渠道塑膜防渗理论与机械化铺膜的要素技术分析.docVIP

　　渠道塑膜防渗理论与机械化铺膜的要素技术分析----渠道管理论文 --第 1 章 绪 论 1.1 渠道防渗的意义和作用 1.1.1 渠道防渗的意义 我国是一个水资源相对贫乏的国家，尽管水资源总量世界排名第 6，但人均水资源占有量仅为世界人均水量的 1/4，居世界第 109 位，被列为第 13 个贫水国，单位面积耕地占有水量约为世界平均值的 4/5[1][2][3]。 我国地理环节复杂，水资源的时空分布极不均匀，水资源的分布与人口、耕地的分布不相适应。我国北方人口占全国人口的 2/5，但水资源占有量不足全国的 1/5。在全国人均水量不足 1000m3的 10 个省中，北方即占 8 个，而且主要集中在华北。华北地区人口稠密，其人口占全国的 26%，但水资源量仅占全国的 6%，人均水量仅为 556 m3，不足全国人均值的 1/4[2][3][4]。另一方面，北方耕地面积占全国耕地面积的 3/5，而水资源仅占全国的 1/5。相反，南方耕地面积占全国 2/5，而水资源量却占全国的 4/5。南方每公顷耕地水量 28695m3，而北方只有 9645 m3，前者是后者的 3 倍[5]~[8]。 随着经济的发展、人口的增加、社会的进步、工业和城市用水量的激增，农业用水量占全国总用水量的比重已从 80 年代初的 80%降到目前的 70%左右。农业用水的供需矛盾愈来愈突出，工农业争水的矛盾更加尖锐，水资源不足将成为影响我国农业可持续发展的主要因素之一。我国是一个农业大国，尽管水资源短缺，但农业用水量浪费很大，灌溉水的利用率只有 30%～40%左右，距发达国家 70%～80%的利用率相差较大[5][7][9]。在灌溉水生产效率方面，我国与发达国家相比差距更大，国际上先进国家的节水农业技术单方水生产粮食已超过 2 kg，以色列高达 2.32 kg，而我国还不足 1 kg[1][8]。因而，为解决我国水资源危机，发展节水农业不仅是缓解当前农业水资源紧缺的重要途径，也是我国的一项基本国策。 1.2 国内外渠道防渗措施及特点分析 1.2.1 渠道防渗措施简介 按筑渠使用的材料，渠道防渗方法一般可分为 7 类[22][23]： 1）土料压实防渗 即以粘性土、粘沙混合土、灰土、三合土或四合土等为材料，在渠床表面建立一层压实的防渗层。这种方法的防渗效果为 0.07~0.17/[m3/(m2·d)]（减少渗漏 60~80%），使用年限素土、粘沙混合土为 5~15 年，三合土、四合土，灰土为 10~25 年。能就地取材，造价低，施工简便，但抗冻性差，耐久性较差，需要劳力多，质量不易保证。适用于气候温和地区的中、小型渠道。 2）水泥土防渗 水泥土由土料、水泥和水拌和而成，主要靠水泥与土料的胶结与硬化，其硬化强度类似于混凝土。防渗效果为 0.06~0.17/[m3/(m2·d)]( 减少渗漏80~90%)，使用年限为 8~30 年，可就地取材，造价较低，施工较容易，但抗冻性较差。适用于气候温和，且附近有壤土和沙壤土地区。 3）砌石防渗 砌石防渗结构形式有护面式和挡土墙式两种，按材料及砌筑方法分为干砌卵石、干砌块石、浆砌料石、浆砌块石、浆砌石板等多种。防渗效果为0.09~0.25/[m3/(m2·d)]（减少渗漏 70~80%），使用年限为 25~40 年。其抗冻和抗冲击性能好，施工简易，耐久性强，但防渗能力一般较难保证，需劳力多。适用于石料丰富、有抗冻和抗冲要求的渠道。 4）混凝土防渗 混凝土防渗按施工方式可分为现场浇筑、预制铺砌和喷射。其防渗效果依次为：0.04~0.14/[m3/(m2·d)] ，0.06~0.17/[m3/(m2·d)]和 0.05~0.16/[m3/(m2·d)](减少渗漏 80~95%)。使用年限依次为：30~50 年，20~30 年和 25~35 年。混凝土防渗、抗冲性能好，耐久性强。适用于不同地形、气候和使用条件的大、中、小型渠道，但施工设备较多，工程造价高。 5）沥青与混凝土防渗 以沥青为胶结剂，与矿粉、矿物骨料（碎石或砂）经过加热、拌和、压实而形成的防渗材料防渗。其优点是防渗效果好（0.04~0.14/[m3/(m2·d)]）（减少渗漏 80~95%），有适当的粘性和柔性，发生裂缝可自愈，适应较大变形，防冻能力强，在最低气温为-7~-30°C，最大冻胀量为 79mm 条件下，其裂缝率仅为混凝土的 1/7，造价较低，易修补。但因其料源不足，施工工艺要求严格，还有植物穿透问题存在，推广受到限制。故仅适用有冻害地区，且沥青料源有保证的渠道。 第 2 章 防渗渠道中塑料薄膜的受力状态与破坏形式研究 塑料薄膜作为渠道防渗的主体，它的物理特性、力学特性、化学特性、热学特性和耐久性等是其应用的基础。特别是在塑膜铺衬防渗渠道中采用机械化铺膜，对塑料薄膜