農(nóng)田水利工程施工中滲水原因及防滲技術(shù)探討

姜楓

（渦陽(yáng)縣水利局水利工程管理所，安徽 亳州 233600）

0 引言

農(nóng)田水利工程是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中不可或缺的重要組成部分，對(duì)于保障糧食生產(chǎn)、增加農(nóng)民收入、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展都有極其重要的作用。本文對(duì)農(nóng)田水利工程滲水原因進(jìn)行了深入的分析，并由此提出了幾種不同的防滲技術(shù)方案，以期對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展有所裨益。

1 農(nóng)田水利工程滲水原因分析

1.1 地質(zhì)及水文條件

1.1.1 地質(zhì)條件

地質(zhì)條件是農(nóng)田水利工程中滲水問(wèn)題的重要因素之一。地質(zhì)條件決定了地下水的運(yùn)動(dòng)和分布，進(jìn)而影響農(nóng)田水利工程的防滲效果。一些地質(zhì)條件，如土壤類(lèi)型、地質(zhì)構(gòu)造、巖層類(lèi)型和厚度等，均會(huì)對(duì)農(nóng)田水利工程滲水產(chǎn)生影響。

（1）土壤類(lèi)型。不同類(lèi)型的土壤有著不同的滲透性和壓縮性，因而對(duì)滲水有著不同的影響。例如，砂土、砂質(zhì)土和沙巖等松散土層的滲透性比較大，容易引起滲漏問(wèn)題。

（2）地質(zhì)構(gòu)造。地質(zhì)構(gòu)造是指地面或地下的結(jié)構(gòu)特征，如地理結(jié)構(gòu)、褶皺、斷層、巖性、空洞等。它們對(duì)地下水流動(dòng)的影響很大，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致水流的集聚和聚集。

（3）巖層類(lèi)型和厚度。巖層類(lèi)型和厚度對(duì)地下水流動(dòng)有很大的影響。巖石是一種不透水的材料，如果在農(nóng)田水利工程設(shè)計(jì)中沒(méi)有考慮到巖層的滲透性和厚度，就會(huì)導(dǎo)致水源的缺失或滲漏。

1.1.2 水文條件

水文條件也是影響農(nóng)田水利工程滲水問(wèn)題的關(guān)鍵因素。水文條件是指包括水文地質(zhì)、水文氣象等在內(nèi)的與水相關(guān)的條件因素，包括地表水和地下水在內(nèi)的各種水體的分布、流量、流速等相關(guān)特征。

（1）地下水位。地下水位的高低與滲水問(wèn)題有著直接的關(guān)系。地下水位高的區(qū)域容易產(chǎn)生滲漏問(wèn)題，而地下水位低的區(qū)域則不容易產(chǎn)生這種問(wèn)題。

（2）降雨量和蒸發(fā)量。降雨量和蒸發(fā)量的大小決定了土壤中的水分含量和土壤的濕度。如果降雨量大、蒸發(fā)量小，就會(huì)導(dǎo)致農(nóng)田水利工程中的水源增加，從而容易引起滲漏問(wèn)題。

（3）土地利用。不同的土地利用方式會(huì)改變地表和地下的水文條件。例如，如果在農(nóng)田水利工程設(shè)計(jì)中沒(méi)有考慮到附近的灌溉、排水和排泄等問(wèn)題，就會(huì)導(dǎo)致周?chē)乃臈l件發(fā)生變化，最終導(dǎo)致滲漏問(wèn)題。

1.2 整體工程設(shè)計(jì)不合理

1.2.1 工程設(shè)計(jì)的方案不合理

農(nóng)田水利工程設(shè)計(jì)的方案不合理是導(dǎo)致滲水問(wèn)題的主要原因之一。一些設(shè)計(jì)方案未能充分考慮到當(dāng)?shù)氐牡匦魏屯临|(zhì)條件，或者未考慮到農(nóng)田水利工程長(zhǎng)期使用的情況，設(shè)計(jì)出來(lái)的工程方案可能不夠合理，導(dǎo)致滲水問(wèn)題的發(fā)生。

1.2.2 工程設(shè)計(jì)選材不合理

在農(nóng)田水利工程設(shè)計(jì)中，選材也是非常重要的一步。如果選材不當(dāng)，可能導(dǎo)致工程使用不穩(wěn)定，從而導(dǎo)致滲水問(wèn)題的發(fā)生。比如，在土石壩或堤壩工程中，若材料的抗?jié)B性能不好，則在使用過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)滲漏情況。

