渠道防滲技術(shù)在灌區(qū)的應(yīng)用論文
[摘要]本文針對石堡川水庫灌區(qū)的特點(diǎn),介紹了渠道防滲技術(shù)并提出了渠道防滲技術(shù)在灌區(qū)推廣應(yīng)用的意義、作用及效果。
[關(guān)鍵詞]灌區(qū) 防滲技術(shù) 應(yīng)用
一、灌區(qū)概況
石堡川水庫灌區(qū)位于關(guān)中平原與渭北黃土高塬接緣地帶,屬典型的干旱缺水區(qū)。灌區(qū)土地面積159.67萬畝,耕地面積76萬畝,工程控制面積52萬畝,設(shè)計(jì)灌溉面積40萬畝,灌溉渭南市白水、澄城兩縣及延安市洛川縣石頭鄉(xiāng)共16個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)180個(gè)政村的40萬畝農(nóng)田。灌區(qū)目前骨干渠道有干渠1條、設(shè)計(jì)流量9.0m3/s,加大流量11.5 m3/s,長度38.708 km,支渠8條、分支12條,設(shè)計(jì)流量1.0 - 4.5m3/s。支、分渠總長度219.34km;田間工程有斗渠397條,總長486.5km;分、引渠2229條、總長2213.5km。
由于灌區(qū)工程建設(shè)于特殊的歷史年代,受當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)社會(huì)條件限制,灌區(qū)干支渠工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低,建造質(zhì)量差,工程遺留問題較多,加之經(jīng)過三十年運(yùn)行,工程老化,渠道襯砌毀壞嚴(yán)重,輸水過程中滲漏較多,造成水量嚴(yán)重浪費(fèi),且輸水能力不足,有效灌溉面積衰減。田間工程實(shí)際配套差,設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低,加之水毀、老化失修原因,水量浪費(fèi)大,畝均耗水定額高,不僅影響灌溉效益的發(fā)揮,而且阻礙農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收和灌區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
基于上述存在的問題,本著減少滲漏、提高效益的原則,我們有必要在續(xù)建配套項(xiàng)目中加強(qiáng)渠道襯砌改造,做好渠道防滲工程建設(shè)。
二、渠道防滲的意義和作用
1.渠道防滲的意義
渠道防滲是減少水量損失,發(fā)展節(jié)水型農(nóng)業(yè)行之有效的主要節(jié)水技術(shù),是大中型灌區(qū)實(shí)行節(jié)水灌溉的重要措施。渠道的滲漏不僅降低了渠系水的利用系數(shù),減少了灌溉面積,浪費(fèi)了水資源,而且還會(huì)增加灌溉技術(shù)和農(nóng)民的水費(fèi)負(fù)擔(dān),甚至?xí)＜肮こ痰陌踩\(yùn)行。為了減少渠道輸水損失,提高渠系水利用系數(shù),一方面要加強(qiáng)渠系工程配套和維修養(yǎng)護(hù),有計(jì)劃地引水和配水,不斷提高灌區(qū)管理工作水平;另一方面要采取渠道防滲工程措施,減少滲漏損失水量。因此實(shí)施渠道防滲技術(shù)很有必要。
2.渠道防滲的.作用
渠道防滲工程措施除了減少渠道滲漏損失、節(jié)省灌溉用水量、更有效地利用水資源外,還有減小渠床糙率系數(shù),加大渠道內(nèi)水流流速;提高渠道輸水能力。防止渠道長草;減少泥沙淤積,節(jié)省工程維修費(fèi)用;降低灌溉成本,提高灌溉效益的作用。
三、渠道防滲技術(shù)在灌區(qū)的應(yīng)用
