灌区渠道（精选11篇）
灌区渠道 篇1
鲤鱼湾灌区位于玉林市兴业县南端, 属亚热带地区, 气候温和, 雨量充沛, 雨热同期。灌区内以低矮丘陵台地为主, 灌区地形自西向东倾斜, 南北两端均为低山丘陵, 中间为盆地 (即为灌区主要农田分布区) 。灌区灌溉范围主要是兴业县太平山镇的农田, 原设计灌溉面积为1.2万亩, 历史最大灌溉面积为1.806万亩, 近年实灌面积约1.11万亩。灌区以种植水稻为主, 早作物和经济作为为辅, 早作物主要有玉米、红薯、花生、甘蔗等, 经济作物主要有龙眼、荔枝、西瓜、茶叶等, 冬种作物主要有冬菜、冬署等.在灌溉渠道建设中, 渠道的质量不免会受到各种因素的影响, 导致渠道的使用效率降低, 达不到预期所要求的水准。为了提高在灌区输水效率, 我们要以渠道的质量为中心, 不断改进修建的方法和原料, 打破传统的修建技术, 防止渠道的坍塌和水流渗透问题的出现, 对渠道进行定期加固, 避免险情的发生, 从而提高鲤鱼湾灌区的灌溉效率, 使鲤鱼湾的农业发展更加顺利。
1 分析灌区存在的问题
1.1 传统的修造技术不符合如今渠道建设的要求
过去在渠道的防渗透技术上大多采用混凝土分块浇筑技术, 在铺设两块分块之间留有缝隙, 这个缝隙可以由其他特殊的软材料填充, 来防止水的渗透。在渠道内侧的坡道上设置的排水孔, 以降低水对衬砌块产生的浮力。经过长时间的总结, 我们不难发现这种修建方法存在一些缺点: (1) 修建伸缩缝对技术的要求很高, 位于两个分块中间的软材料成本较高, 且施工的工期长, 不易于快速完工, 如果不能保质保量的完成工程还会导致渠道的二次渗透。 (2) 在修建的水渠当中, 当部分区域的水位高于地下水时会导致渠道内的水会通过修建的排水孔渗出, 同样也会威胁灌区的灌溉安全。
1.2 生态环境的不断破坏
近年来, 生态环境正在遭受着破坏, 植被被砍伐, 绿地被破坏, 城市化建设的步伐加快, 原有的耕地面积减少, 人们为了扩大耕地面积, 在河滩上开发田地, 使得河道的宽度降低, 河道容易变得淤塞, 此外, 植被的破坏也影响了植被对土壤的固定作用, 使水土流失的现象加剧, 泥沙随着河流进入河道的下游, 进而进入灌溉的渠道, 灌区的渠道就承担了更大的泄洪压力。灌区的渠道适合沿着河谷和漫滩以及植被覆盖率高的地区建设, 这样可以有效的防止水土流失对渠道进行影响, 同时也会有效防止水的渗透和溢出的问题发生。
2 灌区渠道整治方法的具体措施
2.1 渠道无缝防渗施工技术
针对传统的防渗技术进行仔细的探究后, 针对传统方法的不足之处, 我们决定采用混凝土这种材料来应用于防渗透技术中, 之所以采用这种材料, 是因为它有很多的优势之处:首先, 相对于其他进行防渗透的材料, 它的防渗透效果更好, 更加的牢固, 且成本较低, 方便使用, 施工难度较小, 如果能够定期的进行修复, 会大大的延长其使用的寿命。其次, 混凝土的糙率小, 一定时间内输水量会更大, 混凝土的自身耐冲流速就很高, 这就极大地加大了其坡降, 使渠道的横截面缩小, 修建的整体体积的缩小就会减少材料的投入量, 进而降低其造价。所以, 在现实的渠道修造过程中要大力推广这种技术的应用, 使其优势能够充分发挥, 由于混凝土具有防渗的作用和极强的温度适应性, 在进行渠道的建设过程中可以配合着伸缩缝技术的应用, 对分缝的宽度进行合理的设定, 避免施工时造价过高。
