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日本冲绳地下水库情况介绍王彦军,雷俊(中国灌溉排水发展中心,北京100053)摘要:日本冲绳地区受地质条件的限制,地表水资源匮乏。
为了稳定农业生产、增加农业产值,政府根据当地的情况,积极开展地下水库建设。
对日本冲绳地下水库的建设方法、适用条件、地下水库的优缺点等作了简单介绍。
关键词:日本;地下水库;地下水坝1 冲绳的基本情况冲绳县位于距离日本首府东京1 560 km 的西南部,主岛冲绳是一个东西窄、南北长的岛屿。
冲绳由161 个大小不同的岛屿组成,其中112 个岛屿无人居住,49 个岛屿有人居住。
总面积2 266 km2 ,约占日本国土总面积的1 % ,其中耕地面积4. 14万hm2 ;人口128. 7 万,约为全国人口的1 % ,其中农业人口81 760 人。
冲绳以农业为主,主要种植甘蔗和热带、亚热带水果,其中甘蔗种植面积占农地面积一半以上。
冲绳县属亚热带海洋性气候,年平均气温为23. 1 ℃,冬天气候温和,平均气温16.8 ℃。
年平均降雨量2 000 多mm ,超过日本本岛,但降雨量主要集中在梅雨季节和台风季节,所以不同年份、不同季节的降雨量差别很大。
冲绳县境内琉球石灰岩分布广泛,在这种地区很难形成天然河流或建设人工河。
降雨的40 %渗入地下,经过透水性很强的琉球石灰岩流向大海,50 %被蒸发掉,仅10 %的降雨留存地面被利用,农作物产量很不稳定。
为此,国家实施了系列开发农业水资源工程措施保证农业生产,包括建设水坝、渠首工程、地下水库等,取得了很好的经济效益和社会效益,其中比较成功的工程案例是地下水库的建设。
日本在世界上具有领先的地下水库建设技术与经验。
2 地下水库的开发利用所谓地下水库是指沿海地区通过在河流入海附近兴建地下拦水坝形成的。
地下水库通常有两种用途,一是拦蓄地下潜流,提高地下水位,保证农业灌溉的稳定性;二是防止海水入侵。
日本冲绳修建地下水库的目的主要是为了提供农业灌溉用水。
其地下水坝的厚度一般为50 cm ,是一堵防水性很强的地下墙体,坝长依地下水文地质条件而定,坝基通常至不透水岩层以下50 cm 处。
32人类利用地下空间的历史，几乎与人类自身的历史一样久远。
居住也许是人类最早利用地下空间的方式，人类祖先在学会建造房屋后，才开始逐渐由半地下的洞穴生活向地面生活过渡。
随着社会的发展，人类开始基于居住、生活、生产、贮藏、军事、陵墓、宗教等功能更加广泛地利用地下空间。
得益于土木工程和建筑技术的进步，现代社会对地下空间的利用更是如火如荼。
日本是一个山林多、耕地少的岛国，人口大多集中在沿海狭小的平原地区。
因此，“人多地少”的状况促使日本始终致力于积极利用地下空间。
文 | 黄刚 图 | 枫月日本篇从自然空间到人工创造说到日本自然生成的地下空间，就不得不提日本政府指定的国家特别天然纪念物、第一大钟乳洞——秋芳洞。
秋芳洞位于山口县美祢市东部的“秋吉台国家公园”地下100—200米处，远古时期这里曾是拥有珊瑚礁的美丽海底，经过海底火山爆发和海洋板块移动，在3.5亿年后形成了日本最大的喀斯特地貌的高原。
秋芳洞据说形成于30万年前，总长度约9公里，但目前只有约1公里开放游览。
洞内高低落差约40Copyright©博看网 . All Rights Reserved.33WORLD VISION 2021.NO.51. 角川武藏野博物馆就像从地面崛起的奇幻巨石，从地下1层至地上5层，每层都有不同的主题。
