周 琦

(新疆新水水力科技發(fā)展有限公司，烏魯木齊830002)

農(nóng)田節(jié)水灌溉中U型水渠應(yīng)用探討

周 琦

(新疆新水水力科技發(fā)展有限公司，烏魯木齊830002)

我國(guó)是農(nóng)業(yè)發(fā)展大國(guó)，擁有悠久的農(nóng)業(yè)發(fā)展歷史，隨著農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們?cè)絹碓疥P(guān)注如何應(yīng)用節(jié)能、環(huán)保、高效技術(shù)提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益，因而節(jié)水灌溉技術(shù)逐步誕生?；谖覈?guó)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)設(shè)備應(yīng)用研究發(fā)展現(xiàn)狀，探討了如何秉承節(jié)水、環(huán)保、高效目標(biāo)科學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)用U型水渠強(qiáng)化防滲節(jié)水性能，提升農(nóng)田灌溉效益，對(duì)完善解決農(nóng)業(yè)短缺水資源問題，確保水利、農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，強(qiáng)化農(nóng)田節(jié)水灌溉工藝、設(shè)備創(chuàng)新開發(fā)研究有重要的實(shí)踐意義。

農(nóng)田;節(jié)水灌溉;U型水渠;抗凍;實(shí)踐應(yīng)用

1 農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉設(shè)備技術(shù)研究發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，隨著農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們?cè)絹碓疥P(guān)注如何應(yīng)用節(jié)能、環(huán)保、高效技術(shù)提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益，因而節(jié)水灌溉技術(shù)逐步誕生，從技術(shù)方式層面來講，我國(guó)節(jié)水灌溉經(jīng)歷了3個(gè)發(fā)展階段:20世紀(jì)60年代之前我國(guó)農(nóng)田多為充分灌溉生產(chǎn)，進(jìn)入70年代則邁向了非充分灌溉階段，在1974年之后則進(jìn)一步發(fā)展成為局部灌溉階段。從基本層面來講該階段同步于非充分灌溉，要求澆根不澆地，科學(xué)開發(fā)微灌溉技術(shù)。而就節(jié)水灌溉設(shè)備層面來講，其研究發(fā)展卻遠(yuǎn)不及我國(guó)農(nóng)業(yè)歷史進(jìn)程那樣輝煌，大部分農(nóng)村地區(qū)仍舊應(yīng)用流淌灌溉或自然灌溉方式，由此可見在我國(guó)深入研究開發(fā)節(jié)水灌溉技術(shù)設(shè)備尤為重要。當(dāng)前隨著現(xiàn)代化社會(huì)、科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，我國(guó)農(nóng)田節(jié)水灌溉技術(shù)設(shè)備開發(fā)研究也實(shí)現(xiàn)了一定水平的飛躍與進(jìn)步，開發(fā)研制的節(jié)能節(jié)水灌溉新設(shè)備包含內(nèi)鑲式經(jīng)濟(jì)型滴灌管與相應(yīng)配套設(shè)備、外混自吸泵、豎管萬向座、調(diào)壓給水栓、田間閘管設(shè)備系統(tǒng)、鋁合金地面移動(dòng)管道設(shè)備系統(tǒng)、波涌灌、恒壓噴灌系統(tǒng)、U型防滲渠與折射微噴頭設(shè)備等，其中U型防滲渠設(shè)備技術(shù)可完善解決當(dāng)前我國(guó)農(nóng)村緊缺水資源不良狀況以及污染、嚴(yán)重浪費(fèi)水資源問題，該防滲水渠的科學(xué)應(yīng)用有效提升了建設(shè)工程設(shè)施力度，強(qiáng)化了量水、灌水設(shè)備的開發(fā)研制、農(nóng)作物灌溉形式與蓄水規(guī)律以及農(nóng)田水利基礎(chǔ)應(yīng)用的科學(xué)研究。

2 U型水渠工程技術(shù)特征及防滲渠規(guī)劃設(shè)計(jì)

2.1 U型水渠工程技術(shù)特征

由力學(xué)層面來講U型橫斷面是與輸水最優(yōu)斷面最為接近的渠道形式，用其構(gòu)建防滲渠可降低占用耕地面積、節(jié)約用水、降低工時(shí)費(fèi)用，因而體現(xiàn)了諸多應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。從節(jié)約用水層面來講，通常沒有經(jīng)過防滲預(yù)處理的各類農(nóng)渠普通土體，一般其渠道的總體輸水利用系數(shù)約為0.8，倘若采用U型水渠防滲技術(shù)，則可提升其輸水的利用系數(shù)至0.99，通過此規(guī)律推算，倘若灌溉1萬m3的水便可有效節(jié)約用水量達(dá)2 400 m3。從占用耕地面積低這一優(yōu)勢(shì)特征來講，寬度為1 m的農(nóng)渠普通土體應(yīng)用寬度開口為0.6 m的U型水渠防滲技術(shù)便可滿足相關(guān)要求，亦即:農(nóng)渠長(zhǎng)度每1 000 m便可令土地節(jié)約0.04 hm2的面積，由此規(guī)律進(jìn)行推算，農(nóng)田每666.67 hm2便可令耕地節(jié)約近13.33 hm2。節(jié)約費(fèi)用工時(shí)則體現(xiàn)在通過分析管理、灌溉、維護(hù)疏浚等層面，U型水渠防滲系統(tǒng)可顯著節(jié)約大量費(fèi)用與工時(shí)，同時(shí)還發(fā)揮了環(huán)保、保持水土、美觀整潔等優(yōu)勢(shì)功效。

