淺談在水利節(jié)水中實(shí)施U形渠道灌溉法

崔海月 陳連芹

【摘要】 我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，在進(jìn)行農(nóng)業(yè)種植時(shí)，人們經(jīng)常會(huì)引水灌溉，近年來(lái)，隨著生態(tài)環(huán)境的惡化，我國(guó)的水資源越來(lái)越短缺，因此，加強(qiáng)節(jié)約用水顯得十分重要。U形渠道具有防滲效果好、輸水能力強(qiáng)、渠道占地面積小等特點(diǎn)，是一種高效的節(jié)水渠道設(shè)施，文章從水利節(jié)水灌溉的重要性出發(fā)，分析了水利節(jié)水的幾種常見(jiàn)灌溉形式，并介紹了U形渠道的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其在水利節(jié)水灌溉中的特征，從而為同類研究提供參考。

【關(guān)鍵詞】水利節(jié)水；U行渠道；灌溉

前 言

水是生命之源，隨著社會(huì)生態(tài)環(huán)境的惡化，水資源急劇短缺已經(jīng)成為影響社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素，大力發(fā)展節(jié)水灌溉已經(jīng)成為緩解我國(guó)水資源短缺的重要策略。節(jié)水灌溉技術(shù)主要包括噴灌技術(shù)、低壓管道灌溉技術(shù)、渠道防滲、地面灌溉節(jié)水等，這些節(jié)水灌溉技術(shù)各有利弊，其適用條件也各不相同，近年來(lái)，U形渠道在農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉中的應(yīng)用越來(lái)越多，這種灌溉渠道具有良好的輸水能力和防滲能力，是當(dāng)前公認(rèn)的最佳節(jié)水灌溉形式，下面就水季節(jié)水中U形渠道灌溉法的應(yīng)用進(jìn)行分析。

1.水利節(jié)水灌溉的重要性

目前，我國(guó)灌溉渠的灌溉設(shè)施還比較落后，其技術(shù)水平還比較低，在農(nóng)業(yè)灌溉中存在灌溉不合理、灌溉設(shè)施維護(hù)、更新投入資金不足、灌溉水利用率低、水資源浪費(fèi)嚴(yán)重等現(xiàn)象，因此，大力發(fā)展水利節(jié)水灌溉技術(shù)不僅能有效地節(jié)約水資源，增加農(nóng)業(yè)產(chǎn)量，提高農(nóng)民收入，促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展，還能促進(jìn)我國(guó)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展。同時(shí)大力發(fā)展水利節(jié)水灌溉，還能促進(jìn)我國(guó)節(jié)水灌溉設(shè)施的發(fā)展，由此可見(jiàn)，發(fā)展水利節(jié)水灌溉是十分重要的。

2.水利節(jié)水的幾種常見(jiàn)灌溉形式

目前，我國(guó)推廣的節(jié)水灌溉形式主要有農(nóng)業(yè)節(jié)水、科學(xué)灌溉、改造溝畦、坐水種、控制灌溉、渠道防滲輸水、管道輸水、膜上灌溉、膜下灌溉、噴灌、滴灌、微灌等幾種形式，近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人口數(shù)量越來(lái)越多，水資源供需矛盾日益突出，這就對(duì)水利節(jié)水提出了更高的要求。

3.U形渠道的特點(diǎn)

3.1 U形渠道的概述

U形渠道是傳統(tǒng)的矩形和梯形渠道衍伸出來(lái)的一種斷面結(jié)構(gòu)，近年來(lái)，隨著U形渠道機(jī)械施工技術(shù)的提高，尤其是U形渠道施工成套產(chǎn)業(yè)化機(jī)械的推廣，極大的提高了U形渠道的施工效率，加上U形渠道的適應(yīng)性良好，能在不同的氣候條件及地形中使用，因此，U形渠道在農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉工程及大中小型渠道建設(shè)中得到及其廣泛的應(yīng)用。在進(jìn)行U形渠道建設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)，主要有兩種形式，一是采用人工收面的形式進(jìn)行施工，這種施工方式會(huì)利用機(jī)械進(jìn)行襯砌，渠道的渠口小于1m；二是利用機(jī)械振搗人工澆筑的方式進(jìn)行U形渠道施工，一般情況下，采用這種方式施工的渠道其渠口大于1m。

3.2 U形渠道的基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

U形渠道的底部為半圓形或者弧形，其上部結(jié)構(gòu)為具有一定傾角直線的斷面形式，同傳統(tǒng)的矩形斷面渠道和梯形斷面渠道相比較，U形渠道具有水流分布均勻的特點(diǎn)，U形渠道的全面最接近最佳水力斷面，并且U形渠道的渠底具有反拱作用，能避免錯(cuò)臺(tái)、裂縫、凍害等現(xiàn)象的發(fā)生。一般情況下，U形渠道的渠底圓弧夾角要控制在152°-156°，兩側(cè)外傾角度要控制在12°-14°，對(duì)于特殊的區(qū)域，可以根據(jù)實(shí)際情況，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整U形渠道的外傾角度。