2. 博物馆的4层至5层是馆内最吸引人、最让人期待的“书架剧场”。
米，可以看到许多钟乳石、石笋，还有瀑布和深渊。
洞内温度全年维持在16摄氏度左右，冬暖夏凉。
1926年，当时还是皇太子的昭和天皇造访此处时，将此处赐名为“秋芳洞”。
在山阳新干线开通的1975年，前来秋芳洞参观的游客人数达到了创纪录的约200万人次。
此后，游客人数虽有所减少，但近年来仍维持在每年60万—70万人次。
说到人工创造的地下空间，功能和用途多种多样，包括地下室、地下街、地下停车场等居住和生活设施，矿井、坑道、地下发电站等生产设施，防空洞、地下水库等防空防灾设施，地铁、综合管廊等基础设施，以及地下研究设施等等。
日本冲绳海水抽水蓄能实验电站技术介绍一概况日本冲绳海水抽水蓄能实验电站位于冲绳岛北部东海岸。
该电站利用海面作为下水池，上水池建在136m有效高程处。
电站使用一台发电机组，装机容量3万kW。
水轮机设计流量26m3/s。
目前该电站是世界上首座使用海水的高水头抽水蓄能电站。
1981年，日本通产省组织了一次关于海水发电相关技术及对环境影响的专题调研。
此后通产省确定了海水抽水蓄能发电课题。
在进行了可行性论证后，通产省决定建造一座实验型电站，建成之后进行为期五年的试验运行，以检验技术上的成熟性和对环境产生的影响。
通产省委托日本电源开发公司进行建设，工期从1991年开始，1999年建成。
日本电力需求在不断扩大，高峰电力增长很快。
虽然沿本土河道建设的许多常规抽水蓄能电站提供了大量高峰电力，但是适宜的选址环境已经很少。
另一方面，日本拥有很长的海岸线和许多高海拔地势，利用海水建设抽水蓄能电站拥有广阔的发展前景。
利用海水建抽水蓄能电站，无论在建设成本上还是系统运行上具有两大优势。
其一，这种电站无须建下水池；其二，可以在沿海的大型电源附近建设。
特别是大多数核电站都设在沿海地区，而人口多，用电量大的地区也在沿海，因此利用海水发电具有极其重要的意义。
使用海水发电需要解决以下几个问题，而冲绳的海水抽水蓄能发电设施正是为了检验这些问题是否得到有效解决：a)防止海水通过上水池渗透或污染地表及其地下水。
b)防止因海洋生物对水道或水轮机的吸附，影响发电和抽水效率。
c)在高压高流速条件下，如何降低海水对金属材料的腐蚀。
d)如何确保放水口在大风浪条件下仍然稳定地发挥作用。
e)上水池海水水汽对电站附近的动植物和生态系统究竟有多大影响。
f)放水口对附近的海洋生物和珊瑚礁有多大影响。
二电站结构该电站地形上正对太平洋，基址为千枚岩构成的沉积岩结构。
上水池建在150米高的山头上，山头距海边600米。
为了保护地形地貌，上水道、厂房、尾水道都建在地下。
金秋必去的日本隐世美景TOP10马上就到看红叶的季节了，北京香山、南京栖霞山，苏州天平山、湖南岳麓山是国内著名的四大赏枫胜地，那邻国日本又有哪些秋景绝美的地方呢？其实日本除了清水寺以外，还有很多欣赏红叶的绝美景地。
1红叶湖（箕轮水库）【长野县箕轮町】△ 紅葉のモミジの林（C）MitsushiOkada/a.collectionRF/amanaimages长野县又被称为信州，是日本著名的红叶观景胜地。
但是知道箕轮水库的人并不多。
箕轮水库竣工于1992年，据说竣工之后在水库周围种了1万棵枫树，所以因修建水库而形成的湖被人们亲切地称为“红叶湖”。
上图就是箕轮水库，是不是特别美啊~每到秋季，特别是晚秋，如果去箕轮水库就能看到满地红叶的唯美景色，主要是现在知道箕轮水库的人还比较少，所以它就像世外桃源一样，会让游客们忘却城市的喧嚣，安静地享受这份宁静、幻妙的绝美景色。
