渠道防滲技術(shù)在農(nóng)田水利中的應用探究

（陜西省土地工程建設集團有限責任公司西北分公司 陜西 榆林 719000）

1 山區(qū)農(nóng)田水利渠道的特點以及渠道滲漏的主要原因

1.1 山區(qū)農(nóng)田水利渠道的特點

山區(qū)農(nóng)田灌溉的水源獲取過程一般較為艱難，主要是因為農(nóng)田遠離合適的灌溉區(qū)，而可利用的多為山澗水或河湖水，致使渠道修建依山進行，沿途山勢陡峭、阡陌縱橫，甚至要橫穿山間公路。綜合這些特點，最終導致山區(qū)農(nóng)田水利施工進程開展困難。渠道開挖工程量大、挖掘障礙多，且一般挖掘無法采用機械，增加渠道開挖附屬物的同時，抬高了工程整體造價，導致渠道工程資金超額較多。因此，必須重視渠道附屬建筑物的建設，例如隧洞、導虹吸管以及水渡槽等。

1.2 農(nóng)田水利渠道滲漏原因

1.2.1 生物破壞

農(nóng)田水利渠道一般經(jīng)過老鼠、螞蟻以及野雞等動物的洞穴，這些洞穴即使在初期被合理破壞，但在渠道的使用中依舊會“卷土重來”，因此容易出現(xiàn)滲漏通道。在雨水較多的汛期，河道水位漸高，動物活動后的沉積物被積水沖落，造成渠道滲漏。有些洞口的結(jié)構(gòu)較為密閉和堅固，滲水現(xiàn)象輕微，但在長時間的滲水作用下，“滴水穿石”的現(xiàn)象終究會出現(xiàn)。小型的滲漏點擴大轉(zhuǎn)變?yōu)樾螒B(tài)可觀的滲透口，形成渠道漏洞，致使水利渠道內(nèi)部管涌、滲漏現(xiàn)象嚴重，甚至導致渠道整體變形坍塌。

1.2.2 地質(zhì)原因

在農(nóng)田水利渠道的修建過程中，因施工條件苛刻，需要依據(jù)具體地勢修建。筑渠用土一般就地取材，但水渠干線沿途分布的土質(zhì)大部分為沙土或砂礫石土，此類型土黏結(jié)性較差，抗水性不能滿足筑渠要求，在使用時很難被碾壓密實。因此渠道的整體質(zhì)量就會受到嚴重的影響，經(jīng)過長時間的使用、修繕和浸泡，最終會導致渠道發(fā)生滲漏[1]。

1.2.3 施工質(zhì)量原因

農(nóng)田水利渠道的施工周期短，迫于施工進度壓力，當?shù)馗骷壦姓芾聿块T有意加快施工進程，忽視了水利渠道長度長、修筑時間長、渠道支路多的特點，最終導致施工水平和渠道質(zhì)量較低。因此僅關(guān)注施工進度是不合理的，會為后期水渠使用帶來安全隱患。例如渠道整體結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)較多空隙，主要是因為渠道分段接頭位置細節(jié)處理不到位，存在連接不牢固和連接不充分的現(xiàn)象；渠道地基底部雜物清理不徹底（雜物一般指的是松土、雜草及腐爛的樹根），渠道修筑初期的材料收集混雜，經(jīng)常會在材料中發(fā)現(xiàn)廢棄水泥編制袋、腐爛的樹干等雜物，這些雜物會在渠道長期使用中繼續(xù)腐爛，最終導致堤身孔洞的形成。

1.2.4 人為破壞

渠道修筑的實際過程一般會貫穿在地里行間，縱橫交錯的形態(tài)較為常見。渠道內(nèi)農(nóng)民活動較為頻繁，尤其是在田埂修筑時期。渠道修筑用土取材困難，人們修筑田埂時會在渠堤坡腳處直接取土，使渠道坡腳處出現(xiàn)較多條帶狀失土坑洞，導致渠道表面防滲層的有效性下降，在減弱渠道抗壓抗擠能力的同時，嚴重降低了渠道的安全性，雨季汛期可能會發(fā)生比較嚴重的事故。

2 渠道防滲技術(shù)在農(nóng)田水利中的具體應用

渠道防滲技術(shù)的應用目的是減少渠道輸水時的水流損失，節(jié)約利用水資源，并通過減弱渠道滲漏提升渠道整體輸水利用率。

在農(nóng)田水利修筑中，明確各級渠道之間的連接關(guān)系，對其使用合理的防滲透技術(shù)，可以從整體上優(yōu)化農(nóng)田水利的建設質(zhì)量[2]。

2.1 防滲漏結(jié)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)形式

現(xiàn)階段農(nóng)田水利工程中，渠道的結(jié)構(gòu)多為矩形斷面，一些農(nóng)村居民土法挖掘的渠道為梯形。另外，近些年新出現(xiàn)的渠道挖掘技術(shù)中，可將渠道斷面做成微梯形，渠道側(cè)墻坡度比值范圍是1∶0.2～1∶0.05 的梯形。這種類型的渠道形式在山區(qū)的水利建設中同樣適用，其優(yōu)勢是可在不增加開挖量的同時，維持砌體的穩(wěn)定性，并且可以做到有效減少防漏現(xiàn)象[3]。

2.2 防滲漏材料的合理選擇與使用

農(nóng)田水利工程開展已久，總結(jié)其相關(guān)經(jīng)驗可為其他相關(guān)農(nóng)田水利建設提供重要參考。在各類渠道防滲工程中，應用的材料有混凝土、漿砌塊石、水泥砂漿以及漿砌毛條石。

