渠道防滲技術(shù)在冊(cè)田灌區(qū)改擴(kuò)建工程中的研究與應(yīng)用

閆丹青

（山西省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 山西太原 030024）

1 冊(cè)田灌區(qū)灌溉現(xiàn)狀

冊(cè)田灌區(qū)是山西省內(nèi)現(xiàn)有的大型灌區(qū)之一，總灌溉面積3.02萬(wàn)hm2，其中山西部分2.0萬(wàn)hm2，灌溉水源為冊(cè)田水庫(kù)。冊(cè)田灌區(qū)多年來(lái)存在著取水設(shè)施不健全、水源浪費(fèi)嚴(yán)重、渠道老化失修、管理粗放等問(wèn)題，現(xiàn)狀渠道建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低，土質(zhì)渠道滲漏損失嚴(yán)重，灌溉水利用系數(shù)低。在目前提倡節(jié)水灌溉、發(fā)揮灌區(qū)效益的形勢(shì)下，對(duì)冊(cè)田灌區(qū)應(yīng)實(shí)施改擴(kuò)建，提高渠系水利用率，以適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的要求。

2 渠道防滲技術(shù)

渠道防滲型式根據(jù)氣候、土質(zhì)、當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況不同而選定，主要有土料防滲、漿砌石防滲、混凝土防滲、膜料防滲等。在冊(cè)田灌區(qū)節(jié)水改造中，干渠以混凝土預(yù)制塊與膜料防滲相結(jié)合為主；特殊渠段采用漿砌石防滲、矩形無(wú)壓箱涵及U型渠道；支、斗渠以混凝土U型渠防滲為主；農(nóng)、毛渠等田間渠道以土渠防滲為主。

2.1 混凝土預(yù)制塊與膜料防滲相結(jié)合

混凝土防滲相比較土料和漿砌石防滲，可以明顯降低渠道糙率，提高過(guò)水能力，冊(cè)田灌區(qū)中選用厚100 mm，寬600 mm的混凝土預(yù)制塊，下鋪防滲膜料，更有效地減少滲漏，提高渠系水利用率。

技術(shù)要求：開(kāi)挖后將地基原狀土壓實(shí)，控制壓實(shí)度不小于94%；在濕陷性渠段采用3∶7灰土進(jìn)行換基并壓實(shí)，壓實(shí)度要求不小于95%。施工時(shí)要求進(jìn)行清基處理（厚30 cm），以保證基底平整，且不含磚石等硬塊以及樹(shù)根（枝）和雜草等。復(fù)合土工膜選用一布一膜，膜厚度不小于0.2 mm，土工膜在渠道兩肩做壓頂處理。預(yù)制塊間縫寬20 mm，采用1∶1∶4瀝青水泥砂漿填縫，砂漿等級(jí)不小于M10，預(yù)制板砌筑完成后應(yīng)采用強(qiáng)度等級(jí)不低于M15的水泥砂漿進(jìn)行勾縫。

適用范圍及特點(diǎn)：預(yù)制混凝土與膜料防滲相結(jié)合的方式適用于大中小渠道、適用范圍廣?；炷吝^(guò)水?dāng)嗝婺苡行Ы档颓啦诼?，提高過(guò)水能力減少沿程水頭損失；土工膜可以有效減少滲漏，提高灌溉水利用率；預(yù)制塊在預(yù)制場(chǎng)地統(tǒng)一做好運(yùn)送到鋪設(shè)現(xiàn)場(chǎng)，鋪設(shè)工作效率高，在工期要求緊的情況下可以有效地加快施工進(jìn)度。該種防滲型式工程造價(jià)較高。

2.2 漿砌石防滲

冊(cè)田灌區(qū)原渠道建筑物為漿砌石，部分損毀或拆除重建后留有砌石材料，可就地利用為漿砌石防滲渠道。

技術(shù)要求：防滲型式采用M7.5漿砌石貼坡，在設(shè)計(jì)流量為Q=1.45 m3/s時(shí)，底寬1.5 m，襯砌厚度0.3 m，邊坡 1∶1.5，高度1.6～1.8 m，渠底與岸坡相交處做300 mm×300 mm齒墻。渠道襯砌每10 m設(shè)一橫縫，縫內(nèi)填高密度聚乙烯閉孔板，迎水面填止水條。

適用范圍及特點(diǎn)：采用漿砌石能就地取材，耐磨力強(qiáng)，施工簡(jiǎn)單，且抗凍性能好，但人工堆砌不利于機(jī)械化施工。

2.3 混凝土U型渠防滲

混凝土U渠道在近些年的灌溉工程中得到廣泛應(yīng)用，而且技術(shù)比較成熟，在冊(cè)田灌區(qū)的改擴(kuò)建工程中，混凝土U型渠道主要用于新建的支、斗渠，在干渠上相鄰兩座距離較近的U型渡槽連接處、或者局部填方渠道，為減少占地也可以使用U型渠道。

