涿鹿縣桑干河灌區(qū)渠道防滲淺談

甄煜霞

(河北省涿鹿縣七一灌區(qū)，河北涿鹿 075600)

桑干河發(fā)源于山西省寧武縣管嶺山，于陽原縣的施家會(huì)進(jìn)入河北省境內(nèi)，中途匯入壺流河、岔道河等分支，至懷來縣朱官屯與洋河匯合后流入官廳水庫。桑干河在涿鹿縣境內(nèi)總長為167.8公里，桑干河灌區(qū)在縣域國民經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的地位。灌區(qū)建區(qū)50多年來，由于水環(huán)境的不斷改善而促進(jìn)了灌區(qū)經(jīng)濟(jì)的騰飛。然而，因?yàn)榻甑倪B續(xù)干旱，導(dǎo)致水環(huán)境發(fā)生變化，使灌區(qū)面臨著許多威脅和挑戰(zhàn)，水環(huán)境越來越不能滿足灌區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

一、桑干河灌區(qū)水利現(xiàn)狀

1.地下水超量開采

桑干河灌區(qū)西部地區(qū)地層破碎，地下水埋深在100-250米之間，淺層無地下水，淡水開采困難，且補(bǔ)給量極少。灌區(qū)建成后，由于大力發(fā)展水澆地，導(dǎo)致地下水過量開采，造成灌區(qū)的采補(bǔ)失調(diào)。此外，近些年降水量逐年減少，連續(xù)干旱，加之開采得不到有效的控制，造成全灌區(qū)地下水位逐年下降。此外，灌區(qū)內(nèi)大量機(jī)井的干枯報(bào)廢，工業(yè)和生活用水全部源于地下，使得供水成本大幅提高。

2.地表水嚴(yán)重不足

近十年以來，涿鹿縣隨著農(nóng)業(yè)、工業(yè)的不斷發(fā)展，境內(nèi)降水量逐年減少，并且經(jīng)常出現(xiàn)斷流，灌區(qū)水位逐年下降，而用水量卻逐年上升，致使上游水庫蓄水量大為減少，灌區(qū)水荒已成為不爭的事實(shí)。

桑干河灌區(qū)水利現(xiàn)狀亟待改變，筆者試聯(lián)系灌區(qū)自然條件、結(jié)合防滲技術(shù)應(yīng)用，提出相關(guān)解決對(duì)策。

二、灌區(qū)混凝土防滲襯砌凍害成因分析

桑干河灌區(qū)地處冀西北部，張家口市的東南部，屬溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候，低溫、凍害是這里經(jīng)常發(fā)生的自然災(zāi)害。灌區(qū)多年平均氣溫8.8℃，平均最高氣溫23.6℃,1月最冷，平均最低氣溫-8.1℃，極端最低氣溫-23.9℃，多年平均凍土深達(dá)100-120厘米。灌區(qū)多年平均降水量為376.3毫米，且年際分配不均。

桑干河灌區(qū)位于桑干河、洋河之間，北部主要以懷涿盆地為主，地貌特征類型依次為河漫灘、階地洪積扇、山前臺(tái)地，具有明顯的分帶性，灌區(qū)地質(zhì)情況復(fù)雜，具體表現(xiàn)為：