2.2.1 混凝土防滲漏

在山區(qū)渠道修筑中，由于內(nèi)部環(huán)境變化復雜、修筑地形條件惡劣且后續(xù)管理困難，因此一般使用混凝土防滲技術(shù)。

該技術(shù)除了具有環(huán)境適應性好、氣候適應性強以及管理、清理便利的特點外，其渠道整體強度較高，渠道內(nèi)部表面光滑，有利于水流通過，可減少糙面阻抗，整體防滲漏效果較好。該技術(shù)在地形條件較為復雜的山區(qū)應用廣泛，可有效減弱山區(qū)渠道的滲漏現(xiàn)象，但混凝土一旦成型就很難再做形式上的調(diào)整，因此該防滲漏技術(shù)的變形適應性差。特別是在一些缺少砂石修筑材料的山區(qū)，使用該技術(shù)會使修筑渠道的成本整體升高。

混凝土防滲漏技術(shù)可分為現(xiàn)澆和預制，其各自的優(yōu)點不同，適應性各異?，F(xiàn)澆混凝土防滲漏技術(shù)因其耐用度高、壽命長以及整體防滲漏效果好的優(yōu)點，應用較為廣泛，該技術(shù)可減少85%以上的滲漏損失。現(xiàn)澆防滲漏形式主要有以下幾種類型。

第1 種類型，在土渠挖掘完成后，在其中直接澆筑混凝土形成渠道內(nèi)部保護板?；炷翝仓^程往往一次性完成澆筑，各部分凝固時間不一致，容易造成混凝土應力不均勻，表面出現(xiàn)平板裂縫，后期滲漏處理效果差。

第2 種類型，在漿砌塊石表面澆筑混凝土，這種防漏技術(shù)依托于原有的漿砌石渠道，在石道補修防漏時應用較多，防漏效果明顯，耐用度高。

第3 種類型類似于第2 種類型，只是澆筑的基礎是干砌塊石渠道。

第4 種類型，在漿砌河卵石渠道中進行現(xiàn)澆防漏。需要注意的是，后3 種澆筑形式均需要就地取材[4]。

2.2.2 水泥砂漿防滲漏

水泥砂漿防漏是我國農(nóng)村較為常見的防滲漏方法之一。主要形式是在漿砌塊石的渠道內(nèi)側(cè)墻壁上使用混合比例為1∶2 的水泥砂漿抹平渠道表面。由于當時人們的生活水平不高，沒有其他修筑材料，技術(shù)認知不足，再加上該防滲漏技術(shù)操作簡單、成本低的特點，因此應用廣泛。由于水泥砂漿涂抹的表面應力承受能力差，收縮率高，容易出現(xiàn)干縮裂縫，影響整體防滲效果，降低了渠道的耐用性，其壽命普遍偏低。

另外，該形式的渠道以前經(jīng)常使用在農(nóng)村田間菜園的灌溉中，一般距村落較近，村民特別是孩童時常腳踏其上肆意玩耍，破壞了渠道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。目前，村落菜園逐漸消失，再加上其各項缺點，已經(jīng)較少應用該技術(shù)[5]。

2.2.3 漿砌毛條石防滲漏

漿砌毛條石防滲漏方法的應用條件較為特殊，一般應用于深山渠道修筑中。由于取材條件的限制，砂石、水泥等材料無法運輸，為了強化渠道防滲漏性能，往往依靠當?shù)厝罕娛止ご蚰ズ线m的石料，開鑿成條狀石修筑防漏。這種防滲方式的效果較好，但需用到較多的人力，并且取材過程緩慢，因此不便于大規(guī)模使用[6]。

2.3 具體施工技術(shù)

渠道一般修筑在山間或其他不利于機械設備使用的地形環(huán)境中，人工施工較為方便。在渠道滲漏技術(shù)施工過程中，雖然少數(shù)地區(qū)已經(jīng)可以使用半機械化施工，但人工施工依舊是主要形式。一些農(nóng)田灌溉區(qū)的混凝土防滲渠道主要為矩形斷面，在澆筑側(cè)面墻體時必須使用立模開展作業(yè)。其中，使用的模板材質(zhì)主要是木質(zhì)和鋼質(zhì)，大多數(shù)的小型灌溉區(qū)域渠道施工應用的是木質(zhì)模型。

另外，機械設備的使用離不開電力，但山區(qū)內(nèi)部往往通電困難?；炷翝仓那缐w施工厚度較小，機械設備的震動會引起渠道內(nèi)壁開裂，因此在渠道內(nèi)側(cè)墻體的混凝土澆筑振搗過程中一般使用人工插釬，并在木質(zhì)模板外側(cè)使用小錘輕輕敲擊進而起到振搗的作用。

2.4 伸縮縫的處理

施工時，伸縮縫的填料一般為瀝青杉木條，將其與混凝土澆筑在一起。通過大量的澆筑實踐可以看出，瀝青杉木條制作的伸縮縫材料一般在腐爛之后會直接出現(xiàn)滲漏孔洞，逐漸擴大成為滲漏渠道，最終造成渠道結(jié)構(gòu)失衡。因此伸縮縫的材料應盡量使用鋁質(zhì)[7]。

3 結(jié)束語

農(nóng)田水利中強化渠道防滲漏技術(shù)可以直接提升水利工程中水資源的利用率，減少水資源滲漏造成的經(jīng)濟損失。經(jīng)過滲漏處理后的渠道，滲水體積可減少50%～80%，使渠道整體的輸水能力提高、輸水可靠性增強，在加快灌溉水流速的同時，提升了灌溉效率，并延長了渠道的使用壽命。農(nóng)田水利工程需要更多的探索與創(chuàng)新，以保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的順利發(fā)展，促進人民生活進步。