此外，箕轮町是个不可思议的小镇，镇上的公园在每年7月下旬至9月上旬会举办灯彩会，灯彩会不仅免费对外开放，而且据说品质很高喔~地址：長野県上伊那郡箕輪町長岡新田红叶最佳观赏期：10月下旬~11月上旬2长福寺的大银杏和红叶【长野县池田町】△ カエデの紅葉と太陽（C）NAOKIMUTAI/a.collectionRF/amanaimages蜜酱要介绍的第二个绝美秋景胜地也来自长野县，是因大银杏而闻名的池田町长福寺。
其实长福寺不仅有美丽的银杏，它还有很多树龄100年以上的枫树喔~它的秋景之美源于红色和金黄色的完美呼应。
银杏叶会先于枫叶飘落，形成满地金黄，鲜红的枫叶点缀其间的梦幻美景~池田町最著名的树是大峰高原的七色大枫，一棵树上可以呈现7种颜色。
很多游客就为了看这棵树而专门前往池田町。
2013年由于害虫的吞噬，叶子的着色受到了严重影响，2014年又恢复了它原有的美丽。
池田町除了长福寺以外，成就院里也有大银杏，只不过成就院的大银杏要进入11月之后才开始变黄。
日本冲绳基本情报目次一．名称 (3)二．概况 (3)三．简介 (4)四．地理 (5)五．文化 (6)六．语言 (8)七．历史 (7)八．经济 (11)九．旅游 (12)十．交通 (14)十一．军事 (15)一．名称中文名称：冲绳（琉球群岛）日文名称：冲縄（おきなわ）英文名称：Okinawa冲绳二．概况所属国家：日本冲绳区长官：（现任长官）仲井真弘面积：去掉水域面积2,273.41 平方公里区花：刺桐Erythrina variegata区树：琉球松Pinus luchuensis区鸟：冲绳啄木鸟Sapheopipo noguchii（己绝种）区鱼：双尾乌尾Pterocaesio digramma区歌：冲绳县民之歌（冲縄県民の歌）人口：1。
391。
743 人：三．简介位于日本九州南部，是日本最南也是最西的县，毗邻鹿儿岛县（详见近代史）。
一级行政区。
位于中国台湾和九州之间，由冲绳诸岛、宫古列岛、八重山列岛、大东诸岛等60多个岛组成，东临太平洋，西濒东海。
面积为2，249平方公里。
人口122.2万（1990）。
冲绳日出冲绳岛居民大部分分布于南部和中部，首府那霸市。
主岛冲绳是一个东西窄、南北长的岛。
冲绳是一个古国，名为琉球王国。
15世纪初，巴志王统一琉球，受明朝赐姓尚，开始筑首里城。
琉球的历代国王都以进贡的形式与中日两国开展贸易。
琉球国在15世纪末时最为强盛。
当时的国王尚真王笃信佛教，禁止民间私藏武器，致力于发展贸易和振兴文化。
仿奈良的元觉寺建立首里元觉寺，作为王家墓地。
作为冲绳象征的守礼门，是下一代的尚清王时代建造的。
1609年萨摩军队进攻占领并控制了琉球王国，为了继续得到贸易利益，表面上仍然把琉球作为一个独立国家，让其和中国继续进行贸易。
1872年设琉球藩，1879年日本将琉球并入版图，设冲绳县。
现包括10市。
第二次世界大战后为美国解放，1972年交由日本托管（施政）。
经济以服务业和旅游业为主。
冲绳由于其重要的战略地位，是二战后期，美军和日军展开激烈战斗的地区。
最适合潜水爱好者的潜水胜地潜水是一种令人充满冒险和兴奋感的水下活动，对于潜水爱好者来说，选择合适的潜水胜地非常重要。
本文将介绍三个最适合潜水爱好者的潜水胜地，它们分别是冲绳、巴厘岛和瓦努阿图。
冲绳潜水胜地：冲绳是日本九州南端的一个群岛，以其丰富的海底世界而著名。
这里的海洋生态系统多样而独特，有各种珊瑚礁、海洋生物和水下洞穴等。
冲绳的水温适宜，视野普遍良好，非常适合新手潜水员。
