祁 輝

(河北省獻(xiàn)縣水務(wù)局,河北 獻(xiàn)縣 062250)

淺談渠道防滲類型最優(yōu)方案的選定

祁 輝

(河北省獻(xiàn)縣水務(wù)局,河北 獻(xiàn)縣 062250)

渠道防滲是發(fā)展節(jié)水型農(nóng)業(yè)行之有效的節(jié)水措施之一,合理的防滲類型方案選擇,對(duì)保證防滲效果,提高投資效益,具有重要的意義。結(jié)合地區(qū)實(shí)際,按照經(jīng)濟(jì)合理原則,選擇渠道防滲類型最優(yōu)方案的問(wèn)題,進(jìn)行初步探索。

渠道防滲;類型方案;選定

渠道防滲,是節(jié)約灌溉用水,擴(kuò)大灌溉效益,減少渠道輸水滲漏損失的工程措施。渠道防滲工程,結(jié)構(gòu)雖然簡(jiǎn)單,但投資額高,工程量大,材料用量多,因而在選擇防滲類型時(shí),必須慎重考慮各方面的因素,從各種類型方案中,選擇出最經(jīng)濟(jì)、最適用的方案。

1 防滲效果,是選定防滲類型的前提

防滲效果是指渠道采取防滲措施后同原質(zhì)土渠床相比,減少滲漏水量的數(shù)值(通常以百分?jǐn)?shù)表示)。防滲效果大小,是衡量防滲工作效益的主要指標(biāo),也是進(jìn)行渠道防滲的根本目的。不同類型的防滲形式,具有不同的防滲效果。目前,國(guó)內(nèi)外通常采用的防滲類型,大體分為三大類。一是剛性護(hù)面,包括銓襯砌,砼襯砌,磚石襯砌等;二是膜料襯砌,包括塑料薄膜、瀝青料、合成橡膠襯護(hù)等;三是土料襯砌,包括壓實(shí)土料、改變渠床土料等。在上述防滲中,剛性護(hù)面的防滲效果,一般在 80%以上,使用年限 30～50年;膜料護(hù)面,防滲效果同剛性襯砌相似,使用年限也可達(dá) 10～15年,壓實(shí)或改變渠床土料的防滲效果往往也能達(dá)到 50%左右,不過(guò)使用年限較上二種短的多,有的僅一、二個(gè)灌水季節(jié)。

在確定出不同襯砌類型的防滲效果值后,一般的講,在其它因素大體相同的情況下,應(yīng)盡先考慮選擇防滲效果大的防滲類型,特別是在水資源供需矛盾尖銳、水的經(jīng)濟(jì)價(jià)值很高的地區(qū),必須把這一條擺在優(yōu)先地位,作為選擇防滲類型的前提條件。

2 因地制宜,是選擇防滲類型的基礎(chǔ)

在各種防滲類型中,每一種都具有優(yōu)點(diǎn)和適用條件,也都有其局限性。國(guó)內(nèi)外防滲工程實(shí)踐證明,沒(méi)有任何一種防滲類型,能在所有條件下是最經(jīng)濟(jì)、最適用的。在甲灌區(qū)、甲渠道可能防滲效果很差。甚至在運(yùn)用中遭到破壞,以砼襯砌為例,它在大多數(shù)場(chǎng)合下都證明防滲效果很好,而在高寒地區(qū)則常因凍脹而受到破壞,失去防滲作用。在選擇防滲類型時(shí),必須注意從本地區(qū)實(shí)際出發(fā),做到因地制宜,揚(yáng)長(zhǎng)避短。這是選擇防滲類型的基礎(chǔ)。

就一個(gè)灌區(qū),一條渠道來(lái)講,因地制宜選擇防滲類型,主要考慮的因素包括:灌區(qū)和灌溉系統(tǒng)的形式,交通運(yùn)輸條件,材料來(lái)源、勞動(dòng)力和機(jī)械設(shè)備供應(yīng)情況,以及渠道管理養(yǎng)護(hù)方面提出的要求等。對(duì)常用的幾種防滲類型,在選擇時(shí)要做到因地制宜。