2.2 应用无伸缩缝技术
在应用这项技术时, 我们不能简单的进行使用, 要从多个方面进行仔细探究, 以达到更好的使用效果。第一, 在设定分块的距离上要有一个合理的标准, 这样做的目的是为了在进行输水的过程中, 有时水流的压力不均会对渠道本身造成较大的损伤, 在不同的地域气候状况不一, 因而温度的变化幅度较大, 这就需要更加精确的设定分块间距, 否则一旦考虑不严谨, 就可能造成很大程度的不便。第二, 要注意在混泥土的使用方法, 在浇筑混凝土的过程中, 要对其进行分割成块, 在衔接处使用土工膜, 两边各搭接等量距离, 并对底面的无用材料进行彻底清除, 使其很好的使用。除此之外, 使用混凝土也要充分考虑一些其他的外界因素, 如:施工地区的气候、施工的地形等, 对混凝土的配比进行合理设计, 可以使混凝土的性能得以发挥到最佳程度, 同时也要在混凝土和砂石进行搅拌前, 对砂石中的水分进行精准检测, 避免影响混凝土性能的发挥。
2.3 渠道内坡衬砌的防渗技术的应用
我们通过对防渗减压装置原理的分析和整体把握上, 得出结论:防渗减压装置的主体是聚氯乙烯的使用, 在配合单向排水的阀门, 管子用其他物质封闭。这样的做法在现实的使用中得到了广泛的认可, 因为这样做可以有效地防止水的渗透并且能够让渠道的稳定性有所提高, 开关的按钮变得敏感, 成本较低, 使用的时限可以得到很大的提高, 具有使用的范围广, 修复和管理便捷等优点。此外, 在考虑防渗的问题时, 可以适当安装减压装置, 并留出合理的洞孔, 由于减压器比混凝土的厚度要略大, 可以将其下部埋在砂石中, 上部分就可以略低于混凝土的表面, 把有刻度的一端立起来, 固定在混凝土中, 在减压器的上端用沙泥封盖, 这样做就可以有效的避免风化和水流的冲击以及人为的损坏。
2.4 土工膜的应用
土工膜技术的使用过程中, 总结出的使用方法有很多, 例如铺设、接缝等, 然而为了充分满足实际工作的需要, 可以结合安全系数的要求, 在灌溉区域采用复合土工膜技术, 对灌区的水流量及水流的深度进行进准测量以符合土工膜的使用标准, 其中, 上部的土工膜应该设计成土工布, 增加表面的摩擦力, 进而达到防滑的目的, 有利于混凝土的使用和具体施工的展开, 对于土工膜的下面部分, 可以选择聚氯乙烯作为防渗材料, 并严格控制使用过程中的各道工序, 例如在裁剪的过程中, 要注意横向与纵向的比例, 根据灌渠的横截面, 计算出精准的数据, 最终达到一定的标准。在材料的链接问题中, 也都有相应的标准, 连接的方式有很多, 大多为粘接、焊接等各种方式。此外铺设的技术也有严格的标准, 在铺设时, 要格外注意土工膜大小和尺寸, 只有在各方面都考虑周全才会让渠道的建设更加稳固, 发挥更好的效用。
3 结束语
通过鲤鱼湾灌区渠道进行整治可能获得的收益可以大大节省水资源。通过进行有效的防渗措施, 达到对灌区进行彻底整治的目的, 采用混凝土作为原料, 以及复合式防水的方式来减少水的流失, 这样做节水的效果很明显, 也很稳固, 保证了灌区灌溉的稳定性, 从而保证农业的平稳较快发展。并且通过对鲤鱼湾灌区渠道的整治, 也可以保证灌区渠道建设的质量水平, 提高鲤鱼湾的灌区渠道整治方法和水平。
参考文献
[1]李观念.浅论灌区渠道整治新技术研究与应用[J].建材与装饰, 2012年27期.