冲绳还有一些专业的潜水度假村，提供潜水课程和设备租赁等服务。
在这里，潜水爱好者可以探索美丽的珊瑚礁，观赏五颜六色的鱼类，甚至还能遇到一些海龟和鲨鱼。
巴厘岛潜水胜地：巴厘岛是印度尼西亚的一个著名旅游岛屿，也是潜水爱好者的天堂。
这里拥有世界级的潜水点，如图兰布林岛和尼大岛。
巴厘岛的海底生物非常丰富，有各种硬、软珊瑚和多彩的鱼类。
此外，巴厘岛还有许多潜水度假村和潜水中心，提供全套潜水设施和专业的潜水教练。
无论是初学者还是有经验的潜水员，都能在巴厘岛找到适合自己的潜水点和活动。
瓦努阿图潜水胜地：瓦努阿图位于南太平洋上，是一个由80多个小岛组成的国家。
这里的潜水点多样而有趣，适合各个级别的潜水员。
在瓦努阿图，你可以潜入到巨大的海洋火山口，探索水下熔岩洞穴；也可以游览丰富的珊瑚礁和海洋生物。
瓦努阿图还有一些海底遗址和沉船，为潜水者提供了独特的探险体验。
这里的水质清澈，可见度高，是潜水的绝佳选择。
结语：无论你是初学者还是有经验的潜水员，以上提到的冲绳、巴厘岛和瓦努阿图都是最适合潜水爱好者的潜水胜地。
选择合适的潜水胜地，你将能够欣赏到世界上最美的海底景观，与海洋生物亲密接触，享受潜水带来的乐趣和刺激。
不管你选择哪个潜水胜地，安全总是第一位的。
记住，潜水前一定要进行充分的训练和准备，掌握正确的潜水技巧和安全意识，保护好自己和海洋环境。
祝你在潜水之旅中度过一个难忘而安全的时光！。
第43卷第2期• 232 • 2 0 1 7 年 1 月山西建筑SHANXI ARCHITECTUREVol.43 No.2Jan.2017文章编号：1009-6825 (2017) 02-0232-02可与海洋核动力平台配套的海水抽水蓄能电站柴建峰1侯平利2(1.国网新源控股有限公司技术中心，北京100161; 2.中广核工程有限公司，广东深圳518052)摘要:介绍了近期中国海洋核动力平台的发展情况，结合我国海岛的地形地貌特点,探讨了与之可配套的海水抽水蓄能电站用 于调峰填谷作用，指出在岛屿周边利用天然海湾围填或人工填围形成内湖,可采用低水头、大流量的贯流式水轮机抽排其内一定 量的海水体作为抽水蓄能电站能量转化的载体。
关键词:海洋核动力平台,抽水蓄能电站，调峰填谷作用，贯流式水轮机中图分类号:T V743 文献标识码:A海洋核动力平台是海上移动式小型核电站，是小型核反应堆 与船舶工程的有机结合，可为海洋油气开发和偏远岛屿提供安 全、经济廉价、高效的电力供给，也可用于大功率船舶和海水淡化 等领域。
淡水和电力一直是影响我国海洋油气工程、南海岛礁开发和 海洋国防建设的主要因素之一。
随着科技发展核电站日益小型 化，海洋核动力平台可有助于解决上述问题，这种小型、移动式核 电站可为偏远岛屿和油气开采等工程供应不间断、经济、充沛的 电力供给，有用电需求时将电站拉过来，不需要便可用船将电站 拉走。
目前随着南海油田开发和海岛国防建设等需要，海洋核动力 平台的规划、研究和建设等成为国内外媒体的热点之」。
常规核电站多通过其配套的抽水蓄能电站进行调峰填谷作用，如广州抽水蓄能电站是中国最大的抽水蓄能电站，装机2 400 M W，可 使核电实现不调峰稳定运行，广蓄电站的调峰填谷作用使香港中 华电力公司无需多开两台66万k W煤机，而且在负荷低谷期可以 接收更多核电。
它的作用主要表现在使核电实现不调峰稳定运 行。
海洋核动力平台可能也会面临上述需要，我国海域资源丰 富，考虑到南海岛礁进行酒店旅游、在南海岛礁上建设的大型基 础设施等也都需要强大的电力供应系统支撑等因素，研究海水抽 蓄发电具有一定的前瞻性和必要性。
