度比較大，要求系統擴展不受地區的限制，GPRS網絡由于覆蓋范圍很廣，滿足了系統設計的要求。

2.2.2 VPN虛擬專用網

虛擬專用網VPN（Virtual Private Network）是一種在公共通信基礎設施上構建的虛擬專用或私有網，通過一個公共網絡建立一個臨時的、安全的連接，是一條穿過混亂公用網絡的安全、穩定的隧道，可以被認為是一種從公共網絡中隔離出來的網絡。

監測中心的主GPRS模塊和各監測點的從GPRS模塊接入VPN網絡后，中國移動都會為其分配一個固定的IP地址。各設備可以通過PPP、TCP/IP、UDP等協議直接進行數據交互，無需地址轉換。另外VPN使用加密傳隧協議，阻止截聽和嗅探來保證數據安全性。并且為防止身份偽造，要求使用者在使用時發送身份驗證，數據完整性和安全性得到充分的保證。

本系統中GPRS網絡下VPN的消息流程如下：

2.3應用層

該層主要為監測中心軟件的設計。監控中心軟件以.NET為開發語言，采用B/S三層架構，分別為表示層（UI）、業務邏輯層（BLL）、數據訪問層（DAL），安全性高并且具有良好的可擴展性。結構如下所示：

表示層：表示層主要通過業務邏輯層的類和對象為用戶提供可視化的接口和界面，秉承所見即所得的原則，主要包括等水位線生成、電子地圖、參數設置、報表和報警等功能。

數據訪問層：數據訪問層用于存儲和修改項目下所需數據和參數。包括監測點實時傳輸過來并被前置機處理存儲的數據、數據庫的配置參數、當前數據表和歷史數據表。通過數據訪問組件提供數據訪問接口，隱藏訪問數據庫的細節。

業務邏輯層：業務邏輯層完成與數據訪問層的數據交互的操作。該系統中主要通過監測中心端的前置機完成數據處理并存儲在數據庫中。主要包括數據采集傳輸、數據存儲處理和監測井端報警控制等。通過數據庫類庫中的Connection、Dataset和DataReader類用以訪問數據庫數據，并把數據存在數據集中送往表示層展現。

3系統工作原理和主要功能

3.1工作原理

系統數據傳輸采用全雙工通信方式。遠程監測端的流量計等采集設備通過DTU微處理機芯片對采集的信號進行A/D處理，將處理的數據以數據流的形式通過標準RS232/485串口傳輸到監測端的從GPRS通信模塊上，從GPRS模塊完成激活與移動基站進行連接，使用TCP/IP和PPP協議將需要發送的數據包封裝、加密處理后傳輸到GPRS網絡上。基站的SGSN與網關支持節點GGSN進行通信，GGSN對分組的資料進行相應處理。網絡端由于采用GPRS+VPN方式，監測中心的主GPRS模塊可以直接對網絡傳輸的數據包進行解析，將解包的數據送往監測中心端的前置機，通過RS232/485串口存入數據庫，監控軟件從而對采集的數據進行分析處理展示。

系統工作流程如下：

3.2主要功能

1）實時信息監測模塊

監控系統通過監測中心端的前置機向各個遠程監測點發送AT指令，監測點響應指令或主動對水位、水溫、監測點工作狀態、設備工作狀態和信道是否正常進行監測，通過從GPRS模塊將各種數據經由GPRS網絡送往監測中心。監測中心將發來的數據按照數據類型進行區分并儲存在數據庫相應的表中。監測中心能夠實時繪制水位柱狀圖、流量曲線圖等過程曲線。它是整個系統的核心模塊。

2）數據分析模塊

通過對數據庫中的歷史和實時數據進行分析，繪制相關的曲線圖。根據監測端的數據實時繪制水位等值線，用來判斷部分地區漏斗狀態的變化，為相關管理機構和決策者提供參考幫助。

繪制等值線采用的是美國Golden Software公司編制的surfer軟件，它能夠輕松制作基底圖、等值線圖、分類數據圖、剖面圖、3D曲線圖等，已成為氣象、地質、水位水利、土地管理工作者必備的專業成圖軟件。

3）水位流量查詢

取水查詢可以進行多個用戶的水量查詢，也可以查詢單個用戶的用水情況。多用戶的查詢，系統提供日、周、月、年查詢方式。用戶從前臺軟件的下拉列表框中選擇需要查詢的類型，規定查詢需要的時間段后，用水單位的取水流量情況會自動查詢出來，同時生成柱狀圖。

4 結束語

本文利用物聯網技術設計了基于物聯網的地下水無線遠程監測系統，利用.NET技術和GPRS+VPN網絡實現了監控中心端的設計和無線傳輸網絡的組建，對遠程監測井和地下水可以實現實時動態監測，滿足了無需現場工作人員也可以準備監測地下水數據變化的需要。為水利決策者提供了準確、實時、操作便捷的數據，節省了大量的人力、物力、財力。相信隨著無線網絡技術的發展，該系統會越來越完善，在其他行業也會得到越來越多的應用。

參考文獻：

[1] 曹磊.基于無線網絡的水資源監測系統的設計與實現[D].保定： 華北電力大學， 2011.

[2] 程甜華.基于WSN的水資源實時監測數據采集系統的研究[D].南昌： 南昌大學， 2013.

[3] 陳秀宏，錢東平，趙瑞明.基于掌上電腦的地下水自動監測系統軟件的研究[J].微計算機信息，2006，22（28）：256-258.

[4] 溫小莉，柏屏.淺談物聯網技術及其在水利上的應用[J].江蘇水利，2011（9）.

[5] 胡勝利，萬晉軍.基于GPRS的地下水自動監測系統設計[J].水利水電技術，2011（42）.

[6] 馮桂宏，孟繁鑫，程祥.基于GPRS和VPN的農鄉配電網遠程數據采集系統[J].中國農村水利水電，2011（12）：165-166.

[7] 余國河，吳蘇，，等.Surfer軟件在氣象資料自動成圖中的應用研究[J].電腦知識與技術，2014，10（34）： 8174-8175.

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[關鍵詞]科技 虛擬現實 計算機 水文地質

中圖分類號：P5 文獻標識碼：B 文章編號：1009-914X（2014）15-0360-01

虛擬現實技術，英文譯為：virtual reality technology（VRT），主要是指一種人機界面的新型計算機技術，通過模擬技術模擬自然環境中人的感官、運動等行為。主要特征有這樣幾點：沉浸，通過對數據手套、頭盔等設備的利用，使體驗者擁有身臨其境之感；交互，利用模擬交互設備，使虛擬環境與自然技能實現交互操作；構想，重視三維圖形的立體顯示。

1.虛擬現實技術的優點

（1）虛擬現實技術具有強大的實時表達功能，可以對不同條件、時間的環境進行虛擬。還能夠對時間變化的過程進行有效反映。

（2）虛擬現實技術能夠從多角度對目標進行研究與展示，這得益于虛擬技術的三維立體弄能。

（3）能夠對目標的全貌與細節進行比對

（4） 在對已存在的目標進行表達的基礎上，更能實現虛擬世界中可能發生的事物的發展趨勢的。

（5） 構建全面的虛擬現實系統，類似于虛擬現實的實驗室，這不僅能夠實現對虛擬事物發展趨勢的表達，更能夠根據相應條件，對不同結果進行模擬。

（6）虛擬現實技術為一些特定的環境、微觀世界與醫學領域研究開辟了一個全新的研究方向與方法。

2. 水文地質研究工作中虛擬現實技術的運用分析

VRT技術，尤其技術特點決定，其具有很強的三維可視化功能，但是其作用的發揮，需要有大量的數據做支撐。大量的數據是對現實進行模擬的基礎資料，也是對現實進行模擬的可靠保障，數據的數量與質量直接影響模擬的效果，以及與現實的差距。

VRT技術的主要功能為：實時地，具有沉浸感的立體三維表達目標事物的特點。虛擬現實技術在水文地質工作中的應用，也正是利用這些特點，利用虛擬現實技術對無法見到的事物在三維空間內，對該事物進行時間變化的模擬。

VRT三維可視化功能能夠最大程度上真實表現出隔水層與含水層，真實再現其厚度到空間變化，在VRT沒有廣泛應用以前，我們只能通過剖滿圖對隔水層與含水層的分布特點進行分析，在剖面圖中，利用含水層厚度的等值線來分析含水層的分布，這種方法顯然是片面的，并且不夠直觀。在VRT系統中，隨著數據的進一步豐富，地下水含水層能夠直觀的呈現在我們面前。

地下水的運動也是水文地質研究工作的重要組成部分，地下水系統是一個不斷變化的動態運動過程，在現今的水文地質研究工作中相對比較活躍，虛擬現實系統的應用，使地下水系統的研究不僅僅停留在含水層的分布，利用VRT系統的不斷實時變化的特征模擬出地下水的運動特征，從而充分的再現地下水的流向、流量，以及儲量等變化特點。尤其在社會經濟高速發展的時代，人類對地下水過度利用，利用VRT系統能夠直觀的了解到人類開采地下水資源對地下含水系統造成的負面影響，通過VRT的應用不斷了解與完善地下水的管理與可視化控制，進而形成科學的管控與開采方案。在此基礎上，也可以利用VRT對方案進行模擬，在不斷修改中使之成為完善的管理與控制模型。

2.1 對地下水水質的虛擬

2.1.1 天然變化

地下水的水質變化受多種因素的綜合影響，所以導致水質存在很大的變化。在天然狀態下，對地下水的水質的變化進行有效地虛擬，能夠分析出影響地下水水質的最重要因素，從而對水質變化的因素與機理產生更加深刻的理解，進一步探索水質良性變化的有效途徑。

2.1.2 地下水水質虛擬實驗室

現如今，在地表水污染等很多原因的共同影響下，地下水資源整受到巨大的污染，通過VRT模擬，能夠再現出水中例子的變化與運動規律與趨勢，這對于研究地下水水質變化也能夠起到關鍵性作用。

2.1.3水資源的合理規劃

在對水資源的初步利用階段，應該重點利用VRT系統對水資源的水文地質條件、環境條件進行有效模擬與構建。在規劃初期，可以將所有計劃與方案，以及類似規劃帶來的環境變化過程與結果直觀的再現出來，從而達到對水資源規劃方案的進一步完善，最終達到水資源的優化配置、可持續發展。

3.結束語

作為一項最新的計算機研究技術成果，虛擬現實技術在水文地質工作中的應用正處于蓬勃發展的階段，虛擬現實技術在水文地質工作中的作用是明顯的，在研究地下水分布、存儲、水質變化、等方面提供了大量直觀、科學的信息與數據，從而為研究開辟了新的空間，豐富了研究手段。對以往不可見的水文地質情況構建了一個三維表達平臺，最終在可視化層面上為水文地質工作研究提供了新的方向。

參考文獻

[1] 楊寶民，朱一寧.分布式虛擬現實技術及其應用[M].北京：科學出版社，2000.