2.2 農(nóng)田節(jié)水灌溉U型水渠工程規(guī)劃設(shè)計(jì)

農(nóng)田節(jié)水灌溉U型水渠工程規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，首先應(yīng)依據(jù)具體農(nóng)田地形圖進(jìn)行規(guī)劃范疇的標(biāo)明圈出，并采用科學(xué)合理方式進(jìn)行面積計(jì)算，同時(shí)應(yīng)依據(jù)灌排規(guī)范原則位于地形圖之上實(shí)施初步規(guī)劃，進(jìn)行大體框架的構(gòu)思及配套建筑的初步布設(shè)，而后應(yīng)深入實(shí)地開展細(xì)化研究調(diào)查，進(jìn)行初步原規(guī)劃設(shè)計(jì)方案的合理修正，進(jìn)而明確建設(shè)防滲渠各個(gè)細(xì)節(jié)平面的布置、總體框架的設(shè)置以及配套相關(guān)建筑物的搭設(shè)。設(shè)計(jì)該U型水渠防滲系統(tǒng)的關(guān)鍵在于充分考量需要灌溉的總體用水量、農(nóng)田具體面積以及U型水渠綜合過水能力，進(jìn)而依據(jù)其過水流量及能力綜合明確該U型渠槽的適應(yīng)性橫斷面積尺寸以及渠底部位的科學(xué)坡降系數(shù)。

3 農(nóng)田節(jié)水灌溉U型水渠實(shí)踐應(yīng)用

農(nóng)田節(jié)水灌溉U型水渠實(shí)踐應(yīng)用階段，應(yīng)圍繞農(nóng)業(yè)現(xiàn)代發(fā)展按部就班進(jìn)行，持續(xù)向高效、節(jié)水、環(huán)保科學(xué)領(lǐng)域，高效作物用水適應(yīng)性生理調(diào)控、采集作物精準(zhǔn)水分信息及優(yōu)化精量控制用水、安全高效方向拓展。農(nóng)田節(jié)水灌溉實(shí)踐中U型水渠的科學(xué)應(yīng)用正是基于該趨勢(shì)環(huán)境逐步形成的，應(yīng)用該節(jié)能節(jié)水灌溉新系統(tǒng)設(shè)備技術(shù)不僅可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化目標(biāo)，同時(shí)應(yīng)用新型材料可令加工工藝完善改進(jìn)，提升工程應(yīng)用服務(wù)壽命及成品率與整體性能，有效降低工程造價(jià)。在研究新型節(jié)水材料層面，提出了適應(yīng)該U型水渠布設(shè)襯砌構(gòu)建合理適宜的混凝土材料配合比，優(yōu)質(zhì)選用中密度苯板填縫，聚氨酯封縫進(jìn)而合理解決了該渠道位于接縫的不良滲漏問題。再者合理開發(fā)農(nóng)用水資源技術(shù)也逐步實(shí)現(xiàn)了深化發(fā)展，農(nóng)田節(jié)水灌溉應(yīng)用U型水渠進(jìn)程中可位于井灌區(qū)基于強(qiáng)化利用雨洪入手，采用地下水動(dòng)態(tài)模擬軟件實(shí)施預(yù)測(cè)模擬，并合理制定保護(hù)及開發(fā)地下水科學(xué)策略，進(jìn)而創(chuàng)設(shè)出井灌區(qū)采補(bǔ)平衡地下水水資源科學(xué)高效利用優(yōu)勢(shì)綜合技術(shù)。農(nóng)田節(jié)水U型水渠實(shí)踐灌溉中還可應(yīng)用防滲干支渠襯砌模式，有效提升面向下游的綜合輸水能力，降低不必要的滲漏損失，采用土渠輸水提升洪汛期間較大降雨滲量攔蓄作用，科學(xué)結(jié)合農(nóng)田相應(yīng)規(guī)格良好獲取補(bǔ)源引洪效果。另外還應(yīng)依據(jù)灌區(qū)具體的作物種植特征結(jié)構(gòu)及其需水現(xiàn)實(shí)情況，輸水渠系的綜合輸水能力各類綜合因素展開全面分析，進(jìn)而對(duì)灌區(qū)水資源實(shí)施優(yōu)化合理的配置、完善調(diào)度管理，有效提升供水保證率，進(jìn)而全面實(shí)現(xiàn)高效利用有限水資源目標(biāo)，合理提升綜合灌溉保證率。