2.1 砼襯砌

包括預(yù)制板襯砌和現(xiàn)場(chǎng)澆筑,這是國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用的一種防滲類型。它具有防滲效果好,使用年限長(zhǎng)(40～50年),糙率小、輸水能力大,抗沖力強(qiáng),便于管理養(yǎng)護(hù)等方面的優(yōu)點(diǎn),特別是在土壤透水性強(qiáng),地面坡降大,征地費(fèi)用高,附近有可用的砂、石骨料,地下水位較深,交通運(yùn)輸便利的條件下,尤為經(jīng)濟(jì)適用。砼防滲也有其局限性,從一些遭到破壞的實(shí)例總結(jié)出的教訓(xùn),證明在下列自然條件下不宜選用:含膨脹粘土和石膏的渠床上,風(fēng)化嚴(yán)重的孔狀灰?guī)r上,常因渠床膨脹和干縮而產(chǎn)生張力,導(dǎo)致砼受拉破壞;地下水位高于渠底時(shí),一旦渠道放空,砼板受到外部靜水揚(yáng)壓力作用,容易發(fā)生砼板斷裂現(xiàn)象;在高寒地區(qū),常由于含水土壤凍脹而使砼板受到破壞,特別是地下水位高,又無(wú)排水措施時(shí),凍脹破壞更為嚴(yán)重。

2.2 漿砌石

屬于剛性護(hù)面,其適用條件和使用年限,同砼襯砌相近。在保證施工質(zhì)量,搞好維修養(yǎng)的情況下,防滲效果也可達(dá)80%以上。因?yàn)檫@種防滲措施,主要使用大量石料,必須能夠就地取材,減少運(yùn)輸費(fèi)用。

2.3 塑料薄膜防滲

這種防滲材料在國(guó)內(nèi)外渠道防滲中應(yīng)用的愈來(lái)愈多。它具有很多優(yōu)點(diǎn),主要是防滲效果好(可達(dá) 90%以上),適用性強(qiáng),有良好的耐凍性,耐熱性,而且成本低,施工方法簡(jiǎn)單,重量輕便于運(yùn)輸,特別是在地下水位高,渠床含有膨脹粘土,氣候寒冷,地面平緩,渠道流速小,交通不便等項(xiàng)條件下,應(yīng)用這種防滲形式,更是具有砼等項(xiàng)防滲形式所無(wú)法比擬的優(yōu)越性,是最經(jīng)濟(jì)、最適用的防滲類型。塑料薄膜防滲存在的問(wèn)題有:一是不宜明鋪,需加土料保護(hù)層,渠中流速不能加大,渠道斷面不能減少,不能減少節(jié)省占地,在地少人多,土地征收費(fèi)用很高的地區(qū),采用這種防滲形式不夠經(jīng)濟(jì);二是防植物根穿能力差,在蘆葦、雜草叢生的渠床不宜采用;三是同剛性護(hù)面比較,其使用年限較短(10年～15年),養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用較高。

2.4 壓實(shí)土料防滲

在地勢(shì)平坦,縱坡緩,流速小的渠道上,渠床土壤屬于壤土、黑土、黃土、粘壤土等粘聚性土壤時(shí),由于透水性較弱,可以采用壓實(shí)渠床土料防滲。在做法上,有原狀土壓實(shí)和翻松渠床再壓實(shí)兩種,其防滲效果隨土壤性質(zhì)和壓實(shí)深度而異。這種防滲類型,由于耐久性差,一般一、二年即失去防滲作用,所以只在經(jīng)濟(jì)水平低,勞動(dòng)力比較充裕的地區(qū),作為臨時(shí)防滲措施加以選用。

從以上可以看出,每一種防滲都有其適應(yīng)的條件和范圍。超出這些條件,適用變成不適用,甚至完全遭到失敗。因此,選擇防滲類型時(shí),必須從本地區(qū)的具體條件出發(fā),因地制宜,就地取材的防滲類型,往往是最經(jīng)濟(jì)、最適用的防滲類型。