技術(shù)要求：U型渠厚6～10 cm，每4 m分縫，縫寬20 mm，縫內(nèi)填瀝青水泥砂漿，比例 1∶1∶4。用于干渠的U型渠道每跨段槽身設(shè)兩根拉桿，其縱向鋼筋應(yīng)深入渠道襯砌端部，下部鋪設(shè)復(fù)合土工膜，厚度不小于0.2 mm。

適用范圍及特點(diǎn)：適應(yīng)性強(qiáng)，比梯形渠道減少工程占地，比土渠防滲節(jié)水。預(yù)制混凝土U型渠道一般在預(yù)制場(chǎng)地制好，運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)安裝，施工進(jìn)度快，并減少現(xiàn)場(chǎng)澆筑支模等費(fèi)用。從實(shí)施經(jīng)驗(yàn)可以看出，U型渠的灌溉水利用系數(shù)與土料防滲渠道相比可提高近15%，節(jié)水效益明顯。

2.4 土料防滲

渠道末端農(nóng)渠、毛渠采用土料防滲型式。

技術(shù)要求：施工時(shí)要求進(jìn)行清基處理，厚度30 cm，保證基底平整，且不含磚石等硬塊以及樹(shù)根（枝）和雜草等。經(jīng)試驗(yàn)選定適宜的土料防滲配合比，在該配合比下進(jìn)行拌料鋪設(shè)，控制壓實(shí)度不小于94%，形成緊密的黏土防滲層，厚度在50～60 cm，分層壓實(shí)。

適用范圍及特點(diǎn)：適用于渠系末端流速較低的農(nóng)渠、毛渠。施工技術(shù)簡(jiǎn)單，易實(shí)施和掌握，造價(jià)低，但耐久性差。

2.5 混凝土矩形無(wú)壓箱涵

由于冊(cè)田灌區(qū)部分原渠道年久失修，有些已被附近村民作為通行道路硬化占用，為減少征地與糾紛，可將這部分渠道做成混凝土矩形無(wú)壓箱涵，下部輸水，上部行人。

技術(shù)要求：過(guò)水?dāng)嗝嬉勒彰髑鶆蛄骶匦芜^(guò)水?dāng)嗝嫱魄螅敬卧O(shè)計(jì)渠段設(shè)計(jì)流量1.3 m3/s，過(guò)水?dāng)嗝?.0 m×1.8 m，底板和側(cè)壁均厚300 mm，上蓋200 mm厚鋼筋混凝土蓋板，以便于人行。

適用范圍及特點(diǎn)：在舊灌區(qū)改造中容易出現(xiàn)人、地糾紛，該防滲型式可以有效減少占地，化解糾紛。同時(shí)，與倒虹或者埋管等輸水建筑物相比，無(wú)壓箱涵造價(jià)低，局部水頭損失較小，與梯形渠道通過(guò)漸變段連接水流相對(duì)比較平順，流態(tài)穩(wěn)定。

3 渠道防滲效益

3.1 節(jié)水效益

項(xiàng)目實(shí)施后，灌區(qū)節(jié)水部分灌溉水利用系數(shù)可由0.43提高到0.5；考慮設(shè)計(jì)水平年灌區(qū)末級(jí)渠道也能完全防滲配套，灌溉水利用系數(shù)可達(dá)0.64。根據(jù)現(xiàn)狀的灌溉措施及渠系配套情況計(jì)算的灌區(qū)年增節(jié)水能力為140.3萬(wàn)m3。可改善灌溉面積0.96萬(wàn)hm2。

3.2 經(jīng)濟(jì)效益

實(shí)施節(jié)水灌溉技術(shù)措施后，減少了灌溉用水量，對(duì)抽水提水灌區(qū)就意味著節(jié)約了耗能量，即每年節(jié)省115.75萬(wàn)kW·h的電量，電價(jià)按一般提黃灌溉用電電價(jià)0.07元/kW·h計(jì)算，則每年的節(jié)水的經(jīng)濟(jì)效益為8.1萬(wàn)元。改善灌溉面積0.96萬(wàn)hm2，求得每年改善灌溉效益為3 134萬(wàn)元。

4 結(jié)語(yǔ)

在冊(cè)田灌區(qū)改擴(kuò)建工程中，因地制宜，采用不同的渠道防滲型式相結(jié)合，可以有效地提高灌溉水利用系數(shù)，減少滲漏，合理利用地形和材料，減少占地，充分發(fā)揮灌區(qū)工程的節(jié)水效益與經(jīng)濟(jì)效益。