水土保持自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)在榆林地區(qū)的應(yīng)用初探

1、水土保持自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)在榆林地區(qū)的應(yīng)用初探龐耀立(陜西省水土保持勘測(cè)規(guī)劃研究所陜西西安710016)摘要榆林市位于陜西省北部，生態(tài)脆弱，農(nóng)牧工礦交錯(cuò)，人類活動(dòng)復(fù)雜，水土流失，土地荒漠化、沙化非常嚴(yán)重。隨著人類活動(dòng)的加劇，不合理的礦產(chǎn)開發(fā)、土地開墾和無序的水資源開采對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響不斷增強(qiáng)。為了有效的減緩水土流失，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，榆林市實(shí)行水土保持監(jiān)測(cè)勢(shì)在必行，運(yùn)用計(jì)算機(jī)、GSM通訊、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)。本文對(duì)水土保持

2、監(jiān)測(cè)對(duì)象、監(jiān)測(cè)內(nèi)容、監(jiān)測(cè)儀器和設(shè)備、流域水系及小流域信息提取、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理與入庫、應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)建設(shè)方案等內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)介紹，為水土保持規(guī)劃和政策制定提供科學(xué)依據(jù)。關(guān)鍵詞水土保持；水土流失；自動(dòng)化監(jiān)測(cè)；土地荒漠化；榆林中圖分類號(hào)：S157文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B1水土流失現(xiàn)狀榆林市是北方農(nóng)牧交錯(cuò)帶上典型的生態(tài)脆弱區(qū)，在地貌上為毛烏素風(fēng)沙區(qū)向陜北黃土丘陵區(qū)的過渡，在氣候上是干旱、半干旱向半濕潤氣候的過渡，在地帶性植被類型上呈現(xiàn)出典型草原向森林草原的過

3、渡，在經(jīng)濟(jì)活動(dòng)方面，又是農(nóng)、牧、礦業(yè)與城市化過程等綜合作用下形成的農(nóng)牧工礦交錯(cuò)區(qū)，人類活動(dòng)復(fù)雜，土壤侵蝕嚴(yán)重，土地荒漠化、沙化等退化問題突出。隨著人口的快速增長和消費(fèi)需求的日益增大，不合理的土地開墾和無序的水資源開采對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響也在不斷增強(qiáng)。至2010年末，全市境內(nèi)因采礦形成的采空區(qū)面積約為501km2，塌陷區(qū)面積為l17km2，采空塌陷直接損毀房屋5158問，影響房屋2420間；損毀的水澆地、旱地、林草地等共8405hm2；因煤炭

4、資源開發(fā)已造成了4條地表徑流斷流，340多個(gè)泉眼干涸。全市的湖泊數(shù)量由大開發(fā)前的869個(gè)減少到目前的79個(gè)，礦區(qū)負(fù)效應(yīng)171益凸顯。隨著全市煤炭產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，采煤塌陷地面積將不斷擴(kuò)大。經(jīng)預(yù)測(cè)，到2020年，全市塌陷區(qū)面積將達(dá)到42263hm2。其他各種類型和規(guī)模的生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目，都在項(xiàng)目建設(shè)期和運(yùn)行期造成不同程度的水土流失。2水土保持的重要性榆林市水土保持的重要性不僅對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展有著直接重大影響，也是全省水土保持建設(shè)中至關(guān)重

5、要的一環(huán)。而要想搞好水保，就必須先掌握和監(jiān)控好現(xiàn)有的水土流失情況。近年來隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、GSM通訊技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展使得水土保持自動(dòng)化監(jiān)測(cè)有了實(shí)現(xiàn)的可能性。3監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)通過以上技術(shù)的集成運(yùn)行可以長時(shí)間的對(duì)選定監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行穩(wěn)定有效的監(jiān)測(cè)，并將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送回控制中心并能整理儲(chǔ)存，為以后監(jiān)督管理、規(guī)劃項(xiàng)目等提供技術(shù)資料支撐?，F(xiàn)將監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的建立設(shè)想做以下幾個(gè)步驟的說明。31監(jiān)測(cè)對(duì)象按照因地制宜的方式布設(shè)，具體包括北部府谷縣、神木縣、橫山縣、

6、靖邊縣和定邊縣六縣主要觀測(cè)風(fēng)蝕，南部佳縣、子洲縣、米脂縣、綏德縣、吳堡縣和清澗縣六縣主要進(jìn)行水蝕觀測(cè)。考慮到榆林市地處我國風(fēng)力侵蝕和水力侵蝕復(fù)合地帶，復(fù)合侵蝕區(qū)域界線依然是目前科學(xué)領(lǐng)域懸而未決的問題，分別在南部佳縣和清澗縣2個(gè)水蝕觀測(cè)站增加風(fēng)蝕觀測(cè)，在北部榆陽區(qū)和定邊縣2個(gè)風(fēng)蝕觀測(cè)站增加水蝕觀測(cè)。風(fēng)蝕觀測(cè)主要考慮土地利用類型，分別是裸地、耕地和草地。水蝕觀測(cè)包括徑流場(chǎng)和小流域控制站。其中徑流場(chǎng)依據(jù)綜合站和常規(guī)站的功能，分別考慮不同自然影