其一，劈山干渠以坡積、沖洪積等泥積分布，主要巖性為碎石土、砂礫石、粉粘土等，透水性強(qiáng)，滲漏嚴(yán)重。

其二，七一干渠地勢陡峭，地層破碎，部分堆積物為碎石土和砂礫石，局部巖石破碎、塌方嚴(yán)重，堆積物段透水性強(qiáng)，滲漏嚴(yán)重。

三是惠民北渠沉積物主要由砂礫石、卵石組成，中間夾有若干粘土、亞粘土及亞砂土透鏡體，透水性極強(qiáng)，渠道邊易沖刷。

綜合上述灌區(qū)實(shí)際，就涿鹿地區(qū)而言，混凝土襯砌是減少防滲的最佳選擇，可以避免土渠的滲漏，一般可減少85%以上的滲漏損失水量。但是，由于桑干河灌區(qū)水文與地質(zhì)條件影響，要使防滲工程經(jīng)久耐用，除合理施工外，最重要的是防治凍害。多年的施工，我們發(fā)現(xiàn)：當(dāng)封凍期氣溫降低到零度以下時(shí)，渠道防滲襯砌工程的重點(diǎn)是防滲材料的凍融破壞。水體結(jié)冰和渠道基土凍融對(duì)防滲工程的破壞，對(duì)于渠道防滲襯砌工程而言，其破壞性因無法估量而成為凍害防治的最大挑戰(zhàn)。

三、混凝土凍害的解決對(duì)策

綜合灌區(qū)渠道沿線的水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、渠道挖深情況、渠道的不同走向以及凍脹量的測定結(jié)果等因素，筆者認(rèn)為，采取防凍漲措施對(duì)渠坡進(jìn)行處理，確保混凝土襯砌斷面盡可能不發(fā)生破壞至關(guān)重要。根據(jù)張家口市各灌區(qū)同類工程的運(yùn)行情況，桑干河灌區(qū)渠道防凍的對(duì)策是：

對(duì)于灌區(qū)干渠襯砌斷面渠底采用柔性材料進(jìn)行抗防凍。具體做法：對(duì)于地下水位埋深小于2米的渠段，應(yīng)采用渠坡整形及渠底開挖夯實(shí)，渠底采用30厘米厚干砌石護(hù)底；對(duì)于地下水位埋深均大于2米的渠段，現(xiàn)澆混凝土襯砌應(yīng)采用弧形坡腳，梯形斷面加肋，邊坡、渠底加縫的形式進(jìn)行防凍。斷面結(jié)構(gòu)加肋可以增加混凝土板的剛度，渠底邊坡加縫可以使不規(guī)則裂縫規(guī)則化。為了保證混凝土渠道的施工和維修方便，混凝土渠道每隔30-50米設(shè)一道隔墻，隔墻寬30厘米，深60-80厘米。

四、防滲技術(shù)的應(yīng)用及其效果

為了最大限度地利用水資源，采用節(jié)水灌溉技術(shù)是非常必要的。在節(jié)水工程中，渠道作為節(jié)水灌溉的一部分，應(yīng)當(dāng)首先受到技術(shù)人員的重視。桑干河灌區(qū)渠道多數(shù)沒有采用防滲處理，防滲效果較差滲漏嚴(yán)重，渠系利用率極低，有的地方渠系利用率只能達(dá)到20%。我們經(jīng)過多年觀察發(fā)現(xiàn)，渠系損失的絕大部分水量出自滲漏損失，要想節(jié)約用水，提高渠道水利用系數(shù)，就需要加強(qiáng)渠道維護(hù)。以七一灌區(qū)為例，改建維修渠系建筑物后，渠系水利用系數(shù)由原來的0.42提高到0.66，灌溉水利用系數(shù)由0.35提高到0.59。灌區(qū)水利用率的提高，縮短了農(nóng)田的輪灌期，增加了灌溉面積，減輕了農(nóng)民的用水負(fù)擔(dān)，節(jié)水效益非常明顯。目前，渠道防滲作為應(yīng)用最廣的節(jié)水工程技術(shù)之一，應(yīng)成為桑干河灌區(qū)防滲最為有效的技術(shù)手段。

結(jié)束語

解決桑干河灌區(qū)節(jié)水工程存在的問題刻不容緩，應(yīng)該引起各主管部門的高度重視。只有充分認(rèn)識(shí)和科學(xué)評(píng)價(jià)節(jié)水在灌區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要作用，對(duì)灌區(qū)節(jié)水工程實(shí)施科學(xué)管理，合理施工，才能進(jìn)一步鞏固和加強(qiáng)水利基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)、基礎(chǔ)設(shè)施的地位，才能保證桑干河灌區(qū)乃至涿鹿縣縣域經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展和人民生活的安居樂業(yè)。