摘 要：灌溉渠道的良好運(yùn)行對(duì)于農(nóng)田水分供給極為重要，為保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，需明確農(nóng)田水利灌溉渠道的重要性，認(rèn)可其在當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)地位。從工程技術(shù)、管理措施和政策法規(guī)3個(gè)維度系統(tǒng)闡述了灌溉渠道維護(hù)技術(shù)，總結(jié)了有效維護(hù)管理方法，提出了針對(duì)性建議，為農(nóng)田水利灌溉渠道可持續(xù)發(fā)展提供理論支持。

關(guān)鍵詞：灌溉渠道；農(nóng)田水利；維護(hù)管理

中圖分類號(hào)：S274 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2024）07–0-03

我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化快速推進(jìn)，生態(tài)環(huán)境受此影響變化較大，灌溉渠道維護(hù)管理也面臨諸多挑戰(zhàn)，如滲漏損失、淤積堵塞等問題日益凸顯，嚴(yán)重影響灌溉效率。探索科學(xué)有效灌溉渠道維護(hù)管理方法，提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力。系統(tǒng)分析農(nóng)田水利灌溉渠道維護(hù)技術(shù)，為相關(guān)領(lǐng)域研究與實(shí)踐提供參考。

1 農(nóng)田水利灌溉渠道概述

1.1 農(nóng)田水利灌溉渠道

農(nóng)田水利灌溉渠道是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中用于輸送分配灌溉水源的人工通道是農(nóng)田水利工程重要組成部分。將水源有效引至農(nóng)田能滿足農(nóng)作物生長(zhǎng)的水分需求。根據(jù)其建設(shè)材料、規(guī)模功能等分為不同類型，如土質(zhì)渠道、磚石渠道、混凝土渠道等。渠道有一定的坡度橫斷面設(shè)計(jì)，確保水流順暢，減少滲漏蒸發(fā)損失，最大限度地提高灌溉效率。農(nóng)田水利灌溉渠道建設(shè)維護(hù)有效保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定性，提高水資源的利用效率，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

1.2 農(nóng)田水利灌溉渠道的作用

農(nóng)田水利灌溉渠道有效調(diào)節(jié)水資源，在干旱或水資源不足地區(qū)灌溉渠道將有限水資源從水源地輸送至農(nóng)田，確保農(nóng)作物在關(guān)鍵生長(zhǎng)階段獲得必要的水分供應(yīng)。通過合理水量分配，灌溉渠道實(shí)現(xiàn)水資源最大化利用。渠道為農(nóng)田提供適宜水分，使土壤保持適度濕潤(rùn)狀態(tài)，有利于土壤微生物活動(dòng)。改善土壤結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)土壤肥力，為農(nóng)作物生長(zhǎng)提供更好的土壤條件。渠道具有防洪排澇作用，在雨季或洪水期間灌溉渠道承擔(dān)部分排水任務(wù)，將多余洪水引至安全區(qū)域，防止農(nóng)田被淹。通過合理設(shè)計(jì)管理，灌溉渠道降低地下水位，改善土壤鹽堿化現(xiàn)狀。建設(shè)高效節(jié)能灌溉系統(tǒng)，可提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化水平，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。

2 農(nóng)田水利灌溉渠道維護(hù)的工程技術(shù)

2.1 渠道防滲技術(shù)

精細(xì)化選擇渠道襯砌材料，常見襯砌材料為混凝土、塑料薄膜、瀝青混凝土、砌石等。每種材料均有特定適用場(chǎng)景，例如混凝土襯砌具有較高強(qiáng)度，適用于大型渠道；塑料薄膜具有重量輕、施工方便的優(yōu)點(diǎn)，適用于小型或臨時(shí)性渠道。選擇襯砌材料時(shí)考慮渠道規(guī)模、水流條件，確定襯砌材料厚度，設(shè)計(jì)防滲層結(jié)構(gòu)布局，考慮防滲層與渠道其他部分的連接方式。在設(shè)計(jì)中運(yùn)用水力學(xué)、土壤力學(xué)等原理確保防滲結(jié)構(gòu)承受水流沖刷，有效阻止水分滲漏?；炷烈r砌施工涉及模板制作、混凝土澆筑等環(huán)節(jié)，塑料薄膜鋪設(shè)需要考慮薄膜搭接、焊接的連接方式。嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，確保防滲層的完整性。通過定期監(jiān)測(cè)渠道滲漏情況，評(píng)估防滲技術(shù)的實(shí)際效果，為后續(xù)維護(hù)與改進(jìn)提供依據(jù)。

