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【摘 要】 渠道防渗是灌区充分利用水资源、扩大灌溉面积的关键性措施之一。目前主要采用土料防渗、水泥土防渗、砌石防渗、混凝土防渗、膜料防渗等形式进行渠道防渗,不同防渗形式的技术原理、技术要点、适用条件、效果及推广条件差异明显。结果表明,渠道防渗后,显著提高了渠系水利用系数,节约了投资和运行费用,而且随着生态防渗技术的推广,渠道防渗生态效益也逐渐显现。
【关键词】 渠道防渗;灌区改造;效益
引言:
作为灌区比较典型的廊道特色的河道景观,渠道的灌溉功能是保证农业生态安全的重要因素之一。到目前为止,国家通过一系列工程设施的建造,使灌区的工程条件得到了极大改善,使得一些农田水利基础设施建设水平得到了很大提高。
一、采用渠道防渗技术的重要作用
1、可以进一步起到节水作用
对水渠运用防水技术,在渠道的底部形成一个不易透水的保护层,现在可以采用的技术最主要的有五种,各个地区可以根据自身的实际情况采用不同的方式,借助防水材料可以使水在输送过程中减少遗失,还可以在一定程度上加快输水速度,使灌溉效率得到有效提高,一定程度上节约了输水费用和时间。
2、取得了良好的经济和生态效益
在对灌区的沟渠实施防渗技术后,增加了农作物的种植面积,使农作物的产量得到了提高,经济效益也有了较快的增长,水的综合利用效率也得到了提高,在节水上也获得了很大的经济效益。
二、灌区渠道防渗技术
1、土料防渗
(1)技术原理
在渠床表面铺上一层適当厚度的粘性土、粘砂混合土、灰土、三合土和四合土等材料,经夯实或碾压形成一层紧密的土料防渗层,以减少渠道在输水过程中的渗漏损失。
(2)技术要点
清除渠底和渠坡含有机质多的表层土和草皮、树根等杂物;选用符合要求的土料、石灰、砂石和掺和料,土料的原材料应粉碎、过筛,素土粒径不大于2.0cm,石灰不大于0.5cm;试验选定适宜的土料防渗配合比,严格撑握土料的最优含水量,拌和后含水率与最佳含水率的偏差值不大于1%;确定防渗层厚度,根据不同土料种类,渠底厚度10cm-40cm,渠坡10cm-60cm;严格控制土料的配料、拌和、铺料和夯实或碾压,防渗层厚度大于15cm时,应分层铺筑;铺筑时应边铺筑、边夯实,夯实后土料的干容重不得小于设计容量,铺筑完成后,应加强对防渗层养护,保持充分湿度和较高温度。
(3)适用条件
流速较低的渠道;小型渠道及农、毛渠等田间渠道。
(4)应用效果
一般可减少渗漏量的60%~90%;可以就地取材;技术简单,农民容易掌握;造价低,投资少;可充分利用现有的碾压机械设备。
2、水泥土防渗
(1)技术原理
将土料、水泥和水按一定比例配合拌匀后,铺设在渠床表面,经碾压形成一层紧密的水泥土防渗层,以减少渠道在输水过程中的渗漏损失。
(2)技术要点
所用土料应风干、粉碎,过5mm筛;水泥土现场铺筑应做到配料准确、搅拌均匀、摊铺平整、浇捣密实。拌和水泥土时先干拌、后湿拌,铺筑水泥土前应洒水湿润渠基,半小时左右,将拌好的水泥土按先渠坡后渠底的顺序均匀铺筑。初步抹平后,宜在表面撒一层厚2mm的水泥,随即揉压抹光,每次抹和料从加水至铺筑宜在1.5h内完成;设置保护层的塑性水泥土应在塑性水泥土初凝之前铺设完毕。当保护层为水泥砂浆时,应在水泥砂浆上刷一层水泥浆,用钢板压光,并且养护两周以上;注意留引缩缝,一般1.5m~2.0m留1条,并用适宜材料填缝止水。
