水利工程論文-典型引黃灌區(qū)沉沙條渠清淤內業(yè)的微機處理方法.doc

水利工程論文-典型引黃灌區(qū)沉沙條渠清淤內業(yè)的微機處理方法摘要：泥沙清淤在引黃灌區(qū)運行中是不可避免的工程內容，一般說來，清淤內業(yè)資料(即鋪工表、高度挖深表、土方工日表及縱橫斷面圖，簡稱三表二圖)的處理仍以人工完成為主，既費時又費工，有時會影響清淤進度。本文試圖用微機完成這一重復性的工作，提高工作效率，加快清淤進度，對引黃灌區(qū)的沉沙池清淤內業(yè)資料的處理具有一定的參考使用價值，對灌區(qū)微機的應用也有一定的現實意義。關鍵詞：清淤無固定導線樁斷面套繪面積差1問題的提出在引黃灌區(qū)內受氣候、作物種植、勞力、財力等因素的制約，一般清淤工程安排在秋冬間隙進行，總計時間一般不超過40天，其間進行外業(yè)測量、內業(yè)計算、工程施工。一方面由于內業(yè)計算處理的數據量大，且多以人工操作，造成作業(yè)時間長、精度低等問題，對整個清淤工程有較大的不利影響；另一方面，采用臨時導線樁確定沉沙條渠清淤斷面的平面位置，這就導致標準斷面套繪實際是憑經驗進行重復設計，不僅費時費力，而且有一定的隨意性，給沉沙條渠的管理工作增加了困難。本計算過程在沉沙池沒有固定導線樁的情況下，利用臨時的導線樁通過微機可快速準確地確定沉沙條渠的平面位置，快速地進行內業(yè)計算，節(jié)省大量的工時。2計算原理2.1沉沙池橫斷面淤積面積的計算通過實測橫斷面和設計橫斷面的套繪對比，確定淤積面積。一般將斷面等距離分割成m個梯形，然后累計m個梯形沖淤面積便得斷面淤積面積S淤式中ai,ai+1分別為第i和i+1等分處的沖淤厚度，h為橫向等分距離即梯形的高。2.2淤積量及施工工日的計算由相鄰斷面面積平均值和間距計算第n渠段的淤積量可求得沉沙條渠淤積總土方量V式中Sn為n斷面淤積面積，zn為第n斷面樁號值(即起點距)，N$為橫斷面總數。在清淤工程中一般采用工時定額(即每立方米需用工時數)計算施工工日，則總工日式中Vn為第n渠段清淤土方量(亦為淤積土方量)，dn為(n-1)至n斷面的平均工時定額。3計算過程及有關問題的處理3.1確定主河槽上口線AB的寬度x及標高h確定主河槽上口線可選用下列兩種方法之一，如圖1所示。一是在實測數據中直接標記出最高水位線與實測斷面線的兩交點A2和B2，排除A2B2下左(右)岸灘地后得A1B1，再排除A1B1下右(左)岸灘地后得AB，求得主河槽上口線AB的長度x和AB的標高h；二是在橫斷面上計算確定實測斷面線與設計斷面上口線的上口線的兩交點A2和B2排除A2B2下有灘地的可能后，求出AB的長度x和標高h。3.2斷面沖淤形狀的判斷如圖1所示，過實測橫斷面&的最低點b作AB的水平線L。由L、實測斷面線AB及過AB兩端點的鉛垂線圍成兩個部分&1和&2，&1及&2面積的大小反映條渠兩邊坡淤積的程度，其面積差&=&1-&2的大小反映斷面形狀對稱性。一般說來，在沉沙條渠的順直段水流方向發(fā)生變化不大的情況下，&應較小，在水流方向發(fā)生變化較大時，&則較大。岸邊沖淤判別數在利用&累積頻率曲線最大曲率來確定。若&q,則斷面&為沖淤對稱斷面。若&q，則斷面&為沖淤非對稱斷面，且&0時左岸淤積較多。3.3確定設計橫斷面的橫向位置圖1主河槽上口寬度及淤積面積示意圖Sketchofareaofsedimentationandupperwidthinmaincanal通過比較實測斷面上口寬度x和設計斷面上口寬度y，并依據實測斷面的兩岸沖淤情況確定設計斷面和實測斷面相對位置，進而計算清淤量。3.4特殊渠段的處理對特殊設計渠段，把渠底寬窄的變化、邊坡的硬化、施工定額的變動等因素，作為已知設計參數進行處理，使之更符合實際情況。4實測計算簸箕李灌區(qū)是黃河尾閭的大型灌區(qū)，年引水5億m3，灌溉面積10.9萬hm2.其上游的輸水渠道(即沉沙條渠)亦作為沉沙池使用，平面形狀為梭形，長22km,最大底寬48m,最小底寬34m,設計渠底比降1/7000,水深2.2m,邊坡1/1.51/2。19881998年平均清淤量60多萬m3，用本計算過程編寫程序對11年的清淤內業(yè)資料進行計算處理，可以以表格形式輸出鋪工表、高度挖深表、土方工日表；以圖形方式輸出橫、縱斷面圖。微機處理結果表明，渠槽開挖線符合渠道設計要素，與人工套繪相吻合；清淤量相對誤差低于允許誤差5%，如表1所示。表1相對誤差表Relativeerrors年份19881989199019911992199319941995199619971998微機計算清淤量54025312683371168369677484861301711360904672415313378412259053119147人工計算清淤量53989612504231144493712764866319682788897071404334389051262217124433相對誤差%0.071.432.01-4.940.584.180.92.72-2.73-1.2-4.255結語1.本計算方法簡單明了，微機程序易于實現，輸入輸出操作方便。2.對渠道的渠底、邊坡、定額、比降等變化因素處理合理，能夠體現渠道的設計特性，能較確切反映引黃渠道的客觀規(guī)律，較好解決了渠道清淤時無固定導線樁情況下斷面套繪問題，具有良好的通用性。3.實例計算表明，各項誤差均在允許范圍之內；與人工完成清淤三表二圖相比，提高效率50倍；可實現清淤工程外、內業(yè)同步進行；經濟效益非常明顯。參考文獻1張瑞瑾，謝鑒衡等。河流泥沙動力學。水利電力出版社，1988.2袁光耀，宋金山等。灌區(qū)泥沙與測驗，黃河水利出版社，1995.3黃永健，毛繼新。黃河下游灌區(qū)水流泥