我國水利工程中幾類常見的排水渠道

高云華李 沙王 猛付星基鄭宏剛

（1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)水利學(xué)院，云南 昆明 650201；2.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，云南 昆明 650201；3.云南農(nóng)業(yè)大

學(xué)國土資源科學(xué)技術(shù)研究中心，云南 昆明 650201）

我國水利工程中幾類常見的排水渠道

高云華1，3李 沙1，3王 猛2，3付星基1，3鄭宏剛1，3

（1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)水利學(xué)院，云南 昆明 650201；2.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，云南 昆明 650201；3.云南農(nóng)業(yè)大

學(xué)國土資源科學(xué)技術(shù)研究中心，云南 昆明 650201）

隨著我國社會、經(jīng)濟、文化的發(fā)展，對水利工程的要求越來越高，水利工程中對排水渠道的要求也不斷有新的標(biāo)準(zhǔn)，一味地追求輸水效率的單一的排水渠道已經(jīng)不能滿足當(dāng)代社會發(fā)展的需要?；诖耍喴偨Y(jié)我國水利工程中常見的幾類排水渠道。

水利工程；排水渠道；渠道特點

我國水資源比較匱乏，人均水資源占有量只有世界人均占有量的25%，且水資源量時空分配不平衡。我國同時又是世界上洪澇災(zāi)害最為頻繁的國家之一，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及社會經(jīng)濟發(fā)展帶來了巨大的負(fù)面影響。因此，水利工程建設(shè)在我國經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用，不但滿足了農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)用水及生活用水的供水需求，而且有著防洪防澇及發(fā)電等作用。而渠道在水利工程建設(shè)中，在防御旱澇堿等方面的作用不可替代［1］。目前，我國水利工程中常見的幾類排水渠道有土渠道、混凝土渠道、塑料渠道、鋼材渠道和生態(tài)渠道等，現(xiàn)將對這幾類渠道的特點進行闡述。

1 常見的幾類排水渠道

1.1 土渠道

土渠發(fā)展由來已久，有田地的地方就會有渠道，渠道與農(nóng)業(yè)的發(fā)展息息相關(guān)。傳統(tǒng)的土渠因地制宜而形成，緊密地連接著大自然與人類活動，在提高水體自凈能力的同時增加了生態(tài)景觀效果。土渠的投資成本較低，除了在自然條件下雨水沖刷逐漸形成外，土渠一般圍繞著農(nóng)田村莊山坡開挖形成，也有部分地方采用土石結(jié)合的方式。因土渠經(jīng)過長年累月風(fēng)吹日曬等影響，逐漸被毀壞而沒有及時修補，原有的排水河道被修建道路或者開拓土地占用。另外，排水工程管理及投入嚴(yán)重不足，導(dǎo)致渠道淤積、坍塌或者沉陷，灌溉效率逐漸降低，甚至喪失了輸水能力。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)技術(shù)的大力推廣，土渠作為最原始的輸水工具，顯然已經(jīng)不能滿足當(dāng)代社會發(fā)展的需要。

1.2 混凝土渠道

近幾十年來，我國在水利灌溉設(shè)施方面有了很大的進展，修建了很多水利灌溉設(shè)施，水利工程中大部分排水渠道是在20世紀(jì)八九十年代開始修建的［2］，以混凝土渠道為主，且推廣十分迅速，與傳統(tǒng)的土渠道相比大大提升了輸水的效率，推動著農(nóng)業(yè)灌溉和工業(yè)的發(fā)展?；炷练罎B渠道還具有較低的糙率，在水利工程運行過程中提高了水流的流速，加強水流的運輸。常見的混凝土渠道有梯形渠道和U型渠道，相對于梯形渠道而言，U型渠底部截面為弧形或者半圓形，上部為一定傾角的直線段。因U型渠道斷面接近水利最佳斷面，因此流速分布均勻，渠內(nèi)水流速度較快，輸水性能好，挾沙能力強。且U型渠道在外力的條件下，底部具有一定的反拱作用，使得渠道結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，一定程度防止凍害和開裂。

在水利工程中，混凝土渠雖具有整體性能好、水力特性好及耐久性好等特點，但對防滲性要求較高，混凝土渠在風(fēng)吹日曬或在外荷載等影響下，一段時間后就會開裂，這將大大降低混凝土渠道的輸水效率，如何提高防滲等技術(shù)成了我國眾多學(xué)者研究的重點［3］。