(3)应用效果
一般可减少渗漏量的80%~90%;可以就地取材;技术简单,农民容易掌握;造价低,投资少;可以充分利用现有的拌和及碾压机械设备。
(4)推广前景
投资少、见效快,但其早期强度低及抗冻性较差,随着效果更优的防渗新材料和新技术不断涌现,水泥土防渗大面积推广应用的前景较差。
3、砌石防渗
(1)技术原理
将石料浆砌或干砌勾缝铺设在渠床表面,形成一层不易透水的石料防渗层,以减少渠道在输水过程中的渗漏损失。
(2)技术要点
采用浆砌块石防渗时,先将石料用水洗刷干净;砌石应分层砌筑,基础第1层应选用较大块石,每层厚度约25cm-30cm,选用的块石面高度尽可能一致,两边面石砌好后,在其中倒入砂浆,砂浆厚度为每层厚度的1/4-1/3,然后填塞碎石块进行灌浆;砌筑块石或片石时,应注意将模缝与纵缝相互错开,砌体应洒水养护7d;地下水位较高的地区,应在砌体下设排水孔;浆砌块石砌体每隔20m-50m留一条伸缩缝,约宽3cm,用水泥沙浆灌注。采用干砌块石防渗时,先将渠床清理,平整和夯实,在渠底铺一层约5cm厚的砂浆垫层,然后将石块安放平稳,并用碎石塞紧,如用块石衬砌,一般厚度为20cm-40cm,如用片石厚度为15cm,将石块之间的缝扫净并洒水湿润后,用水泥沙浆勾缝,并进行养护。
(3)适用条件
石料丰富、劳动资源丰富即石匠多的地区。
(4)应用效果
抗冲流速大、耐磨能力强;抗冻和防冻害能力强;具有较好的防渗效果,可减少渗漏量50%左右;就地取材、造价较低;能有效地稳定渠道。
(5)推广前景
石料资源丰富,农民群众又有丰富的砌石经验的地区有推广前景。但随着劳动力价格提高,因砌石防渗难以实现机械化施工,且质量不易保证,在劳动力紧缺时期则会受到制约。
4、混凝土防渗
(1)技术原理
将混凝土铺设在渠床表面,形成一层不易透水的混凝土防渗层,以减少渠道在输水过程中的渗漏损失。 (2)技术要点
混凝土衬砌按施工方法分为现浇和预制2种。对于现浇混凝土防渗,其技术要点为:根据地质条件和方便施工来确定防渗衬砌断面形式及要素;选择适宜的结构形式和强度标号,一般大块平板现场浇筑,厚度8cm-10cm,混凝土标号采用C15-20号,板间布置横向和纵向伸缩缝,并用沥青混合物或沥青砂浆油膏等进行填缝;在地下水位较高的渠段,应设置排水垫层或开挖排水暗沟;按拉线放样、清基整坡、分块立模、配料拌和、浇灌捣筑、光面养护、渠堤处理等七道工序进行施工。对于预制混凝土板防渗,其技术要点为:按预制板施工机械及人工搬运要求确定预制板尺寸;清基测量,按设计断面结构整坡、打桩拉线放样;在铺设断面的坡脚与坡顶设置固定齿槽,在平行水流方向每隔15m-20m设置一道混凝土隔墙;自下而上铺设,各预制板间留1cm-3cm的缝隙,用砂浆填缝。
(3)适用条件
大小渠道、不同工程环境条件都可采用,但造价较高。
(4)应用效果
防渗效果好,一般能减少渗漏损失90%~95%以上;耐久性好、寿命长,一般混凝土衬砌渠道可运用50a以上;糙率小,可加大渠道流速,缩小断面,节省渠道占地;强度高,防破坏能力强,便于管理。
(5)推广应用前景