[2] 壬旭升，劉立才.地下水源熱泵的水文地質設計[J].水文地質工程地質，2007，34（5）.

[3] 于軍，王曉梅，蘇小四，等.蘇錫常地區地裂縫地質災害形成機理[J].吉林大學學報（地球科學版），2004，34（2）：236―241.

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關鍵詞:深基坑連續墻 錨桿支護

隨著經濟的快速發展,城市建筑越來越密集,建筑物越來越高,相應基坑也越來越深,對基坑支護的要求也越來越高,特別是擬建物周圍場地狹窄、高樓林立,而且周邊市政管線縱橫。基坑支護稍有不慎,后果極為嚴重,地下連續墻結合預應力錨桿在深基坑支護中有其獨到的優點。

1工程實例

1.1工程概況

某工程地上主36層,主要功能為酒店及辦公樓,裙房6層,主要功能為商業及酒店配套,地下室3層,主要功能為車庫;主樓采用框筒結構,裙房及地下室采用框剪結構,筏板基礎。±0.000相當于絕對標高782.3m。該工程基坑深度17.0m。根據巖土工程勘察報告,基坑開挖影響范圍內地層分布自上而下依次為:素填土;②粉土;③粉細砂;④粉土;⑤粉細砂;⑥細中砂;⑦粉質粘土;⑧粗砂。施工作業面寬度為地下室外挑基礎向外500mm;基坑周邊3m范圍內嚴禁堆載,1m～6m范圍內堆載不得超過15kPa。

基坑開挖影響范圍內有多條地下管線和多棟已有建筑物,特別是基坑西側的暗溝和基坑南側的通訊電纜,距離基坑較近,施工時需作重點考慮。

1.2技術措施

西側地連墻墻頂標高高于暗渠底標900mm,梁頂標高與暗渠水壓力合力點基本齊平,冠梁以上采用磚砌擋墻,并用構造柱與冠梁形成整體。錨桿設置時,通過調整錨桿位置和長度,保證錨桿端部不進入相鄰建筑的主體結構內部。錨桿施工采用跟進套管鉆機成孔,管內出土和注漿,減少錨桿施工對土體的擾動。采用坑內降水和坑外回灌相結合方式,避免坑外地下水位下降對土體產生附加沉降。地連墻兼作帷幕,滿足抗突涌和抗滲流破壞要求,地連墻接頭采用防水效果較好的十字接頭。采用信息化施工,嚴格按照監測規范對基坑及周邊環境進行監測,并根據監測數據復核各施工工況的設計方案與實際情況是否相符合。

1.3降水對周邊環境影響分析

該工程采用的隔水帷幕深度達9m～10m,根據地質勘察報告判斷,基坑內外的水力聯系已被全部截斷。但第④層粉細砂局部較薄,甚至有局部尖滅的可能,第⑤層粉細砂中的水有可能繞過帷幕底端滲入基坑。當這種情況發生時,在坑外地下水補給量和坑內抽排量實現動態平衡時,坑外地下水位降低很少,可以忽略不計,對周邊環境的影響不予考慮。當坑外地下水補給量小于坑內抽排量時會引起坑外水位下降,造成周邊土體沉降,為避免這種情況發生,工程擬在基坑外設置觀測兼回灌井。降水過程中在保證基坑內干槽作業條件下,盡可能減少抽排量,同時對坑外水位進行觀測,當坑外水位下降較大時,可通過回灌井進行回灌。采取以上措施后,降水對周邊環境的影響完全可以得到控制。

1.4坑外觀測及回灌

坑外觀測兼回灌采用管井,孔徑600mm,井管為􀀁300的無砂混凝土管,濾料采用直徑2mm～3mm豆石。布井位置沿基坑邊緣周圈布置,平均間距15m。

1.5施工工藝流程和施工措施

1.5.1工藝流程

根據地層及場地特點,該工程地下連續墻采用抓槽機成槽、泥漿護壁、水下灌注混凝土工藝。

1.5.2施工措施

1)泥漿制備。泥漿材料的選擇:采用膨潤土泥漿護壁。使用主要材料為:膨潤土,外加劑的用量可根據具體情況適當選擇。通過試配,達到規定的性能指標后,再進行泥漿拌制。攪拌均勻的泥漿放入儲漿罐或儲漿池,靜置24h后使用。護壁泥漿必須循環使用,并及時檢測其性能指標,使之滿足施工要求。

2)導墻施工。導墻的施工順序:平整場地測量定位導墻土方開挖測量放線綁扎鋼筋支模板澆筑C20混凝土拆模并設置橫撐土方回填。導墻采用“ ”形整體式鋼筋混凝土結構。按導墻開挖線及高程點挖導溝,溝底平整,溝寬不得小于設計值,溝壁順直;按導墻設計尺寸在導溝內綁扎鋼筋,要求主筋順直,箍筋與主筋綁扎牢固;內側支設的模板要求垂直平整,保證拆模后兩內墻面距連續墻軸線分別為墻寬的一半;澆筑C20混凝土,澆筑程序先澆一側,再澆另一側。澆筑過程中要邊澆邊振搗密實,嚴禁漏振。頂面抹平,頂面要滿足高出現有地面100mm-200mm;導墻混凝土強度達到一定后拆模,為保持溝的寬度,拆模后應向導墻內填土,并每隔3m設置一道素混凝土梁(200mm,200mm)支撐。混凝土養護期間,起重機等重型設備不得在導墻附近作業或停留,以防導墻開裂和位移,導墻后填土要求密實回填,采用蛙式打夯機夯實,導墻施工縫位置應與地下連續墻施工接頭位置錯開。提前預備排水使用的排污泵,揚程為20.0m-25.0m。在連續墻導墻施工過程中,出現上層滯水或層間水流入導槽,采用排污泵排出槽外。

3)地下連續墻成槽施工。根據設計進行單元槽段劃分,基本單元槽段長6.0m。根據已調整的單元槽段長度、編號進行測量放線,標注在導墻頂面上,導墻頂面下標明“泥漿液面”位置。槽段劃分考慮設備的施工能力,本著槽段數最少的原則。但由于場地限制,在施工過程中根據現場情況進行調整。將組裝好的地下連續墻抓斗就位,就位前要求場地處理平整堅實,以滿足施工垂直度要求,吊車履帶與導墻軸線平行,抓斗對準導墻中心位置,對首開槽段應采取先兩端后中間的順序挖槽。邊開挖邊向導墻內泵送泥漿,保持液面在導墻頂面下300mm處。挖槽過程中隨著墻深的向下延伸,要隨時向槽內補漿,使泥漿面始終位于泥漿面標志處,直至槽底挖完。測定泥漿面下1.0m及槽底以上0.5m處的泥漿比重,如比重大于1.15時,則進行清底,置換泥漿。成槽1h后槽底泥渣厚不得大于100mm,澆筑混凝土前(吊裝鋼筋網片、導管)槽底沉渣厚度不得大于100mm。每挖掘一抓斗寬,測量一次槽壁垂直度,抓完一槽段進行槽深測量,以便計算混凝土總方量。成槽后抓斗進行下一槽段開挖。槽段開挖采取跳段施工。施工順序應先挖首開槽,后挖順開槽,最后挖閉合槽。

4)鋼筋籠的制作。由于鋼筋籠重量大,為滿足鋼筋籠的吊裝要求,將連續墻鋼筋籠沿槽段長度方向分成兩片加工,兩片鋼筋籠接頭處以凹槽形式相互咬合。主筋采用對焊連接或直螺紋連接,對焊彎折角度不應大于4度,兩鋼筋軸線差不大于2mm,搭接雙面焊的焊接長度為5d,單面焊接長度為10d,主筋與支架筋的交點需全部點焊,點焊咬肉應小于0.5mm。鋼筋連接除四周兩道鋼筋的交點需全部綁扎外,其余可采用50%交錯綁扎,綁絲接頭向籠內。鋼筋籠縱向主筋放在內側,橫向鋼筋放在外側,縱底端應稍向內側彎折,但向內彎折程度不應影響插入混凝土導管。鋼筋籠在設導管的周圍應增設箍筋和連接筋進行加固。主筋保護層厚度為70mm,墊厚5.5cm,在墊塊與墻面之間留1.5cm的間隙。鋼筋籠中預留孔采用鋼管與鋼筋籠主筋焊接固定,內用編織袋堵孔,并用膠帶封口。鋼筋籠制作時,吊點處需采取適當的加固及控制措施,防止鋼筋籠在起吊過程中發生扭曲變形。檢查驗收合格的鋼筋籠應掛牌標識,以利吊放。

5)鋼筋籠吊裝。因鋼筋籠重量較大,為確保其在吊運過程中安全無變形,在成型后的鋼筋籠上布置一定數量的桁架筋和穩定骨架鋼筋,確保制作精度和起吊剛度。吊點鋼筋采用 形筋搭接焊于主筋上。現場根據各槽鋼筋籠寬度具體詳細計算吊點位置,保證籠子吊起后保持平穩。

