農(nóng)田水資源運輸渠道中防滲透技術(shù)的應用

曹風華

(溫陳街道農(nóng)林水綜合服務中心，山東 聊城 252131)

根據(jù)實際情況來看，我國在農(nóng)業(yè)建設以及灌溉施工過程中進行水資源運輸時，通常都會采用渠道形式。我國水利工程建設相對較早，目前仍在運用這些渠道，并且沒有及時進行維修和更新，進而導致渠道發(fā)生一系列的問題，如滲漏，這種情況不僅造成水資源浪費，還導致水利工程建設出現(xiàn)質(zhì)量問題[1]。對農(nóng)業(yè)水資源利用情況的統(tǒng)計結(jié)果發(fā)現(xiàn)，由于渠道滲透造成的水資源浪費開始受到了越來越多的重視[2]。在此背景下，渠道滲透問題的處理成為了農(nóng)業(yè)發(fā)展中備受關(guān)注的研究內(nèi)容。水利工作者的主要研究方向也不再局限于渠道防滲技術(shù)的設計，對技術(shù)的合理應用也展開了分析和討論[3]。在此趨勢下，農(nóng)業(yè)水資源的利用率得到了大幅提升，相關(guān)技術(shù)的價值也得到了最大限度發(fā)揮[4]。雖然已經(jīng)取得了良好的實際效果，但是也存在進一步優(yōu)化的空間。從本質(zhì)上講，對農(nóng)田水利工程的渠道進行防滲處理無論是從水資源利用還是從農(nóng)作物種植角度，甚至是對于渠道本身，都具有重要意義[5]。一旦渠道出現(xiàn)明顯的滲漏情況，輸送的水資源會在運輸過程流失，成為無效水源，而在滲透作用下，渠道的裂縫也會不斷增加[6]，如果不能及時采取補救措施，將會大大縮短其使用壽命[7]。有效水資源總量的減少也會導致農(nóng)作物的灌溉程度難以達到其生長需求，降低最終的產(chǎn)量，影響所在區(qū)域的經(jīng)濟效益[8]。由此不難看出，渠道防滲透技術(shù)是一項關(guān)系到社會民生和環(huán)境發(fā)展的重要措施[9]。本文提出渠道防滲透技術(shù)在農(nóng)田水利工程中的應用研究，并通過實例分析對其應用效果和價值進行分析，以期為提高水資源的灌溉效率，緩解水資源緊缺，減少工程性缺水和旱情發(fā)生，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動的基礎(chǔ)費用開銷管理提供參考，以最小的成本實現(xiàn)最大的經(jīng)濟效益。

1 水泥砂漿防滲技術(shù)

在確?；臼┕べ|(zhì)量可靠的基礎(chǔ)上，渠道出現(xiàn)滲透的可能性相對較低，因此可以采用水泥砂漿防滲技術(shù)實現(xiàn)對渠道的處理。在實施過程中，使用的原材料主要是砂壤土和特細沙，按照1∶6的比例加入水，并結(jié)合渠道所處環(huán)境的溫度和光照強度加入適當?shù)耐饧觿┮蕴岣叻罎B層的穩(wěn)定性。通過對外加劑的使用劑量進行調(diào)節(jié)，形成的砂漿分為塑性水泥砂漿和干硬性水泥砂漿。在具體的選擇過程中，溫度偏低、光照偏弱的北方灌區(qū)主要采用干硬性水泥砂漿實現(xiàn)對渠道的防滲處理，溫度偏高、光照偏強的南方灌區(qū)則主要采用塑性水泥砂漿實現(xiàn)對渠道的防滲處理。在技術(shù)應用過程中，需要重點關(guān)注土層的防滲、防干縮效果，從溫度角度考慮，要以渠道所在區(qū)域的最低溫度為基礎(chǔ)進行防凍脹處理，以渠道所在區(qū)域的最大降雨量為基礎(chǔ)進行防沖刷處理，同時充分考慮防滲層的防濕脹和防滑坡問題。

對于防滲作用效果的調(diào)節(jié)，可以通過改變砂漿濃度實現(xiàn)，一般情況下，當砂漿中水的比例在10%以下時，其可承載的滲透力強度可以達到5.0 MPa以上，當砂漿中水的比例在5%以下時，其可承載的滲透力強度可以達到15.0 MPa以上。按照該標準，結(jié)合渠道的實際情況，實施個性化的泥漿配比。對于防縮干效果的調(diào)節(jié)，主要是通過完成防滲層涂刷后的維護周期實現(xiàn)的。一般涂層后期的水養(yǎng)維護周期為3 d，砂漿濃度越高，其縮干能力越強，因此后期的水養(yǎng)維護周期也需要隨之延長。當砂漿中水的比例達到10%以上時，水養(yǎng)維護周期為3 d即可實現(xiàn)防縮干燥的目的，當砂漿中水的比例在10%以下時，水養(yǎng)維護周期需延長至5 d左右，當砂漿中水的比例在5%以下時，水養(yǎng)維護周期需至少需要5 d。防凍脹和防沖刷強度的調(diào)節(jié)主要是通過改變砂漿澆搗力度實現(xiàn)的。當砂漿中水的比例達到10%以上時，砂漿澆搗力度不小于80 MPa即可，當砂漿中水的比例在10%以下時，砂漿澆搗力度需要滿足100 MPa的最低要求，當砂漿中水的比例在5%以下時，砂漿澆搗力度不小于130 MPa。按照這樣的方式，結(jié)合渠道所處環(huán)境的實際情況，保證每個施工環(huán)節(jié)有序開展，實現(xiàn)防滲處理。