7、響因素、土地利用和水土保持措施因地制宜進(jìn)行布設(shè)，分別有裸地、耕地、林地、灌木林地、草地不同土地利用徑流小區(qū)；不同坡度和坡長的徑流監(jiān)測(cè)小區(qū)；水平梯田、坡式梯田和退耕還林地等不同水土保持措施大型徑流場(chǎng)；以及溝間地、溝谷地以及全坡面對(duì)比的大型徑流場(chǎng)等。小流域控制站主要考慮治理與非治理對(duì)比。32監(jiān)測(cè)內(nèi)容水蝕徑流場(chǎng)主要監(jiān)測(cè)降雨、徑流、泥沙、植被覆蓋和土壤水分5項(xiàng)主要內(nèi)容；風(fēng)蝕場(chǎng)主要監(jiān)測(cè)風(fēng)速、風(fēng)向、風(fēng)沙(起沙量)、植被覆蓋和土壤水分5項(xiàng)主要內(nèi)容；小

8、流域控制站主要監(jiān)測(cè)降雨、徑流(流量、流速和水位)、泥沙3項(xiàng)主要內(nèi)容。33觀測(cè)儀器與設(shè)備水蝕徑流小區(qū)采取自動(dòng)化記錄徑流，自動(dòng)化采集泥沙樣品，人工分析含沙量。小流域控制站觀測(cè)采取自動(dòng)化記錄水位和流速，同樣自動(dòng)化采集泥沙樣品，人工分析含沙量的方式。風(fēng)蝕觀測(cè)場(chǎng)采用自動(dòng)記錄風(fēng)速，自動(dòng)化采集沙樣，人工分析起沙量。降雨量和風(fēng)速數(shù)據(jù)通過自動(dòng)雨量計(jì)和風(fēng)速儀測(cè)量，數(shù)據(jù)可實(shí)施遠(yuǎn)程傳輸。34流域水系及小流域信息提取依托數(shù)字地形圖和高分辨率遙感影像，通過建立數(shù)字

9、高程模型，開展全市境內(nèi)各級(jí)河流、流域邊界、小流域邊界及溝系信息提取，建立全市流域一水系拓?fù)潢P(guān)系及小流域基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)庫提供信息資源，為水土保持以小流域?yàn)閱卧M(jìn)行管理和業(yè)務(wù)分析提供“身份證”。35數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理與入庫DEM數(shù)據(jù)、土地利用、土壤侵蝕數(shù)據(jù)等空間數(shù)據(jù)按流域和行政區(qū)劃兩種空間邏輯進(jìn)行處理建立多層空間索引數(shù)據(jù)入庫；遙感數(shù)據(jù)和DEM數(shù)據(jù)經(jīng)過融合、鑲嵌、配準(zhǔn)等處理，然后重采樣并建立柵格金字塔，金字塔級(jí)別與相應(yīng)的矢量數(shù)據(jù)相匹配；紙介質(zhì)數(shù)據(jù)通

10、過辦公軟件或GIS軟件矢量化處理，處理的數(shù)據(jù)均保持同一投影類型和行政邊界，同一級(jí)別數(shù)據(jù)達(dá)到空間位置匹芭——U●__CC水工隧洞混凝土施工中鋼模臺(tái)車的應(yīng)用黃鵬于海寬(陜西水利水電工程集團(tuán)有限公司陜西渭南714000)摘要本文通過具體的工程實(shí)例，介紹在水工隧洞混凝土施工中使用鋼模臺(tái)車襯砌側(cè)墻頂拱的應(yīng)用技術(shù)及臺(tái)車現(xiàn)場(chǎng)混凝土襯砌施工中的控制要點(diǎn)，通過應(yīng)用對(duì)提高施工速度，保證工程質(zhì)量發(fā)揮重要作用。關(guān)鍵詞鋼模臺(tái)車；水工隧洞混凝土施工；控制要點(diǎn)中圖分

11、類號(hào)：1、，5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B1工程概況銅川市龍?zhí)端畮鞓屑~工程位于耀州區(qū)境內(nèi)的趙氏河上游，距耀州城區(qū)16km。導(dǎo)流泄洪洞位于龍?zhí)端畮鞓屑~工程大壩右岸，洞身段長492m，底坡i=00l，泄洪洞為城門洞斷面，成型后設(shè)計(jì)斷面為45m73m(寬高)。隧洞底板和側(cè)墻下1m采用HFC40W6F200粉煤灰防凍抗?jié)B高強(qiáng)耐磨鋼筋砼襯砌，其余側(cè)墻和拱頂采用C30W6F200防凍抗?jié)B鋼筋砼襯砌，襯砌厚度在Ⅱ類圍巖段為04m，1V類圍巖段為06m。該工程施工時(shí)