6)混凝土水下澆筑。連續墻的混凝土采用商品混凝土灌注,設計的混凝土標號為C25,抗滲等級P6。鋼筋籠就位后,在4h以內澆筑混凝土,超過時應重新檢查沉渣厚度,不符合要求時應重新清底。混凝土灌注時,導管下口與槽底距離一般要大于隔水栓長100mm-200mm,混凝土面上升速度不小于2m/h。根據槽段長度采用兩根導管同時灌注,兩導管間距不大于3m,導管距槽端不大于1.5m。兩導管第一次灌注時必須同時進行,各混凝土面高差不宜大于0.3m,直到灌注到墻頂標高以上300mm-500mm。

7)施工中對槽壁坍塌現象的應急處理措施。根據槽壁坍塌的具體情況,適當縮小單元槽段的長度。改善護壁泥漿的質量,調整泥漿的各項摻量,必要時向槽內投入粘土塊。減少地面荷載、機械等對地層產生的振動,隨時觀察泥漿液面的變化。若出現泥漿大量漏失,泥漿內有大量泡沫上冒或出現異常的擾動,導墻及附近地面出現沉降,排土量超過設計斷面的土方量等情況,應及時地將挖槽機械提至地面,以避免發生挖槽機被埋入地下的事故,然后迅速補漿以提高泥漿液面或回填粘性土,待所填的回填土穩定后再重新開挖。

1.6錨桿施工工藝流程和施工措施

1)工藝流程。工程地質條件的特點是:地下水位高,土體含

水量高,若采用螺旋鉆機成孔工藝,鉆孔內土體不易返出,同時孔壁土體受到擾動較大,很容易在孔壁和注漿體之間形成軟弱夾層,大幅降低錨桿的承載能力,因此對該工程的錨桿施工采用跟管鉆機成孔,并進行二次壓力注漿工藝,有效保證錨桿的施工質量。

2)施工措施。錨桿桿體制作時應比設計長出1.0m-1.5m,以滿足鎖定需要。定位骨架間距1.5m-2.0m,鋼絞線用鐵絲均勻捆于骨架周圍,二次注漿管固定于定位骨架中心。在錨桿自由段,鋼絞線上滿涂黃油,以塑料套管包裹,保證鋼絞線與水泥漿體無粘結。將制作好的桿體及二次注漿管緩慢放入錨桿孔內。鉆進過程中,采用水泥漿液護壁,鉆進至設計孔深后,停鉆并通過中空鉆桿向孔內注入水泥漿液清孔,水泥采用P.SA32.5,水灰比0.5-0.6,注漿應慢速連續,直至鉆孔內的水及雜質被完全置換出孔口,孔口流出水泥濃漿為止。清孔完成后,緩緩將鉆桿提出。然后將鋼絞線放入孔內。一次注漿完成6h后進行二次高壓注漿,注漿壓力保持在1.0MPa-2.0MPa。當錨桿腰梁安裝完畢和錨固體強度達15MPa后,為縮短養護時間,可在水泥漿液中摻加早強劑,對錨桿進行張拉、鎖定。錨桿張拉采用穿心千斤頂,張拉設備在錨桿張拉前須經計量部門進行標定。

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我市水務信息平臺始建于2004年，是在基本完成防汛抗旱指揮系統基礎上，抓住我市被列為全國城市水資源實時監控與管理系統建設試點市的機遇，以需求為導向、以應用為目的，高標準、高起點、大范圍地實施了這一項目。共計完成投資1400萬元，現已基本建成并應用。從開展信息化建設工作至今，我市提出的以“數字水務、智能丹江”為總體目標的城市水資源實時監控與管理系統已初步形成，正在逐步完善當中。項目構建了“三網”、“一中心”、“三平臺”(三網：水務外網、水務內網、水務監測網；一中心：水務實時監測與管理數據中心；三平臺：實時監測與自動化控制平臺、水務管理平臺、決策支持平臺)，以牡丹江城區為核心區，并逐步向所屬縣(市)擴展，核心區內所有涉水信息幾乎全在監控之中。信息平臺的主要功能是：可對我市三大水系13個斷面的水量和水位進行實時監測；對牡丹江城區21個取用水12和排水閘等水工程進行視頻監控；對城市供水水源水質、污水處理廠進出水量和水質進行實時監測；對市區江、河、湖、庫及城市入河排污口的相關數據和水質進行賣時監測；對市區及上游寧安、海林等115個取用水大戶取用水情況進行實時監控，城區取用水量在線監控率達到了98％以上；對城區18處地下觀測井地下水位變化情況進行實時監測；對重點水庫水位、流量。防山洪重點村屯降水量進行實時監測。現在，我們可在第一時間掌握所有系統的實時數據、運行狀態。在征費管理上，改變了以往由征費員逐戶抄表計費的模式，有效杜絕了征費員抄表計費過程中的隨意性，更增強了用水戶節約用水意識。水資源管理由“靜態滯后”到“動態實時”，從傳統轉向現代邁出了堅實一步。

二、加強合作、優勢互補，實現涉水行業信息資源整合與共享

根據我市水資源管理現狀，我局與水文、氣象、環保等有關部門協調，實現資源整合與共享。一是整合了自動雨量測報系統。將全市175個翻斗式自動雨量計進行數據整合，達到了雨量無人值守有人看護的觀測方式，實現雨量信息的自動采集及傳遞。二是建設了水源監測系統。全市三大水系共布設監測斷面13處；投資80余萬元，建設了河道管理處水環境監測分中心，設立了15個視頻監測點，對11個提水單位取水口及四個排水閘進行視頻實時監控。三是建設了水量監測系統。投資200多萬元在市區范圍內對11個地表水用水大戶、151眼地下取水井安裝了自動水量監測系統，布設了18處地下水位監測井，做到了實時監測用水戶的取用水情況，實現水位遙測自記，并能實時將監測到的數據傳輸到數據中心。四是實現了水質實時監測。投資50多萬元購買了7臺自動水質監測儀，對城市供水水源地水質進行實時監測；對污水處理廠的進出廠水量及進出廠水質數據進行了整合；定期將市區江、河、湖、庫及城市入河排污口的相關數據導入到數據庫。

篇5

【關鍵詞】混凝土；渠道工程；凍脹；必要性；原因；現象；維修措施

混凝土渠道工程中對渠道做好凍脹防治工作有利于渠道工程的正常使用，有利于避免水資源的浪費，達到理想的使用效果。混凝土是現代化工程項目施工中最常見的一種施工材料，其具有強度高、穩定性好、質量好等優點。但是混凝土在施工過程中容易受到外界環境因素的限制，導致其出現裂縫、凍脹等質量問題，極不利于整個工程的施工質量。基于此，以下就混凝土渠道凍脹的原因及其維修措施進行探討分析。

一、混凝土渠道工程防治凍脹的必要性

混凝土是現代化工程項目建設與施工中的主要施工材料之一，其具有明顯的優越性，但是也不可忽視其缺點，一旦受到外界各種因素的影響，極有可能導致混凝土出現質量問題。在渠道工程施工過程中，混凝土工程的主要功能是為了避免其出現滲水等情況，但是由于該項工程是在冬季施工，外界溫度因素對于混凝土的性能造成了嚴重的影響，這就導致其發生凍脹現象，防水性能也得不到保證。這就需要在實際工作中對其進行全面分析與處理，以提高渠道工程的整體性能與防水能力。

二、混凝土渠道工程出現凍脹的原因

在處理凍脹現象之前，首先應當對其產生的原因進行全面分析。 造成渠道工程出現凍脹現象的原因主要是由于土體結構中的水分結成冰，此時體積因擴張而導致土壤的顆粒發生位移，此時在受到周邊建筑物的影響，導致其產生較大的凍脹力，導致整個建筑物出現變形。尤其是在寒冷的冬季，地下水同樣會收到外界溫度的影響，導致其凍脹現象越來越嚴重。由此可以看出，造成渠道工程出現凍脹現象主要受到地基土的含水量、地下水的基本特征以及土壤特性等多種因素的影響。

1、設計上的缺陷。渠底是最易受凍脹破壞的部位。有些小斷面渠道，渠底現澆混凝土板未設計縱縫，因底板兩側受邊坡擠壓，中部受到拱力作用，無法釋放，稍有凍脹或滑坡，底板中部就成為數力集中作用點，可輕易折斷，在渠底形成一條長長的裂縫。渠底未設縱縫的混凝土現澆渠道普遍發生這種破壞，破壞情況往往較嚴重。

2、細砂墊層含粉土量偏高的情況。為了有效防止凍脹破壞，可以進行設墊層替換凍脹土的操作，風積砂具有高系數的導溫系數，透水性比較強，屬于弱凍脹土。因為管區內風積砂的分布較多，所以防滲渠道都要采用風積砂做墊層，其粉土的含量設計不能超過5%，由于部分風積砂源含粉土量偏高，有的高達17%，其本身已經屬于凍脹土，用于渠道的墊層，無法起到防凍漲的作用等。

3、渠基上抬高度不足。老渠改建和老渠一側新建的渠道，受地形限制，往往不能上抬足夠高度。渠道因處常年灌溉區內，沿線地下水位較高，渠基土層水分補給充分，致使基礎含水量較高。凍結過程中，地下水受溫差產生的滲透力作用，沿毛細管源源不斷地上升積聚，不斷加大基土凍脹量，對渠道防滲面板產生較大的凍脹作用。實際表明，這些渠段的凍脹破壞比較普遍，也較為嚴重。