2 混凝土防滲處理技術(shù)

與水泥砂漿防滲技術(shù)相比，混凝土防滲技術(shù)最大的特點就是不受農(nóng)田水利渠道建設環(huán)境因素和氣候因素的影響，決定其應用效果的最重要環(huán)節(jié)就是混凝土的攪拌。攪拌的時間過長會降低混凝土的韌性，時間過短會使其強度受到負面影響。為此，本文主要針對混凝土攪拌時間進行詳細分析。為了便于直觀區(qū)分，本文以混凝土的坍塌度為標準對攪拌機型號的選擇和攪拌時間的設置進行分析。當混凝土的坍塌度小于3.0 cm時，使用自落式攪拌機需要攪拌120 min，使用強制式攪拌機需要攪拌100 min即可，當混凝土的坍塌度大于3.0 cm時，使用自落式攪拌機需要攪拌90 min，使用強制式攪拌機需要攪拌60 min即可。按照這樣的方式完成混凝土的攪拌工作后，以先底后邊的順序?qū)嵤仓?，輔以振搗操作完成對渠道的防滲處理。

3 實例分析

為了進一步分析本文提出的渠道防滲透技術(shù)在農(nóng)田水利工程中的應用效果，本文進行了實例分析。

3.1 考察對象基礎(chǔ)概況

考察對象區(qū)域地處黃土高原的偏東部，干旱和水土流失情況十分嚴重。地貌類型具有明顯的地質(zhì)多樣化特征，東部和西部以山地丘陵構(gòu)造為主，中部以斷陷盆地構(gòu)造為主。對區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境進行進一步考察，發(fā)現(xiàn)其在地勢走勢上具有起伏懸殊的特點，除極少位置外，大部分位置的海拔均達到了600.00 m以上。不僅如此，測試區(qū)域的降水在時空分布上也表現(xiàn)出不均勻的特征，近5年 降水量最大值達到664.38 mm，最小值為406.25 mm。時間主要集中在7—9月之間。在此背景下，由于地表水資源不足導致農(nóng)業(yè)灌溉用水量的來源主要是地下水，灌溉過程中渠系輸水損失約為40%。并且大多數(shù)地方采用大水漫灌，加上地面不平整，造成灌水定額高。全省灌溉水利用系數(shù)僅為0.4。

本文選擇10個面積均為200 m2的連續(xù)地塊進行試驗測試，并將其分為2組，每組5塊試驗田，分別編號A1、A2、A3、A4、A5和B1、B2、B3、B4、B5。其中，A組作為對照組，B組作為試驗組，采用本文方法對其所在渠道進行防滲處理。統(tǒng)計兩組試驗田灌溉的用水總量以及相關(guān)費用成本的投入情況、農(nóng)作物經(jīng)濟收入情況。

3.2 測試結(jié)果

試驗地塊種植的農(nóng)作物為玉米，在其生長階段的100 d內(nèi)，共進行了3次灌溉，統(tǒng)計了兩組試驗地塊的用水總量，其結(jié)果如表1所示。

從表1中可以看出，對比兩組地塊的灌溉用水情況，第1次灌溉中，對照組的總用水量為933.92 m3，應用本文提出渠道防滲技術(shù)后的總用水量為576.33 m3，用水下降了38.29%。通過觀察第2次和第3次的灌溉用水總量也可以看出，應用本文提出渠道防滲技術(shù)也實現(xiàn)對水資源使用量的有效控制。最后對比在農(nóng)作物整個生長周期內(nèi)的灌溉用水總量，對照組為3738.78 m3，試驗組2135.24 m3，應用渠道防滲技術(shù)共減少了1603.54 m3水資源使用量，比例達到42.89%。說明渠道防滲技術(shù)可以實現(xiàn)減少農(nóng)田水利工程用水的目的。

表1 兩組地塊灌溉用水量統(tǒng)計 m3

在此基礎(chǔ)上，為了對灌溉結(jié)果的可靠性進一步分析，以及實施渠道防滲技術(shù)的經(jīng)濟價值進行客觀分析，統(tǒng)計了三次灌溉的成本投入情況以及后期采收階段玉米的產(chǎn)量數(shù)據(jù)，其中，關(guān)于灌溉成本的計算，主要以地下水提升成本以及人工成本為主要核算內(nèi)容，最終的結(jié)果如表2所示。

表2 兩組地塊成本投入以及產(chǎn)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計

通過表2可以看出，對照組的灌溉成本總值為1346.42元，試驗組的灌溉成本總值為765.91元，通過降低灌溉用水總量對于成本控制具有明顯作用。對照組和試驗組的農(nóng)作物產(chǎn)量差異為55.75 kg，可以忽略不計，表明本文實施的澆灌處理滿足了農(nóng)作物的生長需求。

4 結(jié) 語

(1)結(jié)合渠道所處環(huán)境的實際情況采用水泥砂漿防滲技術(shù)，保證每個施工環(huán)節(jié)有序開展，確保防滲處理。

(2)與水泥砂漿防滲技術(shù)相比，混凝土防滲技術(shù)最大的特點就是不受農(nóng)田水利渠道建設環(huán)境因素和氣候因素的影響，決定其應用效果的最重要環(huán)節(jié)就是混凝土的攪拌。以先底后邊的順序?qū)嵤仓?，輔以振搗操作完成對渠道的防滲處理。

以上方法在實際應用中取得了良好的效果。本文的研究可為農(nóng)業(yè)水利工程的修建和改建提供參考。