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摘要：本文作者介绍了混凝土U型渠道的结构特点,分析了混凝土U型渠道的特点及投资建设的效益,以促进混凝土U型渠道的推广应用。
关键词：节水灌溉；混凝土U型渠道；应用
中图分类号：[TV91] 文献标识码：A 文章编号：
节水灌溉技术主要内容包括：喷灌技术、微灌技术、低压管道灌溉技术、管道灌溉工程施工与运行管理、渠道衬砌与防渗、地面灌溉节水技术等。各种技术都各有利弊，各有不同的适用条件。 地面灌溉是最传统的灌水方法，一般说来它是作为比较是否节水的基点。但是地面灌溉技术也在不断发展不断完善，砼U型渠道是目前公认的具有防渗效果好、输水能力强、抗冻胀、节省渠道占地等优点的一种节水灌溉措施。经过水利工作者多年的研究和实践,砼U型渠道实践得到了进一步发展,尤其是.砼U型渠道机械施工水平研究和推广,使砼U型渠道施工速度快,质量高,适合我国大量推广使用。
1混凝土U型混凝土渠道的结构特点
混凝土U型渠道是反拱结构,抗冻能力强,不易破坏。U型渠道渠底圆弧夹角以152~156°为宜,两侧外倾12~14°,渠深与圆弧直径1∶1,混凝土厚度4~10cm。特殊地区外倾角度可适当调整,如新疆戈壁滩开发灌区,混凝土U型渠道外倾角以18℃为宜;青海省海西高寒地区,则需适当增加混凝土衬砌厚度,以增加抗冻胀能力[。
2 混凝土U型渠道特点
2.1混凝土U型渠道防渗效果好
混凝土U型渠道整体性强、防渗效果好,衬砌的渠道斗以下渠系利用系数在0.99左右,而未衬砌的土渠利用系数还达不到0.8。一条133.3hm2灌溉面积的斗渠,平均每年灌地266.7hm2,年引水量约40万m3,而未衬砌的渠道将渗漏8万m3的水。我国有5 333.3万hm2灌溉农田,缺水严重的超过2 666.7万hm2,有斗渠20多万条,每年斗以下渠道渗漏超过100亿m3的灌溉水量,这些渗漏掉的水可灌地超过666.7万hm2次,有些地区渗漏的水量还会造成地下水上升或土壤盐渍化等危害。
农业节水灌溉已引起各级领导和水管部门的重视,从各个方面筹集资金,加大节水工程投资,在灌区建设混凝土U型防渗渠道,推广先进的灌溉技术,加强灌区用水管理,提高灌溉用水效率,各级水利部门为农业节水灌溉做出很大努力并收到了良好的效果。如陕西省扶风县建和村将村混凝土U型渠道衬砌完成后,农民浇666.67m2的土地能少出水费5元,全村逾133.33hm2的土地每年浇地就能省水费2万多元,达到“五省两增一减少”的目的,即五省:省水、省时、省劳、省钱、省地;两增:增产、增收;一少:群众用水纠纷少。
2.2混凝土U型渠道输水能力强
混凝土U型渠道表面光滑、糙率小、流态好、输水能力强,渠道流速在1.2m/s左右,而相同比降的梯形土渠仅为0.6m/s。梯形土渠糙率值为0.025,混凝土U型渠道糙率值为0.013左右,使流速加快,输沙能力增强。如青海省西宁市湟中县团结渠灌区采用混凝土U型渠道,避免了多泥沙引水渠道淤积问题。互助县五十东渠等地区,渠道杂草丛生,水流不畅,采用混凝土U型渠道后解决了渠道输水的难题。
2.3混凝土U型渠道省工、省料,节省渠道占地
混凝土U型渠道流速快,过水断面小。采用机械施工工效高,速度快,质量好,人均每个工作日可衬砌混凝土U型渠道10~20m,完成混凝土量1.5~2.0m3。混凝土U型渠道节省材料,如建设1km D60U型渠道用混凝土量96m3,而建设同样过水量的梯形渠道需混凝土132m3,建设混凝土U型渠道比混凝土梯形渠道可节约投资1万元左右,可减少渠道占地0.2hm2以上。混凝土U型渠道使用寿命长,在青海省海西州德令哈市香日德灌区于1999年建设的混凝土U型渠道至今运行良好,无冻胀破坏现象,而同时建设的梯形渠道不到10年就部分或全部损坏。