4、防滲塑膜接縫不嚴或損壞的應對措施。防滲塑膜的連結多采用搭接法以及扣接法，只有極小數的情況采用了焊接法，由于施工質量的不同，施工中造成的部分破損也不能修補，存在集中滲漏通道。由于板間的接縫的不可靠，并且容易受到損失的特點，對于預制板襯砌渠道，板間開縫開裂、分離的現象比較普遍，去水容易侵入到達其防滲塑料層，再經過塑膜連接處于破損處滲入渠堤，自內補給水分，增加基層的含水量。對此，入冬前的冬灌對于渠道的凍害防治是沒有好處的，在春季，溫度回升的時候，基土的水分經滲入通道反向外溢，容易引起墊層與邊坡的變形，影響渠道的運行安全。

三、混凝土渠道凍脹的現象

在渠道工程施工中混凝土出現凍脹現象的表現形式主要包括以下幾個方面：

1、混凝土板發生隆起現象。在混凝土工程施工過程中，不僅受到溫度因素的影響，還會因為地下水位過高而導致混凝土板出現隆起現象。在渠道工程施工過程中，若發現地下水位過高，那么其凍脹現象也就較為嚴重，而在渠道頂部的凍脹程度也就相對比較低，最終導致混凝土板出現隆起現象。一般來說，混凝土板出現隆起的高度在1～4cm之間，等到春季之后，這種隆起現象會有一定的好轉，但并不能夠恢復到原來情況。并且當渠道出現隆起之后，地基土中含有大量的水分，當開春之后，地基土中的水分會隨著外界環境因素的影響而不斷溢出，這就導致渠道的細砂墊層出現位移等現象，且加大了混凝土板的荷載。再次到寒冷的冬季，該處必然還會出現凍脹現象，最終出現滑坡，影響到整個工程的質量。

2、現澆混凝土底板出現破裂現象。在寒冷的冬季，溫度較低，若施工人員對于渠道并沒有設置縱向分縫，那么極有可能因為溫度過低而導致混凝土底板出現裂縫現象。一般來說，裂縫大多分布在渠道底部的中心線位置，其寬度約為0.1～1cm左右，長度較長，不具有規律可循，甚至還有一些裂縫貫通整條渠道，這對于渠道的正常使用產生嚴重的影響。

3、預制混凝土板出現鼓脹、滑塌現象。所謂預制混凝土板出現鼓脹現象主要是由于預制板中幾塊出現鼓起現象，這種鼓脹的高度一般不超過2～6cm，當出現這一現象之后，技術人員必須要及時對其進行處理，否則就會出現滑塌現象，致使整個預制混凝土板失去平衡，最終影響到整個工程的質量。

四、混凝土渠道凍脹的維修措施

1、及時維修。凍脹隆起的土體，體積較原先增大，且含冰夾層和冰晶體，凍脹現象往往一年比一年嚴重。不及時治理，將導致渠道更為嚴重的破壞。維修應遵循“重傷不拖延，輕傷不放過，合理安排，逐步解決”的原則，具體辦法主要有：a.置換凍脹部位的不合格墊層，基土含水量較高、凍脹部位較為嚴重的部位，可加厚至凍層厚度；b.修補損壞的板間分縫和防滲塑膜；c.對變形嚴重的渠堤挖開重新填筑，提高土體密實度；d.鑿開現澆混凝土底板中心裂縫，使縫寬達到2厘米，用適應變形較好的聚乙烯塑料膠泥灌縫。

2、修建截、排水系統。在地下水位較高的地段，尤其是挖方渠段，可采取在渠旁修建截水、排水溝的辦法切斷基土水的外補給來源。截水、排水溝可做成明溝或暗溝，從地形和占地方面考慮，暗溝較為合適。

3、改善渠道運行方式，加強田間灌溉管理。利用原有土渠進行冬灌，盡量減少基土水分的內補給量。同時，應加強田間灌溉水的調度管理，勿使超灌，控制入冬前灌區地下水位的上升。

結束語

在混凝土施工的過程中，混凝土結構時常會出現凍脹破壞的現象，這樣結構混凝土施工的質量和效率有著一定的影響。尤其是在渠道工程施工的過程中，這樣的現象十分的嚴重，因此必須采用相應的防治措施，對渠道凍脹破壞進行有效的控制，從而保障其正常運行。

參考文獻：

[1]朱永峰等.淺析渠道襯砌混凝土板的凍害及防治[J].科技致富向導，2009（04）

[2]楊偉峰等.東雷抽黃渠道凍脹滲漏的原因及對策[J].現代農業科技，2012（06）.

篇6

坎兒井是維吾爾語“Karez”的音譯。根據歷史資料，新疆吐魯番坎兒井出現在唐代，至今已有2000多年的歷史［12］。吐魯番坎兒井是新疆特有的文化景觀，是新疆勤勞智慧的各族勞動人民，根據本地自然條件、水文地質特點創造出來的一種結構巧妙的特殊的地下水利工程設施，是在第四紀地層中自流引取地下水進行灌溉的水利工程設施，人們形象地喻之為“地下長城”。坎兒井在新疆主要分布在吐魯番、哈密等地區，還曾在木壘、烏魯木齊、奇臺、庫車、和田、阿圖什等地區有過不同程度的分布，尤以吐魯番地區最多［13］，總長度超過5000km，它是與萬里長城和京杭大運河齊名的中國古代三大工程之一。坎兒井集中分布在吐魯番盆地的原因是和當地的自然地理條件不可分割的。吐魯番是一個典型的環繞型盆地，其北面的博格達山的主峰海拔高達5445m，而盆地中的艾丁湖面海拔154m，該盆地的地形高差懸殊［14］。盆地山前傾斜平原地下水補給充沛，含水層透水性強、地形坡度為1/30～1/50，地面坡度自北向南逐漸變緩，恰好能使坎兒井水通暢流過［11］。吐魯番是我國氣候極端干旱、水資源十分短缺的地區之一，年降水量只有16mm，而年蒸發量可達到3000mm，夏季酷熱少雨，可稱之為是中國的“干極”［15，16］。但坎兒井水由地下暗渠輸送，蒸發量較少，流量穩定，可以常年自流灌溉。聰明智慧的各族人民利用當地自身的這種地理位置優勢，發明了地下河道———坎兒井。許多坎兒井至今為當地的農業生產和人民生活發揮著重要的作用。據吐魯番地區第三次全國文物普查，吐魯番盆地共有坎兒井1108條，但有水坎兒井的數量已從1957年的1237條下降到2009年的200余條。

2坎兒井工程結構

吐魯番坎兒井是利用北高南低的地勢，不需動力而將出山口或山前沖洪積扇區域水源地的地下水自流引出地表的一項古老人工水利工程設施。坎兒井由豎井、暗渠、明渠、澇壩四部分組成，參見圖1。豎井的功能是在開挖暗渠時，通風出土、定位以及供施工與維修人員上下起作用。豎井分布疏密不等，上游比下游間距長，一般上游段間距約60～100m，中游段間距約30～60m，下游段間距約為10～30m。豎井的深度，一般越是靠近水源地，豎井越深，從上游至下游由深變淺，上游深度約40～70m，中游深度約20～40m，下游段深度約3～15m。其斷面，一般長1～1.2m，寬0.8～1m［17］。暗渠是坎兒井的主要組成部分，根據功能的不同分為集水段和輸水段。集水段的功能是當其周圍的潛水位高出暗渠時，截取和匯集地下水，具備集水功能;輸水段是暗渠輸水通道，把集水段匯集的地下水引出地面。暗渠高度一般為1.7m左右，寬度為1.2m左右，長度一般為3～5km，最短也有數百米，最長的超過10km［18］。明渠是暗渠出水口至農田之間的水渠。明渠的功能是把從暗渠出來的地下水引入儲水澇壩。澇壩是綠洲的心臟，又稱蓄水池，其主要功能是調配坎兒井水，使坎兒井水得到充分利用。

3坎兒井工程勘探測量技術探討

在坎兒井工程勘探測量技術研究當中，幾何學和測量學是非常重要的。特別是長距離坎兒井的勘探和施工中，如果高差測量不準，母井、地下水位與出水口的位置就很難確定，同時豎井的深度也會出現誤差，最終暗渠的貫通也會偏離，影響井下通水。所以，坎兒井的勘探工程技術中最重要的環節就是坎兒井工程勘探測量方法的確定。而坎兒井工程勘探測量主要包括測量母井位置和豎井深度。3.1母井位置的測量確定方法坎兒井工程勘探施工中，坎兒井位置的選定是很重要的。選擇位置，首先要考慮在什么地方能挖出水來，其次要考慮坎兒井下游有沒有可墾荒地。坎兒井的水源由當地坎匠們選定。這些坎匠們具有非常豐富的經驗。他們所選的坎兒井源頭一般出水量較大、水流通暢、源流時間較長。通常他們根據土壤的顏色、濕度、附近鵝卵石的形狀、地形、植被的種類和覆蓋情況來判斷地下水源的豐富程度。水源選定以后，考慮坎兒井出水口有沒有可墾荒地，土質是否適宜農作物生長等。最后根據水源與可墾荒地的地理位置，選擇合理的地方，確定第一個豎井的位置即母井位置。接著從母井位置A點向下挖掘直到地下水位C點為止并量取母井水深h1，然后測量出母井位置A點與出水口B點之間的高差h2并與母井水深h1進行比較(參見圖2)。圖2母井位置的確定方法示意圖水是液體，具有一定的流動性，在重力作用下從高處往低處流，所以從理論上看:如果h2＞h1，表明地下水位高于出水口，若母井的位置基本確定為A點，則出水口B點能提供用水。如果h2＜h1，表明地下水位置低于出水口，B點不能提供用水。這時坎匠繼續向上游移動尋找新的水源，反復多次調整母井的位置，使其滿足條件h2＞h1為止。3.2豎井深度的測量確定方法圖3是豎井深度確定方法示意圖，為了保證坎兒井水流暢通，豎井深度要從上游至下游由深變淺。要知道各豎井的深度，坎匠根據確定的母井位置和母井深度，從母井位置開始向出水口方向進行豎井深度的測量工作。4.2.1第一口豎井深度確定方法母井深度確定以后，根據幾何學矩形原理可以得出式(1)、式(2)(參考圖3):h=h1+a(1)h1=h－a(2)式中，h是母井深度，a是母井與第一口豎井之間的地面高差，h1是第一口豎井的深度。3.2.2第二口豎井深度確定方法第一口豎井的挖深確定了以后，根據幾何學矩形原理可以得出式(3)、式(4)(參考圖3);h1=h2+b(3)h2=h1－b(4)式中，h1是第一口豎井的深度，b是第一口豎井與第二口豎井之間的地面高差，h2是第二口豎井的深度。3.2.3第三口豎井深度確定方法第二口豎井的挖深確定了以后，用同樣的幾何學矩形原理可以得出式(5)、式(6)(參考圖3);h2=h3+c(5)h3=h2－c(6)式中，h2是第二口井的深度，c是第二口豎井與第三口豎井之間的地面高差，h3是第三口豎井的深度。余下的豎井深度的測量按以上方法以此類推。總之，無論是母井位置的確定方法還是豎井深度的確定方法都離不開高差測量。一條坎兒井的總長度一般在3～15多公里左右，豎井之間的距離也大概幾十米左右，那么在古代沒有現代測量儀器和測量工具的情況下，是用什么樣的測量方法和測量工具完成3～15km之間的高差測量?下面本文將著重探討古代坎兒井的高差測量原理和方法。

