普洱市思茅区六顺镇水务工作站
摘要：目前来说，我国水利工程建设事业取得了一定进展，在一定程度上使水利问题得以有效解决，为工程项目周边群众提供了有效的安全保障，同时使其生活更加便利。在水利工程建设过程中，明渠均匀流是较为重要的一项环节，只有使明渠水流始终保持恒定，才能切实避免不安全事故的发生，有利于周边群众安全。尤其是对于乡镇而言，应切实根据当地实际特点，科学选择施工设计。为此，本文对明渠均匀流建设过程中，如何进行施工设计展开分析探讨，并结合乡镇实际情况，并提出了自己的相应看法。
关键词：水利；明渠均匀流；施工设计
对于水利建设行业而言，明渠施工设计是较为重要的一项环节。尤其是应切实考虑到均匀流方面，使水流始终保持恒定，有效避免其他因素对水流造成的影响。所谓明渠均匀流，不仅指水流在不同时间范围之内始终保持稳定，而且指水流不会受到水深等方面的影响，在不同明渠断面始终维持在恒定值。为此，应从施工设计等方面着手，切实保障明渠均匀流得以有效实现。特别是对于广大乡镇地区，应根据乡镇实际特点，科学进行施工设计，使明渠均匀流真正发挥应有实效，促进乡镇水利事业不断发展。
一、明渠横纵断面分析
在明渠设计的过程中，通常其结构具有一定的对称性，这样才能便于施工与管理。概括来说，明渠结构主要有梯形、圆形和长方形、正方形等，大多具有规则、对称方面的特点[1]。尤其是对于人工明渠而言，大都经过科学的设计，一般只有天然河渠才会呈现不对称的情况。通常来说，对于水利工程建设而言，其内部排水管始终预留有一定空间，难以真正实现满流。基于此种情况，尤其是对于水污染现象较为严重区域，污水不仅能造成环境污染，同时还能挥发出一定有毒气体，而有毒气体充分利用排水管未达到满流的实际情况，能利用排水管到达其他区域，从而形成一定有毒气体污染。在排水沟设计过程中，利用矩形和梯形方面的设计，在一定程度上能起到避免有毒气体排放的作用，因而这两种形状具有较为广泛的应用。对于土质地基而言，明渠断面形式应以梯形为宜，这样能使其两侧始终保持一定倾斜度。在设计过程中，当梯形两侧倾斜度在一定数值之内，随着水流不断加深，梯形宽度也会相应变大，按照土质地基施工设计中的实际状况，还应科学的确定边坡系数。下表1所示为边坡系数相应的取值范围。
对于矩形断面而言，在施工的过程中，利用条石等材料进行砌筑而成。一般来说，矩形也具有较为广泛的应用。在施工设计环节，明渠断面还应切实按照地质环境等方面影响，科学的选择形状及尺寸。通常来说，矩形断面如果在不同位置仍然保持形状与尺寸无明显差异，则可称之为棱柱体。如果在不同位置形状及尺寸具有一定差异，则其为分棱柱体。对于部分渠道而言，其位置不同，形状及尺寸也存在明显不同，因而可有效称之为非棱柱体。该渠道水流流线呈一定弯曲状，因而难以保障其始终均匀流动。由此可见，要想使水流自始至终保持恒定，应保持明渠形状为棱柱体。对于乡镇水利建设而言，也应按照实际特点，科学选择明渠断面形状，并按照水库大坝实际容量，有效确定明渠尺寸。例如，在乡镇地区土坝建设过程中，根据容量的不同，可以划分为小一型、小二型等不同类型，应切实按照实际工程特点，科学选择断面形状，乡镇水利也应以棱柱体为宜，尺寸方面也应具体而定，符合其实际情况。
二、明渠低坡
对于明渠设计施工而言，明渠低坡同样是需切实加以注意的问题。所谓明渠低坡，一般意义上是指渠低所倾斜角度，这个角度主要是指纵向方面。按照不同分类，又包括逆坡、平坡和顺坡一系列不同类型[2]。其中，顺坡主要是指，随着明渠底部越来越深，高程也随之越来越低。平坡主要是指，渠低无较为明显坡度出现。逆坡与顺坡恰好相反，随着明渠底部越来越深，高程却随之越来越高。通常来说，顺坡情况下水流才能始终保持恒定。乡镇地区本身地质条件较为复杂，在水利建设过程中，应充分考虑低坡类型，按照实际情况科学进行规划设计，这样才能使乡镇水利建设事业得以有效发展。
三、明渠均匀流形成条件
（一）明渠均匀流特点