世界上最先进的城市排水系统近期，中国多个城市的排水系统都在经受着考验，各个大城市也都在积极升级或改造排水系统。
下面就让我们一起来了解东京，巴黎等一些国外大都市的下水道排水系统。
日本是个台风多发国家，首都东京面临东京湾，流经利根川、荒川等几条大河。
东京地区修建的地下排水系统主要是为了避免受到台风、雨水灾害的侵袭而建的。
这一排水系统于1992年开工，2006年竣工，堪称世界上最先进的下水道排水系统。
其排水标准是“五至十年一遇”，由一连串混凝土立坑构成，地下河深度达到60米，堪称“地下宫殿”。
东京旧称江户，面临东京湾，流经利根川，荒川等几条大河，除了每百年来一次的大地震以外，对东京影响最大的就是这个台风与大雨带来的大洪水。
在历史上因为大洪水暴发而造成东京的母亲河江户川泛滥死伤惨重的事例是比比皆是。
到了50年代之后，东京的首都范围向外扩大了很多，很重排水系统也是不断提高，但是在首都圈范围内居住着3000万人口，一般的排水系统已经远远不能适应大城市的防御瞬间集中大雨，洪水，台风等自然灾难，自古以来日本的一般的防洪措施是利用现有的天然水路，在周围多开掘人工水路，这样可以尽量让都市内的积水通过这些支流流入江户川等主干流，最后流入东京湾。
可是这种多岔支流的构造也有很多局限性，如在平原地区因有很多住宅等原因，有时费用非常的高，这样的人工排水路在近年越来越少。
地下水路出水口日本的排水路日本人以其先进的、足以自夸于世界的土木工程技术在埼玉县(Saitama)修建了一座宛如奇幻电影场景的暴雨排水系统，以防止台风季节因为暴雨而可能出现的洪灾，守卫日本东京地区，避免受水灾侵袭。
高度50米走下阶梯水深标志很多人讲日本在地震以后完了，日本东北部地区完了，日本产业要搬迁出日本，日本要放弃日本的东北部。
其实从东京来看在经历东京大地震后几乎毁坏殆尽，但是日本还是重新建了一个新东京，困扰了东京50多年的都市积水被不畏艰难的东京人征服后,你还会认为日本会轻易放弃东北部吗？我一直在讲不要用你的思维去想日本，日本这个民族永不言败，当东北部地震发生时也是日本重新调整的开始。
资源匮乏案例目录一、水资源 (2)〔一〕XX市 (2)1.缺水现状 (2)2.缺水原因 (2)2.1自然原因 (2)2.2人为原因 (2)〔二〕市 (3)1.缺水现状 (3)2.缺水原因 (5)2.1地下水过度开采 (5)2.2水资源浪费 (6)〔三〕国外地下水调蓄成功案例 (6)1.美国 (6)1.英国 (7)3.日本 (7)4.荷兰 (7)二、能源——XX省 (8)1.采空塌陷问题现状 (8)2.过度开发导致的生态环境破坏 (8)2.1耕地大量被毁，水土流失严重 (8)2.2根底设施损坏 (9)2.3地下水受污染，山体滑坡频繁发生 (9)3.治理过程中的问题 (9)3.1地方煤矿的治理难度更大 (9)3.2认识不够或资金缺乏 (9)三、土地资源 (10)(一)XX市 (10)1.土地资源匮乏现状 (10)1.1城市扩X挤占周边乡镇土地资源 (10)1.2.城市中心区建立用地快速增加 (10)2.土地资源匮乏原因 (11)2.1政府与房地产开发商“友好〞协作 (11)2.2政府的面子和权力统统不能丢 (11)(二)XX市 (11)1.土地资源匮乏现状 (11)2.土地资源匮乏的特殊原因 (12)2.土地资源匮乏原因 (12)2.1政府与房地产开发商“友好〞协作 (12)2.2政府的面子和权力统统不能丢 (12)一、水资源〔一〕XX市1.缺水现状XX市为资源性缺水地区，是全国重点缺水城市之一。
