农田引水拦河坝筑坝技术的研究与应用

发表时间:2021/7/2   来源:《中国建设信息化》2021年第4期   作者:赵永清
[导读] 农田引水拦河坝建在河道中以阻挡水流,它们阻碍洪水,也影响河床上的泥沙运动。
        赵永清
        黑龙江建三江国家农业科技园区管理委员会农业水务局
        摘要:农田引水拦河坝建在河道中以阻挡水流,它们阻碍洪水,也影响河床上的泥沙运动。本文对农田引水拦河坝筑坝技术现状进行分析,总结得出农田引水拦河坝筑坝技术的应用要点,为将来的农田引水拦河坝筑坝提供理论依据。
        关键词:农田引水拦河坝;筑坝技术;研究与应用
        前言:长期以来,农田引水拦河坝的筑坝技术被忽视,技术水平没有得到应有的提高,不能满足实际的发展需要。
        1.农田引水拦河坝筑坝技术现状
        1.1农田引水拦河坝遭到破坏
        农田引水拦河坝工程规模很小,但数量众多,分布面广,对农业生产影响很大。由于工程规模小,所以长期以来技术上不受重视,隐患很多。农田引水拦河坝是农田灌溉最重要的设施之一,被放置在河道中以阻挡水。它们通常由一些闸门和一个堰组成,这些闸门在洪水期间打开,不会阻碍洪水流动。农田引水拦河坝结构由于周围的水流对河床的局部冲刷而破裂,这种破坏现象的原因应该通过洪水期间水流在交替的坝上蜿蜒而行造成的。农田引水拦河坝的破坏现象可以分为三种类型。第一类是由河床高度和基石高度之间的差异引起的,如果河床比基石高,由于基石上的泥沙沉积,活动闸门不容易关闭,如果河床低于基石,下游区域河床被冲刷,会导致其受损。第二种类型是由堰的位置与交替的槽杆的关系引起的,即使河流横截面处的平均河床高度约与堰一样高,坝面积也高于堰,堰上的泥沙沉积会给移动闸门操作带来问题,由于河床高度低于基石,水池部分堰下的河床被冲刷。第三种是由交替栅的迁移引起的,洪水过后,由于交替栅的移动,枯水河道发生了变化,上游河段的泥沙淤积区堵塞进水口,枯在设计导流坝结构之前,应深入调查河床形态的情况和可能的变化。
        1.2坝基以及坝肩失稳
        有一些河床是不具有反滤层的,堆石在没有反滤层的河床上聚集是,河床的细颗粒很容易被水冲走,冲走后沉入河内会导致坝脚失稳,随着堆石的不断下移,农田引水拦河坝很容易被冲走。农田引水拦河坝两肩堆石是与土直接接触的,但是由于农田引水拦河坝上下游水位的差异,农田引水拦河坝两肩堆石是与土之间接触面上的水流冲刷,会将农田引水拦河坝两肩上的堆石冲走,导致农田引水拦河坝两肩的稳定性较差,不能有效的拦住水。
        1.3设障与行洪之间存在矛盾
        农田引水拦河坝的修建是在河道上进行的,或多或少的会在河道主槽上设障,近而影响行洪。因此,一般的农田引水拦河坝只对平槽流量以下洪水有较大影响,使本身不该出槽的洪水出槽,影响滩地农业和滩岸稳定,危及拦河坝自身安全。
        2.农田引水拦河坝筑坝技术应用要点
        2.1定期对农田引水拦河坝进行质量检测
        农田引水拦河坝的质量是当地发展效益的关键因素,因此,如何对农田引水拦河坝进行检测已引起国内外专家的普遍关注。近年来,我国农田引水拦河坝质量检测工作逐步加强,但是在病害治理过程中,受传统检测方法和手段的影响,无法准确、快速地找到病害的位置,制约了农田引水拦河坝病害治理的进程。因此,如何对农田引水拦河坝进行有效的质量检测已经成为了研究重点,首先,在目前一些先进的物理方法的基础上,结合瑞利波法和自然电场法,建立了一种主要依靠探地雷达的无损检测方法。

