李萌

（遼寧澤峰水利工程規(guī)劃設(shè)計有限公司，遼寧 沈陽 110004）

［文章編號］1002—0624（2018）05—0063—02

1 概述

渠道襯砌與防滲是當前世界各國應(yīng)用最廣泛的節(jié)水灌溉工程技術(shù)措施之一，可以極大地減少輸水過程中的滲漏損失。據(jù)統(tǒng)計，每年由灌溉渠道損失的水量為我國總用水量的1/3，為農(nóng)業(yè)總用水量的45%。由此可見提高灌區(qū)渠道襯砌質(zhì)量的重要性。目前，隨著全國各個灌區(qū)更新改造工程的不斷建設(shè)，渠道襯砌形式也在逐漸的多樣化，采用的襯砌材料也在與時俱進，文中以興城市海濱灌區(qū)為例，闡述了幾種不同的渠道襯砌形式在工程中的節(jié)水應(yīng)用情況。

2 灌區(qū)和渠道概況

海濱灌區(qū)位于興城市西南方向，煙臺河兩側(cè)，是興城市重要商品糧基地之一。海濱灌區(qū)屬中型灌區(qū)，灌區(qū)現(xiàn)狀灌溉面積約0.187萬hm2。灌區(qū)地處北溫帶，屬于溫帶大陸性季風氣候區(qū)，其特點是冬季以西北季風為主，嚴寒干燥；夏季以東南季風為主炎熱多雨，四季冷暖干濕分明。多年平均降水量為586.8 mm；多年平均蒸發(fā)量為1 519.9 mm；多年平均氣溫在9.1℃，極端最低氣溫在-27.5～40.8℃之間。氣溫由北向南遞增；多年平均風速為2.8 m/s，最大風速可達23.7 m/s，其相應(yīng)風向為SW，汛期多年平均最大風速18 m/s。受季風和地形影響，春季盛行南風，冬季盛行北風。主導(dǎo)風向為北風和西南風。最大凍土深度1.02 m。

灌區(qū)內(nèi)主要渠道襯砌形式,多為U型槽渠道以及梯形斷面鋼筋混凝土渠道和漿砌石渠道。渠道襯砌形式比較單一，由于渠道襯砌受氣候影響，冬季凍脹破壞十分嚴重，渠道滲漏量大，造成極大的水資源浪費。這次試驗引進4種不同的渠道襯砌形式，目的在于提高渠道的襯砌質(zhì)量，減少灌區(qū)渠道的滲漏量，增加渠道輸水利用率，具體襯砌形式見表1。

表1 試驗渠道襯砌型式

3 滲漏試驗及節(jié)水效益分析

試驗渠道斷面較小，因此采用靜水法試驗觀測。由于試驗條件有限，選擇了靜水法試驗中的變水位法。靜水滲漏試驗按照SL18-91《渠道防滲工程技術(shù)規(guī)范》進行。按規(guī)范要求，試驗渠道長度應(yīng)為30～50 m，這次試驗每種襯砌形式渠道長度均為30 m，測驗時間以渠道滲漏達到穩(wěn)滲開始。根據(jù)規(guī)范中關(guān)于靜水法試驗結(jié)果分析過程，對這次試驗數(shù)據(jù)進行相應(yīng)的分析計算，包括滲漏強度計算和滲漏強度與水深的變化關(guān)系分析等等。

試驗中以對渠道不能造成任何破壞且不漏水為原則，采用塑料布加土袋進行阻水，縫隙采用黏土封堵。根據(jù)灌區(qū)實際情況，用抽水泵一次性引水至試驗渠道。觀測方法：從渠道滲漏達到穩(wěn)滲開始，每2 h觀測一次水位下降值，當水位降到起始水位的1/6～1/8時停止觀測。滲漏試驗測量時間為3 d，得到如下一條渠道測驗水位H隨時間t的變化曲線，見圖1。渠道水位變化曲線是一條確定的曲線，反應(yīng)渠道的滲漏過程和滲漏屬性，稱為渠道滲漏特征曲線。根據(jù)曲線分析，苯板襯砌水位下降速率最大，滲漏量也最大，最小的是膨潤土防水毯。

圖1 海濱灌區(qū)試驗渠道滲漏特征曲線

通過對渠道試驗數(shù)據(jù)進行滲漏強度計算不但可以得到不同襯砌形式之間滲漏強度間的差異，而且同種襯砌形式下滲漏強度隨水深也會發(fā)生一定的變化規(guī)律，見圖2。入滲強度隨水深增大，這是由于水深越大壓力也越大，滲透性與壓力成正比，因此入滲也越大。具體不同水深對應(yīng)的平均滲漏強度可以由下圖的回歸曲線表示。同等水深條件下，滲漏強度由大到小依次為苯板、機織模袋、混凝土預(yù)制板、膨潤土防水毯。

圖2 海濱灌區(qū)試驗渠道入滲強度隨水深變化曲線

渠道防滲是節(jié)約灌溉用水和提高水利用率的一項重要措施，試驗證明，4種渠道襯砌形式均解決了土質(zhì)渠道的嚴重滲漏問題，渠道糙率大大降低，輸水速度明顯加快，渠系水利用系數(shù)提高，渠道行水時間越長，輸水量越大，渠道襯砌體的利用率越高，節(jié)水越多，襯砌效益越高。根據(jù)海濱灌區(qū)多年灌溉用水方案，試驗渠道每年每公里的節(jié)水量計算公式為：

式中：n為渠道每年放水時間，d；Q設(shè)為渠道設(shè)計流量，m3/d。

根據(jù)灌區(qū)渠道總長度推算全灌區(qū)節(jié)水情況，灌水時間按150 d計算，渠道襯砌率按70%計算。若分別采用以下渠道襯砌形式，則全灌區(qū)每年節(jié)水量計算結(jié)果見表2。

表2 海濱灌區(qū)節(jié)水量計算表

4 結(jié)語

文中選取興城市海濱灌區(qū)部分渠道作為試驗渠道，擇優(yōu)選取了幾種襯砌形式，通過滲漏試驗估算了幾種渠道襯砌形式的節(jié)水量，襯砌形式推廣后灌區(qū)每年節(jié)水量將達到2 000萬m3以上，可見推廣新型的渠道襯砌形式,可以為灌區(qū)帶來巨大的經(jīng)濟效益，文中數(shù)據(jù)也對灌區(qū)渠道襯砌工程設(shè)計具有一定的參考和借鑒作用。

［參 考 文 獻］

［1］吳玉柏，黃俊友，俞青榮，等.幾種新型防滲渠道防滲效果的測試［J］.灌溉排水,，2002，4（21）：35-39.

［2］宋偉，高春燕.渠道防滲的節(jié)水效果與經(jīng)濟效益分析［J］.吉林水利，2007，6：35-41.

［3］遲俊民.大型灌區(qū)水資源供需平衡與節(jié)水改造效益分析［J］.中國農(nóng)村水利水電，2007，7：51-56.