1.2.3 工程設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)不合理

農(nóng)田水利工程設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)不合理也會(huì)成為滲水問(wèn)題的原因之一。如果工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)過(guò)低或者過(guò)高，都可能導(dǎo)致農(nóng)田水利工程出現(xiàn)滲水問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)過(guò)低時(shí)，工程可能沒(méi)有達(dá)到應(yīng)有的抗?jié)B性能，從而出現(xiàn)滲漏問(wèn)題；而當(dāng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)過(guò)高時(shí)，工程的建設(shè)成本也會(huì)隨之增加。

1.2.4 工程設(shè)計(jì)中未考慮實(shí)際情況

農(nóng)田水利工程設(shè)計(jì)中，如果未充分考慮到實(shí)際的使用情況，也可能導(dǎo)致工程出現(xiàn)滲水問(wèn)題。例如在洪水期間，工程可能面臨較強(qiáng)的水壓，如果在設(shè)計(jì)中未考慮到這一情況，則工程可能無(wú)法承受水壓，從而出現(xiàn)滲漏問(wèn)題。

1.3 工程質(zhì)量不達(dá)標(biāo)

1.3.1 施工工藝不規(guī)范

農(nóng)田水利工程施工過(guò)程中，施工工藝不規(guī)范是導(dǎo)致滲水問(wèn)題的常見(jiàn)原因之一。在施工過(guò)程中挖掘不規(guī)范，或者使用不合適的材料進(jìn)行填充，都可能導(dǎo)致滲漏問(wèn)題的發(fā)生。

1.3.2 對(duì)施工細(xì)節(jié)不重視

在農(nóng)田水利工程施工過(guò)程中，對(duì)細(xì)節(jié)不重視也會(huì)導(dǎo)致滲漏問(wèn)題的發(fā)生。例如，施工人員可能會(huì)為了節(jié)約時(shí)間或者成本，在工程中忽略一些細(xì)節(jié)問(wèn)題，使得工程質(zhì)量大打折扣，導(dǎo)致滲漏問(wèn)題出現(xiàn)。

1.3.3 施工材料質(zhì)量差

材料質(zhì)量差是導(dǎo)致農(nóng)田水利工程滲漏問(wèn)題出現(xiàn)的常見(jiàn)原因之一。例如，在選用防滲材料時(shí)，可能存在劣質(zhì)低價(jià)材料。這些材料抗壓強(qiáng)度低、易破損，使用過(guò)程中會(huì)失去原有的防滲效果，導(dǎo)致滲漏問(wèn)題的發(fā)生。

1.3.4 施工過(guò)程中未按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行

在農(nóng)田水利工程施工過(guò)程中，如果未按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，也可能導(dǎo)致滲漏問(wèn)題的出現(xiàn)。例如，在鋪設(shè)防滲材料時(shí)，施工人員可能因?yàn)榇中拇笠饣蛘咂渌?，沒(méi)有將防滲材料鋪設(shè)到位，使得工程的防滲效果打折扣。

2 農(nóng)田水利工程施工中常見(jiàn)的防滲技術(shù)

2.1 地下防滲墻

2.1.1 挖掘防滲溝

在農(nóng)田水利工程施工中，挖掘防滲溝是一種常見(jiàn)的地下防滲墻技術(shù)。它通過(guò)在農(nóng)田土壤中挖掘一定長(zhǎng)度和深度的防滲溝，來(lái)阻止地下水向上滲透到農(nóng)田上部分的土壤中。其原理是在農(nóng)田土層中挖掘一條與地下水流方向垂直的防滲溝，使地下水流不再向上滲透到農(nóng)田上層土壤中。挖掘防滲溝需要在地下水位以下施工，以確保其不受地下水的影響。

挖掘防滲溝的施工步驟包括：（1）測(cè)量設(shè)計(jì)。根據(jù)農(nóng)田水利工程的水文地質(zhì)條件和滲透特性，對(duì)挖掘防滲溝的長(zhǎng)度、深度、寬度和施工方式進(jìn)行測(cè)量和設(shè)計(jì)。（2）現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備。清理挖掘區(qū)域的草地、雜物和石頭等，使施工區(qū)域充分暴露。（3）挖掘防滲溝。使用挖掘機(jī)等工具在設(shè)計(jì)好的位置開(kāi)始挖掘防滲溝。挖掘深度和寬度需要根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行控制，并保持溝壁的垂直度和平整度，以確保防滲效果。（4）處理溝底和墻壁。需要對(duì)溝底和墻壁進(jìn)行處理，以確保其滿(mǎn)足防滲要求。處理方法包括打磨、填平等。（5）安裝防滲材料。在溝壁和底部可進(jìn)行覆蓋防滲材料，如塑料膜等。（6）驗(yàn)收。在施工完成后進(jìn)行驗(yàn)收，確保防滲溝的效果符合設(shè)計(jì)要求。