市区多年平均水资源总量为5.87亿m³，人均占有水资源量为225 m³，仅占全国人均水资源量的1/10。
XX市水资源具有总量缺乏、年际变化大、年内分配不一和地域分布不均等特点，持续供给能力较低。
2.缺水原因2.1自然原因XX水资源主要来自于大气降水，但降水的年际和年内变化较大。
近15年来最大降水量到达845mm，而最小降水量仅为448mm。
降水具有明显的季节性，7-8月的降水量占全年的50%。
日本冲绳地下水库情况介绍王彦军,雷俊(中国灌溉排水发展中心,北京100053)摘要:日本冲绳地区受地质条件的限制,地表水资源匮乏。
为了稳定农业生产、增加农业产值,政府根据当地的情况,积极开展地下水库建设。
对日本冲绳地下水库的建设方法、适用条件、地下水库的优缺点等作了简单介绍。
关键词:日本;地下水库;地下水坝1 冲绳的基本情况冲绳县位于距离日本首府东京1 560 km 的西南部,主岛冲绳是一个东西窄、南北长的岛屿。
冲绳由161 个大小不同的岛屿组成,其中112 个岛屿无人居住,49 个岛屿有人居住。
总面积2 266 km2 ,约占日本国土总面积的1 % ,其中耕地面积4. 14万hm2 ;人口128. 7 万,约为全国人口的1 % ,其中农业人口81 760 人。
冲绳以农业为主,主要种植甘蔗和热带、亚热带水果,其中甘蔗种植面积占农地面积一半以上。
冲绳县属亚热带海洋性气候,年平均气温为23. 1 ℃,冬天气候温和,平均气温16.8 ℃。
年平均降雨量2 000 多mm ,超过日本本岛,但降雨量主要集中在梅雨季节和台风季节,所以不同年份、不同季节的降雨量差别很大。
冲绳县境内琉球石灰岩分布广泛,在这种地区很难形成天然河流或建设人工河。
降雨的40 %渗入地下,经过透水性很强的琉球石灰岩流向大海,50 %被蒸发掉,仅10 %的降雨留存地面被利用,农作物产量很不稳定。
为此,国家实施了系列开发农业水资源工程措施保证农业生产,包括建设水坝、渠首工程、地下水库等,取得了很好的经济效益和社会效益,其中比较成功的工程案例是地下水库的建设。
日本在世界上具有领先的地下水库建设技术与经验。
2 地下水库的开发利用所谓地下水库是指沿海地区通过在河流入海附近兴建地下拦水坝形成的。
地下水库通常有两种用途,一是拦蓄地下潜流,提高地下水位,保证农业灌溉的稳定性;二是防止海水入侵。
日本冲绳修建地下水库的目的主要是为了提供农业灌溉用水。
其地下水坝的厚度一般为50 cm ,是一堵防水性很强的地下墙体,坝长依地下水文地质条件而定,坝基通常至不透水岩层以下50 cm 处。
由于水坝建在地表以下,墙体两边均有土层支撑,所以对水坝坝体本身的强度要求不高,通常为10 kg/cm3 。
冲绳的地下水库建设始于1977 年,到目前为止国家和冲绳县共投资兴建了10 座地下水库(包括几座正在兴建之中的水库) ,其中最大的坝体长度达2 612 m ,最大的地下水库储水容量为345 万t 。
已建水库为当地的农业经济发展做出了很大贡献。
世界上其他地区也建有地下水坝,但与日本的比较起来规模要小得多。
2. 1 建设地下水库需要的条件地下水库的成功建设需要符合一定的水文地质条件,首先是有地下谷和适宜的含水层存在,地下谷应该由高透水、高孔隙率的含水层和不透水的粘土层组成。
冲绳琉球石灰岩一般埋深在40～70 m ,孔隙率达到10 % ,这种地形条件很适合建设地下水坝。
地下水坝不仅适合琉球石灰岩地形,也适合河床下面是冲击层和火山碎料的地质情况。
二是要有充足的地下水补给源,水量越充足,建筑地下水坝的效果越明显。
