内蒙古大型灌区渠道防渗防冻胀试验研究与应用推广ppt课件.ppt
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1、,程 满 金 内蒙古自治区水利科学研究院 二0一二年七月,内蒙古大型灌区渠道防渗,防冻胀试验研究与推广应用,汇报内容,一、灌区基本情况 二、渠道衬砌结构型式 三、渠道衬砌新材料应用研究 四 、北方渠灌区节水改造技术集成模式. 五、隆胜、治丰示范区简介 六、主要创新点与取得知识产权成果 七、保温材料在衬砌渠道防冻胀应用技术 适用范围与条件研究,一、灌区基本情况,(一)全国大型灌区概况 ( 二)内蒙古大型灌区概况,1998年水利部启动实施了大型灌区续建配套与节水改造工程建设,大力推进灌区“两改一提高”,全国共有434处大型灌区列入规划实施,规划投资1800亿元(其中渠道衬砌占63%),近十年来已完
2、成国家投资300亿元,仅完成规划任务的37%。 水利部2011年11月研究部署大型灌区续建配套与节水改造工作,陈雷部长指出:到2020年基本完成大型灌区续建配套与节水改造任务,是2011年中央1号文件和中央水利工作会议明确的重要任务,是事关国家粮食安全的重大举措,也是各级水利部门必须全力完成的政治任务。当前和今后一个时期,大型灌区配套改造将全面提速,进入高强度投资、大规模建设时期。,(一)全国大型灌区概况,截止到2010年,全国节水灌溉面积达到4.1亿亩,其中渠道防渗1.8亿亩,占44%,近十年来得到较快发展,仍是今后实施的重点节水灌溉工程形式。,渠道防渗,2010年内蒙古盟市渠道防渗面积柱状
3、图,单位(万亩),注:全区渠道防渗总面积1115.4万亩。,内蒙古共有14个大型灌区,规划灌溉面积1624万亩,有效 灌溉面积1396万亩。大型灌区分布在自治区的8个盟市。1998-2011年,国家投资25.81亿元(中央投资18.34亿元、地方配套7.49亿元),占规划投资38%,,( 二)内蒙古大型灌区概况,内蒙古共有58个中小型灌区,规划灌溉面积320万亩。,( 三)内蒙古中小型灌区概况,三盛公枢纽,乌梁素海,总干渠,总排干沟,红圪卜扬水站,河套灌区地图,黄 河,河套灌区是亚洲最大的一首制灌区和全国三个特大型灌区之一,引黄控制面积1743万亩,有效灌溉面积861万亩,是我国重要的粮油生产
4、基地,年引黄水量约50亿m3 ,自治区分配水量40亿m3 (包括水权置换3.6亿m3),灌区节水改造规划拟投资60亿元,节水12亿m3 ,节水任务重,潜力大。,( 四)内蒙古河套灌区概况,1、河套灌区杨家河干渠渠道防渗试验 (内蒙水利重点科研项目1978-1982年) 2、内蒙古渠道衬砌冻害防治试验研究 (内蒙科技厅重点项目1982-1986年) 3、内蒙古河套灌区节水改造工程综合节水技术试验与示范研究 (内蒙水利科技重点项目1999-2002年)(隆胜示范区) 4、内蒙古大型灌区节水改造综合技术试验监测与示范推广 (国家农业科技成果转化资金项目2002-2004年) 5、北方渠灌区节水改造技
5、术集成与示范(治丰示范区) (国家“十一五” 科技支撑计划重点项目2006-2010年) 6、大型灌区高效节水灌溉综合技术集成研究与示范(双河示范区) (自治区水利“十二五”重大科技示范项目 2012-2014年) 协作单位:河灌总局、内蒙农业大学、临河区水务局、解放闸灌域管理局、 一干灌域管理局、永济试验站、沙濠渠试验站,内蒙水科院在大型灌区开展的研究与示范工作,1. 骨干与田间渠道衬砌结构型式; 2. 渠道衬砌冻害防治技术; 3. 渠道衬砌新材料应用研究; 4. 田间节水改造技术(平地缩块与畦田改造) 5. 地面灌溉新技术研究(沟灌) 6. 灌区主要作物优化灌溉制度 7. 末级渠道量水新技
6、术开发研究 8. 田间土壤墒情和量水自动化技术研究 9. 灌区用水管理技术研究 10. 节水改造工程实施后对灌区生态环境影响的评价 11. 灌区综合节水技术集成模式建立,灌区节水改造主要研究与示范内容,河套灌区衬砌渠道冻胀破坏情况,杨家河干渠,永刚分干渠,1980年,2003年,2000年,河套灌区斗农渠U型槽衬砌冻胀破坏情况,呼和浩特麻地壕灌区,规范要求预制砼板衬砌使用年限20-30年,由此可见冻胀破坏问题,会严重影响灌区节水改造工程的使用寿命和效益发挥。,赤峰甸子灌区,二、渠道衬砌结构型式,骨干渠道衬砌结构型式 田间渠道衬砌结构型式 田间渠系建筑物结构型式,骨干渠道衬砌结构型式,骨干渠道(