[2]宋福才.对农田水利建设中灌渠整治优化设计的思考[J].科技创新与应用, 2014年11期.
灌区渠道 篇2
峡山水库高密灌区渠道防渗技术措施和发展
摘要：通过介绍峡山水库高密灌区渠道防渗技术的介绍.了解防渗技术的应用和发展概况,为下一步的灌区项目建设做好充分的准备工作.作 者：邱元成 郭宗群 作者单位：高密市峡山水库灌区管理站,高密市水利勘测设计院期 刊：中国科技博览 Journal：ZHONGGUO BAOZHUANG KEJI BOLAN年，卷(期)：,(8)分类号：X524关键词：灌区 渠道 防渗 峡山水库
探析丘陵地区水库灌区渠道管理 篇3
关键词：丘陵地区；灌区；管理
1 丘陵地区水库灌区渠道管理存在的问题
1.1 管理主体缺位 水库灌区渠道以前一直都是集体所有，集体管理。自从农村实行家庭联产承包责任制后，就没有明确其具体的管理主体，形成了“政府想管不好管，农民自己想管管不了”的局面。
1.2 对末级渠道的维护几乎没有投入 近年来，国家和各省市加大对大中型水利骨干工程和干支渠的投入和维护，但忽略了末级渠道的投入。农村税费改革后，村社集体经济已名存实亡，也无力拿出资金来维护。作为直接受益者的农民，由于种的是自己的“责任田”，自己出钱出力维护好了末级渠道，其沿线的农民都要受益，觉得不划算，不愿出工出钱，对维护末级渠道没有积极性，更不用说新建末级渠道了。
1.3 农田灌溉的经济效益不高 水库灌区渠道大多修建于上世纪七十年代，設计和建设标准低，工程建设先天不足，再加上后期管护不到位，渗水、漏水现象严重，农民灌溉用水量增加，提高了灌溉成本，使得灌溉的经济效益不明显，农民更没有管护的积极性，于是形成了恶性循环。
2 丘陵地区水库灌区渠道管理的对策
我国丘陵地区水资源严重不足，旱灾仍然是威胁我国粮食生产最主要的自然灾害，而水库灌区渠道的严重损毁和报废使其成为解决农业灌溉的瓶颈问题。为促进农业生产发展，保障国家粮食安全，改善丘陵地区农村生产生活条件，实现农村经济可持续发展，笔者提出以下建议：
2.1 明确管护主体、落实管护责任，建立管护长效机制 以县级行政区域为单位，由水务部门统筹，镇街协助，村社参与，组成全县的末级渠道管护领导机构，负责对全县水库灌区渠道的管护进行统筹、协调、监督。县级政府将全县水库灌区渠道的管护纳入水务部门的考核中去，并将各镇街的末级管护渠道纳入镇街的考核中去。按照“谁受益，谁管护”的原则，确定各渠道的管护主体为受益农户。管护责任按照行政区域划分，分级管护，渠道原先的各村委会主任为第一管护责任人，村社小组组长或指定管护人为具体责任人。明确管护人的权利和义务，按规定兑付管护报酬。受益农户对工程管护进行监督，发现问题限期整改，对渠道划定保护范围，严禁在保护范围内取土、挖坑、堆放杂物等。积极引导受益农户组成农民用水协会，明确用水协会的职责、组建程序，完善各项管理制度，进行规范管理，为农民灌溉服务，并以此引导农民筹劳筹资，主动参与渠道的管护。
2.2 加大投入，加快末级渠道的建设和修缮 针对末级渠道大多已荒废这一现实，首先应加大投入，尽快修缮和新建末级渠道，其资金投入不大，却能让水利工程充分发挥出应有的作用。国家在加大水库的建设维护及配套工程投入的同时，也应设立相应的专项资金，投入到末级渠道的建设和修缮中去。整合涉农资金。按照“渠道不乱，用途不变，各投其资，各记其功”的原则，以县为单位，通过规划整合、项目整合、资源整合、产业整合，把分散在水利、农业、林业、扶贫、国土、农业综合开发等部门的项目资金统筹安排，按规划集中投放，用于末级渠系建设和修缮，发挥资金的富聚放大效应。运用激励机制调动受益农民的积极性。