3 造價(jià)高低,是選擇防滲類型的重要控制因素

各級(jí)灌溉渠道,進(jìn)行防滲的重要性和急迫性,是眾所周知的,一項(xiàng)防滲工程,投資大小,往往是該項(xiàng)工程能否實(shí)施的重要控制因素。在選擇防滲類型方案時(shí),在其它方面的條件,主要是防滲效果、因地制宜兩項(xiàng)條件,能夠基本滿足要求時(shí),應(yīng)盡量選擇投資小,造價(jià)低的防滲類型,以便同經(jīng)濟(jì)水平和能力相適應(yīng),使工程盡早列入計(jì)劃,縮短投資周期,提前發(fā)揮工程效益。

4 經(jīng)濟(jì)效益,是選擇防滲類型最優(yōu)方案的決定性因素

上面從防滲效果、因地制宜、工程造價(jià)幾個(gè)方面,分別敘述了選擇防滲類型要掌握的原則和方法,但要最后對(duì)防滲類型作出決定,還必須把以上幾個(gè)方面綜合起來(lái),對(duì)投資和經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行綜合分析計(jì)算,從中找出經(jīng)濟(jì)效益最大的防滲類型,即防滲類型最優(yōu)方案。

為了進(jìn)行投資 -經(jīng)濟(jì)效益分析計(jì)算,要分別估算出投資費(fèi)用和工程受益兩方面的數(shù)據(jù)。在受益方面,主要是有形效益,即可以用數(shù)字表達(dá)的部分,其中以節(jié)省水量的經(jīng)濟(jì)坐標(biāo),是效益的主要部分。

5 結(jié)論

①渠道防滲的主要目的,是將土質(zhì)渠床滲漏的損失水截留下來(lái),轉(zhuǎn)化為有效灌溉水量,擴(kuò)大灌溉效益。因此,選擇防滲類型,應(yīng)盡量選取防滲效果大的類型,以取得較高的經(jīng)濟(jì)效益。

②各種防滲類型,都各具有適用范圍,也都有其局限性。在選擇防滲類型時(shí),切不可照搬其他地區(qū)的模式,一定要具體分析本地區(qū)的土壤性質(zhì),地下水位,氣候特點(diǎn),交通條件,材料來(lái)原等項(xiàng)因素,按照因地制宜的原則,選擇符合本地區(qū)特點(diǎn)的防滲類型。實(shí)踐證明,因地制宜,就地取材的防滲類型,往往是最經(jīng)濟(jì)、最適用的類型。

③工程投資大小,常常是防滲工程的重要控制因素。在選擇比較各種防滲類型時(shí),一定要考慮造價(jià)因素,千方百計(jì)節(jié)省投資,使之適應(yīng)人力物力財(cái)力許可的限度。

④一個(gè)防滲類型最優(yōu)方案的產(chǎn)生,不可能是孤立強(qiáng)調(diào)某一方面因素的結(jié)果,而必須是對(duì)防滲效果、因地制宜、選價(jià)高低等環(huán)節(jié)分別論證之后,再綜合分析計(jì)算投資、經(jīng)濟(jì)效益,從中找出經(jīng)濟(jì)效益最大的方案,即最優(yōu)方案,作為選用方案。

[1]王俊發(fā),馬旭。渠道防滲工程技術(shù)現(xiàn)狀及塑膜鋪襯機(jī)械化筑渠技術(shù)[J],吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2004年 02期

[2]渠道防滲工程技術(shù)——節(jié)水灌溉技術(shù)培訓(xùn)教材,水利水電出版社,1998-3-1。

[3]李如榮 許厚棋金焱鑫 胡譯弘楊玉坤。農(nóng)田防滲渠道的作用和效益分析,[J],中國(guó)農(nóng)機(jī)化,1999年 S 1期 。

[4]李安國(guó);我國(guó)渠道防滲工程技術(shù)綜述[J],防滲技術(shù);2000年01期。

[5]季仁保,周福國(guó).渠道防滲技術(shù)新進(jìn)展[J].中國(guó)農(nóng)村水利水電,2003,(04).

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1004-1184(2011)01-0172-02

2010-08-10

祁輝(1980-),男,河北獻(xiàn)縣人,助理工程師,主要從事水利工程管理工作。