節(jié)水措施在馬河水庫灌區(qū)配套改造項目中的應(yīng)用

閆偉　孫國梁

農(nóng)業(yè)是灌區(qū)的基礎(chǔ)和支柱產(chǎn)業(yè)，在國民經(jīng)濟發(fā)展中起著舉足輕重的作用。提高農(nóng)田水利建設(shè)水平。改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，發(fā)展高效節(jié)水農(nóng)業(yè)，是滕州市農(nóng)田水利項目縣建設(shè)的重要組成部分，也是鞏固滕州市“山東省節(jié)水型社會”創(chuàng)建成果的基本需要。本文以滕州市馬河水庫中型灌區(qū)節(jié)水配套改造項目為例，探討節(jié)水措施在農(nóng)業(yè)灌區(qū)項目建設(shè)中的應(yīng)用。及對減少水量損失、提高灌溉水利用效率和效益，推動灌區(qū)經(jīng)濟發(fā)展所發(fā)揮的重要作用。

1滕州市馬河水庫水資源基本情況概述

1.1馬河水庫灌區(qū)是以馬河水庫（大二型水庫）為水源進行自流灌溉的重點中型灌區(qū)。灌區(qū)于1961年開始建設(shè)，此后陸續(xù)修建、配套，至1997年建成較為完善的渠系，設(shè)計灌溉面積14萬畝。有效灌溉面積8萬畝。涉及滕州市5個鎮(zhèn)街。15.5萬人。

1.2滕州市水資源人均占有量僅為377立方米。不足全國人均水平的1/6。水資源供需矛盾十分突出。而馬河水庫灌區(qū)地處滕州市北部山區(qū)、丘陵地帶。土壤貧瘠、土質(zhì)疏松，進一步加劇了水土流失和灌溉水的滲漏，低下的灌溉水利用率加劇了水資源消耗。嚴(yán)重影響了灌區(qū)農(nóng)業(yè)的發(fā)展和農(nóng)民脫貧增收。大力推進農(nóng)業(yè)灌區(qū)節(jié)水改造已成為緩解灌區(qū)農(nóng)業(yè)用水緊張狀況。推動該市農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。以馬河水庫中型灌區(qū)配套改造項目為例，通過實施高標(biāo)準(zhǔn)水利工程建設(shè)，應(yīng)用混凝土襯砌、聚脲彈性體防滲新工藝等渠道防滲技術(shù)，以及疏通農(nóng)田灌溉“毛細血管”等措施，將極大提升灌溉水利用率，實現(xiàn)灌區(qū)經(jīng)濟效益和生態(tài)效益雙提升。

2改造前灌溉水利用中存在的突出問題

馬河水庫灌區(qū)由于建成年代久遠。受當(dāng)時工程技術(shù)條件的限制。工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低。加之已運行多年等原因。至2017年9月灌區(qū)改造項目啟動實施前。長期存在水工設(shè)施老化破損、滲漏嚴(yán)重、建筑物配套少等問題，且由于滲流掏空，形成漏水通道，嚴(yán)重漏水、跑水。造成輸水損失較大。期間雖結(jié)合各類水利建設(shè)項目進行了維修。但一直未能解決根本問題。此外。支渠建設(shè)投入不足。除近幾年群眾自籌修建的部分支渠外。多為土渠，輸水能力差。灌溉水浪費嚴(yán)重。綜上所述，改造前的灌區(qū)。灌溉水利用率低嚴(yán)重制約了灌區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。

3項目概況及預(yù)期效益

馬河水庫中型灌區(qū)節(jié)水配套改造項目主要內(nèi)容為：對總長110.54km的南北干渠、分干渠及支渠部分實施節(jié)水改造，對渡槽、倒虹吸、水閘、橋涵等渠系建筑物進行重建、維修。該項目工程總投資1505.61萬元。項目于2017年9月開工建設(shè)，擬定2018年7月上旬竣工驗收。改造完成后將改善灌溉面積5萬畝。該項目在魯南地區(qū)率先引進聚脲彈性體防滲新工藝用于渠道節(jié)水改造。將干渠灌溉水利用系數(shù)由0.55提高到0.65?？蓪崿F(xiàn)灌區(qū)年節(jié)水200萬方，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟和生態(tài)效益。

4節(jié)水措施的應(yīng)用

4.1工程節(jié)水改造措施。

4.1.1渠道清淤加固和渠系建筑物配套改造。灌區(qū)改造項目對南干渠1+702至3+732渠段進行清淤處理。提高渠道過流能力。針對漿砌石水渠老化破損，輸運水過程中滲漏突出的問題。對南干渠2+901至3+072段漿砌石梯形斷面渠道進行培土后襯砌20cm厚混凝土，減少渠道滲漏，并每隔5m設(shè)擋土墻支撐加固。對顧廟漿砌石渡槽、年久失修的馬河倒虹吸實施拆除，并新建了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的渡槽、倒虹吸。此外，項目中新建干渠節(jié)制閘、排水閘5座。新建支渠閘4座。利用閘門啟閉調(diào)節(jié)干渠水位、支渠流量。并實現(xiàn)渠道分水。增強灌溉水量的可控性，達到適時適量灌溉的目的。