12、，底板和側(cè)墻下lm采用組合鋼模板，剩余側(cè)墻和拱頂使用自行液壓有軌邊頂拱式鋼模臺(tái)車進(jìn)行襯砌施工。2鋼模臺(tái)車的結(jié)構(gòu)組成和設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)鋼模臺(tái)車是以電機(jī)驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)帶動(dòng)臺(tái)車行走，利用液壓油缸和螺旋千斤頂調(diào)整模板到位及收模的隧洞混凝土成型機(jī)械。通過臺(tái)車的移位一模板定位一混凝土澆筑一收模一養(yǎng)護(hù)，完成一段混凝土澆筑的施工過程，它具有結(jié)構(gòu)可靠、操作方便、移動(dòng)速度快、隧洞成型面光滑等優(yōu)點(diǎn)。(1)鋼模臺(tái)車主要由模板部分、門架體部分、軌道行走系統(tǒng)、支撐機(jī)構(gòu)、

13、液壓移動(dòng)系統(tǒng)、混凝土振搗系統(tǒng)、電路系統(tǒng)及其它附屬裝置組成。八大部件組成了鋼模臺(tái)車的整體系統(tǒng)，任何模板的支撐系統(tǒng)都要滿足其自身結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度及穩(wěn)定性要求，鋼模臺(tái)車也不例外。鋼模臺(tái)車除滿足上述基本要求外，還要根據(jù)工程自身結(jié)構(gòu)尺寸特點(diǎn)選擇不同結(jié)構(gòu)類型尺寸的臺(tái)車，上述需要考慮的因素包括：臺(tái)車是否能順利通過隧洞彎道(取決于隧洞轉(zhuǎn)彎半徑大小)，洞內(nèi)三管兩線(即通風(fēng)管、高壓風(fēng)水管、洞內(nèi)排水管、動(dòng)力線、照明線)布置，鋼模臺(tái)車是否滿足洞內(nèi)車輛機(jī)械通行要

14、求等。(2)結(jié)合工程實(shí)際，具體說明鋼模臺(tái)車的設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)臺(tái)車面板設(shè)計(jì)厚度：Q235型鋼模面板，厚度12ram，設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)鋼模板承受新澆筑60cm厚混凝土及相應(yīng)的施工荷載，其中包括混凝土及鋼模各部位結(jié)構(gòu)自重、混凝土側(cè)向壓力、混凝土振搗荷載及混凝土入倉沖擊荷載等；設(shè)計(jì)時(shí)考慮允許超挖及局部因地質(zhì)原因過大超挖量按40era計(jì)算加荷載；設(shè)計(jì)時(shí)考慮鋼模面板的使用疲勞極限。臺(tái)車型式及其技術(shù)參數(shù)：型式采用自行液壓有軌邊頂拱式鋼模臺(tái)車，臺(tái)車全長：L=10

15、2m；臺(tái)車內(nèi)部空間尺寸：寬高=18m332m；臺(tái)車行走速度：10m／min；單邊最大脫模量：35cm；水平調(diào)整量：5cm(單邊)；系統(tǒng)工作壓力：P=12MPa；軌中心線距離：2150mm10mm；油缸最大行程：豎向油缸30cm，側(cè)向油缸30cm，水平油缸lOcm；砼澆筑上升高度08m／h。臺(tái)車行走系統(tǒng)設(shè)計(jì)：枕木：長寬高=10024x20cm；鋼軌：43Kg／m；行走路面為隧洞已澆筑完成的底板混凝土面，路面縱坡≤5％。臺(tái)車整體結(jié)構(gòu)合理，承

16、載性能良好，整體或局部無變形扭曲缺陷，模板結(jié)合嚴(yán)密，板面平整光潔；臺(tái)車工作窗注漿孔數(shù)量、位置合理，定位快捷，立模后封閉良好，拆模后無漏漿、錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象。臺(tái)車內(nèi)部空問滿足風(fēng)管及施工機(jī)械車輛通行要求。3鋼模臺(tái)車的組合及其安裝鋼模臺(tái)車在隧洞出口位置利用吊車進(jìn)行組合安裝，安裝成型后的鋼模臺(tái)車軸線與隧洞軸線基本重合，以利于鋼模臺(tái)車順利進(jìn)洞施工。安裝的總體順序是由內(nèi)到外的分層安裝，安裝的具體順序?yàn)椋喊惭b場(chǎng)地平整一枕木軌道行走系統(tǒng)安裝一門架體安裝一頂模及

17、其支撐一側(cè)模及其支撐一液壓移動(dòng)系統(tǒng)一砼振搗系統(tǒng)一電路系統(tǒng)一其它附屬裝置安裝。臺(tái)車骨架采用型鋼焊接而成。鋼模板分為頂模和側(cè)模，模板之間采用螺栓連接，背面采用槽鋼加固，使用過程中不再拆開。頂模的配和精度統(tǒng)一。36應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)建設(shè)方案水土保持信息化應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)建設(shè)，主要是從水土保持業(yè)務(wù)流程中提煉出公用的、基礎(chǔ)的業(yè)務(wù)處理、分析功能，形成規(guī)范統(tǒng)一的各類基礎(chǔ)組件，為水土保持業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)、運(yùn)行、協(xié)同提供統(tǒng)一的基礎(chǔ)支撐服務(wù)，解決業(yè)務(wù)應(yīng)用之間的互通、