塑料薄膜防滲技術(shù)利用聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）等高分子材料不透水性，通過熱熔焊接或黏合劑將薄膜拼接成連續(xù)防滲層。薄膜材料厚度為0.1～0.3 mm，根據(jù)渠道使用條件選擇?？估瓘?qiáng)度≥14 MPa，抵抗水流沖刷。延伸率≥200%，保證薄膜在溫度變化時(shí)不易破裂。在紫外線下暴露5 000 h以上，性能損失不超過20%。清理渠道底部和側(cè)壁的雜物，確保鋪設(shè)面平整。按照設(shè)計(jì)尺寸裁剪薄膜，使用專用焊接機(jī)進(jìn)行熱熔焊接，確保焊縫密封性能良好。在薄膜上方鋪設(shè)10～15 cm厚砂土，保護(hù)薄膜不受損傷。應(yīng)用防滲技術(shù)前渠道滲漏率高達(dá)30%，應(yīng)用后滲漏率降至5%。輸水效率提高25%，灌溉周期縮短10%。

2.2 渠道加固技術(shù)

渠道整體穩(wěn)定性，涉及水力學(xué)計(jì)算、土壤力學(xué)分析等復(fù)雜工程領(lǐng)域。計(jì)算渠道在不同工況下水流速度參數(shù)，評(píng)估渠道穩(wěn)定性，確定需要加固的關(guān)鍵部位。在邊坡加固方面，除了傳統(tǒng)削坡、放坡等方法，還可采用先進(jìn)土工合成材料。例如，土工格柵可以鋪設(shè)在邊坡表面，通過其高強(qiáng)度提高邊坡抗沖刷能力。此外，噴錨支護(hù)技術(shù)是有效的邊坡加固方法，將噴射混凝土與錨桿相結(jié)合，形成堅(jiān)固支護(hù)結(jié)構(gòu)，顯著提高邊坡穩(wěn)定性。對(duì)渠底進(jìn)行加固，除了鋪設(shè)防滲材料和設(shè)置反濾層，還可考慮采用深層攪拌樁或高壓旋噴樁等地基處理方法。在渠底土壤中注入固化劑，使土壤顆粒重新排列并固結(jié)成堅(jiān)硬土體，提高渠底承載能力。使用渠道加固技術(shù)，如纖維增強(qiáng)混凝土（FRC）和高性能混凝土（HPC）等新型材料具有高強(qiáng)度，可用于渠道襯砌修復(fù)。無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)和三維激光掃描技術(shù)等先進(jìn)手段可被應(yīng)用于渠道加固工程，實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確檢測(cè)。在選擇加固方法時(shí)，需進(jìn)行全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，確保所選方案滿足工程需求，具有合理經(jīng)濟(jì)效益。嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，遵循相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，確保加固效果達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

在渠道側(cè)壁和底部先鋪設(shè)一層土工膜，進(jìn)行混凝土襯砌。土工膜作為防滲層有效減少水分通過土壤顆粒間空隙滲透流失，混凝土襯砌提供強(qiáng)大結(jié)構(gòu)支撐，抵抗水流沖刷。土工膜厚度為0.3～0.5 mm，抗拉強(qiáng)度≥15 MPa，延伸率≥200%?；炷翉?qiáng)度等級(jí)C30，抗?jié)B等級(jí)P8，襯砌厚度15～20 cm。清理渠道，確保鋪設(shè)面平整無(wú)雜物。按設(shè)計(jì)要求裁剪土工膜，應(yīng)用熱熔焊接技術(shù)確保焊縫密封性。安裝模板澆筑混凝土，進(jìn)行充分養(yǎng)護(hù)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。加固前滲漏率高達(dá)25%，加固后降至3%，輸水效率提高35%。