多年來,我們在渠道防滲工程建設(shè)中也進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)和推廣應(yīng)用,尤其在“十一五”期間的續(xù)建配套項(xiàng)目實(shí)施中,在干、支渠襯砌改造中我們采用了混凝土襯砌、使用U型渠道斷面等防滲措施,取得了很大效果,使灌區(qū)的工程面貌得到了改善,渠道的水利用系數(shù)得到了提高。
為進(jìn)一步提高渠水利用系數(shù),節(jié)約有限的水資源,減輕農(nóng)民的負(fù)擔(dān),擴(kuò)大灌溉面積,灌區(qū)要充分利用項(xiàng)目工程實(shí)施,推廣渠道防滲工作中取得的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),并采用新材料、新技術(shù)和新工藝,取得更好的防滲效果。
四、渠道防滲技術(shù)
1.渠道防滲斷面
灌區(qū)渠道防滲斷面結(jié)構(gòu)形式主要依據(jù)渠道流量大小并結(jié)合工程實(shí)際情況即工程附近回填土料來源、施工工期、回填土施工質(zhì)量等條件來確定。
由于 弧形坡腳梯形斷面或弧底梯形斷面由于其近似于最佳水力斷面,流速分布均勻,易于拉沙,減少淤積;同時(shí)也能改善防滲渠道凍脹變形分布的不均勻性,且渠底有一定的反拱作用,故可減輕砼板的凍脹破壞,減少裂縫和移位。在干、支渠道中應(yīng)用。一般干渠渠道選用弧形坡腳梯形斷面或梯形斷面,支渠依據(jù)流量大小設(shè)計(jì)流量大于3 m3/s,選用弧形坡腳梯形斷面或弧底梯形斷面,設(shè)計(jì)流量1-3 m3/s,選用弧底梯形斷面或U型斷面,
斗分渠〈1m3/s,選擇U型斷面,U型斷面較梯形斷面每公里輸水損失可減少3.7%,防滲效果最好,它近似于最佳水力斷面,水流條件好,流速大,輸水輸沙能力強(qiáng);另外,其抗凍脹性能較高,凍脹程度僅為梯形的1/3-1/4,又便于管理,投資少、占地少,機(jī)械化施工程度較高。
2.防滲材料
采用復(fù)合土工膜防滲。即一布一膜土工布。由于其抗拉強(qiáng)度較高,抗穿透能力和抗老化性能好,可不設(shè)過渡層,另外,土工布表面摩擦力大,防滑效果好,便于安砌或澆筑砼板。與塑料膜防滲相比,具有施工簡單,質(zhì)量可靠,提高工效等優(yōu)點(diǎn)干、支渠防滲工程大都采用這種板膜復(fù)合結(jié)構(gòu)形式,即采用一布一膜土工布柔性材料做防滲層,其上再用C15砼剛性材料做為保護(hù)層,厚度一般7-10cm
3.伸縮縫止水材料
采用水利部西北水科所在聚氯乙烯油膏基礎(chǔ)上研制的性能與其相同,但造價(jià)相對較低的新型伸縮縫止水材料—焦油塑料膠泥。其施工方便,造價(jià)低,止水效果良好,在灌區(qū)已得到了廣泛應(yīng)用。
4.其它技術(shù)措施
(1)防滲渠道基槽的填筑與開挖
灌區(qū)近年來渠道襯砌均是在舊渠道上進(jìn)行,由于原渠道多為土渠梯形斷面,經(jīng)長期輸水運(yùn)用,在水面以下均已變成不規(guī)則的弧形斷面。對此應(yīng)采取了以下的處理方法:
�、偃缜亢艽�,甚至為飽和狀態(tài)時(shí),為了填筑施工,就提前停水,使基土風(fēng)干,或采用抽排、翻曬等方法,降低含水量。
�、趯τ谶^流較大的重要干、支渠工程或有防凍要求的工程,采用換填土等方法。
�、蹖τ诹髁啃∮�2.0m3/s的支渠及斗、分渠,首先進(jìn)行清淤和清基土,再進(jìn)行填筑。填筑時(shí)先將全渠槽填至設(shè)計(jì)高程(分層夯實(shí),每層鋪土厚度,機(jī)械施工時(shí),不大于30cm,人工施工時(shí),不大于20cm),再用U形開渠機(jī)進(jìn)行開挖,最后再輔以人工檢查和反復(fù)的修整工作,直到滿足防滲層斷面設(shè)計(jì)要求。