概括来说，明渠均匀流特点主要包括以下几个方面：第一，在不同时间范围之内，水体断面形状始终保持相同，尺寸不会发生变化，水体流速也不会随着水深不同而产生明显变化。第二，明渠均匀流其本身水体流速始终保持恒定，因而流程、修正系数等方面始终保持不变。
（二）均匀流条件
概括来说，均匀流产生的条件主要包括以下几个方面：第一，水流应从性质方面来讲属于恒定流，只有恒定流才能避免引起波浪，减少水流流线弯折等现象的发生，最终始终保持平行直线状态。第二，均匀流不会出现支流等情况，因而其流量沿线始终保持恒定状态，难以产生较为明显变化[3]。第三，均匀流对明渠断面具有明渠的要求，一是形状必须为棱柱体，二是必须为顺坡，只有充分符合上述要求，水流在流动流动过程中才为均匀流。第四，对于均匀流而言，无论是明渠侧壁还是底板，应始终具有恒定的粗糙系数，这样才能使水流有效维持恒定。第五，明渠横断面在不同位置始终保持一致，无论是形状还是尺寸都不会产生较为明显变化。第六，为切实避免水流均匀，无论是水坝还是闸门都不允许将其设立于沿线。相对来说，明渠均匀流是一种较为理想状态，因而在现实中难以真正实现，只能通过类似均匀流的设计，来达到需要的目的。
四、水跃及水跌现象
（一）水跃现象
在水利工程项目施工建设的过程中，水跃现象也相对较为常见。该现象通常是指水流不再受到构筑物影响，而是能够急流而下，对构筑物产生一定冲击的情况。在此现象发生过程中，利用尾门能有效调节水流速度，使速度逐渐变得越来越慢，同时下游水深也得以在掌握范围之内。从某种意义上讲，我们也可以将水跃现象理解为水深逐渐增大，水位高度逐渐变高的情况。研究表明，在水跃现象发生之后，水能会发生大量损失，损失率超过50%。随着水跃深度不断增加，水能损失也会随之相应不断增加[4]。在水跃现象实际发生的过程中，利用共轭水深来描述不同水深差，利用水跃高度来描述其存在的不同高度差。在实际计算的过程中，由于水流变化相对呈现出一定不规范性，不同区域水流速度、压力等方面也存在较为明显差异，因而难以用相应的方程加以计算。通过动能原理，借助于科学的动量方程能切实解决上述问题，有利于水利计算的顺利进行。
（二）水跌现象
在水利工程项目施工建设过程中，水跌现象同样相对较为常见。不同于水跃现象，水跌现象主要是指水体流速从缓到急的过程，在此过程中，水流具有的动能也会随之相应增大。通常来说，只有当水流过坎之后，才容易引发水跌现象。在此过程中，水流实际上在进行自由落体，根据受力分析，水流自身重力远远大于所受阻力，因而水流会发生重力势能转化为动能的物理过程，使水流动能逐渐变大，从而引起水跌。水跌在实际发生的过程中，水流是逐渐由缓到急的一个过程中，而水深却随着相应较小，在水深逐渐减小的过程中，水面也会随之而相应平缓。在研究水跌现象时，利用水跌曲线图能对该现象进行有效描述。通常来说，水跌实际发生过程中本身水流变化较大，因而给实际水力计算带来一定困难。无论采用何种方法，都不能切实得到精确，始终具有一定偏差。
结语：
本文浅要分析探讨在明渠均匀流建设过程中，如何更好的开展施工设计，并结合乡镇水利建设提出了自己的相应看法。相对来说，明渠均匀流是较为理想的情况，在设计施工中应尽量确保低坡为顺坡，断面形状呈一定的规则形状，同时还应注意构筑物方面的施工设计，这样才能使均匀流建设更加满足相应的规范，从而在一定程度上促进我国水利建设事业不断发展。
参考文献：
[1]陈建东，王民中，宋立英等.水利明渠均匀流施工设计的探索与研究[J].江西建材，2014，（9）：124-125.
[2]黄民标.明渠均匀流水力设计技术[J].大众科技，2013，（8）：34-35.
[3]吕麟.关于水利明渠均匀流的研究分析[J].建筑工程技术与设计，2014，（36）：705-705.
[4]林霖.水利明渠均匀流施工设计[J].大众科技，2013，（6）：59-61.
论文作者:陶会芳
论文发表刊物:《基层建设》2015年26期
论文发表时间:2016/3/17
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