2.3 渠道清淤與疏浚技術(shù)

渠道清淤技術(shù)包括機(jī)械清淤和人工清淤，機(jī)械清淤利用挖掘機(jī)、裝載機(jī)等機(jī)械設(shè)備進(jìn)行作業(yè)，清淤效率高，但成本相對(duì)較高，適用于淤積物較厚、工作量較大的情況。人工清淤依靠人力使用鐵鍬、鐵鏟等工具進(jìn)行清理，成本較低，效率也相對(duì)較低，適用于淤積物較薄、工作量較少情況。渠道疏浚技術(shù)是維護(hù)渠道暢通重要手段，疏浚主要目的是清除渠道內(nèi)雜草、樹木等障礙物，整治渠道橫斷面和縱坡面，恢復(fù)其原有設(shè)計(jì)形狀。常見疏浚方法包括水力疏浚和機(jī)械疏浚，水力疏浚利用高壓水流沖刷渠道底部，將淤積物沖刷至下游地點(diǎn)，適用于淤積物較松軟，易沖刷情況。機(jī)械疏浚利用挖掘機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)等機(jī)械設(shè)備進(jìn)行挖掘運(yùn)輸作業(yè)，直接清除淤積物和障礙物。在應(yīng)用渠道清淤與疏浚技術(shù)時(shí)，要全面勘察測(cè)量渠道，了解淤積物分布情況。選擇合適清淤方法，確保作業(yè)效率。合理處理清淤過程中產(chǎn)生的廢棄物，避免對(duì)環(huán)境造成污染。此外，還可結(jié)合無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用于渠道快速巡查，智能監(jiān)控渠道淤積情況。

使用挖掘機(jī)配備特制清淤斗，對(duì)渠道底部淤泥進(jìn)行高效挖掘。清淤深度達(dá)1.5～2 m，挖掘效率達(dá)50～60 m3/h。利用壓力高達(dá)100～150 MPa高壓水射流對(duì)機(jī)械清淤難以觸及區(qū)域進(jìn)行沖刷。水射流有效破碎淤泥，提高清淤效率。使用專用淤泥固化劑，與挖掘淤泥進(jìn)行混合，使其在短時(shí)間內(nèi)固化成具有一定強(qiáng)度的土體。使用無(wú)人機(jī)測(cè)深儀全面勘查渠道，確定淤積嚴(yán)重區(qū)域。根據(jù)勘查結(jié)果使用挖掘機(jī)進(jìn)行針對(duì)性清淤作業(yè)，對(duì)機(jī)械清淤后區(qū)域進(jìn)行高壓水射流沖刷，與固化劑混合待其固化后運(yùn)往指定地點(diǎn)進(jìn)行后續(xù)利用。某水利渠道經(jīng)過1個(gè)月作業(yè)，共清理淤泥約3萬(wàn) m3，渠道有效過水面積增加40%。清淤后渠道水流速度快30%，輸水能力提高50%。

2.4 自動(dòng)化監(jiān)控與智能化管理技術(shù)

自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)依賴于各類傳感器，實(shí)時(shí)采集渠道水位流量關(guān)鍵數(shù)據(jù)，通過無(wú)線或有線傳輸方式將數(shù)據(jù)發(fā)送中央監(jiān)控中心。中央監(jiān)控中心通過專業(yè)數(shù)據(jù)處理軟件處理數(shù)據(jù)，生成各種報(bào)表為管理人員提供決策支持。引入人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等算法實(shí)現(xiàn)對(duì)渠道的智能控制，構(gòu)建灌溉渠道數(shù)學(xué)模型，利用歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行模型訓(xùn)練優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)對(duì)渠道水位的精確預(yù)測(cè)。當(dāng)預(yù)測(cè)到渠道水位即將超過安全閾值時(shí)智能化管理系統(tǒng)可自動(dòng)調(diào)整閘門開度，及時(shí)降低水位，確保渠道安全運(yùn)行。將智能化管理應(yīng)用于渠道故障診斷，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)分析傳感器數(shù)據(jù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)渠道異常情況，自動(dòng)觸發(fā)報(bào)警機(jī)制，通知管理人員進(jìn)行及時(shí)處理。選擇合適傳感器設(shè)備，確保設(shè)備的精度與可靠性能滿足相關(guān)要求。構(gòu)建穩(wěn)定數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，確保數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性。開發(fā)功能強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)深度挖掘。結(jié)合智慧灌溉系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)灌溉渠道全面感知，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供強(qiáng)大水利保障[1]。