地下水库的主要补给水源是降雨,如果当地降雨量稀少,那么地下水库永远也不能储存足够的水量。
第三是水坝建成后,可以形成较大的储水容量,如果在建设地下水库之前,地下水位就比较高,那么水坝建成后的效果会更好。
第四,在建设以防止海水入侵为目的的水坝时,海水入侵量一定要小,否则很难将已入侵的海水转变为淡水。
第五是含水层中没有软土层或软土层很少。
如果含水层中的软土太多,在抽取地下水时,软土会被脱水压缩,地面物质就可能进入地下水库,造成地面下沉。
另外,除了上述5 个条件外,有时还需考虑当地的社会经济因素。
2. 2 地下水坝的施工方法地下水库的建设有4 种方法(见图1) :大开挖法、地下完善法(用机器钻进,然后喷入混凝土,形成不透水的墙体) 、不透水体法(也称灌浆潜入法) 和隔水墙法。
在日本冲绳主要采用隔水墙施工法,本文仅对该种施工方法作简单介绍。
隔水墙法即为现场搅拌土壤形成混合墙的方法(见图2) ,这种施工方法比其他几种方法要经济。
施工过程分为单轴钻进和三轴钻进两部分。
单轴钻进包括3 个步骤,一是设置作业面。
在这个过程中,需要设立工作平台和导向墙,用于安装固定钻探设备、保证钻进的精确度。
导向墙通常为钢筋混凝土结构,尺寸为0. 5 m×0. 5 m;工作平台为混凝土结构, t = 0.2 , B = 9. 1 m。
二是套管钻孔过程。
为了提高钻探的垂直精确度,在钻探时把直径为600 mm 的钻头放进直径710 mm、长20 m 的套管中作业,将井孔钻至作业面以下20 m 的地方。
所钻井孔在同一条直线上,井孔与井孔的中心间距是900 mm。
三是先行钻孔过程。
在所钻的井孔中下套管,并继续推进钻头,直到到达设计的深度。
所钻井孔成为三轴钻进中单个钻头的引导管。
三轴钻进也包括三个步骤,一是三轴削平过程。
在这个过程中,三轴螺旋钻将所钻井孔间残留的突起部分削平,以形成溢流断面。
二是三轴搅拌施工过程,即钻孔形成(隔水墙) 土壤混合墙的方法。
完成削平挖掘工作后,继续推进三轴钻头,钻掉井孔间的土壤,将所有的井孔连接在一起。
至计划钻进的深度后,一边提升钻头时,一边注入固化用的注入液(水泥乳状液) ,注入液与钻下的石灰岩碎屑混合搅拌,形成隔水墙。
三轴钻孔将先前所钻的井孔重叠连接起来,形成连续的墙体。
三是溢流断面过程。
隔水墙建成后,注入混凝土形成坝顶,混凝土硬化后,填埋碎石,形成溢流断面。
图1 地下水坝的施工方法2. 3 施工过程管理地下水坝是通过衔接在一起的井孔形成的,如果井孔错位,就形成不了连续的墙体,起不到防渗的作用,水库也就不可能达到储水目的。
因此在钻井施工过程中,严格监测、控制井孔的垂直精确度是十分重要的步骤,这个过程是通过安装在钻机上的监控设备将数据传输到计算机上实现的。
监测传输的数据包括井孔深度、钻井时每米钻深所注入的注入液的容量、提升钻杆时每米钻深注入的固化液的容量、每5 m 钻深的倾斜度( X 轴和Y 轴) 、操作时间与日期、钻井速度、注入液的总容量、钻机的电流强度、钻机末端的偏差及钻井末端位置图。
当三轴钻进至设计深度时,在钻机末端的每根钻杆上插入内置式倾斜表测量井轴的偏差,将数据输入计算机后绘制出不同井孔深度的轴线图,可以明显的检查出井孔的连续性。
井孔的倾斜率应控制在±5 %以内,否则需要对倾斜率太大的井孔进行调整或重新钻新的井孔。
冲绳的钻井经验表明,深度超过40 m的井孔约有20 %需要调整,深度在40 m 以内的井孔约有5 %需要调整。
深度越大,需要调整的井孔比率也越大,保证墙体连续性的难度也越大。
