灌溉渠道防滲措施應(yīng)用現(xiàn)狀分析

【摘要】現(xiàn)如今，我國(guó)擁有的水資源已十分稀缺，而我國(guó)也長(zhǎng)期致力于節(jié)水灌溉的基礎(chǔ)建設(shè)，在農(nóng)業(yè)發(fā)展中科學(xué)合理的使用水資源，灌溉渠道防滲措施是農(nóng)業(yè)發(fā)展中節(jié)約用水較好的方法。本文結(jié)合我國(guó)灌溉渠道防滲技術(shù)的現(xiàn)實(shí)狀況，從防滲材料的使用及其性能進(jìn)一步探析，為我國(guó)灌溉渠道防滲工程技術(shù)的重點(diǎn)發(fā)展指明方向。

【關(guān)鍵詞】灌溉渠道；防滲措施；應(yīng)用

防滲灌溉渠道的建設(shè)作為我國(guó)農(nóng)業(yè)灌溉節(jié)水工程的重要措施，它能有效避免農(nóng)業(yè)灌溉進(jìn)程中農(nóng)業(yè)用水在渠道輸水過(guò)程中的水滲。灌溉渠道的防滲不但讓農(nóng)業(yè)用水得以合理的節(jié)約，而且對(duì)灌溉渠道自身的牢固性有很好的效果。渠道防滲技術(shù)的應(yīng)用，大大減少了前期渠道的施工與后期渠道的維護(hù)投入資金，并且可以節(jié)約土地資源，使輸水速率加快，有著明顯的優(yōu)勢(shì)性。

1、水利工程渠道的基本概述

水利工程渠道是水利工程中重要的基礎(chǔ)設(shè)施，它大部分是通過(guò)水渠管道來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸?shù)叵滤蛏钣盟墓π?。有些水利工程渠道用以農(nóng)作物澆灌或用水的引水工程。水利工程渠道是把水從一個(gè)地區(qū)運(yùn)輸?shù)街付ǖ貐^(qū)的“交通樞紐”。所以，渠道工作周期的問(wèn)題和使用成效的好壞直接關(guān)系農(nóng)田灌溉和用水。在水利工程渠道中常常會(huì)產(chǎn)生各種裂縫，有些是因?yàn)榍苍趶?qiáng)冷天氣中結(jié)冰導(dǎo)致局部發(fā)生凍脹破壞，而有些則是因?yàn)榉罎B材料本身的不穩(wěn)定引起的。經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)混凝土面板由于氣候的變化而出現(xiàn)的凍脹破壞或是防滲層由于材料性能不穩(wěn)定而出現(xiàn)的各種裂縫。以上因素都會(huì)一定程度破壞渠道防滲性能。

2、我國(guó)灌溉渠道防滲措施應(yīng)用現(xiàn)狀

我國(guó)在灌溉渠道防滲技術(shù)的應(yīng)用上，從防滲材料的性能到防滲的工程技術(shù)與歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)比，還存在著一定的差距。在前期，我國(guó)渠道的防滲方法是主要采用三合土、漿砌石塊等方法用來(lái)輸水防滲。到70年代之后，混凝土技術(shù)漸漸在渠道防滲中被人們采用。到80年代后期，塑料薄膜、瀝青油氈布等膜料材料得到了應(yīng)用。到90年代后期，在渠道防滲中逐漸采用土壤固化劑，增強(qiáng)土壤的防滲能力。到現(xiàn)如今，我國(guó)渠道防滲工程經(jīng)歷不斷發(fā)展，在防滲材料和防滲斷面結(jié)構(gòu)形式方向得到較大的的發(fā)展，渠道的防滲材料的種類(lèi)正由原來(lái)的的單一走向材料復(fù)合。使用由單一向復(fù)合的方向發(fā)展。防滲措施種類(lèi)繁多，其性能也有差異。