4古代坎兒井高差測量原理和測量方法

4.1高差測量原理及測量工具通過實地調查和訪談我們獲取了一些涉及到坎兒井工程勘探測量中的高差測量方法、測量工具、測量術語等方面的資料。當時測量坎兒井母井與出水口之間的高差時，選用的方法是用容器盛水，利用水在靜止時的水平面進行高差測量(如圖4所示)。基本原理和現代水準測量原理相同，即利用水面提供的一條水平視線，并借助一定長度的木桿，來測定地面兩點間的高差。首先將盛滿水的容器(敞口盆)安置于兩點之間，在容器內放置可以漂浮的玉米秸稈芯，玉米秸稈芯的長約10cm、寬2cm、厚1cm，在中間下部釘一個鐵釘可起到在水面固定玉米秸稈芯的作用。測量時在前后測點分別放置兩根木桿，木桿約長3～4m，通過水面提供的水平視線，在木桿水平線高度所對應的位置上做標記，畫黑線或者系紅色帶子，測出兩木桿標記處的高度，取差值，即是兩點的高差。高差=后視讀數—前視讀數4.2古代坎兒井高差測量方法因為坎兒井母井與出水口之間的距離較遠或高差過大，不能安置一次儀器即可測得母井與出水口之間的高差，這時需要在直線方向上將兩點(母井口、出水口)之間分成若干段，根據古代高差測量原理逐漸連續多次安置儀器，依次測得各段高差，而后將各段高差相加得出母井與出水口之間的高差。如圖5所示，在地面上按一定要求選定一系列的地面點以相鄰次序由出水口向母井方向進行測量。假設出水口位置為1，母井位置為n，我們要在母井和出水口之間逐次增加2、3、4、……n－1個輔助點，在輔助點間安置儀器，每安置一次儀器，測讀前視、后視讀數，測讀后得到各段高差。現以三個輔助點為例，母井位置為5。

5結論

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1．1地理概況

加利福尼亞州（簡稱加州）地處美國西海岸，南北方向呈狹長型地帶．作為美國經濟規模和人口均最大的州，加州現有3300萬人，主要集中在南加州海岸平原和中部圣佛朗西斯科灣地區．

加州西部海岸是較低的山部地區，東部是南北方向綿延643．6km（400英里）的西拉內華達高大山脈，它屏障了太平洋水汽東送的通道。夾于西部海岸山脈和東部西拉內華達山脈間的中央峽谷，長約724．05km（450英里），其久負盛名的農業也主要集中在這一峽谷內．兩條主要河流薩克拉門托河與圣喬昆河分別從北部和南部匯流到圣佛朗西斯科灣．

總體來講，加州是一個半干旱地區，降水時空分布不均，降雨集中在11月初至來年4月末．其西北部地區水量較多，全州有1／3的徑流是來自這一人煙稀少的地區，而這一水源地必須修建水利工程其豐富的水資源才能被中部和南部利用，否則水將流入大海．

1．2歷史發展及產業結構

加州的產業結構從最初采礦業最發達的階段，相繼經歷了農業、航空航天業、電影業、電子工業等產業占主導地位的不同發展階段，其中，農業至今仍是加州很重要的一個產業，1995年農業用水量占總用水量的43％，預計到2020年農業用水仍占39％，它對加州水資源的開發和管理有很大的影響．

如今，由于加州人口和經濟規模的快速增長，由此帶來的水資源緊張、能源短缺問題也日益嚴重．這一現象引起了加州政府的焦慮和擔心，但目前還沒有找到較好的控制辦法．

1．3主要水利工程

經過100多年的發展，加州水利工程已經發展得十分發達．全州現共有水壩和水庫1200多座，及多條引水渠．這些引水渠大都是從水庫引水，甚至有多個調節水庫，也有少數幾個是直接從河道引水，加州大部分用水就依賴于這些水利設施．州水利工程（StateWaterProject，SWP）和中央峽谷工程（CentralValleyProject，CVP）是兩個最主要的工程．

州水利工程在加州是一個十分重要的水利工程，大約有2000萬人口的用水量的一半來自于它，占總人口的2／3左右．州水利工程歸州所有，由加州水資源局管理，50年代開始規劃，60年代開始建設，由奧羅衛理（Oroville）大壩和水庫、中央峽谷蓄水工程和通往南加州的643．6km（400英里）長的輸水干渠、電站、泵站以及八九十年代新增的約321．8km（200多英里）長的附屬輸水渠道等幾部分組成．其主要功能是將加州北部多余的水調往缺水的中部和南部地區，水量的70％供給城市，30％供給農業．

州水利工程不僅在加州，甚至在全美國都是很特殊的．它完全是自籌經費，歸州所有并由州立機構管理運行．工程提供統一的服務，與29個北部、中部和南部地區的公共機構之間有統一的水價協議，水價根據實際的工程建造成本和運行成本得出，州并不提供財政補貼，農村和城市用水價格相同．

中央峽谷工程作為全美的一個大型水利工程，它從加州北部卡斯凱德（Cascade）山脈一直延伸到南部科恩（Kern）河，干流長約643．6km（400英里），包括20座水庫和大壩[其中有加州最大的水庫：薩克拉門托河流上的沙斯塔（Shasta）水庫]和11個水力發電廠．其主要功能是防洪、供水，同時兼顧航運、旅游、發電、生態效益．據估計，該工程產生的效益已是當初投資的100倍．20世紀30年代，州政府就提出要興建這一大規模工程，但由于經濟蕭條，自已沒有能力修建，最終由墾務局建設完成，而工程產權歸聯邦政府和加州政府共同所有．

中央峽谷工程和州水利工程均從薩克拉門托河及三角洲地區引水，而且兩者有一段約160．9km長的共用引水渠和水庫、大壩（圣路易斯子系統），它們之間按照“工程運行協調條款”、“海灣、三角洲規劃”以及其他協議有條不紊運行，至今已有40余年歷史．

2加州水利工程建設及其產權特征

加州水資源開發的一大特征是水利工程的所有權的多樣化，工程歸很多機構所有．這些機構大多數是公共性的機構，包括很小的區域性機構和兩大聯邦機構，少數幾個中等規模的水利工程歸某些公司所有，而大多數水力發電廠則歸投資者所有．

100多年前，州通過了立法以允許農民自己組織起來建立灌區并共同建造水利工程，現在的很多灌區就是當時建立的，加州最初的幾個有一定規模的水庫和輸水渠也由灌區建造．

在灌區進行水資源開發的同時，城市在水資源開發過程中也起了十分重要的作用．洛杉磯和圣佛朗西斯科這兩個最大的城市就曾參與了早期的水資源開發．

圣佛朗西斯科的用水起先由歸投資者所有的供水工程提供．但100年前，圣城就已認識到必須加大水利投資擴大工程規模才能滿足日益增長的用水需要，因此，它買斷了一些已有工程的所有權，然后建造引水擴建工程，并打通了通往西拉內華達山脈的輸水道路．圣城利用這些建造的工程向圣佛朗西斯科灣南部地區的小城市供應水，當然，這是要收費的．如今，圣城向20多個其他城市出售水．

洛杉磯的做法與圣城相類似，它也買斷了當地的水利設施并建造更大規模的歐文斯峽谷輸水工程．但與圣城不同的是，洛城并不是將其引入的水賣給別的城市，而是將別的城市組織起來，共同將科羅拉多河水調入南加州城市，這樣就產生了區域性機構．

加州城市用水占全州總用水量的15％左右，其中大部分依賴于引水渠調水，很小一部分是來自本地．由于很多大城市都是建在海岸邊，先天淡水不足，所以線路最長。最昂貴的輸水渠主要都是為了滿足城市用水需要．一般來講，城市供水工程均沒有州和聯邦的資金投入，修建工程的當地機構必須支付工程的全部成本．

在加州，農業灌溉用水占到總用水量的40％左右，盡管有少數農場依賴自備井和當地河道，但是大部分的農場是位于灌區內，使用灌區引水渠．加州很多大型水利工程都由灌區自己建造，也沒有州和聯邦的資金投入．

應當指出，多年來聯邦政府在加州水利方面的投資還是占主要地位的．20世紀初建立墾務局主要就是為了建設17個美國西部地區的灌溉工程，促進西部地區的經濟發展，100多年來加州深受其益．中央峽谷工程就是墾務局在加州境內建設的最大的一個水利工程．

