输水道介绍
输水道是从远距离水源输水到用水地点的管道和渠道的统称。广义上指长距离的整个输水系统,包括管道、明渠、暗渠和隧洞等。狭义上仅指跨越山谷、河谷或低洼地的输水构筑物。
水源高于用水地点,例如以高地水库为水源时,有可能借重力供水,此时可用重力流水道。水源低于用水地点时,必须借水泵供水,并需用压力流水道。渠道只能用于重力流水道,不能满流以防溢水。管道和隧洞(断面不限于圆形),既可用于压力流水道,也可用于重力流水道。重力流水道有一定坡度,故受地形牵制。跨越低地或河谷时须用支墩或栈桥架高,遇高地或山丘时要迂回盘旋或开凿隧洞穿越。管道和渠道应组合使用,重力供水时输水系统中可以有管道,压力供水时也可以有明渠,按输水道通过地带的地形设计才能收到最佳效果。明渠的蒸发损失和渗漏水量较大,易受污染并滋长水草和藻类。
管道材料视管径和水压大小而定,无压或低压时一般用混凝土或低压钢筋混凝土管,高压时用钢筋混凝土管、铸铁管或钢管。地面渠道可以就地开挖并加衬砌。高架渠道一般用块料砌筑,也可用混凝土浇制。输水道上应在适当地点设置闸门或闸阀,以便调节水流和进行检修。压力管线的隆起部位设排气阀以免气阻,谷底设排水阀以便放空。暗渠应设检查井以便检修养护。
天津的引滦入津工程是中国现代最大的城市给水工程。
输水用的管道,可有各种类型。最终的选择取决于地形、可利用的水头、施工方法、经济的考虑和水质等因素。此外输水还应保证防止其他较劣水源的污染。这是采用明渠或在低压下运行管道中的一个特殊的问题。
明渠是按照在大气压力条件下运送水流设计的。据此定义,水力坡降线与自由水面是重合的。如果明渠设在地面之上或架空时就称为流槽。明渠可以加盖或敞开,并且可取各种形状。选择明渠送水,通常是根据挖方或填方小而允许重力流,这种适宜的地形条件决定的。如果明渠不加衬里则应考虑与渗流损失有关的土壤透水性。其它着重考虑的是潜在的污染危害和蒸发损失。
许多近代明渠用混凝土、沥青材料、异丁橡胶、、乙烯、合成制品或其他材料衬里,以减小水流阻力、降低渗漏量和减低养护费用。流槽通常用混凝土,钢材或木材修建。
管线通常用于地形条件不能采用渠道之处。管线的敷设可在地面上或地面下或半埋在土中。大多数近代压力管道是用混凝土、钢、铸铁或石棉水泥制成的。重要输水系统的管线可能需要闸阀、止回阀,排气阀、放空管、防水锤装置、伸缩节、绝缘节、检修人孔和水泵站。这些附属设备的设置是为了保证运行的安全与有效,便于检查和维护。止回阀正常设在水泵设备的送水一侧和管线的每一上升段的起点处,以防止回流。闸阀常按约1200英尺的间距布置,以便管线的中间段得以放空检修,也可设在止回阀的两侧,使其能够拆下检修。在管线的顶点处需设排气阀,以释放被截留的气体和使管线通气,防止形成真空。放空管设在管线的低处以备排除沉积物和放空管道。调压塔或速开阀用于消除水锤作用。
在地面敷设管线或在地下敷管开槽不现实或不经济之处可以采用隧洞。隧洞最适用于过山或过河之处。它们可以在压力下或象明渠一样运行。
输水道有各种不同的形式:按供水情况分有重力供水和水泵供水(或称压力供水);按水力条件分有重力流和压力流;按水流形式分有满流和非满流;按构筑物类型分有地面渠道、高架渠道(包括渡槽)、管道和隧洞等。大型输水系统往往是多种形式的组合。
文章介绍了汤河水库原输水道测流系统设备严重老化,已不能满足水库发展需要,提出改造的必要性、可行性,以及系统设计施工。全面重点介绍了新系统在诸多方面的优越性能。
大伙房水库消能塘经过多年的运行,出现了混凝土裂缝、混凝土表面缺陷等问题,针对这些问题,我们采用了混凝土修复、补强加固处理。
古罗马供水
公元109年修建的图拉真水道的最高处距地面达33m。砖砌或石砌渠道一般宽0.3-1.5m,高0.6-3.0m,渠顶有盖板,以防渠水受到污染。每隔75m左右设有通风口和检查孔。此外,有些输水道还采用了铅管、陶管或石管等。当时有一套具体的分水配水方法,并要根据用水情况缴纳水费。古罗马帝国境内有许多输水道,有些至今还可找到遗迹,如法国境内的蓬迪加尔输水道和西班牙境内的塞哥维亚输水道,是两层或三层的石拱结构支撑着的水渠。
观测项目包括:①土坝变形观测,设有137个标点,最大累计沉陷量80毫米,最大累计位移量13.0毫米。②土坝心墙固结观测,设有3个标点,最大累计沉陷量240毫米。③土坝浸润线观测,设有18个观测点。④土坝绕渗观测,设有六个观测点。⑥输水道外压力观测,设有5个观测点。此外,还有水流形态、混凝土裂缝及输水道渗水观测等。自水库投入运用以来,坚持按照水库管理局制定的观测规程进行观测,从未间断。观测资料每年整编一次,并进行阶段性和专题性分析。根据分析成果,认定工程质量优良、运行正常。⑥淤积测量,水库建成后进行了6次,截至1995年累计淤积量达6554万立方米,站水库死库容的48.9%。⑦地震监测,设有地应力仪、强震仪等观测仪器,按时进行观测,并未发现异常现象。⑧水质监测,1974年建成的大伙房水库水质监测站,1975年开始监测。设有入库监测断面3个、出库监测断面1个、库区监测断面3个,每年取水样6次,监测项目30项。监测资料按规定要求每年整编刊印并进行分析。
因为罗马城设在山丘上,台伯河河床卑低,取水反而不便,所以城市用水是由城外引来的。罗马全盛时期共有14条输水道,总长超过2000公里,每天可以供应百万立方米以上的清水。这些输水道有的规模相当宏大,最长的一条有60公里,其中有20公里架在连拱上,看上去就像一条地面上的长桥。水道在城内分散开来,成为支道送达各处居民区,其末端就是分散全城的上千个水池和喷泉,日夜不息地涌流着,不但现在仍为市民提供生活之便,更成为罗马街头一道活泼的景观。此类输水道和高架引水桥被罗马人广泛地运用,尤其是在帝国境内那些地势险要而水源不足的军事津要更加以大量修建,其中最有名的一座当属位于法国南部的"迦合桥"(Pontdu Gare)。当水道跨越迦合河的时候,长达249米的一段采用了上下三层共高达49米的重叠连拱。仅仅是为了这类单纯的使命就居然采用了如此浩然的美学和工程学手法,的确是叹为观止。相似的引水桥遗址遍布西南欧全境,一再佐证着罗马工程师的勤奋。