通过综合考虑土工试验和物理信息,不仅可以快速评价和分析农田引水拦河坝质量,而且可以进行多方法、多参数、多信息的定量分析。另外,还可以利用射线检测技术可以对农田引水拦河坝进行深层次的检查,及时发现农田引水拦河坝深层次或者浅层次的质量问题,并对出现质量问题的地点进行精准的定位,能够在短时间内生成高分辨率的三维图片,射线检测技术在农田引水拦河坝监测中的应用已十分广泛,其在三维数据采集、地形测量、遗产测绘、体积评估和结构竣工测量等方面具有诸多优势,具有更高的效率、更低的调查时间要求和更低的人员安全风险。另外,射线检测技术更容易评估可达性有限的地点,为邻近点和远程点提供了更好的损伤识别,但是由于辐射是有一定的危险的,因此在使用过程中,要注意检测维修人员的安全,一定要配有专门的防护工作,保障自身安全。最后,红外热成象法也是一种快速、可靠和用户友好的无损检测方法,该方法检测自然或人工热暴露下农田引水拦河坝的温度梯度,红外热成象法分为主动热成像法和被动热成像法。与传统的农田引水拦河坝试验技术相比,红外热成象法表现出了更高的性能,能够获得高空间分辨率,并能够进行快速评估,能清楚地检测到存在的变形。
        2.2对筑坝安全与筑坝进度进行科学控制
        在农田引水拦河坝筑坝过程中,安全和进度的科学控制至关重要。施工安全与施工进度的科学控制可以为实现高标准、高强度、连续、快速筑坝提供保障。农田引水拦河坝筑坝期间,安全、连续、快速的筑坝是理想状态,但是很难同时达到最高的安全指标和最短的时间限制。为实现安全、经济、高标准的筑坝过程,应考虑各种复杂因素,协调快速筑坝与安全筑坝的关系,制定有效的安全控制标准,建立科学的筑坝制系统。与一般控制系统类似,农田引水拦河坝筑坝控制系统是动态的、组织良好的,它由规划、实施、检查、比较和调整几个环节组成,进度计划和安全标准的制定和实施贯穿于整个筑坝过程。计划能否实现,关键是实时控制,为了保证进度和安全目标控制系统需要提前建立,控制工作做得越早,目标的保证率就越高。农田引水拦河坝筑坝的理想状态是安全风险最低、工期最短,但是很难同时实现,这两个目标是相互影响和制约的。一个目标的改变会带来另一个目标的改变,片面追求一个目标会给农田引水拦河坝的筑坝控制带来问题,最短的时间限制不可避免地在安全控制上做出牺牲,目标系统会倾向于进度控制,在安全风险最低的情况下,最优时限不会实现,目标系统会倾向于安全控制,为了有效地管理农田引水拦河坝筑坝的全过程,应同时考虑影响安全或进度的各种因素。另外,还可以利用在农田引水拦河坝筑坝过程中应用仿真技术,增加农田引水拦河坝筑坝效率,农田引水拦河坝筑坝的特点是高强度和连续性,通常会有一些不可预测的因素导致工程延误,筑坝仿真技术可以为分析其筑坝提供技术支持,在设计和施工期间,该技术的应用具有非常重要的价值。
        2.3注重农田引水拦河坝成型后的保温保湿
        在农田引水拦河坝建造成型后,必须要注重其的保温保湿,农田引水拦河坝的表面必须覆盖水分,进行洒水降温。混凝土浇筑后,混凝土表面覆盖土布,即一条彩色的布或塑料薄膜,用于洒水和养护,使混凝土表面覆盖水并冷却,长时间保持湿润,热季散热效果好。农田引水拦河坝的拆模一般在白天高温期间进行,拆模区域要及时跟进保温保湿过程,坝体横缝面拆卸后,用橡胶和塑料海绵保温,上下游立面维护结合冬季保温措施于一体形成,大坝混凝土保温大部分是粘贴聚苯乙烯保温板。
        结语
        随着农田引水拦河坝应用的逐渐广泛,农田引水拦河坝筑坝技术不完善的方面也逐渐显现出来,近而导致农田引水拦河坝出现许多问题,因此,在农田引水拦河坝筑坝技术应用过程中,要定期对农田引水拦河坝进行质量检测、对筑坝安全与筑坝进度进行科学控制以及注重农田引水拦河坝成型后的保温保湿,为建造质量符合要求的农田引水拦河坝提供保障。
        参考文献:
        陈关庆,杨恩普.农田引水拦河坝筑坝技术的研究与应用[J].吉林水利,1995(09):12-22.
        陈关庆,杨恩普.农田引水拦河坝筑坝技术的研究与应用(续)[J].吉林水利,1995(10):6-14.
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