高速公路中央分隔带绿化渗灌技术研究

论文摘要

目前中央分隔带的灌溉方式主要是用洒水车和人工漫灌浇水,浇灌劳动强度和难度很大,不但运距长、费用高,而且费时、费水,更不利于高速公路的安全营运。并且漫灌下渗的水会渗向路面结构,加剧了道路病害的形成速度和破坏程度,使高速公路多处出现唧泥、辙槽、拥包、横裂、沉陷、龟裂等病害现象,造成路面水损坏。渗灌是高速公路沿线绿化带灌溉的最适用和最实用的浇灌方式,具有广阔的应用前景,在将来的绿化通道的建设和管理中必将取代传统的水车人工浇水方式和漫灌方式,从而进一步提高公路运行的畅通性。渗灌技术一旦用于高速公路绿化植被的灌溉,每年将会节约大量的水资源,契合建设资源节约型、环境友好型、可持续发展社会的理念。在渗灌管材料的研发方面,国内外科学家做了大量而系统的研究,已经能够基本适应渗灌技术的发展要求,并进行了一定程度的推广。但在渗灌管的埋深、渗灌管的间距、灌水压力、渗灌管的长度等渗灌设计的主要技术方面,目前各国科学家仍处于经验性设计水平,缺乏科学指导,且主要应用于林业与农业生产灌溉中。对于高速公路中央分隔带绿化渗灌系统设计的研究,更是处于比较初级的阶段,不能从根本上满足高速公路中央分隔带绿化的要求。为此,仍需要系统地进行渗管相关的水力性能实验,准确地了解渗管的出流规律,从而合理的确定渗灌管的埋深、渗灌管的间距、灌水压力、渗灌管的长度,并提出技术改进思路,才能推动渗灌技术的迅速发展,为高速公路中央分隔带灌溉技术的发展提供强有力的技术支撑。本文正是基于此点,结合橡塑渗灌管渗流实验,通过渗水的均匀性以及稳定性分析,较为科学的提出了渗管的合理长度、合适的作用水头、合理的埋设深度,改变了传统灌溉设计中仅凭经验粗略确定渗灌管长度及其他参数的设计方法,对优化管网设计、提高高速公路灌溉作业水平有着积极的作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的背景和意义
• 1.1.1 背景
• 1.1.2 高速公路中央分隔带绿化采用节水灌溉的必要性
• 1.1.3 采用渗灌技术的可行性及优越性
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外渗灌技术研究现状
• 1.2.2 国内渗灌技术研究现状
• 1.3 研究内容及技术路线
• 1.3.1 主要研究的内容
• 1.3.2 技术路线
• 第二章 渗灌技术和渗灌机理
• 2.1 渗灌及渗灌技术
• 2.2 渗灌技术要点
• 2.2.1 渗灌管的埋深
• 2.2.2 渗灌管的间距
• 2.2.3 渗灌灌水压力
• 2.2.4 渗灌管的长度与坡度
• 2.2.5 渗灌管的出流量
• 2.3 渗灌技术优点及工程中要注意的问题
• 2.3.1 渗灌的优点
• 2.3.2 渗灌在高速公路中央分隔带绿化中存在的问题
• 第三章 渗管渗水实验及土壤水分运动情况研究
• 3.1 渗水实验研究
• 3.1.1 实验材料
• 3.1.2 实验装置
• 3.1.3 实验方法
• 3.1.4 实验测试内容
• 3.1.5 实验方案
• 3.2 渗管渗水实验结果及分析
• 3.2.1 渗管渗水均匀性与稳定性分析
• 3.2.2 渗灌管合理长度及压力范围
• 3.2.3 渗管出流规律
• 3.3 渗灌条件下的土壤水分运动机理及水力特性
• 3.3.1 微孔管渗灌的水分入渗机理
• 3.3.2 微孔管渗灌的水力特性
• 3.4 渗灌条件下的土壤水分运动实体模型实验及入渗情况分析
• 3.4.1 土壤水分运动实体模型实验
• 3.4.2 渗灌条件下土壤入渗状况分析
• 3.4.3 实验结果
• 3.5 测试结论与建议
• 3.5.1 测试结论
• 3.5.2 建议
• 第四章 高速公路中央分隔带渗灌系统设计
• 4.1 高速公路中央分隔带渗灌设计原则
• 4.2 渗灌灌溉制度
• 4.2.1 灌溉保证率
• 4.2.2 灌溉制度
• 4.3 渗灌系统的组成
• 4.3.1 水源
• 4.3.2 首部装置
• 4.3.3 输配水管网
• 4.3.4 管道附件
• 4.4 材料选用、管网布置
• 4.4.1 管材的选择
• 4.4.2 管网布置
• 4.5 管网水力学计算
• 4.5.1 水力计算方法
• 4.5.2 渗灌管网水力计算时应注意的问题
• 4.6 渗灌的自动化装置
• 4.6.1 顺序自动化控制装置
• 4.6.2 非顺序自动化控制装置
• 4.7 渗灌防堵设计
• 4.8 设计与施工中要进一步考虑的问题
• 4.9 结论
• 第五章 京福高速公路枣庄段中央分隔带渗灌系统研究
• 5.1 枣庄地区社会、经济与地理条件
• 5.1.1 自然环境
• 5.1.2 社会经济状况
• 5.1.3 高速公路道路结构概况
• 5.2 灌溉保证率和节水灌溉制度
• 5.2.1 灌溉保证率
• 5.2.2 灌溉制度
• 5.3 典型工程设计
• 5.3.1 水源工程设计
• 5.3.2 机井设计
• 5.4 管网系统设计
• 5.4.1 管网布置
• 5.4.2 管道系统水力计算
• 5.5 首部控制枢纽设计
• 5.5.1 水泵
• 5.5.2 过滤设备
• 5.5.3 施肥罐
• 5.5.4 进排气装置
• 5.5.5 测量装置
• 5.5.6 管道附件
• 5.6 渗灌自动化系统设计
• 5.7 渗管防堵设计
• 5.8 结论
• 第六章 结论与建议
• 6.1 结论与建议
• 6.2 主要创新点
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表