盘锦市某河道堤防防渗设计

1 前言

盘锦市位于辽宁省的中南部，欧亚大陆板块的东部中纬地带，具有明显的大陆性季风特征。冬季受西伯利亚大陆性气团控制，寒冷漫长少雨雪，盛行西北风；春秋季受蒙古大陆性气团影响，偏北或偏西北风盛行、气温回升快、蒸发量大、往往形成干旱天气；夏季短促，气温较暖湿。一年四季冷暖变化显著，季节性强。多年平均气温为10.50℃，一月份气温最低平均-18.20℃；七月最热平均气温33.70℃，温差较大。根据多年的水文观测，盘锦市多年平均降雨量仅650 mm左右，年水面蒸发能力达900～1 000 mm，夏季是一年中的主要降雨季节，降雨量70%～80%集中于汛期6-9月份，并多以暴雨的形式出现。

绿化树种以刺柏、祁连圆柏、洒金柏、千头柏、侩柏、侧柏、青海云杉等常青树品种，栽植密度3.5-4.5m，树形以自然树形或通过修剪将树冠修剪成一定造型，提升观赏效果和绿化档次。

2 防渗材料比选

一般来说，被用作河道堤防的防渗材料主要包括粘土、水泥土、浆砌石等传统材料和混凝土、防水毯、复合土工膜等新型材料。

粘土防渗是我国水利工程中较早采用的防渗方法，其优势在于就地取材，可以降低运输成本，适用于优质粘土材料较多的地区，粘土并不存在污染性，有利于生态交换。

水泥土是以土料、水泥和水拌合而成的复合型材料，通过水泥的硬化和胶结起到防渗作用。由于其构成材料比较广泛，因此造价相对较低，且施工比较简单。

高低频段双路超声换能器均采用双增透、X切声光器件镀膜结构,其压电层采用LiNbO3晶体,双路换能器中铌酸锂压晶体的厚度不同,即半波长的频率不同,导致两个换能器工作范围不同[3],低频段超声换能器基于25 μm厚铌酸锂压电晶体,工作范围为 60 MHz～120 MHz,中心频率取90 MHz,高频段超声换能器基于16 μm厚铌酸锂压电晶体,工作范围为120 MHz～200 MHz,中心频率取150 MHz[4]。对高低频段两个换能器进行阻抗匹配时,首先需要对其实测输入阻抗进行测试,并对匹配电路的S参数进行实际测量,得到阻抗匹配值[10],然后运用宽带阻抗匹配的方法,对双路换能器进行匹配。

浆砌石防渗的优点是可就地取材，其抗冲刷和耐磨性能优于混凝土防渗墙防渗，但其只适用于石料来源丰富的地区，较难实现机械化施工，施工难度相对较大。

就混凝土防渗和浆砌石防渗而言，尽管混凝土的防渗效果优于浆砌石防渗，但其成本总价远远高于浆砌石的成本，且两者的使用寿命基本一致，因此浆砌石防渗的投资成本相对较低。

第一，目标客户。主要是针对一些对企业产品或者是服务有意向的客户群体，借助相应的技术就要对人口基础特征和价值观理念等进行集中收集，确保客户群判定和分析的合理性。并且，后续销售过程中要针对目标客户群体进行集中识别和监督管理，建立长效性合作关系，为全面提升管理工作的实际效率，也为中小零售企业电子商务商业运营模式的优势整合奠定基础。

土工膜防渗是近年来兴起的防渗型式，正在逐渐运用到更多的水利工程中。土工膜防渗具有渗透系数小、施工简便、工程造价低的特点，因此其发展很快。但是，土工膜较薄，在施工、运行期易被刺穿，使得防渗能力大大降低。

这几种防渗材料各自存在优势和缺点，对盘锦市该河道堤防的防渗型式进行选择，就要从渗水量、抗冻性、使用年限、经济性等角度对这些材料进行分析和比较，从而选择最优的防渗材料。

2.1 渗水量比较

河道堤防要达到稳定防渗，其渗水量必须均匀且不能过大，渗透水量是评价材料防渗效果的最直观的依据。

笔者为比较不同材料的渗透作用，选取单位面积的防渗材料，测定其在一定时段内的渗透水量，以24 h作为时间节点加成倍比，得出不同的防渗材料在不同水头条件下24 h的渗漏量，如表1。

不设防渗措施的河道渗漏量最大，这严重影响了堤防的稳定性，证实了河道堤防中必须采取防渗型式的重要性。根据表格数据，以不设防渗措施的河道为对比参数进行计算，粘土、水泥土、浆砌石三种防渗材料的实际效果不相上下，基本能够阻挡60%以上的渗透水量；而利用混凝土作为防渗材料所阻挡的渗透水量达到了85%以上，防渗效果比较优良；而复合土工膜则可以阻挡95%以上的渗透水量，防渗效果非常优越。因此，就防渗材料的渗透水量而言，复合土工膜的效果最优。