目前,日本建坝技术也只有70 m 井深的经验。
图2 隔水墙施工过程流程2. 4 地下水库的优缺点建设地下水库的投资相对于同等规模的地上水库来说要少很多;建设地下水坝不占用土地,地下水库建成后地面仍然可以用来耕种作物。
由于地下水库是在地下,即使水坝坝体出现问题,也不会像地面水坝那样形成危害人们生产生活的洪涝事故。
地下水库没有蒸发损失,建设地下水库也不会对下游生态产生影响,所以说对环境的影响远远小于建设地面水坝对环境的影响。
但是建设地下水库的前期勘探工作量较大、时间较长。
地下水库建成后,很难对其储水容量进行精确的估算。
另外建设深层地下隔水墙需要先进的钻探技术和施工监测技术,否则墙体之间不能很好的衔接在一起,难以达到预期的储水目的。
地下水库建成后,需要用水泵抽水灌溉,所以运行成本相对较高。
2. 5 建设地下水库应注意的事项建设地下水库应做好前期勘探工作,充分了解当地地下水文地质条件,选择建设地下水坝的最佳位置,尽可能降低水坝的长度,保证能够充分拦截、储存地下水。
在施工过程中,需要用计算机进行实时监控,保证钻孔的垂直精确度。
另外,在建设地下水库时,水坝上端离地面要保持一定的距离,设置溢流断面,防止地下水位过高时,出现地面滞涝现象。
水坝建成后,在水坝上下游离坝体5 m 处每隔50 m 设置一个观察井,用来观察上下水位变化,以了解坝体是否处于正常工作状态。
2. 6 地下水库对冲绳的贡献地下水库的建设为农作物生产提供了稳定的灌溉水源,促进了冲绳地区农业产量的稳定与增收,减少了旱灾所造成的损失,如在1993 年,冲绳县石垣市发生干旱,年降雨量大大减少,但由于有地下水库做保障,当年的甘蔗产量并没有因此而减少。
目前,冲绳灌溉用水依赖地下水库提供水源的趋势正在增加。
试验研究表明,经过灌溉的甘蔗产量每公顷比灌溉前增加了1/ 3 。
据统计,1971 年每公顷土地的甘蔗产量为163. 2 t ;有了地下水库后,灌溉水源有了保障,在加上其他农业措施,1993年每公顷甘蔗的产量提高到793 t 。
有了可靠的灌溉水源后,农业生产结构也发生了改变,从单纯的种植甘蔗向种植蔬菜、花卉、水果、烟草以及草场(喂养牲口) 等高附加值的产品发展。
3 地下水库在我国的应用及发展前景我国北方许多城市严重缺水,但许多地方水资源的利用率却又较低。
北方地区降水时间集中,每年7～9 三个月的雨季几乎集中了全年降水的70 %～80 % ,雨季水量的大量过剩,不但浪费了极其宝贵的水资源,还导致地表的盐碱化和洪涝灾害的加剧。
针对这种情况,山东省济南市从该市的卧虎山水库经玉符河放水0. 1 亿m3 ,通过济南市地区的强渗漏带渗入地下,并在这一地区的24 个强渗漏带建立了53 个地表水拦截坝,拦截了南部山区每年白白流失的数亿立方米的地表水,使其经过渗漏带时渗入地下水库,这项工程的成功实施使消失多年的趵突泉焕发了新的生命。
这项工程完全建成后,还可望每年增加地下水补给量0. 35 亿m3 ,使济南城区的地下水位枯水期保持在26. 8 m 以上,其他季节水位保持在27. 5 m 以上。
据测量,烟台黄水河“地下水库”自建成以来,附近地下水位回升2. 96m ,年增加可利用水资源0. 2 亿m3 。
到目前为止,山东省已建有6 座地下水库。
山东的经验表明:在地质条件适宜、水源补给充足的北方城市,通过建设地下水库拦截地下入海潜流,丰蓄枯用,提高水资源的利用率,是缓解城市用水紧张局面的途径之一。
作者简介:王彦军(19642) ,男,高级工程师。
摘自《中国农村水利水电》2005 年第3 期。