是我国最主要的一种渠道防渗技术措施,推广应用前景好,对于生态环境影响大,易与其他形式护坡结合使用。
5、膜料防渗
(1)技术原理
用不透水的土工织物(即土工膜)铺设在渠床表面,形成一層不易透水的防渗层,以减少渠道在输水过程中的渗漏损失。
(2)技术要点
土工膜有多种,常用的有聚氯乙烯膜、沥青玻璃纤维布油毡、复合土工膜等,应根据其适宜的应用条件来选择;清理和开挖基槽,在基槽上口的两肩各作宽20cm-30cm的戗台或小沟;加工膜料,可用焊接、粘接和缝接,现场铺设采用粘接或搭接时应重叠10cm-15cm,铺设时将膜料边缘埋入戗台或小沟,以防膜料下滑;在膜料上覆盖土层并夯实。
(3)适用条件
交通不便运输困难、当地缺乏其他建筑材料的地区,对生态景观要求高。
(4)应用效果
防渗效果好,一般能减少渗漏损失90%-95%以上;适应变形能力强;质轻、用量少、方便运输;施工简便、工期短;耐腐蚀性强;造价低,塑膜防渗造价仅为混凝土防渗的1/15-1/10。
(5)推广应用前景
随着高分子化学工业的发展,新型防渗膜料的不断开发,其抗穿刺能力、摩擦系数及抗老化能力得到提高,膜料防渗推广应用前景广阔,特别是在来龙灌区和船行灌区等节水改造治理工程中,采用膜料与连锁块结合使用的防渗形式,在连锁块的空隙中回填素土,不仅起到防渗效果,也有利于作物的生产,生态效果明显。
三、结束语
灌区在渠道防渗衬砌工程中,通过采用新材料、新技术和新工艺,提高了灌区渠系水利用系数、灌溉水的利用率及水分生产率。节约灌溉水量,扩大灌溉面积,给灌区带来了较大经济效益和社会效益。
参考文献:
[1]蒙杰.灌区节水改造工程渠道防渗施工问题研究[J].现代物业(上旬刊),2012.
[2]姜绪安,佘冬立,俞双恩.渠道防渗技术在灌区改造工程建设中的应用研究[J].安徽农业科学,2012.
[3]张学文.浅析渠道防渗技术在灌区改造工程建设中的运用[J].甘肃农业,2013.
【关键词】 渠道防渗;灌区改造;效益
引言:
作为灌区比较典型的廊道特色的河道景观,渠道的灌溉功能是保证农业生态安全的重要因素之一。到目前为止,国家通过一系列工程设施的建造,使灌区的工程条件得到了极大改善,使得一些农田水利基础设施建设水平得到了很大提高。
一、采用渠道防渗技术的重要作用
1、可以进一步起到节水作用
对水渠运用防水技术,在渠道的底部形成一个不易透水的保护层,现在可以采用的技术最主要的有五种,各个地区可以根据自身的实际情况采用不同的方式,借助防水材料可以使水在输送过程中减少遗失,还可以在一定程度上加快输水速度,使灌溉效率得到有效提高,一定程度上节约了输水费用和时间。
2、取得了良好的经济和生态效益
在对灌区的沟渠实施防渗技术后,增加了农作物的种植面积,使农作物的产量得到了提高,经济效益也有了较快的增长,水的综合利用效率也得到了提高,在节水上也获得了很大的经济效益。
二、灌区渠道防渗技术
1、土料防渗
(1)技术原理
在渠床表面铺上一层適当厚度的粘性土、粘砂混合土、灰土、三合土和四合土等材料,经夯实或碾压形成一层紧密的土料防渗层,以减少渠道在输水过程中的渗漏损失。
(2)技术要点