3 施工方法
3.1 土方开挖。根据测量放线，进行渠道基槽的挖、填和修整，清除工程范围内的树根、淤泥、腐殖土和污物，严格控制渠道基槽断面的高程、尺寸和平整度。由于U型渠开挖断面均较小，大多采用人工开挖，一次性开挖到底，并及时验槽进入下一个工序施工。
3.2 断面土方回填。由于灌溉U型渠常处于设计高程比两
侧田地高的情况，需补填土方才能进行U型渠槽的安装。土方回填时可采用小型机械夯实，先按设计填土断面制作一可装卸的钢模板，在填土现场按设计高程安放钢模板后，将土料填入模板内，进行夯实，符合设计要求压实度后即可拆除模板，进入下一层土回填。
3.3 砂垫层回填。基槽验收及断面补填土后，按照设计断面采用10cm～20cm厚砂垫层回填，回填时应摊铺均匀，并用小型机械夯实密实。
3.4U型渠槽的安装。槽底砂垫层铺设完成后，即进行U型渠槽的安装。一般U型渠槽采用厂家加工定做，按设计图纸
4 混凝土U型渠道建设投资与效益分析
混凝土U型渠道建设根据各地应用情况调查分析,一条面积133.3hm2地的斗渠,共有斗、农、毛渠道10km左右,每年灌地约266.7hm2,年引水总量40万m3,10km渠道衬砌后需投资20万元,其中材料费、运输费约15万元,人工费5万元。渠道衬砌后每年减少渗漏水量8万m3,价值2万元,不计算增产值,仅省下的水费10年即可收回工程投资,而混凝土U型渠道使用寿命在30年以上,还能减少渠道占地逾2hm2。从投资效益上看非常有利,但更重要的是既节省了水,多浇了地,又增加了农民收入,社会效益更大。
5 混凝土U型防渗渠道建设的推广
混凝土U型渠道是节水灌溉中一項重要防渗工程,是提高现有水利工程的效益,提高渠水利用系数,节约用水时效较快的重要途径[4]。混凝土U型渠道机械施工技术得到水利部、青海省水利厅和各级水利管理部门领导的支持。青海省水利管理局领导非常重视该项目的研究和推广,并积极筹集资金,对灌区更新改造加大对渠道防渗工程的投入,为减轻灌区农民水费负担,缓解灌区农业灌溉用水矛盾起到显著效益。
6 结束语
为解决北方用水的紧张局面,各级地方政府加大农业节水灌溉工程投资,推广先进节水灌溉技术。从灌区更新改造、农业综合开发、世行贷款,扶贫项目等多渠道筹集资金,加大渠道防渗工程建设,以缓解农田灌溉缺水的矛盾。 混凝土U型渠道是目前公认的具有防渗效果好、输水能力强、抗冻胀、节省渠道占地等优点的一种节水灌溉设施,但人工施工非常困难,质量无法保证。近几年经过水利技术人员多年的实践和推广,混凝土U型渠道机械施工水平得到了进一步提高,尤其是混凝土U型防渗渠道施工成套机械产业化开发的研究和推广,使混凝土U型渠道施工速度快,且混凝土质量高,适合我国国情,便于推广使用。
作者简介：
古丽加娜尔.巴巴西、女、哈族、1975年2月出生，本科、水利工程师、2000年3月参加工作，从事农田水利基本建设设计工作。
参考文献：
[1] 杨振宁.浅谈U型渠在沟口地区的应用[J].宁夏科技,2002(6):56-55.
[2] 吴桂江.浅谈防渗U型渠[J].科技信息,2007(25):274,276.
[3] 李安国.我国渠道防渗工程技术综述[J].防渗技术,2000(1):1-4,16.
[4] 李学军,费良军,穆红文.U型衬砌渠道冻胀机理与防渗技术研究[J].干旱地区农业研究,2006(3):194-199.
[5] 谭挥.U型渠道在节水灌溉中的应用[J].现代农业科技, 2010,02(20).