2.1 土料壓實(shí)法

土料壓實(shí)防滲就是在渠床表面建立一層壓實(shí)的土料防滲層.當(dāng)前生產(chǎn)上采用的土料壓實(shí)防滲方法主要有壓實(shí)渠床土壤以減少滲漏，利用粘土、沙粘土建立壓實(shí)的防滲層等，其防滲效果良好，可就地取材，造價(jià)低廉，施工簡(jiǎn)單。通過(guò)試驗(yàn)，經(jīng)壓實(shí)渠道，通常能夠降低滲漏量的30%～65%，土料壓實(shí)層厚度越大，就壓的更加緊，渠道的防滲效果就越佳。但其水流速較小，抗凍性、耐久性不理想，勞力較多，所以該方法更為適合在氣候溫和、區(qū)域水流速低的中、小型渠道。應(yīng)根據(jù)土性質(zhì)，對(duì)回填土壓實(shí)通常是采取靜壓碾壓、振動(dòng)碾壓及夯擊等方法，如圖1。靜壓碾壓就是作用與土體層外力不伴隨時(shí)間變化；振動(dòng)碾壓就是作用與土體層外力會(huì)伴隨時(shí)間行周期性變化；夯擊就是作用于土體層外力屬于瞬間沖擊力，它的大小伴隨時(shí)間變化。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)土體實(shí)質(zhì)采用相應(yīng)的壓實(shí)方法。

2.2 澆注水泥土法

水泥土由水泥、土料、水三種原料混合而成，一般都是將其鋪墊在渠床上形成保護(hù)層，利用拌和料硬化和膠結(jié)之后的特性來(lái)滿(mǎn)足防滲的要求。水泥土中的原料大部分是土，所以造價(jià)比較便宜，運(yùn)輸取材也比較容易。該防滲方法的優(yōu)點(diǎn)在于：料源相對(duì)豐富，可做到就地取材；防滲性良好，該方法比土料壓實(shí)更優(yōu)，通?？山档头罎B量的80 %～90 %；操作簡(jiǎn)單，技術(shù)不復(fù)雜，易掌握；投資較少，造價(jià)相對(duì)要低；可應(yīng)用拌和機(jī)、碾壓機(jī)等設(shè)備進(jìn)行施工，可充分發(fā)揮出設(shè)備的實(shí)際效用。但由于水泥土的早期強(qiáng)度不高、抗凍性不佳，局限了它的應(yīng)用。

2.3 砌石密封防滲法

砌石密封法他所用到的主料是石材，具體施工方法有護(hù)面法、擋土墻法（圖2）。此法所用材料簡(jiǎn)單，因此，可就地取材，石料堅(jiān)固耐用，可以抵抗水流對(duì)水渠的長(zhǎng)期沖擊，且石料可以很好的與地基磨合，密封不易下滲，可用壽命時(shí)間長(zhǎng)。石料是強(qiáng)度很高的材料，因此此法有非常好穩(wěn)固性和防凍性。此防滲方法對(duì)取材的要求又不高，因此，在我們的渠道施工中應(yīng)用極其廣泛。

2.4 澆注混凝土法

此法在防滲應(yīng)用中是最為廣泛的方法之一，他所用的到的主要材質(zhì)是混凝土，他的防滲防漏效果優(yōu)良。因其所用材質(zhì)的堅(jiān)固性好，此法防滲抗沖擊性效果明顯。該法的強(qiáng)度和模塑性不錯(cuò)，堅(jiān)固耐用，且利于后續(xù)管理修繕。由于膜料質(zhì)量輕、用量較少、總體防滲造價(jià)低，每平塑膜防滲造價(jià)是混凝土防滲6.5%～10%。施工一般是采取填挖土方，鋪膜及膜料予以接縫，技術(shù)操作簡(jiǎn)單，大幅縮短工期；耐腐蝕性較強(qiáng)，土工膜不會(huì)受到酸、堿及土壤微生物侵蝕。實(shí)踐表明，該防滲方法的防滲性能良好、穩(wěn)定，防滲效果可達(dá)到0.05～0.08m3/（m2·d），通常可降低防滲損失的90%～95%，且具有良好的抗凍性。其不足在于保護(hù)層所需粘土較多，占地較大，且允許流速不大。

