摘要:我國是農(nóng)業(yè)大國,灌溉對于農(nóng)作物生長、產(chǎn)量有著最直接的關(guān)系。在灌溉渠道的工程建設(shè)中,渠道的防滲設(shè)計與措施是十分必要的,其能夠有效節(jié)約水資源,提高農(nóng)田的灌溉率。本文就灌溉渠道防滲設(shè)計的原則、方法、防滲技術(shù)作以簡要闡述分析。
關(guān)鍵詞:渠道;防滲;設(shè)計;技術(shù)
中圖分類號: TV223.4 文獻標(biāo)識碼: A DOI編號: 10.14025/j.cnki.jlny.2017.23.039
我國是農(nóng)業(yè)大國,人口數(shù)量也位居世界前列,對于水資源的需求量巨大。在全球資源短缺的環(huán)境下,節(jié)約用水是我國可持續(xù)發(fā)展要堅持的一項重要工作。農(nóng)業(yè)灌溉用水仍存在諸多問題,為此在灌溉的各個方面都做出了研究與實踐,就灌溉渠道而言,做好渠道的防滲工作,提高水資源的利用率,刻不容緩,而首先要做好的就是渠道的防滲設(shè)計。
1設(shè)計原則
灌溉渠道的設(shè)計要遵循最大化節(jié)約水資源的原則,以先進的科學(xué)技術(shù)為依托,提高灌溉效率,改善土壤,促進生態(tài)平衡;灌溉渠道設(shè)計要遵循當(dāng)?shù)貧夂蛩臈l件,如果地區(qū)寒冷,有凍土區(qū),那么在建設(shè)渠道時要考慮凍脹變形因素;渠道防滲設(shè)計要經(jīng)濟合理,保證設(shè)計技術(shù)可行,渠道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,便于施工與后期維護,盡量提高渠道的使用壽命。
2設(shè)計方法
前期準備工作:在設(shè)計之初要對該區(qū)域的氣候、水文、氣溫、地形、地質(zhì)等自然情況做充分調(diào)查,對工程所在地土壤的含水率、干密度、孔隙度、凍漲系數(shù)、滲透系數(shù)、抗剪切強度等性質(zhì)做調(diào)查取樣,獲得準確數(shù)據(jù),掌握灌溉地區(qū)的地形圖、渠道平面布置等相關(guān)信息,為科學(xué)設(shè)計渠道做好前期準備工作。
確定渠道參數(shù):渠道防滲設(shè)計的兩個重要的參數(shù)是渠道的縱比降及渠道流速,縱比降對于渠道的面積、性能、造價都有著直接的影響,關(guān)于渠道縱比降的選取,應(yīng)以渠道走線與地面坡降為依據(jù),進行實地測量,然后才能確定,要盡量與地面坡度相近;渠道流速應(yīng)當(dāng)根據(jù)渠道實際的流量和渠道截面類型來進行計算,如流速過快,容易形成沖勢,流速過慢則易形成淤堵,因此對流速的設(shè)計要適中,否則應(yīng)當(dāng)重新設(shè)計渠道參數(shù),選擇合適的截面形式。
做好截面設(shè)計:不同形式的截面設(shè)計對于渠道的過水量有不同的效果,但整體上對于渠道的過水能力影響不大,設(shè)計截面要考慮灌溉的要求、施工環(huán)境、工程造價等相關(guān)因素。經(jīng)過大量的工程實踐驗證,在渠道截面的形式中,半圓形截面最為合適,但臺階由于工程施工諸多因素的影響,半圓形的截面難以推廣應(yīng)用。我國的渠道現(xiàn)今常用的截面為矩形和梯形,這兩種形式的截面施工難度低,經(jīng)濟效益高,并且能夠滿足工程預(yù)期的需要。隨著技術(shù)的發(fā)展,U形截面越來越多的被應(yīng)用,U形截面相當(dāng)于半圓形截面的一種加高延伸,在技術(shù)條件、工程成本等因素允許的情況下,可以選擇此種截面,有利于提高渠道的綜合性能。
設(shè)置伸縮縫:對于混凝土襯砌渠道來說,要考慮混凝土的漲縮和不均勻沉降的問題,伸縮縫一般設(shè)置在渠道內(nèi),每隔數(shù)米設(shè)置一道。伸縮縫的形狀可以采用矩形,填充材料可以用水泥瀝青砂漿混合焦油塑料膠泥的形式進行填充。
壓頂封口:應(yīng)當(dāng)在渠道邊坡防滲層的頂部設(shè)置混凝土水平封頂板,將其與邊坡混凝土連接起來,如此能夠增強渠道邊坡混凝土板的穩(wěn)定性,防止地表徑流進入混凝土背面,并且壓頂封口能夠減少內(nèi)水壓力,促進水的排放,提高了水資源的利用率,提升了渠道使用壽命。
凍漲預(yù)防:凍漲是引起渠道滲漏的重要因素之一,因此要做好凍漲防護,設(shè)置砂礫層或者換土層是常用的兩種方法。相對于使用防凍劑,目前可以采用聚苯乙烯泡沫保溫板和防滲土工膜來預(yù)防渠道凍漲的滲漏問題,能夠取得更好的防滲效果。
3常用的防滲技術(shù)
3.1 石料襯砌防滲
在石塊充足的地區(qū),可以使用石料襯砌來進行渠道的防滲工作,石塊具有天然的抗沖刷耐腐蝕的特性,同時石料受外界溫度、氣候的影響較小,便于鞏固渠道的穩(wěn)定性。對于石料襯砌的防滲要求不高時,可以采用干砌勾縫的做法,如防滲要求高,就采用漿砌石料的方式,石料要選取平整沒有裂紋,石料襯砌的施工十分簡單,只需要將石料填充于規(guī)定的范圍內(nèi),并用黏土填充好石料縫隙,減少渠道滲漏。
3.2 混凝土襯砌防滲
混凝土襯砌防滲技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟,也是在渠道防滲設(shè)計中采用較多的一種設(shè)計方式?;炷烈r砌防滲具有超強的抗沖刷能力,較高的輸水能力、使用壽命長、便于管理維護等特點。就施工程序而言,可分為預(yù)制混凝土板結(jié)構(gòu)及現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu),根據(jù)工程需要可以提前預(yù)制出混凝土板,施工時將混凝土板平整安置于渠道中,并以水泥砂漿砌縫;現(xiàn)澆混凝土襯砌施工要做好混凝土的配比,鋪平渠面放好模板,澆筑后將混凝土振搗壓實,表面再撒水泥抹光,并且要對混凝土襯砌及時做好養(yǎng)護工作。
除此之外,在渠道的防滲技術(shù)中還會采用瀝青混凝土防滲、水泥護面防滲、膜料鋪設(shè)防滲等措施。隨著經(jīng)濟的發(fā)展,科學(xué)技術(shù)的進步,對于灌溉渠道的防滲工作會越來越好,也會更加遵循生態(tài)環(huán)境的變化規(guī)則來進行人類社會建設(shè),在渠道防滲工程中無論采取哪種防滲措施,都是為了節(jié)約利用我國水資源而努力,相信通過合理的渠道參數(shù)計算與設(shè)計,選取合適的防滲措施,一定可以提高渠道的輸水性能,提高灌溉效率。
參考文獻
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作者簡介:黃生,本科學(xué)歷,工程師,研究方向:水利工程設(shè)計。