论文部分内容阅读
摘要：渗渠取水作为较为传统的一种取水方式，在我国干旱地区以及东北寒冷地区使用较多。导致渗渠产水量的成因是多方面的，但以河床床面冲淤变化对渗渠产水量的影响表现较为突出。因此，本文主要围绕以河床床面冲淤变化对渗渠产水量的具体影响进行阐述和分析。
关键词：河床床面 冲淤变化 渗渠产水量 影响因素
Abstract: the seepage drainage water as a more traditional way of a kind of water, arid areas in China and the northeast cold areas use more. Cause the cause of the seepage drainage water rate are various, but in riverbed scouring and silting in bed surface changes on the influence of the seepage drainage water rate performance is more prominent. Therefore, this article mainly revolves to scouring-erosion variation of river bed surface seepage drainage water rate and elaborates the concrete influence analysis.
Key words: change of riverbed erosion and deposition bed surface seepage drainage water rate influence factor
中图分类号：TV146+.1 文献标识码：A
一、渗渠产水方式概述
渗渠作为取水工程中的一种，主要是通过在地下含水层中埋设带孔眼的水平渗水管道和渠道，通过水的渗透和重力流进行地下水和河床潜流水的截流和集取然后形成给水水源。渗渠取水的工艺方法历史悠久。当今世界范围内很多国家的都通过采用渗渠取水为人们生产和生活进行服务。由于枯水期以及缺水地带受到降雨量等因素影响下，使得我国气候很多地区常年缺水，成为严重干旱地区。特别是我国西北等地，另外，东北等严寒地区也多采用该取水方式。我国气候干旱的山区和严寒地区较多使用渗渠进行取水的方式来满足人们生产和生活用水的需要。
二、渗渠设计的影响因素
对渗渠进行设计时，要充分考虑到最大化的提升出水量为基础进行设计，同时也要考虑到随着渗渠运行时长出水量自然减少的动态因素。根据文献报道[1]：影响渗渠产水量减少的成因有多种，第一种，进行渗渠设计的水文地质条件不足；第二种，渗渠滤层随着运行时间过长造成堵塞，使得反滤层渗透系数降低从而影响渗渠产水量减少；第三种，主要是人为管理因素所致，如：渗渠的使用生产管理不当，过量进行开采也是导致渗渠产水量减少的主要原因，第四种就是河床创面进行冲淤变化会对影响到渗渠产水量的减少，也是导致河床渗渠产水量减少的主要因素之一。
因此，针对减少渗渠产水量的因素，要充分严格勘察和选择取水地段、对于渗渠其埋设方法和取水形式严谨慎采用，要科学确定日常运行取水量的计算和设定等，只有充分考虑到直接影响因素进行渗渠设计，就能确保渗渠取水取得较好的取水效果，同时能够有效延长渗渠管道及系统的使用寿命。
三、河床演变以及影响分析
河床演变主要是指河段的历史演变过程与特点针对近期河床的冲淤特性和河势变化情况，明确河床演变的主要特点、规律和原因，对河道的演变趋势进行预估。河床演变趋势分析应根据历史、近期河床演变情况，结合水利规划实施安排，对河床将来的演变趋势进行定性或定量分析，包括河道的平面变化、断面变化、河床冲淤变化等。
对河床冲淤变化产生的渗渠产水量的影响，应进行冲刷与淤积分析计算。一般情况下可采用规范推荐的经验公式结合实测资料，进行冲刷、淤积以及渗透系数、产水量的分析计算。
河床冲淤变化的率定与验证应根据实测资料情况，选择有代表性的水文系列，进行含沙量、输沙率和河道冲淤变化的率定和验证计算。模型泥沙率定和验证的精度应满足有关规范的要求。应根据建设项目的情况、可能带来的影响、所在河床的水文泥沙特性评价的主要任务，选取有代表性的水文系列进行工程实施后的冲刷与淤积计算。计算渗渠产水量的水文系列的选取要能充分反映冲刷和淤积的不利水、沙条件组合。