3水資源統一管理

加州早期的工程大都由當地灌區、城市機構或者聯邦墾務局興建，眾多的引水渠構成了十分復雜的水網．早期，這些水網間缺乏合作．近年來，由于逐漸強調效率和協作，通過修建新的溝通渠道以溝通這些管道和水渠或者相互簽定水交換書面協議，不同機構所有的水渠相互聯成了一個很大的水系統．

3．1南加州都市水行政區和圣佛朗西斯科東部水行政區

早在洛杉磯修建歐文斯峽谷輸水工程時，南部加州就已預料到需水量肯定會繼續增加，必須從區域外調水．因此，洛城于1928年開始，組織了其余15個城市要求立法許可他們成立全新的水行政區，這就是南加州都市水行政區．南加州都市水行政區的初衷是要修建引水渠從正在修建胡佛大壩的科羅拉多河中調水．行政區也建立了骨干分水系統用以將水批發出售給各城市．70多年以后的今天，南加州都市水行政區不僅從科羅拉多河調水，而且還從州水利工程調水，供給南加州135個城市，擔負超過加州半數人口的供水任務．

南加州都市水行政區組織建立的同時，北部加州也開始建立類似的行政區．圣佛朗西斯科灣東岸地區組建了圣佛朗西斯科東部水行政區．建立至佛朗西斯科東部水行政區主要是為修建引水渠從西拉內華達山脈西坡引水，該工程于20世紀30年代完工．與南部加州不同的是，它發展了水零售系統，而且也提供該地區所有的水利服務，比如地區的污水處理等．雖然其規模只有南加州都市水行政區15％，但是其提供的服務范圍更廣．

這兩個水行政區在加州水資源的開發和管理過程中，尤其是在解決地區性水資源問題中，發揮了很重要的作用．

3．2水利工程統一調度

由于中央峽谷工程和州水利工程都是很復雜的水系統，有眾多的水庫、電站和水渠，因此管理這一復雜的系統是很難的．目前，工程的運行由運行管理辦公室負責，其下屬機構包括：運行規劃處，運行中心和運行支持處3個部分．電力調度、配水計劃等均由該辦公室負責實施．目前，這些水庫的調度和各級輸水渠道的配水控制，以及污水的收集、處理與利用，都是在控制中心的控制室完成的，信息化程度較高．

3．3地表水和地下水

在一般年份，加州地下水占據了總用水量的一半之多，以前，地下水資源并沒有被看成是加州水系統中的一部分，但這種不利的狀況正在逐漸改變．地下水流域的各機構之間正在加強合作，以協商共同長期有效利用地下水資源儲備．比如，從某州水利工程引水的城市機構在豐水年可以將剩余的水回灌到某地下水流域，在枯水年份，當其需要用水時可以取回部分水作為以前回灌的補償．

與其他西部州不同的是，加州政府并沒有對地下水的開采進行管制，除非是在過渡開采導致長期的水質惡化發生時才加以限制．目前，加州許多地下水流域并沒有開采和回灌的規劃和限制，主要是因為這些地區的地下水開采量有限，而城市和高產值農業地區則不然，這些地區的地下水利用要受到當地管理部門的限制，以確保地下水長期保持平衡．

3．4農業灌溉節水現狀

1992年頒布的水政策中，明確將節約用水定為當時水資源管理中的首要工作內容，規定城市用水、農業用水和環境用水均必須高效，用水大戶農業必須繼續發展滴灌、微噴灌、以及激光水準管道布線、整平等節水手段．由于受到相當可觀的節水效益的激勵，效率更高的節水器具被不斷地開發出來．

現在加州的許多農場和果園都采用了計算機控制的自動化灌溉管理系統，尤其是菜園和果園微噴及噴灌系統的控制自動化程度較高．從土壤水分的測定，灌溉決策及其指令的發出，到停止灌溉時的關機停泵，直至下一次灌溉指令的發出，都用計算機和自動監測、傳輸、分析等系統完成．

4水權和水市場

最初隨著金礦業的發展，金礦的增多使得金礦主之間為爭奪同一河流上的水權而引發了許多爭端，為解決這些水權爭端，政府必須制定相應的法律．隨后農業灌溉需水的增長使人們對水的爭奪變得更加激烈，農業用水要較金礦業用水多得多，灌溉面積的增加使得人們不得不去興建新的蓄水引水工程．海岸地區工農業經濟的發展和人口繼續增長，當地較容易利用的水資源很快就被用光，這就迫切需要從州內水多的北部和東部地區向缺水的南部和西部調水．

在加州，只要涉及到用水，不管是政府、企業還是個人，首要條件是自己必須擁有水權或者是與水權擁有者之間有交易契約（買賣關系），而且用水必須合理有效，不能浪費．上述情況均涉及到水權的分配或交換問題．

在美國，各州的水權在不與聯邦法律沖突的前提下歸各州解釋，加州也有自己的一套水法．加州水法規定：水歸人民集體所有，個人和實體只有水的使用權．加州的水權可以分為地下水權和地表水權兩種．其中，地下水權的規定相對要簡單一些，地表水權則相當完備而且很復雜．加州的地表水權也是較特殊的，它包括河岸水權和占有權兩種形式，屬于混合式水權系統，而其他州的水權主要只有占有權一種．河岸水權沿用的是英國法律體系，是當初水資源緊缺問題不是十分突出的情況下出現的一種水權，占有權在水資源比較緊缺的現在和將來都則是主要的，加州水法對兩種地表水權進行了詳細的解釋和界定．

水權本質上是一種財產權，受與財產權相同的法律保護．水權可以買賣、交換，也可以按照法定程序撤消，水權以年引水量、引水速度、引水季節、引水方式、引水口位置、使用目的、使用地點等形式表現出來．水權可分為非消耗性水權（如發電用水）和消耗性水權兩種，水利工程則可以有這兩種水權中的一種或兩種同時擁有．

如何進行水權的量化也是一個很重要的問題，美國西部很多州規定，水權的數量與水權擁有者的直接用水量相同，而加州規定水權數量與其有益利用的水量相同，它包括合理的運輸過程中的損失．這樣可以避免造成過多的低效率用水，因為低效率的多用一方水就會多一分浪費，結果是損害了別的高效率的用水戶的權益．因此，這種界定既有利于水權擁有者節水，又保護了其他合法用水戶的權益．

為獲得水權，申請者必須提出書面申請，提供事實證明并接受他人的質詢和反對．申請過程由水資源管理委員會控制，包括接受申請、舉行聽證、頒布決議等一系列程序，類似于司法判決．當然，這是一個充滿矛盾和爭論的過程，有些甚至要上訴到聯邦最高法院．但判決生效后，各有關用戶必須遵循判決執行，這往往需要專門的管理員以監督其執行情況，該任務一般由水資源局承擔．

4．1水權交換

加州現在的水權交換大致有兩種形式，一種是大范圍的調水，另一種是用水戶個體或實體之間水權的直接交換．

跨區域（流域）調水．由于加州南部和西部地區缺水，從水多的東部和北部地區調水是必然的結果．大范圍的調水，實際上也是水權的交換．

調水初期遇到了一些困難，由于豐水地區的農民和灌區已經建立了自己的水利設施，很多情況下，當地農民對出售自己的水權并不感興趣，也不愿意城市的各種機構卷入到本地的水事務中．問題的解決只能通過復雜的協商程序甚至于訴諸于法律，盡管城市最終還是得到了自己所要的水，但由此便造成了農村和城市之間的矛盾，并且這種矛盾一直持續了很多年．

個體或實體間的水交換．這種水交換是更直接的水權交換．通過水交換，整個水系統可以實現水資源的合理配置，用戶沒用完的過剩水可以直接賣給需要用水而沒有水用的用戶，對于個體來說這也是理智的選擇．這樣可以減少水資源浪費，最大化水資源的利用效率．

對水交換過程中涉及到的水權和水權交換問題以及相應操作步驟，州水資源管理委員會制定了專門的指導建議．

4．2干旱“水銀行”

20世紀80年代末90年代初，加州經歷了持續4年的大旱，降雨僅有正常年份的28％，水庫蓄水只有其蓄水容量的32％，州水利工程和中央峽谷工程被迫急劇減少供水，州水利工程只能按正常供水量的10％的供應城市用水，其農業供水被迫停止．為緩解干旱造成的緊張壓力，1991年2月，“水銀行”這一應急措施被提了出來，這在美國是一個創造．水銀行主要負責購買自愿出售水的用戶的水，然后賣給急需用水的其他用戶．其成員可以是公司、共同用水組織或者是負責工農業和環境供水的公共機構，他們必須符合嚴格的條件才能成為水銀行的成員（比如用完了所有能被利用的水），用水戶必須保證不浪費水，也不能購買超出需要量的水．出乎預料的是，45d內水銀行競買到了10億m3水，其買入價是

10美分／m3，賣出價是14美分／m3，這些水大多數是來自休閑耕地用水和地下水．從全局來看，水銀行可以盡可能地減少干旱造成的全州經濟損失，更合理進行水資源的配置，據估計，水銀行帶來的經濟效益達3．5億美元．但水銀行也帶來了一些爭論，如環境用水如何保證、對農業負面影響以及對稅收和財政的影響．盡管如此，這一措施卻不失為合理有效配置水資源的一個探索性的方法．

值得一提的是，盡管加州的水權系統已發展得較完備，但是目前還沒有建立起水市場．90年代的10年間，加州政府試圖把水市場作為解決日益增長的城市用水需要的措施，提出了很多提案欲對水市場立法，以促進水市場的發育，但至今仍缺乏獲得立法通過的提案．提案的反對意見主要來自農業方面，由于農業用水占大多數，農民有自己的水權，但很多農民觀念上認為建立水市場是在逼迫他們出售水，水市場建立對小農場不利，因此不同意這些提案．所以，要想建立起水市場，必須根據公平的原則，照顧弱勢群體小農場的利益，給予適當補償．有人也建議，建立水市場最好讓賣方和買方直接談判，同時要建立起一定框架條款，根據這些條款，談判雙方必須考慮交易所涉及的第三方利益．