4.U形渠道灌溉法在水利節(jié)水灌溉中的特征

4.1 U形渠道的防滲效果良好

U形渠道具有良好的整體性，因此，在防滲方面，U形渠道的防滲效果十分明顯，在襯砌情況下，渠道斗渠以下的渠系利用系數(shù)為0.98，對(duì)于未襯砌渠道，其斗渠以下的渠系利用系數(shù)還不到0.8，如果每年的灌溉量為四十萬(wàn)立方米，襯砌渠道的滲漏量每年滲漏量?jī)H為八萬(wàn)立方米，可見(jiàn)U形渠道具有極其良好的防滲效果。在農(nóng)業(yè)灌溉區(qū)建設(shè)U形渠道，不僅能實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的高產(chǎn)量高收入，還能有效地減少水資源的浪費(fèi)，這對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展有很大的幫助。

4.2 U形渠道的占地面積小

在進(jìn)行U形渠道建設(shè)時(shí)，由于U形渠道的水利條件比較好，其水流斷面小，因此，在進(jìn)行襯砌施工時(shí)，能有效地減少施工量，減少了土地資源的占用情況。在進(jìn)行U形渠道施工時(shí)，是采用機(jī)械施工的方式進(jìn)行的，因此，能極大的提高施工效率，縮短施工周期，提高施工質(zhì)量。對(duì)于一般灌區(qū)的U形渠道施工，采用機(jī)械施工，平均每個(gè)施工人員能在一天之內(nèi)完成10m-20m，可見(jiàn)，其施工速度很快。同時(shí)，在同樣過(guò)水量情況下，一公里的梯形渠道的混凝土消耗量為132m3，而一公里的U形渠道的混凝土消耗量為96m3，因此，U形渠道既能減少用地面積，還能減少資金投資。

4.3 U形渠道的水流速度快

U形渠道在輸送水資源時(shí)，其渠道的水流速度很快，并且U形渠道運(yùn)輸沙石的能力也比較好，平均流速能達(dá)到1.2m/s，U形渠道的渠道粗糙率值為0.013，在同等情況下，梯形渠道的粗糙率值為0.025，其平均流速僅為0.6m/s。同時(shí)U形渠道能在水流不通暢、雜草叢生的情況下，發(fā)揮良好的輸水能力，由此可見(jiàn)，U形渠道具有及其良好的輸水能力。

4.4 U形渠道的資金投入效益高

在進(jìn)行U形渠道建設(shè)時(shí)，不僅能獲得良好的社會(huì)效益，而且還能獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)U形渠道建設(shè)過(guò)程中消耗的材料比較少，其施工周期比較短，一般情況下，當(dāng)U形渠道建設(shè)完成后，往往能使用30年，甚至更長(zhǎng)，同時(shí)U形渠道的滲水量很小，從整體上看，U形渠道能有效地提高水資源利用率，提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量，這對(duì)極大的促進(jìn)了我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展，由此可見(jiàn)，U形渠道具有很高的資金投入效益。

4.5 U形渠道發(fā)展趨勢(shì)

為確保我國(guó)糧食安全，近年來(lái)，我國(guó)一直鼓勵(lì)發(fā)展農(nóng)業(yè)節(jié)水，為緩解水資源短缺的問(wèn)題，我國(guó)各級(jí)政府對(duì)農(nóng)業(yè)節(jié)水發(fā)展情況的關(guān)注力度也越來(lái)越大，同時(shí)在大力發(fā)展農(nóng)業(yè)節(jié)水的過(guò)程中，對(duì)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉工程的投資力度也越來(lái)越大，加大科學(xué)、高效、先進(jìn)的節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展已經(jīng)成為當(dāng)前農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要方向，目前，在我國(guó)滴灌、噴灌等節(jié)水技術(shù)雖然得到了大力推廣，但在地面灌溉中，仍是以傳統(tǒng)的渠道防滲、標(biāo)準(zhǔn)溝等方式進(jìn)行，由于U形渠道灌溉法的應(yīng)用，能有效地減少水資源浪費(fèi)，提高土地利用率，因此，U形渠道在水利節(jié)水中的應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越廣泛。

目前，在U形渠道建設(shè)中，已經(jīng)發(fā)展到一機(jī)多能、氣動(dòng)切縫等方面，在進(jìn)行U形渠道建設(shè)時(shí)，機(jī)械操作只需要一個(gè)人進(jìn)行，這不僅提高U形渠道的建設(shè)效率，還減少了人員投入，同時(shí)采用機(jī)械進(jìn)行U形渠道襯砌，能極大的提高U形渠道的施工效率和施工質(zhì)量。

5.總 結(jié)

在水利節(jié)水中，U形渠道是一種十分重要的節(jié)水灌溉措施，具有極強(qiáng)的輸水能力、防滲能力，同時(shí)在進(jìn)行U形渠道建設(shè)時(shí)，能有效地減少占地面積，減少成本投入。U形渠道的應(yīng)用不僅能有效地提高水利工程的效益，還能促進(jìn)農(nóng)業(yè)綜合開(kāi)發(fā)、加快節(jié)水改造、促進(jìn)灌區(qū)改造，因此，在實(shí)際工作中，要加大U形渠道的推廣力度，從而有效地緩解農(nóng)業(yè)灌溉用水緊張問(wèn)題，減輕農(nóng)民負(fù)擔(dān)，提高農(nóng)民收入，為我國(guó)農(nóng)業(yè)快速發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。

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