Ｕ形渠道在节水灌溉中的应用

作者：党婉娟　赵晓强　杨亚文

　　【摘 要】砼u形渠道是目前公认的具有防渗效果好，输水效果强，抗冻胀，渠道占地面积小等优点的一种节水渠道设施，同时,为了适应机械化施工的要求,新建、改建的渠道防渗工程应多采用u形渠道。
　　【关键词】u形渠道 节水灌溉 应用
　　
　　我国是一个农业大国，引水灌溉 历史 悠久。近年来，由于地球生态环境恶化，植被人为破坏严重，部分地区沙化漫延，农业高耗水量作物的引进和推广，城镇人口增加，地下水超量开采等因素，缺水已成为制约我国国民 经济 发展 的重要因素，农业灌溉用水日趋紧张。为了解决区域用水的紧张局面，党和国家提出对灌区实施渠道防渗等措施。各级水利部门也加大农业节水灌溉工程投资，积极推广先进节水灌溉技术。随着灌区更新改造、农业综合开发、世界银行贷款以及扶贫等多个项目的实施，灌区加大渠道防渗工程建设，以缓解农业灌溉用水的供需矛盾。
　　
　　一、概述
　　
　　砼u形渠道是目前公认的具有防渗效果好，输水能力强，抗冻胀，渠道占地面积小等优点的一种节水灌溉设施。据有关资料记载：u形砼渠较梯形渠每公里输水损失小3.7℅，较土渠可以减少渗漏损失97℅，且水流条件好，流速快，输水输沙能力强，抗冻胀程度为梯形渠的1／3～1／4，且便于管理,投资少。在灌区u形渠道设计及施工中，通常采用两种形式：渠口宽度1米以上的渠道一般采用固定钢模板，机械振捣人工浇筑的方法；渠口宽度在1米以下的渠道一般采用机械衬砌，人工收面的施工方法。石堡川灌区在渠道改造设计中，支渠以上工程均采用钢模板人工衬砌，效果良好；斗渠以下的田间渠道均采用衬砌机衬砌，衬砌速度快，而且在大规模的施工中质量便于控制。
　　
　　二、砼u形渠道的结构特点
　　
　　砼u形渠道是反拱结构，抗冻能力强，不易破坏。砼u形渠道渠底圆弧夹角一般为152-156°为宜，两侧外倾12-14°，渠底与圆弧直径1：1，砼衬砌厚度4-10厘米。特殊地区外倾角度可作为适当调整。石堡川水库灌区中低产田改造项目中，u形渠道渠底圆弧夹角采用156°，两侧外倾角采用12°，砼衬砌厚度为8厘米，以增加渠道防渗抗冻胀能力。
　　
　　三、砼u形渠道防渗效果好
　　
　　根据灌区资料统计：砼u形渠道整体性强，防渗效果好，而且衬砌的渠道斗渠以下渠系利用系数在0.98左右，而未衬砌的土渠水利用系数还不到0.8，一条2000亩灌溉面积的斗渠，平均每年灌地4000亩次。年引水量约40万m 3 ，而未衬砌的渠道每年渗漏损失约8万m 3 的水。我国有8亿亩灌溉农田，缺水严重的有4亿多亩，有斗渠20万条，每年斗渠以下渠道渗漏损失达100多亿m 3 ，这些渗漏掉的水可灌地1亿多亩次，有些地区渗漏的水量还会造成地下水位提高或土壤盐碱、沼泽等危害。
　　农业节水灌溉已引起各级领导和水管部门的重视，水利部门从各个方面筹集资金，加大节水工程投资，在灌区u形防渗渠道建设中，积极推广先进的灌溉技术，加强灌区用水管理，提高灌溉水利用系数，各级水利部门为农业节水灌溉作出努力并收到了良好效果。石堡川水库灌区八支下游渠道，在世行贷款项目中低产田改造后，群众普遍反映u形渠道好，具有“五省两增一减少”的优势。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。

　　四、砼u形渠道输水输沙能力强
　　
　　砼u形渠道表面光滑、糙率小、流态好，输水能力强。根据灌区资料表明：当砼u形渠道流速在1.2 m／s左右时，相同比降的梯形土渠流速仅为0.6 m／s。梯形土渠糙率值为0.025，砼u形渠道糙率值为0.016左右，所以u形渠道行水时，渠道水流速快，输沙能力强。
　　
　　五、砼u形渠道省工、省料、节省渠道占地
　　
　　砼u形渠道水力条件好，近似最佳水力断面，可减少衬砌工程量。由于渠口窄，可节省土地，减少挖填土方量。采用机械施工工效高，速度快，质量好。在石堡川水库灌区中低产田项目改造中，采用机械施工人均每个工日可衬砌砼u形渠道10—20米，完成1.5—2.0立方米。砼u形渠道节省材料，如建设一公里d60u形渠道用砼量96立方米，而建设同样过水量的梯形渠道需砼132立方米，建设砼u形渠道比砼梯形渠道可节约投资1万元左右，可节约渠道占地3亩以上。砼u形渠道渠道使用寿命长。经灌区现状调查摸底结果表明：1978年建设的砼u形渠道至今运行良好，无冻胀破坏现象，而同时建设的梯形渠道运行不到10年已部分或全部损坏。
　　
　　六、砼u形渠道建设投资与效益分析
　　
　　石堡川灌区中低产田改造工程，共衬砌u形斗渠约200公里，均采用机械衬砌，人工收面的施工方法。项目实施后极大的改善了灌区田间工程配套，提高了田间水利用系数，减少了水量损失，缩短了灌溉时间，年可节约灌溉水量300万立方米，节约水量可恢复、改善灌溉面积5万余亩。根据灌区斗渠监测评价结果，农作物单产量较同期提高150、250公斤，复种指数由原来的1.35提高到1.50，每年均收入增加200-300元。世行贷款项目中低产田验收小组认为砼u形渠道机械施工技术具有良好的 经济 效益和社会效益，在省内各灌区推广
　　应用。
　　
　　七、结语
　　
　　砼u形渠道防渗技术得到水利部、陕西省水利厅和各级水管部门的支持。渠道防渗施工机械的开发，尤其是u形渠道衬砌机、u形渠道开沟机、u形渠道予制构件机械、u形渠道施工机械的开发和推广，省工、省料、省时，在全省节水灌溉技术推广发挥了主要作用。近几年的项目建设中，石堡川水库灌溉管理局积极筹集资金，购置u形渠道衬砌机械，在灌区世行贷款更新改造、续建配套与节水改造、中低产田改造、农业综合开发等项目建设中，加大对渠道防渗工程的投入，减轻了农民水费负担，极大地缓解灌区农业灌溉用水矛盾。因此，u形渠道是节水灌溉中一项重要防渗工程，是提高现有水利工程的效益，提高渠水利用系数，节约用水的费省效宏，时效较快的重要途径。