在水交易過程中，州政府應該發揮宏觀調控的功能．由于水交易表面上只涉及買賣雙方，但是，交易水要從賣方手中到達買方手中，一般來講這一過程必然要用到第三方的水利設施，這時水資源局的州水利工程骨干輸水渠就可以發揮作用了．

5水環境生態問題

加州最早受到環境保護主義影響的是北部海岸流域水資源開發，該地區是加州重要的水源地，州和聯邦政府最終還是通過了立法以保護該地區的野生動機自然風景．近年通過的“公眾信任原則”規定，如果水權影響到公眾信任和利益，比如魚類和野生生物因此受到危害，則可以重新考慮水權擁有者是否應繼續保持其權利，亦即可以撤消其權利．

目前加州水利政策方面的爭論主要圍繞的就是環境問題，不管是規劃中的新的水利工程還是已建成的水利工程，均受到了來自環境保護法的挑戰，哪怕是已經建成達一個世紀之久的供水工程也將必須調整供水量，以減少對環境的影響．可以說生態環境問題已經成了水資源管理遇到的最主要的問題，而且也是考慮一切問題的前提．

6結語

本文主要從水利工程的產權特征、水資源統一管理、水權水市場、水環境生態保護4個方面對加州水資源開發管理加以了介紹．可以看出，加州水資源開發和管理也正在經歷從傳統水利向更高階段轉變的過程，更加注重水資源的統一管理和合理配置，也更關注水利工程的環境影響．由于發達國家所經歷的某些階段或遇到的一些問題，我們也正或多或少地面臨著，通過了解其歷史發展過程及其開發、管理思路，我們可以少走一些彎路．現提出以下幾點供大家思考：

（1）我國正在或即將興建的幾個大型調水工程，是否可以調動地方的積極性，拓展多種投資渠道，減少國家投入，實行股份制，按投資的多少享有不同的股份，加快跨流域調水設施的建設；

（2）加強地下水和地表水的聯合調度，在更大的時空范圍均衡水資源的分布；

（3）建立獲取水權的合法途徑，并制定水權的定量化細則，規定水權擁有者的年引水量、引水速度、引水季節、引水方式、引水口位置、使用目的、使用地點；

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【關鍵詞】地下室底板；倒無梁樓蓋式底板；抗浮設計

1. 工程概況

廣州某商業廣場項目，框架結構，主體建筑4～6層，地面以下設一層擴大地下室，主要功能為汽車庫及設備用房。地下室裙房大部分柱網7.4m×8.0m。擴大裙房基礎采用400預應力管樁，少部分樁按抗拔樁設計（試樁確定單樁抗壓、抗拔承載力特征值1000KN、200KN）。根據工程地勘報告，地下室底板下標高處多為淤泥質土層，不宜將底板設計成梁板式結構，綜合考慮地下室面積較大，故該底板擬采用無梁樓蓋式平板結構，樁承臺兼做柱帽。

2. 地下室底板結構設計

2.1確定荷載。

本工程地下室底板底面相對標高-4.320m，室外地面相對標高為-0.120m。設底板厚度400mm，按設防水位-1.200m計，水浮力標準值為34.0KN/m2；底板自重加面層及其上使用荷載，標準值為24.5KN/ m2。故本工程底板處于向上向下兩向作用控制。

2.2底板厚度驗算。

底板的沖切承載力驗算：

因有樁承臺兼做柱帽，一般底板的沖切承載力由承臺的沖切控制。

根據《混凝土結構設計規范》中沖切驗算公式為：Fl≤0.7βh ftηumh0h （1）

本工程取最不利柱網位置（8.8mx9.0m）進行驗算，最大沖切荷載為1410KN，根據公式（1）計算得出沖切承載力3346KN，假設的400mm板厚可以滿足沖切要求。

2.3倒無梁樓蓋式底板的內力及配筋計算。

無梁樓蓋主要有兩種簡化計算模式：（1）經驗系數法；（2）等代框架法。本工程柱網較規則，符合經驗系數法計算條件，故采用經驗系數法進行計算，他的優點計算簡便，受力明確。具體計算是參考文[4]的方法，步驟如下：

2.3.1先求出各跨總彎矩MO：

M0=（（g+q）ly（lx-2c/3）2）/8

2.3.2按柱上板帶和跨中板帶彎矩分配值分配彎矩，分配系數見表1：

2.3.3按照以上方法，可逐軸算出柱上板帶各跨的跨中彎矩或支座彎矩，進而進行強度計算和裂縫驗算。考慮地下室底板的抗裂要求及簡化施工要求，一般有設置雙層雙向拉通鋼筋要求。本工程通過對計算結果研究后，采用了這樣的配筋方法：（1）頂面雙向通長配置D16@150，底面雙向通長配置D14@150；（2）邊跨處柱上板帶支座彎矩和跨中彎矩較大，需設置另加筋，間距150mm；（3）柱距較大處，彎矩較大，需設置另加筋，間距150mm；（4）豎向荷載較大處（如消防水池等），平時荷載起控制作用，支座及跨中需設置另加筋；（5）另加筋的設置長度不小于計算凈距的1/4。

3. 地下室底板抗浮設計

3.1浮托力確定。

本工程水浮力標準值為34.0KN/m2；地下室結構自重標準值為24.5KN/ 2，即凈水浮力為9.5KN/ 2。因此，本工程擴大地下室部分需進行抗浮設計。

3.2抗浮設計。

目前，地下室抗浮設計多采用設置抗拔樁，抗浮錨桿或增大地下室底板或頂板覆土厚度等方法以平衡地下水對整體結構的浮托力。結合本工程情況，不能增加自重來抗浮，且地勘報告顯示場地內淤泥厚度較大，巖層埋置深度較深，最終選擇采用設置抗拔管樁的抗浮辦法。

3.2.1單樁抗拔承載力特征值估算：

本工程擬采用PHC-400B-C80型預應力管樁做為抗拔樁。

3.2.2抗浮驗算：

單樁可承受抗拔樁的底板面積 A= Rta/F=200/9.5=21 m2，經復核，單樁對應的最大底板面積為14 m2，故滿足抗浮要求。

3.2.3現場單樁抗拔靜載試驗。

經現場試樁，同前文中的估算結果基本一致。

4. 結論

地下室底板的設計方法及抗浮設計方法相對都比較復雜，需要考慮的影響因素較多，合理的選取方案，不但可以實現建筑功能要求，還可以節約造價，方便施工，這就要求設計人員不斷積累經驗，總結提高。

參考文獻

[1]建筑地基基礎設計規范.GB50007-2011.

[2]建筑樁基技術規范.JGJ 94-2008.

[3]混凝土結構設計規范.GB50010-2010.

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關鍵詞：規劃勘察；架構；分析評價

1概述

在城鎮化發展的大背景下，面臨有限的城市用地和不斷增長的需求之間的矛盾、面臨規劃建設與工程地質環境問題之間的矛盾。各規劃階段工程地質環境的輔助決策直接或間接地影響后期設計、施工、運維的費用投入與環境安全，因此，服務于城鄉規劃建設，為實現城鄉規劃的經濟性、生態性、安全性提供地質技術支撐，建立城鄉規劃勘察信息管理與應用系統的需求凸顯重要。本文主要論述城鄉規劃勘察信息的存儲、查詢、統計和分析評價等。主要內容為GIS地圖的可視化管理和規范化管理、工程建設適宜性評價、建設場地穩定性評價、不良地質作用與地質災害分析評價等。

2技術路線

本系統基于微軟Windows操作系統、Orcale數據庫和ArcS⁃DE空間數據庫引擎，采用C/S（客戶端/服務器端）架構、Micro⁃softVisualC++6.0與集成開發環境和ArcGISEngine開發工具。采用C/S（客戶端/服務器端）架構，使服務器可以集中管理核心資源（公共信息資源和軟件資源），同時客戶機也具有充分的自主控制的能力（本地數據資源和輔助決策資源），并且客戶機需要專業地質功能，需要具有足夠的計算能力。因而采用客戶機模式，可以靈活地配置軟件部件，充分發揮客戶機和服務器的計算能力。采用Oracle數據庫和ArcSDE空間數據庫引擎，可充分利用已有的軟件和數據資源，并具有較高的成熟度和穩定性。系統客戶端采用ArcGISEngine，通過COM組件技術，構建定制的GIS應用。

3系統主要功能實現

3.1數據查詢

在規劃勘察數據專業化架構設計的基礎上，通過SQL語句和ADO數據庫訪問技術，對數據庫中存儲的規劃勘察數據，進行智能化查詢。系統支持根據不同目的來設置查詢條件，以此完成對現存工程數據的高效搜索功能，并且可對搜索結果進行，分析、瀏覽、導出、再查詢等處理。系統主要支持四種智能化查詢方式：屬性條件查詢、地圖查詢、坐標查詢、特征地物查詢。1)屬性條件查詢從專業查詢的角度出發，系統支持對三大類專業數據的查詢功能，分別是：規劃勘察工程數據的查詢；鉆孔資料的查詢；成果圖文檔資料的查詢。2)地圖查詢系統支持結合GIS地圖，從地圖上框選空間范圍進行工程查詢的功能。系統支持五種方式的地圖空間查詢：矩形選擇、多邊形選擇、圓選擇、線形緩沖選擇、點緩沖選擇。3)坐標查詢通過坐標查詢，可根據精確的空間地理坐標，進行精度更高的空間查詢。系統支持四種方式的坐標查詢：矩形范圍、多邊形范圍、圓形范圍、線形緩沖范圍。4)特征地物查詢系統可深度結合利用ArcGIS地圖，根據ArcGIS地圖中的特征地物(如主要道路、標志性建筑、標志性山體、標志性水體、小區名稱等)，進行相關的智能化查詢。在特征地物查詢中，系統支持智能模糊搜索功能。可根據特征地物名稱的個別文字，自動搜索ArcGIS地圖上的相關可能地物，并列出可能性較大的特征地物的精確名稱。