2.3 加强技术支持，大力推行节水灌溉技术 县级水务部门协助受益村社做好水库灌区渠道的管护规划，组织专业技术人员对水库灌区渠道的具体管护人进行专业培训，提升他们的管护能力。
2.4 事前做好渠道的新建、修缮规划并与农村产业发展规划、生态发展规划、土地规划等相结合，全面统筹，有重点、分阶段的实施渠道的新建修缮工作 从目前各地的形势来看，渠道新建修缮的任务还很重，而在这方面的投入还不多，不可能面面俱到，而渠道的新建修缮必定是要为农业发展、农民增收服务的，为了让有限的资金发挥最大的效益，应优先选择具有产业优势、生态优势和土地优势的地方新建和修缮渠道，这样才能真正的把渠道的经济效益和社会效益充分发挥出来，受益农民才能自愿地担负起管护渠道的任务。
2.5 做好渠道的防滑 如果渠坡过陡，易产生滑坡。另外，傍山渠道一般为半挖半填，如果新老土结合不好，也易造成漏水、滑坡等现象。因此，选择渠线时应避免或陡易产生滑坡的地段，当渠道通过不良岩层和土层时，应放缓边坡和边修平台。在施工中，应自上而下按梯形断面开挖；设置排水系统，防止雨水下渗；修建挡土墙，增强渠道抗滑力；防止坡脚受冲淘，以免产生滑坡。
渠道工程管理养护的好与坏，直接影响着渠道的正常输水和灌溉效益的充分发挥。我们要积极贯彻“以防为主，防重于建，修重于抢”的方针，严格按照规章制度和技术要求，抓好经常性的检查和养护工作，防止工程病害的发生和发展。管护好渠道工程，确保渠系安全运行，可节约大量的工程维修经费，并能进一步提高水的利用率，发挥更大的社会和经济效益。
参考文献
[1] 路永武.农业综合开发项目中渠道工程设计[J].安徽水利水电职业技术学院学报. 2009（03）
探讨灌区渠道工程防渗技术 篇4
1 应用防渗技术的必要性
我国在近年来加大了对灌区渠道工程的建设, 在其配套设施上与节水改造项目的实施上也进行了一系列的改进, 使得灌区渠道工程的输水能力得到有效的提升。而防渗技术的应用, 在一定程度上改善了灌区渠道工程的建设面貌, 使得灌区渠道工程在节水以及水资源利用上都得到了极大的提升。而灌区渠道工程也会受到天气的影响, 尤其是气温的影响, 在低温环境下, 灌区渠道工程很容易出现裂缝问题, 随着低温冻胀现象的严重, 加快了灌区渠道工程的老化速度, 使得灌区渠道工程的输水能力下降。因此, 需要遵照一定的输水原则, 在管道的设计上以及施工上都加入防渗技术, 利用一定的防渗技术措施, 消除低温冻胀现象对灌区渠道工程的影响, 从而延长灌区渠道工程的使用寿命, 保障灌区渠道工程的能够正常的使用。
2 工程实例
本项目是一个中小型灌区, 在某条江河的下游漫滩地上, 灌区内耕地面积为2140hm2, 水田面积为1800hm2, 旱田面积为340hm2, 灌区内有一片节水增效示范区, 示范区位于灌区上游, 包括南干南支一、二以及直斗一、新丰分干0+000~2+800, 北干新丰支为0+000~1+700的控制范围, 示范区总的耕地面积约为500hm2, 水稻面积约为300hm2, 示范区内土壤形式为草甸土和沼泽土, 土壤中含有较高的机质含量, 土层厚度为0.5m左右, 较为适合耕作以及灌溉, 区内水源来源于疏水总渠, 上游水源充足, 抽水站设计流量为4.5m3/s, 灌溉面积为1600hm2, 灌溉水田面积为1200hm2, 其中节水示范田面积为430hm2, 灌溉利用系数较低, 约为0.5。
3 灌区渠道工程防渗技术类型
在灌区渠道工程中, 能够采用的防渗技术较多, 一般而言, 在灌区渠道工程中, 最常采用的防渗技术按照材料的性质可以分为:土料压实、土料护面以及混凝土衬砌等, 而在其中防渗效果最好的要属混凝土衬砌防渗, 这项技术在实际的应用中还具有操作简便的特点, 因此, 在灌区渠道工程中应用较为广泛。混凝土渠道相比于其他的防渗工程来说, 具有明显的优势, 其相比于其他的防渗技术可以节省10%的渗水量, 可达到有效节省水资源的目的。而在灌区渠道工程防渗技术中, 还包括以下几个技术:
