现代水利工程的缺陷及解决办法

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现代水利工程的缺陷及解决办法

山东茂隆新材料科技有限公司 2020-11-19 1586 0


天然河流及小溪本质上是以水为载体的太阳能汇聚并自身消耗的系统。天然河流及小溪上有乱石阻挡水流,消耗着以水为载体的太阳能(不妨将乱石或乱石滩称为水阻);天然河流上有的石头足够大时就形成瀑布,不妨称之为大水阻);有湖泊容纳蓄积水流(不妨将湖泊称为水容);在某些水流阻力很小的流道上不得不弯弯曲曲增加其流道长度消耗其能量。

  现代水库就是人造湖泊(水容),现代(包括近代)水利工程只是在天然河流上增加了许多人造水容,却没建造过一个人造水阻(偶尔在某些娱乐场所流水池山建造过阶梯状类似的水阻),显然是不平衡不完善的。国外一些现代水利工程发达国家某些专家主张拆除水坝,其深层道理就在于此(可能老外还没意识到)。但其主张过于消极和偏激,积极的办法应当是建造人造水容的同时再相应建造一些人造水阻,达到河流系统的平衡与完善。

  如果一位电子专家看到一块电路板上全是电容而没有电阻,一定认为很滑稽可笑。现代水利工程只是在天然河流上增加了许多人造水容不同样滑稽可笑吗?

  天然植被其功能实质上讲就是在河流系统的上端长出了无数个小水阻,消耗了微小溪和小溪中以水为载体的太阳能。如果破坏了天然植被,众多小水阻消失,以水为载体的太阳能必然以别的方式消耗掉————冲击土壤,造成水土流失,直到露出石头形成新的石头水阻。

  黄土高原土壤很厚,任你n年冲击土壤,造成水土流失,也无法露出石头形成新的石头水阻(当然n万年后黄土高原土壤差不多冲光了也会形成新的石头水阻)其水土流失是必然的,即使原来远古时代黄土高原天然植被(众多小水阻)存在也不会有本质上的改变,水土流失只是比现在轻些,这也为历史专家所证实。

  黄土高原要等到n万年后黄土高原土壤差不多冲光了形成新的石头水阻才达到河流系统的平衡,这也太令人绝望了。但既然形成石头水阻可达到河流系统的平衡,那磨我们可以用人工的办法在黄土高原的众多小溪河流上放上人造石头水阻,不也可以实现其河流系统的准平衡与准完善吗?再加上恢复植被(众多小水阻),黄河不就变清了吗(当然不是颜色变清,而是泥沙含量大大减少)?

  说到人造水阻,其实我们的祖先在都江堰水利工程中已经无意地成功使用过——就是竹笼装的卵石,现在被称为“软”建筑,其具有很大的灵活性和可塑性。在可移动的河床中,“硬”建筑终无法保证工程的连接与整体,而竹笼能将分散的若干卵石,组成一个有空隙能渗水的整体;竹笼之间又易于相互牵连重叠,能形成较大的整体而直压水底。竹笼石头大大减轻了水的冲力,消耗水流冲击的能量。再加上竹笼拉力好韧性强,如遇水淘基础时,又可随水曲折下沉,始终紧固河床,不致淘空冲毁或冲走。如:1970年在灌县“两义渡”淘河时,发现原安放的竹笼被洪水冲刷后,竟曲折下沉6.3米而固堤,由此可见竹笼在可移动河床中的特殊功能。(本资料摘自“世界水利史上的丰碑——都江堰”一书第31和32页)

  再

防渗膜是以pe膜作为基材,与土工布复合而成的防渗材料,它的防渗性能主要取决于pe膜。东方防渗膜应用的pe膜,主要有聚氯乙烯和聚乙烯、EVA(乙烯/醋酸乙烯共聚物),它们是一种高分子化学柔性材料,比重较小,延伸性较强,适应变形能力高,耐腐蚀,耐低温,抗冻性能好。其主要机理是以塑料薄膜的不透水性隔断土坝漏水通道,以其较大的抗拉强度和延伸率承受水压和适应坝体变形。

谈到竹笼,一般认为“软”建筑的致命弱点就是她的短命,更换周期太短,维修困难。因为在当时的条件下,只能使用竹材料(按当时古代人们的观点看遍地都是竹子,可能比垃圾还不如。开荒时还要披荆斩棘,甚至一把火把竹林烧光)编成笼子。但是,现代化学工业制造的如塑料袋塑料绳等废弃后的垃圾长命得简直让环保部门头痛(也想一把火把它烧掉算了,可惜还不能随便烧,否则会造成空气污染)如果用这些长命垃圾编织成现代竹笼,那是再好不过了,就克服了“软”建筑短命的致命弱点。

  接着谈谈山洪:山洪是暴雨袭击(以水为载体的太阳能集中释放能量)山区河道造成的,山区天然河道上往往看到一些乱石滩,这正是洪水期间形成的水阻,以消耗以水为载体的太阳能集中释放的能量,达到洪水期间的河流系统能量平衡。如果人为地破坏了乱石滩(比如把它平整变成农田)水阻减少甚至消失,一旦发生洪水时,流经此处的洪水无法消耗掉水流冲击的能量,必将此水流冲击的能量带向下游,携带更大能量的水流必然会更强烈冲击下一段河床及河两岸的地面,造成额外的水土流失。如果下游某地的乱石滩尚未破坏(洪水水阻不变)

  但它要承受上游水阻减少甚至消失造成的洪水无法消耗掉的水流冲击的能量,其水阻前水位必然上升,造成该水阻附近的洪水泛滥(就象电路中的几个电阻的前几个或后几个被拆掉用铜丝代替,那磨剩下的电阻必将承受更大的电压而过热);如果某处水阻承受不住过量的

  水流冲击的能量,产生崩溃,则在此处便引发了泥石流。既然水阻如此重要,那磨我们就该恢复水阻(乱石滩),而且要根据人的需要调整水阻大小和建设水阻(与乱石滩同样效力的人工阻水建筑,但绝非挡水建筑)。以达到减轻洪水灾害的目的。


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