挖掘防滲溝是一種簡(jiǎn)單有效的地下防滲方法，在較小水流量和土層深度較淺的情況下效果較好。其優(yōu)點(diǎn)主要包括：成本低廉，施工周期較短，可減少農(nóng)田水利工程的建設(shè)成本；施工簡(jiǎn)單，可針對(duì)具體情況進(jìn)行改進(jìn)和升級(jí)，增加防滲效果；挖掘防滲溝對(duì)環(huán)境污染較小。但挖掘防滲溝也有其缺點(diǎn)，主要包括：僅適用于較淺土層和較小水流量的情況，對(duì)于深層土層較大和大水流量的情況效果不佳；施工后需要進(jìn)行維護(hù)，定期清理泥沙和雜物，以確保防滲效果；挖掘防滲溝對(duì)地下水資源的利用會(huì)有一定程度的影響。

2.1.2 環(huán)保型防滲材料

在農(nóng)田水利工程中，防止?jié)B漏的一個(gè)常用技術(shù)是使用環(huán)保型防滲材料。這些材料通常具有耐腐蝕、耐磨損、耐高溫的特點(diǎn)，同時(shí)對(duì)環(huán)境無(wú)害，可重復(fù)利用，使用壽命長(zhǎng)。環(huán)保型防滲材料通常用于地下防滲墻的構(gòu)建中。

（1）高分子復(fù)合材料。高分子復(fù)合材料是由高分子材料和無(wú)機(jī)材料復(fù)合而成的一種環(huán)保型材料。它具有多孔、高強(qiáng)度、耐腐蝕、抗?jié)B透等特點(diǎn)，適用于各種土質(zhì)，可以有效地防止?jié)B漏。

（2）水泥基封堵材料。水泥基封堵材料是由水泥、石灰、石頭、砂子和纖維等原材料混合而成的一種材料。它可以在地下防滲墻的施工現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)澆施工，防漏效果好，環(huán)保特性好。

（3）多元共聚物防滲材料。多元共聚物防滲材料是一種新型環(huán)保型防滲材料，采用聚合物和無(wú)機(jī)材料復(fù)合而成，可以有效防止?jié)B漏。它的優(yōu)點(diǎn)是可以在較大的溫度和濕度范圍內(nèi)施工，具有優(yōu)異的粘結(jié)力和耐腐蝕性。

（4）瀝青防滲材料。瀝青防滲材料是由瀝青和無(wú)機(jī)材料制成的一種環(huán)保型材料。它具有耐候性和耐老化性，施工方便，防漏效果好。

2.2 地面防滲措施

地面防滲措施主要采用在土壤表面覆蓋一層材料，通過(guò)封閉土壤表面，使得地下水不會(huì)向土壤表面滲透，達(dá)到防滲的目的。地面防滲措施有很多種，其中兩種常見(jiàn)的地面防滲措施分別是環(huán)保型覆膜和植被覆蓋措施。

2.2.1 環(huán)保型覆膜

環(huán)保型覆膜是一種先進(jìn)的、環(huán)保的防滲材料，可以在農(nóng)田水利工程中被廣泛使用。這種材料具有透氣性、防寒、保水和防滲等多種功能，在改善土壤環(huán)境、促進(jìn)植物生長(zhǎng)等方面能發(fā)揮積極作用。

環(huán)保型覆膜主要包括生物降解膜和復(fù)合膜兩種類(lèi)型。生物降解膜是一種具有生物降解性的材料，可以在一定程度上解決傳統(tǒng)覆膜造成的環(huán)境污染問(wèn)題。這種膜材料可以在2～3 個(gè)月內(nèi)分解為二氧化碳和水，不會(huì)對(duì)土壤和植物造成污染。復(fù)合膜由高密度聚乙烯（HDPE）和聚丙烯（PP）等材料組成，具有良好的防滲性能。同時(shí)，它的表面特殊處理，使其比傳統(tǒng)覆膜更具有抗老化、抗氧化、抗紫外線、防寒保溫等特點(diǎn)。此外，復(fù)合膜還具有優(yōu)秀的機(jī)械性能和耐腐蝕性能，更能滿(mǎn)足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要。

環(huán)保型覆膜的使用可以大大降低土壤水分蒸發(fā)和水分流失，提高土壤的保水能力。同時(shí)，覆蓋物還可以防止土壤中的有害物質(zhì)滲透到地下水中，減少了土壤污染的風(fēng)險(xiǎn)。最重要的是，使用環(huán)保型覆膜是一種可持續(xù)的耕作方式，有助于提高土地質(zhì)量和生產(chǎn)效益。環(huán)保型覆膜在農(nóng)田水利工程中的廣泛使用，可大大提高土壤保水性能、減少土壤污染、改善農(nóng)田環(huán)境、促進(jìn)農(nóng)作物生長(zhǎng)，是一種值得推廣的新型防滲材料。