3.1 低压管道输水灌溉技术
所谓的低压管道输水也就是管灌, 就是将普通的土渠道换位低压管道, 利用低压管道来进行水量的输送, 这种技术的应用具有一定的优势, 其能够使得水量的输送的过程中, 不至于大量的蒸发, 而且能够有效减少水量的渗漏, 从而达到节省水资源的目的。这一技术在我国的平原地区相对应用比较广泛。另外, 低压管道能够有效的节省能源, 而且渠道的占地面积相对较小, 可以有效节约土地资源, 其在输水上也具有明显的优势, 应用低压管道可以提高输水的速度, 并且在一定程度上提升输水的效率, 能够起到有效的防渗效果。
3.2 喷灌技术
喷灌, 顾名思义就是喷洒灌溉, 与其他技术相比, 喷灌技术较为适用于中小型灌区的渠道防渗, 一方面节约了水源、节省了劳动力;另一方面还减少了耕地占有率, 并对保持水土有一定的促进。因此而被中小型灌区而广泛应用。
4 灌区渠道工程防渗措施
4.1 灌区渠道防渗施工技术
4.1.1 施工前的准备工作
在进行灌区渠道防渗施工前, 需要对所要进行施工的渠道做放样检验, 对放样的尺寸进行具体的设计, 在施工的过程中, 严格按照设计方案中的要求进行施工, 要注意4条渠道底脚线和渠口线的精确度, 为了确保其在实际的施工过程中能够符合施工的标准, 需要在施工工作开始之前, 先利用机械进行开挖工作。同时, 在进行地基的施工之前, 要注意对所要进行地基施工的土壤进行水分的风干, 这样是为了能够有效提高地基土壤的强度, 增强地基的稳定性。
4.1.2 施工期间
地形不同的地方按照其具体施工环境进行渠道衬砌, 有的需要开挖, 有的需要填方, 在防渗体工程进行铺筑之前需要先清理杂物, 然后进行回填, 并将渠道的地基夯实。需要填方的渠道, 其地基较为松散, 应该在衬砌前加大水位, 提前进行预沉, 然后将地基夯实。需要改建的渠道, 应该先扒松渠道地基, 然后风干, 再进行分层夯实。
4.1.3 混凝土浇筑
渠道防渗在进行施工的过程中, 为了避免出现雨水天气或者人为践踏, 需要提前进行混凝土的浇注。渠道削坡的过程中要对渠道的平整度进行严格控制, 可以适当采用多次修坡的方法进行。
4.2 渠道防渗设计
根据项目的实际情况, 在进行灌区防渗施工时需要采取一些有效的渠道防渗措施, 比如刚性防护与柔性防渗相互结合的技术措施, 一方面可以解决冻融性防渗问题, 另一方面可以有效提升了工程的使用寿命。
4.3 节水管理措施
除了对灌区进行防渗施工之外, 还需要采取适当的节水措施, 比如:提倡节约用水, 采用先进的灌溉制度, 增强输水控制工程的灌溉水利用系数, 加强灌水管理等。灌区渠道还可以采取浅、湿、浅和干湿交替的灌水模式, 或者采用农艺、水利方面的综合措施进行节水管理, 采取一些经济手段也可以有效节水。
5 结论
综上所述, 影响灌区渠道工程质量的最主要因素就是渗漏问题, 采取渗漏技术对渗漏问题进行处理, 可以有效的延长灌区渠道工程的使用寿命, 同时可以达到节水的目的, 使得水资源可以充分的得到利用。本文结合工程实例对灌区渠道工程防渗技术进行了探讨, 有本文的探讨结果可以知道, 只要采取有效的防渗措施, 加强渠道防渗设计, 同时采取有效的节水管理措施, 就可以对灌区渠道工程的渗漏问题进行有效的改善, 并在一定程度上可以提高灌区渠道工程的防渗技术水平。
参考文献
[1]戴启运.浅谈渠道防渗节水施工技术[J].企业导报, 2011 (09) .