清除渠底和渠坡含有机质多的表层土和草皮、树根等杂物;选用符合要求的土料、石灰、砂石和掺和料,土料的原材料应粉碎、过筛,素土粒径不大于2.0cm,石灰不大于0.5cm;试验选定适宜的土料防渗配合比,严格撑握土料的最优含水量,拌和后含水率与最佳含水率的偏差值不大于1%;确定防渗层厚度,根据不同土料种类,渠底厚度10cm-40cm,渠坡10cm-60cm;严格控制土料的配料、拌和、铺料和夯实或碾压,防渗层厚度大于15cm时,应分层铺筑;铺筑时应边铺筑、边夯实,夯实后土料的干容重不得小于设计容量,铺筑完成后,应加强对防渗层养护,保持充分湿度和较高温度。
(3)适用条件
流速较低的渠道;小型渠道及农、毛渠等田间渠道。
(4)应用效果
一般可减少渗漏量的60%~90%;可以就地取材;技术简单,农民容易掌握;造价低,投资少;可充分利用现有的碾压机械设备。
2、水泥土防渗
(1)技术原理
将土料、水泥和水按一定比例配合拌匀后,铺设在渠床表面,经碾压形成一层紧密的水泥土防渗层,以减少渠道在输水过程中的渗漏损失。
(2)技术要点
所用土料应风干、粉碎,过5mm筛;水泥土现场铺筑应做到配料准确、搅拌均匀、摊铺平整、浇捣密实。拌和水泥土时先干拌、后湿拌,铺筑水泥土前应洒水湿润渠基,半小时左右,将拌好的水泥土按先渠坡后渠底的顺序均匀铺筑。初步抹平后,宜在表面撒一层厚2mm的水泥,随即揉压抹光,每次抹和料从加水至铺筑宜在1.5h内完成;设置保护层的塑性水泥土应在塑性水泥土初凝之前铺设完毕。当保护层为水泥砂浆时,应在水泥砂浆上刷一层水泥浆,用钢板压光,并且养护两周以上;注意留引缩缝,一般1.5m~2.0m留1条,并用适宜材料填缝止水。
(3)应用效果
一般可减少渗漏量的80%~90%;可以就地取材;技术简单,农民容易掌握;造价低,投资少;可以充分利用现有的拌和及碾压机械设备。
(4)推广前景
投资少、见效快,但其早期强度低及抗冻性较差,随着效果更优的防渗新材料和新技术不断涌现,水泥土防渗大面积推广应用的前景较差。
3、砌石防渗
(1)技术原理
将石料浆砌或干砌勾缝铺设在渠床表面,形成一层不易透水的石料防渗层,以减少渠道在输水过程中的渗漏损失。
(2)技术要点
采用浆砌块石防渗时,先将石料用水洗刷干净;砌石应分层砌筑,基础第1层应选用较大块石,每层厚度约25cm-30cm,选用的块石面高度尽可能一致,两边面石砌好后,在其中倒入砂浆,砂浆厚度为每层厚度的1/4-1/3,然后填塞碎石块进行灌浆;砌筑块石或片石时,应注意将模缝与纵缝相互错开,砌体应洒水养护7d;地下水位较高的地区,应在砌体下设排水孔;浆砌块石砌体每隔20m-50m留一条伸缩缝,约宽3cm,用水泥沙浆灌注。采用干砌块石防渗时,先将渠床清理,平整和夯实,在渠底铺一层约5cm厚的砂浆垫层,然后将石块安放平稳,并用碎石塞紧,如用块石衬砌,一般厚度为20cm-40cm,如用片石厚度为15cm,将石块之间的缝扫净并洒水湿润后,用水泥沙浆勾缝,并进行养护。
(3)适用条件
石料丰富、劳动资源丰富即石匠多的地区。
(4)应用效果
抗冲流速大、耐磨能力强;抗冻和防冻害能力强;具有较好的防渗效果,可减少渗漏量50%左右;就地取材、造价较低;能有效地稳定渠道。
(5)推广前景
石料资源丰富,农民群众又有丰富的砌石经验的地区有推广前景。但随着劳动力价格提高,因砌石防渗难以实现机械化施工,且质量不易保证,在劳动力紧缺时期则会受到制约。
4、混凝土防渗