2.2.2 植被覆蓋措施

植被覆蓋是一種自然的防滲措施，可以通過(guò)在農(nóng)田中種植植物來(lái)改善土壤環(huán)境、促進(jìn)水循環(huán)和減少水土流失。這種方法在農(nóng)田水利工程中被廣泛應(yīng)用，可以顯著提高土壤的保水能力和防止水分流失。植物的根系可以滲透到土壤深處，并形成一個(gè)具有一定強(qiáng)度的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可以有效地防止水土流失。同時(shí)，植物的葉片可以攔截降雨，防止雨滴直接打在土壤上，減少土壤的沖刷。此外，植物的莖和葉片還可以調(diào)節(jié)土壤溫度和濕度，提高土壤的肥力和生產(chǎn)力。

在農(nóng)田水利工程中，植被覆蓋措施可以通過(guò)種植不同的植物來(lái)實(shí)現(xiàn)。具體來(lái)說(shuō)，可以選擇根系發(fā)達(dá)、生長(zhǎng)快速、耐旱、耐寒、積極抗風(fēng)等特點(diǎn)的植物進(jìn)行種植。例如，草坪、綠籬、梯田、林帶等都可以有效地改善農(nóng)田環(huán)境。值得注意的是，植被覆蓋的效果受到許多因素的影響，包括降雨量、土壤類(lèi)型、植物種類(lèi)和數(shù)量等。因此，在選擇種植植物和推廣植被覆蓋措施時(shí)，應(yīng)考慮到具體的農(nóng)田環(huán)境和生態(tài)條件，制定合理的種植方案。

地面防滲措施具有操作簡(jiǎn)單、成本較低、安全環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，能夠很好地解決農(nóng)田水利工程中的滲水問(wèn)題。與其他防滲技術(shù)相比較，環(huán)保型覆膜和植被覆蓋措施均是一些相對(duì)較為成熟、實(shí)用的技術(shù)，且在實(shí)際應(yīng)用中已經(jīng)取得了很好的效果。

2.3 其他防滲技術(shù)

2.3.1 水土保持措施

水土保持措施包括植被覆蓋、地面覆蓋、溝渠管理、水文調(diào)控、土壤保墑、防風(fēng)固沙等。其目的是減少水土流失，保持土地肥沃和生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定。其中植被覆蓋是最常見(jiàn)的措施之一。

2.3.2 強(qiáng)化護(hù)坡

強(qiáng)化護(hù)坡是指在農(nóng)田水利工程建設(shè)過(guò)程中對(duì)土坡進(jìn)行加固，以減少土體松動(dòng)、坍塌等問(wèn)題，提高抗風(fēng)防滑能力，并保證坡面的環(huán)境安全。目前，常用的強(qiáng)化護(hù)坡方法包括石籠網(wǎng)加固、混凝土護(hù)坡加固、鐵筋網(wǎng)加固等。其中石籠網(wǎng)加固是最常見(jiàn)的方法之一。石籠網(wǎng)是由金屬絲網(wǎng)編織而成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，通過(guò)填充石塊或其他固體材料，可以形成一個(gè)堅(jiān)固的支撐結(jié)構(gòu)。在農(nóng)田水利工程中，可以將石籠網(wǎng)放置在坡面上，使其承受土坡的壓力，有效防止土壤的流失和坡面的松動(dòng)。

水土保持和強(qiáng)化護(hù)坡是農(nóng)田水利工程建設(shè)過(guò)程中必不可少的措施，在工程的實(shí)施過(guò)程中，需要注意施工質(zhì)量和技術(shù)的落實(shí)，以確保工程順利實(shí)施并達(dá)到預(yù)期效果。

3 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，農(nóng)田水利工程防滲技術(shù)還需要不斷創(chuàng)新和發(fā)展更加智能化、環(huán)保型、高效節(jié)能的技術(shù)手段，以提高農(nóng)田水資源利用效率和減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)自然環(huán)境的破壞。因此，農(nóng)田水利工程防滲技術(shù)的創(chuàng)新方向應(yīng)當(dāng)注重提高防滲效果、提高防滲工程的可持續(xù)性、降低防滲成本等方面，并加強(qiáng)與現(xiàn)代工程技術(shù)、信息技術(shù)等領(lǐng)域的融合，積極推行新型綠色防滲材料、智能防滲設(shè)備的應(yīng)用，從而更好地保障糧食安全和生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展■