2.5 用膜防滲防漏法

在目前，防滲用膜所用主要的膜料只有PE膜、PVC膜、改良性膜。此種防滲方法所用料具有非常好的柔韌性，因此能很輕松就對(duì)一些變形問(wèn)題，此法可應(yīng)用于各種各樣的不同形狀渠道工程，且此法的用料價(jià)格低材質(zhì)輕，方便施工，施工所用成本就降低了，此法在我們防滲工程中得到了廣泛的應(yīng)用。不過(guò)，此法也有它的缺點(diǎn)，就是材料較薄易破，因此在防滲過(guò)程中對(duì)施工技藝的要求非常高。

2.6 鋪設(shè)瀝青法

瀝青防滲法的主要用料為瀝青、薄膜、混凝土等。用瀝青做為此法的材料，他的防滲防漏效果非常好，而且本身的材質(zhì)就具有堅(jiān)固耐久、防凍抗腐的效果。作為大面積防滲，所用材料多，成本上升，那么選擇些法可以有效的解決這個(gè)問(wèn)題。此法所用材料成本低，施工簡(jiǎn)單從而降低施工成本，加之瀝青等用料的防凍效果不錯(cuò)，又可以有效解決裂縫問(wèn)題，施工過(guò)程高效簡(jiǎn)單。瀝青的防滲作用非常好，是我國(guó)工程建設(shè)不可或缺人材料。在鋪設(shè)時(shí)需予以相互搭接，接縫應(yīng)用熱瀝清予以粘結(jié)。埋藏式瀝青薄膜能夠使渠床得到平整、壓實(shí)，在將雜草處理后，灑上少許水，再把200℃熱瀝青通過(guò)機(jī)械噴灑2～4遍，以構(gòu)成一層不透水薄膜，厚度大概為4～5mm.為避免瀝青老化、破壞，要鋪設(shè)適量素土予以保護(hù)，小渠道的厚度控制在10～25cm，大渠道則控制在30～50cm。

3、灌溉渠道的防滲方法

自古以來(lái)，渠道建設(shè)是我國(guó)灌溉節(jié)水的有效舉措之一，但此法也存在著諸多的不利因素。有數(shù)據(jù)表明在我國(guó)大部分水渠下滲水量比重占水渠引水量的百分之四十，有些灌溉、防滲條件差的地區(qū)甚至達(dá)到了半數(shù)之上，水量下滲是引水水量流失的最主要原因，水量損失非常之大。因此，針對(duì)渠道的滲漏問(wèn)題，我們可采用一些具有針對(duì)性的方法來(lái)提升渠道用水指數(shù)，達(dá)到最好的經(jīng)濟(jì)效益和最高效的資源效益。我們可以著重從兩方面入手，一是著重改進(jìn)灌溉渠道的防凍防滲技術(shù)，二是著重加強(qiáng)灌溉渠道系統(tǒng)工程管理水平。

3.1 改進(jìn)渠道防凍防滲技術(shù)