3.2數據統計

系統從三個角度提供了對工程數據和文檔資料的統計(勘察工程、勘察鉆孔、勘察圖文檔)。勘察工程提供了11種類別的工程統計，勘察鉆孔提供了14種類別的鉆孔統計，勘察圖文檔提供了9種類別的圖文檔統計。

3.3分析評價

根據規劃評價的實際專業應用需要，系統設計實現了工程建設適宜性評價；剖面圖、柱狀圖、樁端承載力等值線、地下水埋深等值線等多種圖形化的技術指標分析應用。

3.3.1工程建設適宜性評價

系統依托《城鄉規劃工程地質勘察規范》(CJJ57-2012)進行工程建設適宜性定性分析和工程建設適宜性定量評價。1)定性分析評價根據規范要求，交互錄入相關的定性評價因子。系統在后臺將選擇結果，進行計算機量化轉換處理。根據規范要求“從不適宜開始，向適宜性差、較適宜、適宜推定，以最先滿足的為準。”，進行定性分析判斷，得到分析結論。最后，可自動生成報告。2)定量分析評價根據規范要求，交互錄入定量分析相關因子與參數。交互錄入定量參數指標時，系統會根據規范要求，自動實時進行數據合法性檢查，確認數據合法之后，進行下一步的計算分析。最后，自動生成報告。

3.3.2技術指標圖形化分析應用

1)剖面圖剖面圖展現一定范圍場區內的工程地質信息:地層分布情況、地層分布趨勢以及水位、風化分布等相關的工程地質參數。2)等值線圖樁端持力層和地下水埋深分析是十分重要的專業應用。本系統以等值線圖形化的方式，形象直觀的將對應的專業數據指標的分布情況展示出來，便于分析和進一步應用。系統后臺提供包含克里金插值算法、距離反比加權插值算法、徑向基函數插值算法、樣條曲面函數插值算法、矩形網格插值算法、不規則三角網TIN插值算法等多種插值算法的算法庫。系統可根據離散的鉆孔數據，按照歸納總結的專業規則，自動分析對比和選用最合理的插值算法，從而生成合理的等值線。為了使等值線的顯示效果更加直觀形象，系統設計實現了漸變插值效果的云圖算法，使得圖形化效果更加直觀。

4結束語

城鄉規劃勘察數據管理與應用系統的建成，從地質環境安全的角度，對城鄉總體規劃、詳細規劃及專項規劃起到了重要的輔助決策作用。根據中華人民共和國城鄉規劃法、城市規劃編制辦法等法律法規及相應技術規范要求，系統在今后升級中重點增加三維分析、淺層地溫能數據管理與分析評價、不良地質作用和地質災害數據管理與分析評價等功能模塊。為城鄉規劃安全提供地質技術保障。

參考文獻：

[1]李洪文,夏薇,金曉媚.鎮江市建設用地適宜性評價[J].現代學術研究雜志,2012(4):83-86.

[2]金江軍,潘懋,賴志斌,等.城市地質信息系統及其應用[J].信息技術,2006(4):15-18.

[3]吳沖龍,牛瑞卿,劉剛,等．城市地質信息系統建設的目標與解決方案[J].地質科技情報，2003,22(3):67-72.

[4]彭衛平．城市工程地質信息系統研制模式探討[J].城市勘測，1999(4):45-48.

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【關鍵詞】滲瀝液收集系統 導流層收集溝 多孔收集管集水池 提升泵調節池------

1 、概述

萊蕪市銅山生活垃圾填埋場位于萊蕪市萊城區苗山鎮銅山村南，屬于典型的山谷型填埋場，總占地面積175畝，設計總庫容156萬m³，平均日填埋處理規模為400噸/日，設計服務年限15年。

該項目于2003年月12月30日，經山東省發展計劃委員會批復立項后， 2005年7月8日山東省環保局環評批復，與2006年3月份開工建設，2007年5月正式運行，現已填埋庫容量約為33萬m³。

該填埋場設有專門的滲濾液收集系統，滲瀝液收集系統的主要功能是將填埋庫區內產生的滲瀝液收集起來，并通過調節池輸送至滲瀝液處理系統進行處理，同時向填埋堆體供給空氣，以利于垃圾體的穩定化。為了避免因液位升高、水頭變大而增加對庫區地下水的污染，該系統應保證使襯墊或場底以上滲瀝液的水頭不超過30em。設計的收集 導出系統層要求能夠迅速地將滲瀝液從垃圾體中排 出，這一點十分重要，其原因如下：

（1）垃圾中出現壅水會使垃圾長時間淹沒在水中，不同垃圾中的有害物質浸潤出來，從而增加了滲 瀝液凈化處理的難度；

（2）壅水會對下部水平襯墊層增加荷載，有使水平防滲系統因超負荷而受到破壞的危險。

在生活垃圾衛生填埋場滲瀝液收集系統設計中，水平襯墊和導流層的功能是互補的，襯墊防止滲瀝液和氣體從填埋場擴散出去并可改善其上導流層的功能，導流層則限制位于其下襯墊上的水頭，同時 把滲透到導流層的滲瀝液導入由多孔滲瀝液收集管組成的管網中。

滲瀝液收集系統通常由導流層、收集溝、多孔收集管、集水池、提升多孔管、潛水泵和調節池等組成，如果滲瀝液收集管直接穿過垃圾主壩接入調節池，則集水池、提升多孔管和潛水泵可省略。按照《城市生活垃圾衛生填埋處理工程項目建設標準》的要求，滲瀝液產生量按填埋場多年逐月平均降雨量（一般為20a）設計，并保證該套系統能在填埋場服務年限內和封場后30a內正常運轉而功能不受到損壞。

2 、導流層

為了防止滲瀝液在填埋庫區場底積蓄，填埋場底應形成一系列坡度的階地，填埋場底的輪廓邊界必須能使重力水流始終流向垃圾主壩前的最低點。導流層的目的就是將全場的滲瀝液順利地導入收集溝內的滲瀝液收集管內（包括主管和支管）。

在導流層工程建設之前，需要對填埋庫區范圍內進行場底的清理。在導流層鋪設的范圍內將植被清除，并按照設計好的縱橫坡度進行平整，根據《城市生活垃圾衛生填埋處理工程項目建設標準》的要求，滲瀝液在垂直方向上進人導流層的最小底面坡降應不小于2％，以利于滲瀝液的排放和防止在水平襯墊層上的積蓄。導流層鋪設在經過清理的場基上，厚度不小于300mm，由粒徑40-60mm的卵石鋪設而成。在卵石來源困難的地區，可考慮用碎石代替，因此，該項目也是采用碎石代替的。

3 、收集溝和多孔收集管

收集溝設置于導流層的最低標高處，并貫穿整個場底，斷面通常采用等腰梯形或菱形，鋪設于場底 中軸線上的為主溝，在主溝上依間距30~50m設置支溝，支溝與主溝的夾角宜采用l5o的倍數（通常采用 60o），以利于將來滲瀝液收集管的彎頭加工與安裝。

多孔收集管按照埋設位置分為主管和支管，分別埋設在收集主溝和支溝中，管道需要在水力和靜力作用測定的基礎上計算確定管徑和材質，其公稱直徑應不小于100mm，最小坡度應不小于2％。

滲瀝液收集系統中的收集管部分不僅指場底水平鋪設的部分，同時還包括收集管的垂直收集部分。

垃圾衛生填埋場一般分層填埋，各層垃圾壓實后，覆蓋一定厚度粘土層，起到減少垃圾污染及雨水下滲作用，但同時也造成上部垃圾滲瀝液不能流到底部導層，因此需要布置垂直滲瀝液收集系統。

在填埋區按一定間距設立貫穿垃圾體的垂直立管，管底部通人導流層或通過短橫管與水平收集管相接，以形成垂直一水平立體收集系統，通常這種立管同時也用于導出填埋氣體，稱為排滲導氣管。排滲導氣管隨著垃圾層的增加而逐段增高，導氣管下部要求設立穩定基礎。

4 、集水池及提升系統

滲瀝液集水池位于垃圾主壩前的最低洼處，全場的垃圾滲瀝液匯集到此，并通過提升系統越過垃圾主壩進入調節池。如果采取滲瀝液收集主管直接穿過垃圾主壩的方式(適用于山谷型填埋場)，則可以將集水池和提升系統省略。

山谷型填埋場可利用自然地形的坡降采用滲瀝液收集管直接穿過垃圾主壩的方式，穿壩管不開孔，采用與滲瀝液收集管相同的管材，管徑不小于滲瀝液收集主管的管徑。

平原型填埋場由于受場地限制，滲瀝液無法依靠液體自身重力從垃圾堆體內導出，通常使用集水池和提升系統。

集水池的尺寸根據其負責的填埋單元面積而定，一般采用(L×B×H)5m×5m×1.5m，池坡1：2。集水池內填充礫石的孔隙率大約為30％～40％。

5、 調節池

滲瀝液收集系統的最后一個環節是調節池，主要作用是對滲瀝液進行水質和水量的調節，平衡豐水期和枯水期的差異，為滲瀝液處理系統提供恒定的水量，同時可對滲瀝液水質起到預處理的作用。依據填埋庫區所在地的地質情況(當采用滲瀝液重力自流入調節池時，還需考慮滲瀝液穿壩管的標高影響)，調節池通常采用地下式或半地下式，調節池的池底和內壁通常采用高密度聚乙烯膜進行防滲，膜上采用預制混凝土板保護。為了減少雨水的進入，萊蕪市銅山垃圾填埋場的調節池還采用高密度聚乙烯膜加蓋，既能加快滲濾液的厭氧反應，又能減少臭味的散發。

6、 清污分流

實行清污分流是將進入填埋場未經污染或輕微 污染的地表水或地下水與垃圾滲瀝液分別導出場外，進行不同程度處理，從而減少污水量，降低處理費用。