工学水利工程毕业论文 北部引嫩渠道侵蚀及其治理措施

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1、湖南师范大学本科毕业论文考籍号：XXXXXXXXX姓名：XXX专业：工学水利工程论文题目：北部引嫩渠道侵蚀及其治理措施指导老师：XXX二〇一一年十二月十日摘要：根据二十多年来北部引嫩渠道的演变情况，分析了渠道侵蚀破坏的原因，进而提出综合整治措施。关键词：渠道侵蚀整治1前言　　黑龙江省北部引嫩工程位于黑龙江省西部，是以满足大庆石油和化工生产及生活用水为主，同时解决沿途农业用水的综合性大型无坝引水工程。自1976年建成通水以来，已累计引水100多亿立米，取得了巨大的经济，社会和生态环境效益，成为黑龙江省西部关系到国计民生的重点

2、工程。　　北部引嫩工程地处嫩江中游左岸松嫩平原腹地，地理位置在东经124°～126°，北纬46°～48°之间，整个工程由渠首工程、渠道工程、三处大型交叉枢纽及两座年调节水库组成。总干渠全长203km，分干渠长40km。总干渠在乌裕尔河交叉处分为乌南和乌北两个部分，设计年引水量4.65亿立米，引水期为每年4月下旬至10月下旬。北引渠道地处高纬度地区，结冻期长达180天，引水运用20多年来，渠道冻融侵蚀强烈，部分渠段渠底宽已由原设计17m，侵蚀扩宽至50～60m，边壁剥蚀下来的泥沙经渠内水流搬运沿程发生淤积，最大淤厚1.2m。

3、渠道严重的冲淤变形，已影响到渠道的安全运用，迫切需要对引嫩渠道进行综合治理。2渠道破坏的成因分析2.1地质岩性　　北部引嫩工程位于松嫩冲积平原的中部，大地构造单元属松辽凹陷第四纪下沉区，构成区内广布堆积地貌；二级阶地、一级阶地、闭流洼地和河漫滩地。表层大部分为黄土状粘土和黄土状亚粘土，具有湿陷性和崩介性，部分盐碱地段土质具有分散性，亲水性，易膨胀性和风干性。此类土壤失水后干、硬、脆，遇水后滑、软、塑。渠坡在水位变化区范围内由于水上边坡与水下边坡处于两种状态，下部处于饱水状态，水的软化作用及水流的冲刷作用呈立陡状，坡度可达9

4、0°，并逐渐剥蚀，剥落。图1渠道冻融裂隙示意图Frostfissure实验结果表明，当土颗粒在0.05～0.005mm时，冻胀最强烈，亚粘土刚好在此范围。由于主要冻胀活动是在最接近0℃等温线相当的冻结面进行，而且冻胀位移和冻胀压力的方向与热流方向平行，亚粘土的最强冻胀温度是-5°～7℃。因此，充足的水分补给、适宜的土颗粒及冻结时间导致北引渠道工程的冻融破坏极为普遍。2.2气候因素　　北引渠道地处高纬度地区，冬季最低气温常在零下30～40度，渠道冻融破坏严重。破坏形态主要是经过一个冬季，在春季通水时，在渠坡顶部顺渠道方向产生

5、裂隙，裂隙深度可深达渠底，裂隙距坝肩约0.8～1.2m(见图1)，渠道通水后沿此裂隙蹋滑。　　影响土体冻胀的因素有水、土、温、压。土的冻结是土中存在的孔隙水的冻结，随着温度的下降，孔隙水由液相变为固相，开始生成冰核，冰核不断吸收外界水分，并逐渐扩展，形成冰相，使［水—土］体系达到热平衡状态，土中水逐渐集中起来，在有外界水分补给的情况下，冰相非常迅速地发展形成较厚的冰层。冰相会引起土外表的体积膨胀，土颗粒排列变化，土壤团粒破坏等，造成冻融土的强度下降。冻结土在融解也不能恢复到原来的状态，作为整体仍保持膨胀松软的状态进入了下一

6、个冻结——融解的过程，使土的强度累积降低。冻胀使坡体中出现软弱带，并导致松弛胀裂，此软弱带即是冰层的位置。此外，近年来由于嫩江春季枯水，后期引水时间延长，每年的引水时间都延长到十月末，而此时的最低气温在-5℃以下，沿线渗漏水未及回渗，渠道坡面已经冻结，使得裂隙现象频繁发生，有的裂缝延续几十公里，除个别填方渠段外，其余渠段均发生了不同程度的冻融破坏。2.3渗透水流作用　　北部引嫩渠道乌南40～91km左侧大部分地区广布着大片湿地(当地称双阳河滩地积水和明青坡地积水)，地表长年积水，渠外地下水位高而向渠内渗透，由于渗透水流作用

7、导致渠坡破坏主要表现为淤泥质软土边坡的塑性流动，其主要原因是坡体过饱和，抗剪强度降低，在渗透水作用下，渠坡整体滑动。2.4坡面来水作用　　北引渠道大部分流经坡地，