灌溉渠道防滲設計與技術分析

黃生

（新疆兵團勘測設計院（集團）有限責任公司，新疆烏魯木齊830000）

灌溉渠道防滲設計與技術分析

黃生

（新疆兵團勘測設計院（集團）有限責任公司，新疆烏魯木齊830000）

我國是農業(yè)大國，灌溉對于農作物生長、產量有著最直接的關系。在灌溉渠道的工程建設中，渠道的防滲設計與措施是十分必要的，其能夠有效節(jié)約水資源，提高農田的灌溉率。本文就灌溉渠道防滲設計的原則、方法、防滲技術作以簡要闡述分析。

渠道；防滲；設計；技術

我國是農業(yè)大國，人口數(shù)量也位居世界前列，對于水資源的需求量巨大。在全球資源短缺的環(huán)境下，節(jié)約用水是我國可持續(xù)發(fā)展要堅持的一項重要工作。農業(yè)灌溉用水仍存在諸多問題，為此在灌溉的各個方面都做出了研究與實踐，就灌溉渠道而言，做好渠道的防滲工作，提高水資源的利用率，刻不容緩，而首先要做好的就是渠道的防滲設計。

1 設計原則

灌溉渠道的設計要遵循最大化節(jié)約水資源的原則，以先進的科學技術為依托，提高灌溉效率，改善土壤，促進生態(tài)平衡；灌溉渠道設計要遵循當?shù)貧夂蛩臈l件，如果地區(qū)寒冷，有凍土區(qū)，那么在建設渠道時要考慮凍脹變形因素；渠道防滲設計要經濟合理，保證設計技術可行，渠道結構穩(wěn)定，便于施工與后期維護，盡量提高渠道的使用壽命。

2 設計方法

前期準備工作：在設計之初要對該區(qū)域的氣候、水文、氣溫、地形、地質等自然情況做充分調查，對工程所在地土壤的含水率、干密度、孔隙度、凍漲系數(shù)、滲透系數(shù)、抗剪切強度等性質做調查取樣，獲得準確數(shù)據(jù)，掌握灌溉地區(qū)的地形圖、渠道平面布置等相關信息，為科學設計渠道做好前期準備工作。

確定渠道參數(shù)：渠道防滲設計的兩個重要的參數(shù)是渠道的縱比降及渠道流速，縱比降對于渠道的面積、性能、造價都有著直接的影響，關于渠道縱比降的選取，應以渠道走線與地面坡降為依據(jù)，進行實地測量，然后才能確定，要盡量與地面坡度相近；渠道流速應當根據(jù)渠道實際的流量和渠道截面類型來進行計算，如流速過快，容易形成沖勢，流速過慢則易形成淤堵，因此對流速的設計要適中，否則應當重新設計渠道參數(shù)，選擇合適的截面形式。

做好截面設計：不同形式的截面設計對于渠道的過水量有不同的效果，但整體上對于渠道的過水能力影響不大，設計截面要考慮灌溉的要求、施工環(huán)境、工程造價等相關因素。經過大量的工程實踐驗證，在渠道截面的形式中，半圓形截面最為合適，但臺階由于工程施工諸多因素的影響，半圓形的截面難以推廣應用。我國的渠道現(xiàn)今常用的截面為矩形和梯形，這兩種形式的截面施工難度低，經濟效益高，并且能夠滿足工程預期的需要。隨著技術的發(fā)展，U形截面越來越多的被應用，U形截面相當于半圓形截面的一種加高延伸，在技術條件、工程成本等因素允許的情況下，可以選擇此種截面，有利于提高渠道的綜合性能。

設置伸縮縫：對于混凝土襯砌渠道來說，要考慮混凝土的漲縮和不均勻沉降的問題，伸縮縫一般設置在渠道內，每隔數(shù)米設置一道。伸縮縫的形狀可以采用矩形，填充材料可以用水泥瀝青砂漿混合焦油塑料膠泥的形式進行填充。

壓頂封口：應當在渠道邊坡防滲層的頂部設置混凝土水平封頂板，將其與邊坡混凝土連接起來，如此能夠增強渠道邊坡混凝土板的穩(wěn)定性，防止地表徑流進入混凝土背面，并且壓頂封口能夠減少內水壓力，促進水的排放，提高了水資源的利用率，提升了渠道使用壽命。

凍漲預防：凍漲是引起渠道滲漏的重要因素之一，因此要做好凍漲防護，設置砂礫層或者換土層是常用的兩種方法。相對于使用防凍劑，目前可以采用聚苯乙烯泡沫保溫板和防滲土工膜來預防渠道凍漲的滲漏問題，能夠取得更好的防滲效果。

3 常用的防滲技術

3.1 石料襯砌防滲

在石塊充足的地區(qū)，可以使用石料襯砌來進行渠道的防滲工作，石塊具有天然的抗沖刷耐腐蝕的特性，同時石料受外界溫度、氣候的影響較小，便于鞏固渠道的穩(wěn)定性。對于石料襯砌的防滲要求不高時，可以采用干砌勾縫的做法，如防滲要求高，就采用漿砌石料的方式，石料要選取平整沒有裂紋，石料襯砌的施工十分簡單，只需要將石料填充于規(guī)定的范圍內，并用黏土填充好石料縫隙，減少渠道滲漏。

3.2 混凝土襯砌防滲

混凝土襯砌防滲技術已經相當成熟，也是在渠道防滲設計中采用較多的一種設計方式?；炷烈r砌防滲具有超強的抗沖刷能力，較高的輸水能力、使用壽命長、便于管理維護等特點。就施工程序而言，可分為預制混凝土板結構及現(xiàn)澆混凝土結構，根據(jù)工程需要可以提前預制出混凝土板，施工時將混凝土板平整安置于渠道中，并以水泥砂漿砌縫；現(xiàn)澆混凝土襯砌施工要做好混凝土的配比，鋪平渠面放好模板，澆筑后將混凝土振搗壓實，表面再撒水泥抹光，并且要對混凝土襯砌及時做好養(yǎng)護工作。

除此之外，在渠道的防滲技術中還會采用瀝青混凝土防滲、水泥護面防滲、膜料鋪設防滲等措施。隨著經濟的發(fā)展，科學技術的進步，對于灌溉渠道的防滲工作會越來越好，也會更加遵循生態(tài)環(huán)境的變化規(guī)則來進行人類社會建設，在渠道防滲工程中無論采取哪種防滲措施，都是為了節(jié)約利用我國水資源而努力，相信通過合理的渠道參數(shù)計算與設計，選取合適的防滲措施，一定可以提高渠道的輸水性能，提高灌溉效率。

[1]朱興華.基于灌區(qū)混凝土防滲渠道設計及完善措施的分析[J].中國水運,2014,(01).

[2]艾強.混凝土防滲渠道的設計施工與運行管理研究[J].水利建設與管理,2013,(08).

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10.14025/j.cnki.jlny.2017.23.039

黃生，本科學歷，工程師，研究方向：水利工程設計。