[6] 王玲.浅谈砼U型渠道在节水灌溉中的应用[J].中国新技术新产品,2011,03(25).
关键词：节水灌溉；混凝土U型渠道；应用
中图分类号：[TV91] 文献标识码：A 文章编号：
节水灌溉技术主要内容包括：喷灌技术、微灌技术、低压管道灌溉技术、管道灌溉工程施工与运行管理、渠道衬砌与防渗、地面灌溉节水技术等。各种技术都各有利弊，各有不同的适用条件。 地面灌溉是最传统的灌水方法，一般说来它是作为比较是否节水的基点。但是地面灌溉技术也在不断发展不断完善，砼U型渠道是目前公认的具有防渗效果好、输水能力强、抗冻胀、节省渠道占地等优点的一种节水灌溉措施。经过水利工作者多年的研究和实践,砼U型渠道实践得到了进一步发展,尤其是.砼U型渠道机械施工水平研究和推广,使砼U型渠道施工速度快,质量高,适合我国大量推广使用。
1混凝土U型混凝土渠道的结构特点
混凝土U型渠道是反拱结构,抗冻能力强,不易破坏。U型渠道渠底圆弧夹角以152~156°为宜,两侧外倾12~14°,渠深与圆弧直径1∶1,混凝土厚度4~10cm。特殊地区外倾角度可适当调整,如新疆戈壁滩开发灌区,混凝土U型渠道外倾角以18℃为宜;青海省海西高寒地区,则需适当增加混凝土衬砌厚度,以增加抗冻胀能力[。
2 混凝土U型渠道特点
2.1混凝土U型渠道防渗效果好
混凝土U型渠道整体性强、防渗效果好,衬砌的渠道斗以下渠系利用系数在0.99左右,而未衬砌的土渠利用系数还达不到0.8。一条133.3hm2灌溉面积的斗渠,平均每年灌地266.7hm2,年引水量约40万m3,而未衬砌的渠道将渗漏8万m3的水。我国有5 333.3万hm2灌溉农田,缺水严重的超过2 666.7万hm2,有斗渠20多万条,每年斗以下渠道渗漏超过100亿m3的灌溉水量,这些渗漏掉的水可灌地超过666.7万hm2次,有些地区渗漏的水量还会造成地下水上升或土壤盐渍化等危害。
农业节水灌溉已引起各级领导和水管部门的重视,从各个方面筹集资金,加大节水工程投资,在灌区建设混凝土U型防渗渠道,推广先进的灌溉技术,加强灌区用水管理,提高灌溉用水效率,各级水利部门为农业节水灌溉做出很大努力并收到了良好的效果。如陕西省扶风县建和村将村混凝土U型渠道衬砌完成后,农民浇666.67m2的土地能少出水费5元,全村逾133.33hm2的土地每年浇地就能省水费2万多元,达到“五省两增一减少”的目的,即五省:省水、省时、省劳、省钱、省地;两增:增产、增收;一少:群众用水纠纷少。
2.2混凝土U型渠道输水能力强
混凝土U型渠道表面光滑、糙率小、流态好、输水能力强,渠道流速在1.2m/s左右,而相同比降的梯形土渠仅为0.6m/s。梯形土渠糙率值为0.025,混凝土U型渠道糙率值为0.013左右,使流速加快,输沙能力增强。如青海省西宁市湟中县团结渠灌区采用混凝土U型渠道,避免了多泥沙引水渠道淤积问题。互助县五十东渠等地区,渠道杂草丛生,水流不畅,采用混凝土U型渠道后解决了渠道输水的难题。
2.3混凝土U型渠道省工、省料,节省渠道占地
混凝土U型渠道流速快,过水断面小。采用机械施工工效高,速度快,质量好,人均每个工作日可衬砌混凝土U型渠道10~20m,完成混凝土量1.5~2.0m3。混凝土U型渠道节省材料,如建设1km D60U型渠道用混凝土量96m3,而建设同样过水量的梯形渠道需混凝土132m3,建设混凝土U型渠道比混凝土梯形渠道可节约投资1万元左右,可减少渠道占地0.2hm2以上。混凝土U型渠道使用寿命长,在青海省海西州德令哈市香日德灌区于1999年建设的混凝土U型渠道至今运行良好,无冻胀破坏现象,而同时建设的梯形渠道不到10年就部分或全部损坏。