3 農(nóng)田水利灌溉渠道的管理措施

3.1 構(gòu)建組織管理體系

在構(gòu)建組織管理體系過程中需要明確各級(jí)管理機(jī)構(gòu)人員配置，確定渠道維護(hù)主管部門，明確各自職責(zé)范圍。制定渠道維護(hù)管理制度、操作規(guī)程等，詳細(xì)規(guī)定具體維護(hù)操作，確保維護(hù)工作規(guī)范性[2]。針對(duì)可能發(fā)生緊急情況制定應(yīng)對(duì)措施，減少損失并盡快恢復(fù)正常運(yùn)行。建立完善的培訓(xùn)機(jī)制，制定定期培訓(xùn)計(jì)劃，優(yōu)化培訓(xùn)內(nèi)容，使維護(hù)人員熟練掌握渠道維護(hù)的基本知識(shí)，提高自身處理問題能力。評(píng)估維護(hù)人員績(jī)效，了解相關(guān)人員工作表現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)存在的問題與不足，為后續(xù)改進(jìn)提供依據(jù)。注重溝通協(xié)作，各級(jí)管理機(jī)構(gòu)之間、管理人員建立有效溝通渠道，確保信息的及時(shí)傳遞。加強(qiáng)對(duì)人員的協(xié)作精神培養(yǎng)，營(yíng)造團(tuán)結(jié)互助的工作氛圍。

3.2 制定維護(hù)與運(yùn)行管理制度

定期全面細(xì)致地檢查灌溉渠道，包括渠道本體、閘門、泵站等關(guān)鍵部位。巡檢應(yīng)按照既定頻次進(jìn)行，確保無(wú)遺漏。巡檢過程中重點(diǎn)關(guān)注渠道滲漏裂縫的異常情況，以及閘門啟閉是否靈活、電氣設(shè)備運(yùn)行是否正常等。巡檢記錄詳細(xì)完整，為后續(xù)維護(hù)提供準(zhǔn)確依據(jù)。對(duì)渠道及相關(guān)設(shè)備進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)，延長(zhǎng)使用壽命。清理渠道內(nèi)雜物、淤積物，保持渠道暢通[3]。對(duì)閘門、泵站等設(shè)備進(jìn)行潤(rùn)滑維護(hù)，對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行除塵防潮處理。根據(jù)設(shè)備重要性和使用頻率制定維護(hù)與運(yùn)行管理制度，確保關(guān)鍵設(shè)備得到有效維護(hù)。及時(shí)解決故障問題，遵循“先急后緩、先重后輕”原則，優(yōu)先處理影響渠道安全運(yùn)行故障。維修過程中嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，確保維修人員安全。詳細(xì)記載故障原因，處理過程和結(jié)果，為后續(xù)故障預(yù)防提供經(jīng)驗(yàn)借鑒。根據(jù)農(nóng)田灌溉需求、水源狀況等因素合理調(diào)度渠道內(nèi)水流，考慮上下游、左右岸用水需求，實(shí)現(xiàn)水資源的合理分配。健全安全責(zé)任制，明確各級(jí)管理人員安全職責(zé)。制定完善安全操作預(yù)案，確保在緊急情況下迅速有效應(yīng)對(duì)[4]。