為合理適應(yīng)環(huán)境溫度變化狀況，對(duì)于U型水渠應(yīng)在每4 m的位置預(yù)留一條伸縮縫，同時(shí)位于水渠拐彎位置或建筑物連接兩端各預(yù)留一條伸縮縫，該伸縮縫可設(shè)計(jì)為深度與寬度均為2 cm的凹槽，同時(shí)應(yīng)采用配比為1∶1∶4的水泥瀝青砂漿進(jìn)行填充，操作過程中應(yīng)確保填縫處理的精細(xì)密實(shí)，進(jìn)而提升工程質(zhì)量。U型水渠優(yōu)質(zhì)應(yīng)用基礎(chǔ)在于土模成型，其質(zhì)量?jī)?yōu)劣性直接會(huì)影響到U型水渠的節(jié)水防滲效果，因此在應(yīng)用階段應(yīng)把好土模成形質(zhì)量關(guān)。開挖渠槽階段應(yīng)預(yù)留開挖厚度0.15 m，直至澆筑階段再將其削到實(shí)際設(shè)計(jì)斷面。在填方渠道階段傳統(tǒng)做法主要將長(zhǎng)度為2 m的長(zhǎng)鋼模用于土模內(nèi)膜，而后位于外部實(shí)施人工夯實(shí)填土，該類做法令U型水渠切線切點(diǎn)與半徑下部呈現(xiàn)出最為薄弱的環(huán)節(jié)，經(jīng)常無法滿足密實(shí)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，并會(huì)對(duì)U型水渠節(jié)水防滲效果產(chǎn)生不良影響。因此位于灌區(qū)應(yīng)在填方渠道階段線實(shí)施清基處理及夯實(shí)基礎(chǔ)，而后進(jìn)行分層鋪土，控制每層鋪土厚度為20 cm，同時(shí)應(yīng)確保鋪土均勻，不含有大土塊，表面平整，且含水率應(yīng)控制在約15%，同時(shí)應(yīng)確保人工夯打或機(jī)械碾壓≥8次，一直到滿足要求為止。

4 農(nóng)田節(jié)水灌溉中U型水渠應(yīng)用的意義

農(nóng)田節(jié)水灌溉進(jìn)程中U型水渠的科學(xué)應(yīng)用將生態(tài)平衡、開發(fā)水資源及保護(hù)環(huán)境緊密結(jié)合，獲取了增收增產(chǎn)顯著效益。引進(jìn)開發(fā)各類排水配套設(shè)施、管材設(shè)備為地下排水工程的大規(guī)模建設(shè)實(shí)施打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。同時(shí)該水渠技術(shù)綜合了各類覆膜技術(shù)、灌溉技術(shù)優(yōu)勢(shì)，將肥、水、農(nóng)藥等基于滴灌技術(shù)直接作用在農(nóng)作物的根系，并輔助應(yīng)用地膜覆蓋，令棵間具有甚微蒸發(fā)作用，進(jìn)而顯著有利于農(nóng)作物的快速發(fā)育生長(zhǎng)。普遍應(yīng)用于農(nóng)田生產(chǎn)后回避常規(guī)的灌溉培育更加體現(xiàn)省肥、省水、增產(chǎn)及省農(nóng)藥優(yōu)勢(shì)，對(duì)農(nóng)業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步十分有利。再者利用U型水渠實(shí)施節(jié)水農(nóng)田灌溉令較多農(nóng)田遠(yuǎn)離了滴漏、跑冒等不良現(xiàn)象，有效提升了渠道用水、輸水能效，進(jìn)而充分滿足了灌區(qū)的大量用水，進(jìn)一步令緊張的農(nóng)業(yè)用水矛盾得到了良好的緩解，并創(chuàng)設(shè)了顯著的綜合效益。

5 結(jié)語

總之，針對(duì)農(nóng)田節(jié)水灌溉U型水渠技術(shù)系統(tǒng)的綜合應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，我們只有著眼全局、全面更新傳統(tǒng)灌溉方式，秉承節(jié)能、環(huán)保、節(jié)水、高效原則大力開發(fā)U型水渠防滲灌溉技術(shù)，不斷優(yōu)化設(shè)備研發(fā)，才能真正促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)節(jié)水事業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。

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［2］周榮.中國(guó)的節(jié)水灌溉企業(yè)應(yīng)主動(dòng)出擊，迎接挑戰(zhàn)［J］.中國(guó)水利，2005(20):73.

S274.1

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1007-7596(2012)09-0091-02

2012-08-07

周琦(1980-)，女 ，河南鞏義人，從事水利工程設(shè)計(jì)工作。