1.3 塑料渠道

自建國以來，我國大力推進農(nóng)田水利工程的建設(shè)步伐，輸水及防御澇漬能力有了很大提高。但總體而言，我國的農(nóng)田水利排水技術(shù)還相對落后，像塑料等新材料運用在渠道中也才進入研究階段。在水利工程建設(shè)中，由于大部分支、斗、農(nóng)渠的線路較長，傳統(tǒng)的土渠或混凝土渠道修建質(zhì)量低及疏于管理，經(jīng)常被破壞，滲漏嚴(yán)重，大大降低了輸水的效率。U型塑料渠道在水利工程中的運用有效降低了滲漏問題，良好的水力學(xué)條件、低成本、施工工藝簡單等優(yōu)點改進了U型混凝土渠道的缺點，而如何提高塑料渠道抗老化性能成為我國學(xué)者研究的重點。1997年，寧夏農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)辦引進現(xiàn)代化暗管排水設(shè)備和技術(shù)，采用骨干溝道整治與田間暗管排水相結(jié)合，并用研發(fā)出的高質(zhì)量的HDPE塑料排水管以及相應(yīng)的生產(chǎn)設(shè)備與國外引進的各種排水施工設(shè)備相匹配，最終有效地調(diào)控了地下水位，改善了寧夏河套灌區(qū)項目區(qū)耕作條件和生態(tài)環(huán)境，顯著提高了社會生產(chǎn)效益［4］。周國興等在U型防滲塑料構(gòu)建在小型渠道中的應(yīng)用研究，得到U型防滲塑料渠道具有較好的水力學(xué)條件、抗?jié)B性能以及低成本、施工簡單等優(yōu)點［5］。21世紀(jì)以來，許多國家將土工織物用作農(nóng)田排水暗管的外料和明溝邊坡加固的過濾材料，開展了大量的研究和實踐，取得了一定的經(jīng)驗。我國在這面也開始有所研究，但仍在不斷探索中。

1.4 鋼材渠道

鋼材渠道因自身特點，相對于其他渠道而言，具有力學(xué)性能較好、抗老化性強、耐久性好、水力特性好與施工方便等優(yōu)點，然而投資較高。鋼材渠道一般應(yīng)用在水電、工廠或者豎井中，且一般以鋼管的形式較為常見，除了有特別要求的地方，目前以渠道的形式推廣運用較為罕見。然而，隨著學(xué)者對材料研究的日益深入，根據(jù)不同的需求，玻璃鋼材等一系列新材料進入人們的視眼，處理好成本與功能關(guān)系這一難點，未來水利工程中對鋼材渠道的廣泛應(yīng)用也是很有可能的。

1.5 生態(tài)渠道

二十世紀(jì)八九十年代，混凝土襯砌以整體性好、水利特性良好及耐久性好等優(yōu)點推廣運用。隨著社會的進步，人與自然和諧相處的主題引來越來越多人的關(guān)注，我國對水利工程的排水技術(shù)有了更高的標(biāo)準(zhǔn)，特別是對生態(tài)景觀要求的地方，單一的渠道模式雖然在很大程度上有效提高了輸水效率，但對生態(tài)環(huán)境造成的破壞是不容樂觀的。水生生物無論在枯水期還是汛期都是難以生存的，特別是兩棲動物，水中生物群落因無法適應(yīng)大量減少，對周圍的生態(tài)環(huán)境造成極大破壞，同時也使水體自凈能力下降，因此對混凝土渠道進行生態(tài)化改造顯得尤為必要。生態(tài)渠道在常規(guī)混凝土襯砌的基礎(chǔ)上，建立縱橫的生態(tài)空間，并在渠道上進行生態(tài)護面設(shè)計，保持水生植物與自然環(huán)境相互交流，為物種多樣性及種群數(shù)量增加提供良好的條件。當(dāng)生態(tài)渠道修建穿過或靠近在人類活動中心時，考慮利用“生態(tài)工程”技術(shù)，如人工浮島的應(yīng)用、生態(tài)混凝土護坡等，確保水生生物與陸地完美融合［6］。

2 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，社會的不斷進步，現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)技術(shù)的普及，對水利工程的要求也日益增高，對不同地方的水利工程而言，應(yīng)因地制宜、與時俱進、綜合考慮，既保證輸水效率，亦保證生態(tài)景觀及成本等，選用最佳的排水渠道，最終達到真正的“興水育才”的目的。

［1］少麗，王修貴，丁昆侖，等.中國的農(nóng)田排水技術(shù)進展與研究展望［J］.灌溉排水學(xué)報，2008（1）.

［2］王景成.低壓管道輸水灌溉技術(shù)及其在現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)發(fā)展中的作用［J］.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2009（23）：258-261：221-223.

［3］朱強，何韌，高啟仁，等.混凝土防滲渠道技術(shù)在我國的發(fā)展［J］.農(nóng)田水利與小水電，1991（3）：4-8.

［4］寧夏農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)項目組.中荷排水技術(shù)在河套灌區(qū)的開發(fā)與應(yīng)用［M］.銀川：寧夏人民出版社，2004.

［5］周國興，張文新，李榮昌.U型防滲塑料構(gòu)建在小型渠道中的應(yīng)用［J］.黑龍江水利科技，2006（34）.

［6］李英杰，金相燦，年躍剛，等.人工浮島技術(shù)及其應(yīng)用［J］.水處理技術(shù)，2007（33）.

S274

A

1674-7909（2016）17-71-2

高云華（1992-），男，碩士，研究方向：農(nóng)業(yè)水工建筑。