(1)技术原理
将混凝土铺设在渠床表面,形成一层不易透水的混凝土防渗层,以减少渠道在输水过程中的渗漏损失。 (2)技术要点
混凝土衬砌按施工方法分为现浇和预制2种。对于现浇混凝土防渗,其技术要点为:根据地质条件和方便施工来确定防渗衬砌断面形式及要素;选择适宜的结构形式和强度标号,一般大块平板现场浇筑,厚度8cm-10cm,混凝土标号采用C15-20号,板间布置横向和纵向伸缩缝,并用沥青混合物或沥青砂浆油膏等进行填缝;在地下水位较高的渠段,应设置排水垫层或开挖排水暗沟;按拉线放样、清基整坡、分块立模、配料拌和、浇灌捣筑、光面养护、渠堤处理等七道工序进行施工。对于预制混凝土板防渗,其技术要点为:按预制板施工机械及人工搬运要求确定预制板尺寸;清基测量,按设计断面结构整坡、打桩拉线放样;在铺设断面的坡脚与坡顶设置固定齿槽,在平行水流方向每隔15m-20m设置一道混凝土隔墙;自下而上铺设,各预制板间留1cm-3cm的缝隙,用砂浆填缝。
(3)适用条件
大小渠道、不同工程环境条件都可采用,但造价较高。
(4)应用效果
防渗效果好,一般能减少渗漏损失90%~95%以上;耐久性好、寿命长,一般混凝土衬砌渠道可运用50a以上;糙率小,可加大渠道流速,缩小断面,节省渠道占地;强度高,防破坏能力强,便于管理。
(5)推广应用前景
是我国最主要的一种渠道防渗技术措施,推广应用前景好,对于生态环境影响大,易与其他形式护坡结合使用。
5、膜料防渗
(1)技术原理
用不透水的土工织物(即土工膜)铺设在渠床表面,形成一層不易透水的防渗层,以减少渠道在输水过程中的渗漏损失。
(2)技术要点
土工膜有多种,常用的有聚氯乙烯膜、沥青玻璃纤维布油毡、复合土工膜等,应根据其适宜的应用条件来选择;清理和开挖基槽,在基槽上口的两肩各作宽20cm-30cm的戗台或小沟;加工膜料,可用焊接、粘接和缝接,现场铺设采用粘接或搭接时应重叠10cm-15cm,铺设时将膜料边缘埋入戗台或小沟,以防膜料下滑;在膜料上覆盖土层并夯实。
(3)适用条件
交通不便运输困难、当地缺乏其他建筑材料的地区,对生态景观要求高。
(4)应用效果
防渗效果好,一般能减少渗漏损失90%-95%以上;适应变形能力强;质轻、用量少、方便运输;施工简便、工期短;耐腐蚀性强;造价低,塑膜防渗造价仅为混凝土防渗的1/15-1/10。
(5)推广应用前景
随着高分子化学工业的发展,新型防渗膜料的不断开发,其抗穿刺能力、摩擦系数及抗老化能力得到提高,膜料防渗推广应用前景广阔,特别是在来龙灌区和船行灌区等节水改造治理工程中,采用膜料与连锁块结合使用的防渗形式,在连锁块的空隙中回填素土,不仅起到防渗效果,也有利于作物的生产,生态效果明显。
三、结束语
灌区在渠道防渗衬砌工程中,通过采用新材料、新技术和新工艺,提高了灌区渠系水利用系数、灌溉水的利用率及水分生产率。节约灌溉水量,扩大灌溉面积,给灌区带来了较大经济效益和社会效益。
参考文献:
[1]蒙杰.灌区节水改造工程渠道防渗施工问题研究[J].现代物业(上旬刊),2012.
[2]姜绪安,佘冬立,俞双恩.渠道防渗技术在灌区改造工程建设中的应用研究[J].安徽农业科学,2012.
[3]张学文.浅析渠道防渗技术在灌区改造工程建设中的运用[J].甘肃农业,2013.