当进行河床渗透系数计算中的已有文献已明确得出：渗渠产水量会随着明渠水深的降低而有所减少。而当河床冲淤发生变化后，由泥沙起动速率以及水深水流流速在反滤层没有发生冲刷或变化时，在来水量稳定的情况下，水深大于30mm时，流速表现就会较小从而导致泥沙在床面上落淤形成泥膜，使河床的渗透系数逐渐减小，从而影响了明渠水的渗透量，使渗渠产水量明显减少。但随着河床冲淤变化导致水深和水流流速变大时，流速冲走河床泥膜，使得河床内反滤层的渗透系数逐渐恢复和增大，从而使渗渠产水量又会增大。
四、河床床面冲淤变化对渗渠产水量的影响
明渠水流流速会对河床床面冲淤变化产生较大的影响。当来水量一定时，河床会随着河床冲淤时不同水深情况产生不同的流速。另外，不同水流流速还与河床中泥沙运动速率有关[2]，根据水流流速与泥沙的相关速率研究的文献报道表明[3]：泥沙止动流速如果大于明渠水流流速时，泥沙就会较容易淤积在河床上，从而导致河床渗透系数降低，渗渠的产水量明显减少。而当河床水流流速大于泥沙的起动流速时，在反滤层没有发生反复冲刷的情况下，淤积在河床上的泥沙就可以被冲走，使河床渗透系数逐渐恢复和增大，从而确保渗渠产水量又会逐漸变大。另外，在诸多影响渗渠产水量的因素中还有来水流量[3]、河水浑浊度、反滤层渗透系数、渗渠滤管长度以及渗渠管道直径等。
综上所述，导致含水层（过滤层）渗透系数越大时，渗渠的产水量也就越大，因此，河床冲淤变化会对渗渠产水量产生直观的影响，在来水量同等情况下，渗透系数的大小会明显决定渗渠产水量的大小。
五、总结：
综上分析可得知：当河床由于水流流速变化时，就会对河床床面冲淤变化带来很大的影响。而当河床水流流速小于河床泥沙的止动流速时，泥沙就会淤积在河床上，从而渗透系数逐渐降低，直接影响到渗渠产水量。因此，在对渗渠进行设计过程中，就必须要考虑到取水地段以及泥沙等因素对渗渠取水带来的影响。
参考文献：
[1]刘持峰.渗渠取水工程水力特性试验研究[D].石河子大学，2008.DOI：10.7666/d.y1375450.
[2]刘持峰，刘焕芳，程琨等.滤管长度对渗渠产水量的影响[J].人民长江，2008，39(2)：30-32.DOI：10.3969/j.issn.1001-4179.2008.02.012.
[3]刘焕芳，程琨，吕宏兴等.明渠水沙条件对渗渠产水量影响分析[J].水利水电科技进展，2008，28(2):4-7.
作者简介：庞晶晶男辽宁省水利水电勘测设计研究院市政工程 工程师
关键词：河床床面 冲淤变化 渗渠产水量 影响因素
Abstract: the seepage drainage water as a more traditional way of a kind of water, arid areas in China and the northeast cold areas use more. Cause the cause of the seepage drainage water rate are various, but in riverbed scouring and silting in bed surface changes on the influence of the seepage drainage water rate performance is more prominent. Therefore, this article mainly revolves to scouring-erosion variation of river bed surface seepage drainage water rate and elaborates the concrete influence analysis.
Key words: change of riverbed erosion and deposition bed surface seepage drainage water rate influence factor
中图分类号：TV146+.1 文献标识码：A
一、渗渠产水方式概述
渗渠作为取水工程中的一种，主要是通过在地下含水层中埋设带孔眼的水平渗水管道和渠道，通过水的渗透和重力流进行地下水和河床潜流水的截流和集取然后形成给水水源。渗渠取水的工艺方法历史悠久。当今世界范围内很多国家的都通过采用渗渠取水为人们生产和生活进行服务。由于枯水期以及缺水地带受到降雨量等因素影响下，使得我国气候很多地区常年缺水，成为严重干旱地区。特别是我国西北等地，另外，东北等严寒地区也多采用该取水方式。我国气候干旱的山区和严寒地区较多使用渗渠进行取水的方式来满足人们生产和生活用水的需要。