3 施工方法
3.1 土方开挖。根据测量放线，进行渠道基槽的挖、填和修整，清除工程范围内的树根、淤泥、腐殖土和污物，严格控制渠道基槽断面的高程、尺寸和平整度。由于U型渠开挖断面均较小，大多采用人工开挖，一次性开挖到底，并及时验槽进入下一个工序施工。
3.2 断面土方回填。由于灌溉U型渠常处于设计高程比两
侧田地高的情况，需补填土方才能进行U型渠槽的安装。土方回填时可采用小型机械夯实，先按设计填土断面制作一可装卸的钢模板，在填土现场按设计高程安放钢模板后，将土料填入模板内，进行夯实，符合设计要求压实度后即可拆除模板，进入下一层土回填。
3.3 砂垫层回填。基槽验收及断面补填土后，按照设计断面采用10cm～20cm厚砂垫层回填，回填时应摊铺均匀，并用小型机械夯实密实。
3.4U型渠槽的安装。槽底砂垫层铺设完成后，即进行U型渠槽的安装。一般U型渠槽采用厂家加工定做，按设计图纸
4 混凝土U型渠道建设投资与效益分析
混凝土U型渠道建设根据各地应用情况调查分析,一条面积133.3hm2地的斗渠,共有斗、农、毛渠道10km左右,每年灌地约266.7hm2,年引水总量40万m3,10km渠道衬砌后需投资20万元,其中材料费、运输费约15万元,人工费5万元。渠道衬砌后每年减少渗漏水量8万m3,价值2万元,不计算增产值,仅省下的水费10年即可收回工程投资,而混凝土U型渠道使用寿命在30年以上,还能减少渠道占地逾2hm2。从投资效益上看非常有利,但更重要的是既节省了水,多浇了地,又增加了农民收入,社会效益更大。
5 混凝土U型防渗渠道建设的推广
混凝土U型渠道是节水灌溉中一項重要防渗工程,是提高现有水利工程的效益,提高渠水利用系数,节约用水时效较快的重要途径[4]。混凝土U型渠道机械施工技术得到水利部、青海省水利厅和各级水利管理部门领导的支持。青海省水利管理局领导非常重视该项目的研究和推广,并积极筹集资金,对灌区更新改造加大对渠道防渗工程的投入,为减轻灌区农民水费负担,缓解灌区农业灌溉用水矛盾起到显著效益。
6 结束语
为解决北方用水的紧张局面,各级地方政府加大农业节水灌溉工程投资,推广先进节水灌溉技术。从灌区更新改造、农业综合开发、世行贷款,扶贫项目等多渠道筹集资金,加大渠道防渗工程建设,以缓解农田灌溉缺水的矛盾。 混凝土U型渠道是目前公认的具有防渗效果好、输水能力强、抗冻胀、节省渠道占地等优点的一种节水灌溉设施,但人工施工非常困难,质量无法保证。近几年经过水利技术人员多年的实践和推广,混凝土U型渠道机械施工水平得到了进一步提高,尤其是混凝土U型防渗渠道施工成套机械产业化开发的研究和推广,使混凝土U型渠道施工速度快,且混凝土质量高,适合我国国情,便于推广使用。
作者简介：
古丽加娜尔.巴巴西、女、哈族、1975年2月出生，本科、水利工程师、2000年3月参加工作，从事农田水利基本建设设计工作。
参考文献：
[1] 杨振宁.浅谈U型渠在沟口地区的应用[J].宁夏科技,2002(6):56-55.
[2] 吴桂江.浅谈防渗U型渠[J].科技信息,2007(25):274,276.
[3] 李安国.我国渠道防渗工程技术综述[J].防渗技术,2000(1):1-4,16.
[4] 李学军,费良军,穆红文.U型衬砌渠道冻胀机理与防渗技术研究[J].干旱地区农业研究,2006(3):194-199.
[5] 谭挥.U型渠道在节水灌溉中的应用[J].现代农业科技, 2010,02(20).
[6] 王玲.浅谈砼U型渠道在节水灌溉中的应用[J].中国新技术新产品,2011,03(25).