可從以下兩方面去做，一是改進(jìn)防滲技術(shù)，可應(yīng)用更好的、更有效的防滲材料進(jìn)行改進(jìn)。而我們一般所用防滲材料是水泥土和土料。這種土方法只適用于一般水流較慢的渠道防滲，而流速流量大的大中型灌溉渠道無(wú)法適用。由于漿砌石有著抗流速性好、耐磨、防凍害，以及良好的防滲性及高穩(wěn)定性等特點(diǎn)，在我國(guó)渠道防滲處理中有廣泛應(yīng)用。雖說(shuō)其在防滲技術(shù)中有較大比重，但是其施工控制有難度、造價(jià)浮動(dòng)較大。二是提升渠道防凍脹力達(dá)到防滲目的。在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，更為重視提升渠道“抗凍脹”，但伴隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，以及思維變化，當(dāng)前采取“適當(dāng)削減凍脹”理念的實(shí)踐有效防止了凍脹害。在實(shí)際操作中所采用的防凍脹主要有關(guān)方向：（1）科學(xué)合理的奠定渠道基礎(chǔ)。對(duì)于鹽漬土、凍脹土等特殊土層的基渠道開(kāi)展土層的強(qiáng)夯或置換。（2）選用合適的渠道防滲結(jié)構(gòu)形式。如果是中小型渠道則需要因地制宜應(yīng)用襯砌結(jié)構(gòu)和多種形式斷面。

3.2 提高灌溉渠系工程管理水平

可以不斷加快更新工程施工的技術(shù)工藝；加強(qiáng)施工技能的改造；以及建立健全我們的灌溉工程后續(xù)保養(yǎng)體系等措施加快提升灌溉渠道管理水平。比如：積極開(kāi)發(fā)防滲襯砌設(shè)備，并著力提升襯砌設(shè)備施工技能。因?yàn)槟壳皣?guó)內(nèi)市場(chǎng)上開(kāi)發(fā)應(yīng)用的防滲工程施工機(jī)械存有著品類(lèi)稀少的問(wèn)題，特別是我們的大型灌溉渠道工程設(shè)備，更為稀少，這些設(shè)備的缺失極大程度的阻礙了工程工作的進(jìn)度。而現(xiàn)有的渠道施工設(shè)備功能卻是非常單一的，效率低下，根本無(wú)法很好的應(yīng)用在我們的灌溉渠道建設(shè)中。矛盾就在于現(xiàn)有的渠道施工機(jī)械已無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際施工過(guò)程的性能需求。所以我們應(yīng)當(dāng)在現(xiàn)有的施工機(jī)械基礎(chǔ)之上進(jìn)行改進(jìn)和完善，達(dá)到一步到位的工程效率，研發(fā)具有針對(duì)性的工程設(shè)備，以提高設(shè)備使用率，機(jī)械設(shè)備的改善更好的確保了工程質(zhì)量，提高了灌溉渠道防滲技術(shù)。

4、我國(guó)灌溉渠道防滲技術(shù)未來(lái)發(fā)展方向

為了未來(lái)能更好的發(fā)展我國(guó)灌溉渠道防滲措施，可以朝以下兩個(gè)主要方向發(fā)展，即提高防滲功能和提升耐久強(qiáng)度。改良好混凝土防滲法的抗凍耐久性能，學(xué)習(xí)國(guó)際上的先進(jìn)技術(shù)，引進(jìn)開(kāi)發(fā)更為先進(jìn)的防凍耐用的復(fù)合型防滲材料。把凍害影響做為防滲研究的主要問(wèn)題方向，應(yīng)用新的防凍脹結(jié)構(gòu)在渠道建設(shè)中。再則，改進(jìn)我們的施工技術(shù)，就是在施工過(guò)程中，使用先進(jìn)的施工設(shè)備，努力實(shí)現(xiàn)全方位的機(jī)械操作，改變?nèi)斯げ僮鞯默F(xiàn)狀。

5、結(jié)語(yǔ)

改進(jìn)渠道防滲技術(shù)施工是個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，用料品種不一，同時(shí)施工環(huán)境和條件又有很大的差異，因此要做到因地因時(shí)合理調(diào)整防滲工程施工，以期達(dá)到渠道防滲的低投入、高效益且經(jīng)久耐凍，為我們的防滲技術(shù)革新畫(huà)上一個(gè)完美的句號(hào)。

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作者簡(jiǎn)介：張瑩，（1983-）女，陜西咸陽(yáng)人，西北農(nóng)林科技大學(xué)，農(nóng)業(yè)水利工程，工程師