二、渗渠设计的影响因素
对渗渠进行设计时，要充分考虑到最大化的提升出水量为基础进行设计，同时也要考虑到随着渗渠运行时长出水量自然减少的动态因素。根据文献报道[1]：影响渗渠产水量减少的成因有多种，第一种，进行渗渠设计的水文地质条件不足；第二种，渗渠滤层随着运行时间过长造成堵塞，使得反滤层渗透系数降低从而影响渗渠产水量减少；第三种，主要是人为管理因素所致，如：渗渠的使用生产管理不当，过量进行开采也是导致渗渠产水量减少的主要原因，第四种就是河床创面进行冲淤变化会对影响到渗渠产水量的减少，也是导致河床渗渠产水量减少的主要因素之一。
因此，针对减少渗渠产水量的因素，要充分严格勘察和选择取水地段、对于渗渠其埋设方法和取水形式严谨慎采用，要科学确定日常运行取水量的计算和设定等，只有充分考虑到直接影响因素进行渗渠设计，就能确保渗渠取水取得较好的取水效果，同时能够有效延长渗渠管道及系统的使用寿命。
三、河床演变以及影响分析
河床演变主要是指河段的历史演变过程与特点针对近期河床的冲淤特性和河势变化情况，明确河床演变的主要特点、规律和原因，对河道的演变趋势进行预估。河床演变趋势分析应根据历史、近期河床演变情况，结合水利规划实施安排，对河床将来的演变趋势进行定性或定量分析，包括河道的平面变化、断面变化、河床冲淤变化等。
对河床冲淤变化产生的渗渠产水量的影响，应进行冲刷与淤积分析计算。一般情况下可采用规范推荐的经验公式结合实测资料，进行冲刷、淤积以及渗透系数、产水量的分析计算。
河床冲淤变化的率定与验证应根据实测资料情况，选择有代表性的水文系列，进行含沙量、输沙率和河道冲淤变化的率定和验证计算。模型泥沙率定和验证的精度应满足有关规范的要求。应根据建设项目的情况、可能带来的影响、所在河床的水文泥沙特性评价的主要任务，选取有代表性的水文系列进行工程实施后的冲刷与淤积计算。计算渗渠产水量的水文系列的选取要能充分反映冲刷和淤积的不利水、沙条件组合。
当进行河床渗透系数计算中的已有文献已明确得出：渗渠产水量会随着明渠水深的降低而有所减少。而当河床冲淤发生变化后，由泥沙起动速率以及水深水流流速在反滤层没有发生冲刷或变化时，在来水量稳定的情况下，水深大于30mm时，流速表现就会较小从而导致泥沙在床面上落淤形成泥膜，使河床的渗透系数逐渐减小，从而影响了明渠水的渗透量，使渗渠产水量明显减少。但随着河床冲淤变化导致水深和水流流速变大时，流速冲走河床泥膜，使得河床内反滤层的渗透系数逐渐恢复和增大，从而使渗渠产水量又会增大。
四、河床床面冲淤变化对渗渠产水量的影响
明渠水流流速会对河床床面冲淤变化产生较大的影响。当来水量一定时，河床会随着河床冲淤时不同水深情况产生不同的流速。另外，不同水流流速还与河床中泥沙运动速率有关[2]，根据水流流速与泥沙的相关速率研究的文献报道表明[3]：泥沙止动流速如果大于明渠水流流速时，泥沙就会较容易淤积在河床上，从而导致河床渗透系数降低，渗渠的产水量明显减少。而当河床水流流速大于泥沙的起动流速时，在反滤层没有发生反复冲刷的情况下，淤积在河床上的泥沙就可以被冲走，使河床渗透系数逐渐恢复和增大，从而确保渗渠产水量又会逐漸变大。另外，在诸多影响渗渠产水量的因素中还有来水流量[3]、河水浑浊度、反滤层渗透系数、渗渠滤管长度以及渗渠管道直径等。
综上所述，导致含水层（过滤层）渗透系数越大时，渗渠的产水量也就越大，因此，河床冲淤变化会对渗渠产水量产生直观的影响，在来水量同等情况下，渗透系数的大小会明显决定渗渠产水量的大小。
五、总结：
综上分析可得知：当河床由于水流流速变化时，就会对河床床面冲淤变化带来很大的影响。而当河床水流流速小于河床泥沙的止动流速时，泥沙就会淤积在河床上，从而渗透系数逐渐降低，直接影响到渗渠产水量。因此，在对渗渠进行设计过程中，就必须要考虑到取水地段以及泥沙等因素对渗渠取水带来的影响。
参考文献：
[1]刘持峰.渗渠取水工程水力特性试验研究[D].石河子大学，2008.DOI：10.7666/d.y1375450.
[2]刘持峰，刘焕芳，程琨等.滤管长度对渗渠产水量的影响[J].人民长江，2008，39(2)：30-32.DOI：10.3969/j.issn.1001-4179.2008.02.012.
[3]刘焕芳，程琨，吕宏兴等.明渠水沙条件对渗渠产水量影响分析[J].水利水电科技进展，2008，28(2):4-7.
作者简介：庞晶晶男辽宁省水利水电勘测设计研究院市政工程 工程师