7、干渠、分干渠)衬砌结构型式采用梯形断面,塑膜防渗,边坡聚苯板保温防冻,砼板护坡,渠底素土保护。,永济干渠,设计流量80m3/s,灌溉面积129万亩,采用全断面聚乙烯膜防渗,聚苯板保温防冻(阳坡6-8cm,阴坡10-12cm),混凝土预制板护坡。,永刚分干渠,梯形断面弧形渠底,梯形断面弧形坡脚,田间渠道衬砌结构型式,中型渠道(支渠、斗渠)宜采用梯形断面弧形渠底或梯形断面弧形坡脚,全断面砼板护面,塑膜防渗。,预制U型槽衬砌,小型渠道宜采用预制混凝土或现浇混凝土U形槽的衬砌防渗结构型式。,农渠现浇混凝土U型槽衬砌,隆胜农渠现浇砼U型槽衬砌,治丰农渠现浇砼U型槽衬砌,隆胜示范区斗渠全断面塑料薄膜防渗、
8、素土保护衬砌结构型式,田间渠系建筑物结构型式,田口闸门,毛渠闸门,农渠闸门,斗、农渠闸门,一字板闸,三、渠道衬砌新材料应用研究,1、聚苯保温板在衬砌渠道防冻胀中的应用研究 2 、风积砂换填在衬砌渠道防冻胀中的应用研究 3、土壤固化剂新材料在衬砌渠道中的应用研究 4、膨润土防水毯新材料在衬砌渠道中的应用研究 5 、现浇钢丝网砼与保温一体化抗冻胀应用研究 6 、模袋混凝土新材料在衬砌渠道中的应用,1、聚苯乙烯保温板在衬砌渠道防冻胀中的应用研究,1999年在永刚分干渠和西济支渠引进聚苯板作为渠道衬砌防冻新材料,开展了不同渠道走向、坡别与部位的聚苯保温板适宜铺设厚度研究。,永刚分干渠,西济支渠,聚苯乙
9、烯泡沫塑料板物理力学性能,渠道冻深、土壤含水量、地温、冻胀量、地下水位观测,19992000年永刚分干渠阴坡下部20cm埋深处保温处理地温过程线,提高地温效果:阴坡上部平均每厘米保温板提高基土温度1.8,阴坡下部平均每厘米保温板提高基土温度1.3,基础采用保温措施的温度特征,阴坡上部,阴坡下部,减少冻深效果:阴坡上部平均每厘米厚保温板可减少冻深值11.3cm,阴坡下部为6.8cm,阳坡上部为11.7cm,阳坡下部为5.0cm,采用保温措施渠道基土的冻结规律及特征,19992000年西济支渠阳坡中部冻胀量过程线,减少冻胀量效果:阴坡上部铺设34cm厚保温板可削减冻胀量分别为52、93、100,阴
10、坡中部铺设5810cm厚保温板可削减冻胀量分别为52、97、100,阴坡下部铺设5810cm厚保温板可削减冻胀量分别为39、72、82,西济支渠衬砌渠道边坡冻胀规律及特征,20002001年年西济支渠渠底各测点最大冻胀量图,衬砌渠道冻胀规律及特征,20002001年永刚分干渠渠底各测点最大冻胀量图,20002001年年西济支渠渠底各测点最大 冻胀量图,衬砌渠道冻胀规律及特征,保温板厚度与温度提高能力的关系,保温板厚度与冻深的关系,1、采用聚苯板保温措施取得了显著的提高地温、减少冻深和冻胀量效果。 2、研究提出了骨干渠道不同走向、坡别与部位的聚苯乙烯保温板适宜铺设厚度。保温板铺设厚度与基土温度、
11、冻深、冻胀量、含水率之间的关系。 3、聚苯板保温措施已在内蒙古自治区8个大型灌区415公里骨干渠道推广应用,保温板用量35万m3,提高了渠道的使用寿命,达到了“防渗、抗冻、经济、可行”的目的。,河套灌区渠道衬砌采取保温措施测算拟增加工程投资14亿元,水利部派专家现场考察,同意采用该措施。 实践证明采用聚苯板保温是一种行之有效的最佳防冻胀措施。,渠道衬砌采用聚苯板保温防冻措施,密度33.5kg/m3 ,铺设厚度阳坡3cm,渠底4cm ,阴坡5cm。,南水北调工程输水干渠(河北段),小 结,河套灌区西济支渠,利用河套灌区丰富的风积砂资源进行的换填风积砂防冻胀研究,提出了衬砌渠道不同部位风积砂的适宜
12、换填厚度。,2 、风积砂换填在衬砌渠道防冻胀中的应用研究,赤峰甸子灌区风积砂换填冻胀量观测成果(1982-1985年),19992000年西济支渠 换填风积砂渠底冻深过程线,20002001西济支渠换填风积砂 5070cm阴阳坡中部冻深过程线,换填风积砂的冻结规律及特征,西济换填30-50cm段与对比段 阳坡下部2月15日含水量分布图,换填风积砂的基土含水量变化规律及特征,19992000年西济支渠阴坡 上部换填风积砂冻胀量过程线,19992000年西济支渠阴坡下部换填风积砂冻胀量过程线,换填风积砂衬砌渠道边坡、渠底冻胀规律及特征,边坡冻胀规律及特征,西济支渠渠底各测点最大冻胀量图,换填风积砂
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