3.3 加強(qiáng)水量調(diào)度與分配管理

嚴(yán)格管理水源，確定水源可用水量、水質(zhì)狀況等。通過定期水文觀測(cè)，掌握水源動(dòng)態(tài)變化情況，為水量調(diào)度提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)支持。制訂有針對(duì)性的用水計(jì)劃，指導(dǎo)后續(xù)調(diào)度決策。例如，結(jié)合泵站提水能力進(jìn)行綜合分析，確定各灌溉區(qū)域供水時(shí)間。遵循公平高效原則，確保水資源合理分配。安裝渠道水位計(jì)監(jiān)測(cè)設(shè)備，實(shí)時(shí)掌握渠道輸水情況，確保調(diào)度決策的準(zhǔn)確執(zhí)行。及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理輸水異常情況，保障灌溉的順利進(jìn)行。對(duì)比實(shí)際灌溉效果，評(píng)估水量調(diào)度與分配管理成效，發(fā)現(xiàn)問題，為后續(xù)改進(jìn)提供依據(jù)[5]。

部署水位傳感器、流量傳感器和土壤濕度傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)渠道水位。建立農(nóng)田水利數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)。分析預(yù)測(cè)不同時(shí)間段灌溉需水量，利用遙感GIS地理信息系統(tǒng)，對(duì)農(nóng)田進(jìn)行空間分析。制定水量分配計(jì)劃，確保水資源在時(shí)空合理分配。采用智能算法對(duì)渠道網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度，確定各渠道開關(guān)狀態(tài)。根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和調(diào)度算法生成控制指令，通過通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給遠(yuǎn)程執(zhí)行機(jī)構(gòu)。定期對(duì)農(nóng)田灌溉效果進(jìn)行評(píng)估，包括農(nóng)作物生長(zhǎng)情況、產(chǎn)量，調(diào)整優(yōu)化水量調(diào)度與分配策略。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)智能調(diào)度，農(nóng)田灌溉效率提高25%，減少灌溉過程中的水資源浪費(fèi)。作物得到充足水分供應(yīng)，平均產(chǎn)量提高10%。每年節(jié)約灌溉用水15%，改善農(nóng)田鹽堿化現(xiàn)象，優(yōu)化土壤環(huán)境。實(shí)施系統(tǒng)前該地區(qū)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)僅為0.45，即僅有45%的灌溉水被作物吸收利用。通過精確調(diào)度分配，農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)提高0.6，即60%灌溉水被有效利用[6]。

3.4 加強(qiáng)與農(nóng)戶的溝通與協(xié)作

建立多樣化溝通渠道，定期召開專項(xiàng)會(huì)議向農(nóng)戶傳達(dá)灌溉計(jì)劃，確定水量分配信息，收集農(nóng)戶反饋建議，形成雙向信息交流。成立農(nóng)戶灌溉協(xié)會(huì)小組，讓農(nóng)戶參與灌溉計(jì)劃制定、水量調(diào)度決策工作。開展技術(shù)培訓(xùn)安全教育活動(dòng)，提高農(nóng)戶維護(hù)能力，使農(nóng)戶更好配合支持灌溉渠道管理工作。在灌溉渠道維護(hù)管理中，明確農(nóng)戶的權(quán)利與義務(wù)。按照計(jì)劃合理使用水資源，參與渠道日常維護(hù)。確保農(nóng)戶從灌溉系統(tǒng)中獲得實(shí)際利益，提高作物產(chǎn)量，改善灌溉條件。增強(qiáng)農(nóng)戶責(zé)任感，促進(jìn)其與管理者緊密合作。為及時(shí)解決問題，建立沖突解決機(jī)制。設(shè)立專門調(diào)解機(jī)構(gòu)，建立明確調(diào)解程序，提供必要法律援助。定期收集農(nóng)戶反饋意見，對(duì)管理服務(wù)進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)。關(guān)注新技術(shù)、新方法應(yīng)用，提高灌溉效率，為農(nóng)戶提供優(yōu)質(zhì)高效服務(wù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過實(shí)施科學(xué)有效維護(hù)管理方法，保障灌溉渠道正常運(yùn)行，延長(zhǎng)使用壽命，提高灌溉效率，減少水資源浪費(fèi)。重視農(nóng)田水利灌溉渠道維護(hù)管理工作，不斷完善相關(guān)制度，創(chuàng)新管理模式，適應(yīng)新形勢(shì)下農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求。

參考文獻(xiàn)

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