�、艽笥�2.0m3/s的干、支渠工程,由于全渠槽填筑土方量較大,故往往采用局部填筑補(bǔ)齊的方法進(jìn)行填筑,填筑面的寬度一般應(yīng)較設(shè)計(jì)加寬50cm以上,以滿足一個(gè)蛙式電夯機(jī)的正常工作面。開挖時(shí),僅開挖填筑時(shí)加寬的50cm的部分土體,然后按整修渠槽的方法修整渠道基槽,直至達(dá)到設(shè)計(jì)要求為止。
(2)土工膜的加工和鋪設(shè)
該工序包括剪裁、接縫、鋪設(shè)等項(xiàng)工作。
經(jīng)理論計(jì)算,考慮到實(shí)際應(yīng)用的安全系數(shù),寶雞峽灌區(qū)采用的復(fù)合土工膜規(guī)格為一布一膜,其中上面一層為100-150g/m2的土工布(根據(jù)渠道流量、斷面、水深等具體確定),其表面摩擦力大,防滑效果好,便于安砌或澆筑砼板。下面一層為不小于0.25mm厚的聚氯乙烯膜,是主要的防滲材料。
�、偌舨�:成卷的土工膜料應(yīng)根據(jù)鋪膜基槽斷面尺寸的大小及每段長度剪裁�？v向鋪設(shè)時(shí),首先按基槽的斷面尺寸計(jì)算所需膜料的幅數(shù)。橫向鋪設(shè)時(shí),以鋪設(shè)基槽斷面的長度為一幅。剪裁的長度應(yīng)以其大塊膜料便于搬運(yùn)和鋪設(shè)為宜。小型渠道一般為50m-60m,大中型渠道可選用20m-40m。
�、诮涌p:膜料連接處理的方法有搭接法,焊接法和粘接法等。寶雞峽灌區(qū)近年來多改簡單的搭接及粘接劑粘接為機(jī)器焊接。焊接時(shí)的搭接寬度一般不小于10cm,采用雙焊縫焊接。
�、垆佋O(shè):基槽檢驗(yàn)合格后,在基槽表面灑水濕潤,以保證膜料能緊密地貼在基床上。縱向鋪設(shè)時(shí),將按設(shè)計(jì)尺寸加工的大幅膜料疊成“琴箱”式,先橫向放在下游槽內(nèi),再將一端與先鋪好的膜料或原建筑物在現(xiàn)場焊接,再向上游拉展鋪開。橫向鋪設(shè)時(shí),由渠道一岸經(jīng)渠底向另一岸鋪設(shè)�？傊�,鋪膜的速度應(yīng)和砼鋪砌或澆筑的速度相配合,當(dāng)天鋪膜,當(dāng)天澆筑好砼板,以免膜料裸露時(shí)間過長。
(3)砼板的安砌、澆筑
為確保砼防滲渠道的防滲效果及耐久性,除了正確合理的設(shè)計(jì)外,還必須提高施工技術(shù)水平,確保施工質(zhì)量,做到優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、安全。
五、渠道防滲技術(shù)應(yīng)用的效果
灌區(qū)在渠道防滲襯砌工程中,通過采用新材料、新技術(shù)、新工藝、將會(huì)大大提高了灌區(qū)渠系數(shù)利用系數(shù)及灌溉水的利用率及水分生產(chǎn)率,輸水能力將會(huì)逐年增加,可節(jié)約水量,擴(kuò)大灌溉面積,給灌區(qū)帶來了很大的的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,對提高灌區(qū)抗御自然災(zāi)害的能力、促進(jìn)灌區(qū)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收,實(shí)現(xiàn)灌區(qū)水資源的合理配置,保障農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展起到一定的作用。另外,這些新材料、新技術(shù)的應(yīng)用,對提高防滲工程質(zhì)量、加快施工進(jìn)度,降低工程造價(jià)和提高工程效益將起到良好的作用。
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