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表1 不同防渗材料的渗透水量表

  

选取的防渗材料未采取防渗措施粘土水泥土浆砌石混凝土复合土工膜不同水头条件下24 h的渗漏量（L）0.50 m 648 299 278 249 78 22 1.00 m 984 490 467 458 178 48 1.50 m 1 368 679 665 658 236 59 2.00 m 1 657 823 774 757 296 70

2.2 抗冻性比较

由于盘锦地区冬季气温低，河流会出现结冰期，这会给堤防的防渗材料带来一定程度的冻害问题，因此为保障堤防的安全稳定运行，在选取防渗材料时，必须考虑到其抗冻性是否满足要求。

该河道堤防最优防渗材料为复合土工膜，其防渗方案如图1所示。该方案设计主要包括四个部分，即基层、过渡层、防水层和保护层。

2.3 经济性比较

河道的防渗材料的选取是否经济，应以其取得的效益大小来衡量。在资金允许情况下，应尽量选取标准较高的防渗方案。

表2体现了不同材料的单价，就厚粘土防渗和复合土工膜

 

表2 不同防渗型式单价比较表

  

防渗方案厚粘土防渗水泥土混凝土浆砌石复合土工膜单价37.50元/m2 170元/t 320元/m3 230元/m3 35元/m2

防渗来说，两者的投资成本基本相当，但粘土防渗主要面临料源问题，河道本身的优质粘土较少，而工程所需粘土总量较大，不能就地取材，这就加大了运输成本，并不利于成本控制；复合土工膜是厂家经过检验出厂后统一运输到施工场地去的，不会存在额外的成本投资，因此两者相比，复合土工膜的投资成本较低。

混凝土防渗一般包括现浇混凝土和混凝土预制块拼装，比较适用于水体规则、水面区域面积较小的人工湖工程。其固定于河道上，防渗防冲性能比较优越，耐久性较强。

2.4 使用寿命比较

在河道两侧坡脚部分，采用厚度为30 cm的格宾石笼做保护层。为防止格宾石笼损伤土工膜，在格宾石笼与土工膜之间铺设20 cm厚中砂保护层。

麓山苍苍,湘水泱泱。盛衰无常，兴亡难料。有形之建时毁，无形之文长存。晚年的刘崐有很多不幸,但湖南有幸留住刘崐忠骨,这是湖南的大幸,学士的大幸！

粘土防渗易受到水流的冲刷作用，因此其耐久性较差，使用时间比较短。水泥土适应变形能力差，在水压作用下易产生断裂变形，不能长期应用于河道防渗中。

 

表3 防渗材料的使用寿命表

  

防渗材料粘土水泥土浆砌石混凝土复合土工膜使用寿命（年）25 25 30～50 30～50 80～100

浆砌石防渗与混凝土防渗的一般都能利用30-50 a，使用寿命较长。复合土工膜本身适应变形能力和耐久性好，可利用80-100 a。

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根据对材料的渗透性、抗冻性、经济性及使用寿命等方面的比较，结合盘锦地区的气候和地形条件，选择复合土工膜作为河道堤防的防渗材料，既能满足堤防稳定性要求，又能降低成本投资。

3 防渗设计

粘土的抗冻性较差、容易出现裂纹，不适用于有结冰期的河流中；水泥土早期强度低、抗冻性较差，仅适用于南方温和气候的无冻害地区；对浆砌石来说，低温会影响水泥浆的硬化和胶结，容易产生微小裂缝，故不建议在寒冷或严寒地区使用；混凝土适应变形的能力差，抗冻性一般，可结合其他防渗材料来提高混凝土的抗冻胀特性；复合土工膜对温度并不敏感，适应变形能力强，较多应用于寒冷地区和具有结冰期的河流。

3.1 基层设计

  

图1 复合土工膜防渗方案设计图

该河道地基主要为砂砾石，具有极大的透水性，河道内杂草丛生、垃圾众多，必须对河道基层进行处理，清除直径大于2 cm的石块，杂草、铁丝、树根、树枝等杂物以及可能对复合土工膜的防渗效果产生不利影响的垃圾等，对河道内存在的砂坑利用清理平整的河床开挖料进行回填，分层碾压并经大水自然沉降，粘性土河床密实度、砂土原基及砂土填筑区相对密度应达到相应的设计要求。由于该河道的河床条件极差，经平整填埋后的河床必须达到上述要求后方能铺设复合土工膜。

3.2 过渡层设计

过渡层是与防水材料直接接触的一层，必须平整紧实。在该设计方案中，过渡层为压实的原状土，厚度为20 cm，既因地制宜，充分利用了河道原材料，又降低了工程量，减少了资金投入。