4.1.2對南、北干渠噴涂聚脲彈性體防滲涂層。聚脲（polyurea）是在聚氨酯RIM技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是由異氰酸酯組份與氨基化合物組份反應(yīng)生成的一種彈性體物質(zhì)。目前經(jīng)歷了第一代純聚氨酯、第二代聚氨酯（脲）到聚脲三個階段。相較于其他防水材料，聚脲具有較高的抗沖耐磨性，良好的防滲效果、耐腐蝕性，具有優(yōu)異的綜合力學(xué)性能等。目前，聚脲已廣泛應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)防腐（管道、化工儲罐）、混凝土保護、屋面防水保溫、水池防護內(nèi)襯（涂層無接縫）、工業(yè)地坪等眾多工程建設(shè)領(lǐng)域。

4.1.3在馬河水庫灌區(qū)節(jié)水配套改造項目中，為提高渠道的防滲性能。最大限度地節(jié)約灌溉水資源，項目部決定將聚脲技術(shù)應(yīng)用到灌區(qū)南、北干渠的防滲改造中。項目部分別前往青島海洋化工研究院、青島愛爾家佳新材料股份有限公司進行了產(chǎn)品考察。隨后對在項目建設(shè)中應(yīng)用了聚脲彈性體新工藝的山東省淄博市太河水庫灌區(qū)和青島市嶗山區(qū)塘子觀水庫進行了實地考察學(xué)習(xí)。其中塘子觀水庫石壩加固項目噴涂1.5ram厚聚脲涂層。用于壩坡迎水面的防水防滲，有力消解了大壩滲水安全隱患，提高了大壩安全性。

4.1.4當(dāng)前聚脲材料主要有：雙組份噴涂聚脲（A組份）和單組份刮涂聚脲（B組份）兩種。相較于后者，A組份具有以下特點：涂料不含催化劑，可快速固化，可使用成套設(shè)備實施機械化施工，工藝簡單，一次噴涂，施工速度快。但A組份也存在投資大，對基層處理要求高。噴涂均勻性不易控制。施工質(zhì)量90%以上取決于施工人員技術(shù)水平等缺點。該種材料在水庫大壩迎水面、流速較低的泄洪建筑物表面應(yīng)用效果較好。如：北京三家店攔河閘、北京松山谷水庫溢洪道、浙江富春江水電站船閘、西藏雪卡水電站放水洞等項目中均采用該技術(shù)。而B組份則在處理混凝土伸縮縫、裂縫、大面積防滲及由抗沖磨要求的泄洪建筑、防海水腐蝕的海港工程中應(yīng)用效果較好。如：深圳東江觀山渡槽伸縮縫、河北張家口清水河混凝土防滲、河南寶泉抽水蓄能電站混凝土面板及伸縮縫等項目就采用了B組份。綜合考慮各方面因素，馬河水庫灌區(qū)渠道防滲改造工程采用了雙組份噴涂聚脲（A組份）。針對其對基層處理要求高，可能出現(xiàn)局部強度偏低及厚度不均勻，施工質(zhì)量人為因素較大等問題。項目部遵照北京市《聚脲彈性體防水涂料施工技術(shù)規(guī)程》（“中華人民共和國工程建設(shè)地方標(biāo)準(zhǔn)”，備案號：_112017-2012），加強了施工質(zhì)量控制，并于完工后，經(jīng)淋、蓄水試驗驗收合格。在應(yīng)對滕州市今年6月持續(xù)干旱的天氣條件，開展灌區(qū)抗旱保收工作中發(fā)揮了重要作用，表現(xiàn)了良好的防滲節(jié)水性能。

4.2對傳統(tǒng)支渠進行鋼筋混凝土襯砌。該灌區(qū)原支渠大部分為土渠，而傳統(tǒng)的土渠輸水渠系水利用系數(shù)一般為0.3至0.5之間。北方地區(qū)滲漏蒸發(fā)則更為嚴(yán)重，也就是說，大部分水都損失掉了。本次灌區(qū)改造項目，在不改變原支渠矩形斷面基礎(chǔ)上。對南干渠一分干一支、大一支和小一支共計3.2km的渠道進行鋼筋混凝土襯砌，這是一種較普遍的渠道防滲形式。防滲防沖效果好、耐久。采取該防滲措施后，渠道滲漏損失可以減少50%至90%。

5結(jié)語

綜上所述，滕州市在農(nóng)業(yè)灌區(qū)節(jié)水改造項目中，既應(yīng)用了當(dāng)前渠道防滲改造中較為成熟的一些工程措施，也引進了聚脲彈性體防滲新工藝。通過渠道防滲改造達到節(jié)約農(nóng)業(yè)灌溉用水的目的。但是。這些離高效節(jié)水農(nóng)業(yè)建設(shè)還有很長的路要走。即使就渠道防滲來談。當(dāng)前的灌區(qū)項目建設(shè)對田問支渠等“毛細血管”的規(guī)劃建設(shè)也尚不夠完善。農(nóng)民不得已開挖垅溝引水灌溉，再次增加了輸水過程中的水資源消耗。加之土渠容易決口，造成農(nóng)田灌溉水的浪費仍較嚴(yán)重。此外。健全技術(shù)服務(wù)體系，加強對灌區(qū)農(nóng)田水利技術(shù)、管理人員的培訓(xùn)，建設(shè)高素質(zhì)節(jié)水灌溉技術(shù)服務(wù)隊伍，加強灌區(qū)信息化建設(shè)，提高灌溉自動化控制水平等都需要進一步深入研究。才能保證節(jié)水農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)灌區(qū)農(nóng)業(yè)、生態(tài)效益雙提升。