在河道较宽，地势平坦，水流流速较低，采用现状砂土防冲措施，把土工膜埋入河道冲刷深度以下。水域及湿地范围内采用2.50 m厚原状河砂作为防冲保护层。

3.3 防水层设计

所用的防渗材料为复合土工膜，侧搭在下游侧上面。底面铺设时应平行搭接，布面不可张拉过紧或褶皱，应适量放松并紧贴地面。斜坡铺设时应沿坡顶底方向铺设，并平行搭接。

如果在铺设过程中，复合土工膜发生破损，应用大于破损缺口周围300 mm的膜料覆盖在上面后再作固定处理。此外，复合土工膜的保存的铺设应保障其干燥性，严禁雨天铺设，铺设后的土工膜则须尽快实施保护层。

3.4 保护层设计

防冲保护层结构采取一般性防护和局部防护相结合的方式。

一般性防护是通过回填河床沙，使得复合土工膜处于50年一遇洪水冲刷线以下。由于该河道堤防的防渗工程位于行洪河道内，因此保护层除起到保护膨润土防水毯外，还应具有防冲作用。根据该河道的水力计算，主河槽内50年一遇流速一般为1.50～2.50 m/s，因此确定其防护措施。

分析：学生都能用勾股定理求出AB的长是5，易知 A’(2，0)折叠吟AOB 交 y轴于点C，构造吟OA’C是直角三角形，设OC=x，则AC=4-x，在Rt吟OA’C 中由勾股定理得 OC2+OA2=CA’2，即 x2+22=(4-x)2，得到x=1.5，即 C(0，1.5)，求直线 BC 的解析式，知道 B(-3，0)，C(0，1.5)，用待定系数法求得y=0.5x+1.5。

在未来的旅游行业中，大数据的使用将成为常态。因此一定要使用科学的方式，强化智能旅游的发展。同时也要加大对大数据的研究，为旅游行业的持续发展提供重要的理论支持，最终促进行业的智能化。

防渗材料的使用年限决定了河道堤防能够达到稳定渗流的时间，这对维持堤防的稳定性是十分重要的，一定程度上决定了堤防的运行年限，因此在保证资金投入充足的前提下，所选防渗材料的使用寿命应尽可能长一些。

由于胶结砂可以采用碾压方法施工，速度快、施工简便，对复合土工膜的影响较小的特点，部分河道选用了胶结砂（设计指标为M7.5F25），河槽边缘l0 m范围内采用强化胶结砂（设计指标为M10F50）。设计选用的胶结砂厚度35 cm(压实厚度)，按5 m×5 m分缝。考虑到胶结砂的块体尺寸与复合土工膜的宽度基本一致，因此切缝时应尽可能避开土工膜纵向搭接处。

治疗期间，对照组患者出现8例头晕、5例恶心/呕吐、2例皮肤瘙痒、2例嗜睡，观察组患者出现3例头晕、2例皮肤瘙痒、2例恶心/呕吐。对照组的不良反应发生率(56.67%)显著高于观察组(22.58%)(χ2=7.423，P=0.06)。

设计分区控制措施采用混凝土框格，纵横间距100 m。混凝土框格尺寸为高30 cm，宽30 cm，每l0 m设置一道分缝，填充闭孔泡沫板。

混凝土框格内填充当地河沙，厚30 cm。

考虑到河床断面的不规则性和水流条件的不稳定性，冲刷计算成果是在河床整体后的总体经验性冲刷状态，遭遇50年一遇洪水不可避免形成区域性冲刷影响，一旦洪水过后出现复合土工膜揭露或保护层减少的情况，应及时进行处理和修补，以保证防渗效果不受大的影响。

4 结语

文章以盘锦市某河流为对象，笔者从渗水量、抗冻性、使用寿命、经济性等角度对粘土、水泥土、浆砌石、混凝土及复合土工膜等材料进行比较，选取复合土工膜作为河道防渗的最优材料，并设计出具体的防渗方案，从而使堤防的渗流稳定得到保障。

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如假设上三角元素的第一行中仅d11、u12、u13三个元素不为0，根据对称性可知l21、l31二个元素也不为0，因此在计算第一列的元素时，可仅计算三个元素，而元素根本无需计算，其计算顺序如图2右侧有阴影的数字所示。因此对F阵的前代计算若采用按列方式，其下三角的l元素可利用所记录的上三角非零u元素的列标来大大提高对F阵的前代计算速度。

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名人名句及故事更容易吸引并激发学生的求知欲，点燃学生思维的火花，使学生既学习了化学知识，又扩展了学科视角。如借助《石灰吟》“千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲。粉骨碎身浑不怕，只留清白在人间”设置问题情境：诗中描述的是什么化学物质？其中发生了哪些化学反应？表达了诗人的什么情怀？

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