[2]张茂祥, 苏达普, 张志宏.浅谈现浇砼衬砌渠道的施工技术[J].农业科技与信息, 2011 (02) .
[3]李晓青.浅谈渠道防渗工程技术措施浅析[J].甘肃农业, 2009 (08) .
灌区混凝土防渗渠道冻胀防治措施 篇5
【关键词】灌区混凝土；防渗渠道；冻胀破坏性；防治措施
前言
在当前我国社会经济发展的过程中，渠道工程在我国农业经济建设和工艺生产中都有着十分重要的意义，这不仅给人们带来了巨大的经济效益，还满足了人们日常生活和生产的相关要求。不过，我们在灌区渠道混凝土施工当中，时常会出现冻胀破坏的现象，这就对整个渠道混凝土结构的使用功能和安全性能有着严重的影响，因此我们就要对灌区混凝土渠道冻胀破坏的原因进行分析，从而采用相关的防治措施来对其进行处理，以保障灌区渠道的正常使用。
一、对冻胀破坏的诠释
灌区混凝土结构在使用的过程中，其混凝土出现的冻胀破坏现象主要表现在以下几个方面。
1、混凝土结构出现开裂的现象，而且大多数的裂缝都是出现渠底的中心线位置，这些裂缝的宽度最宽的在10mm左右，有着较强的延续性。
2、现浇混凝土变结构板出现隆起的现象，而高度在30mm左右，而隆起的位置大多数都是在渠底和边坡的中下部。而且随着周围环境的温度的不断变化，混凝土板复位的程度也就不一样，而且随着冰冻的融化，部分融水也会出混凝土的裂缝处留出，这就使得混凝土的细砂层容易出现下坠的现象。这就使得整个灌区的渠道系统的稳定性和平衡性下降。而且在外力的作用下，整个渠道系统也极其容易出现滑坡、坍塌的现象。
3、预制混凝土结构板在使用的过程中，有时也会出现膨胀、滑塌的问题，这就到了整个渠道结构的性能受到严重的影响。而当周围的温度上升的时候，预制混凝土中的融水也会从混凝土板中留出，这也使得预制混凝土的垫层结构在融水作用力的影响下，出现变形的现象。
由此可见，冻胀破坏对灌区混凝土结构有着十分严重的影响，这就导致整个灌区的渠道系统无法正常的使用，因此我们就要对灌区混凝土冻胀破坏的原因进行分析，从而采用的相应的防治措施来对其进行处理。
二、冻胀破坏的原因
根据相关的研究分析，我们发现如果渠道的挖方较深、地下水位较高，那么混凝土结构出现冻胀破坏的程度就比较大。尤其是在渠道的下部和边坡结构上，这样的现象极为突出。而导致这样现象出现的原因，主要是因为混凝土中的水分凝结成了冰，使其混凝土结构的在冰的作用下体积出现的膨胀的现象，这就使得渠道混凝土的体积出现了位移、变形等现象。这就对整个灌区系统的正常运行有着严重的影响。此外，在混凝土施工中，其冻胀破坏程度的大小也和地下水文、地基土质等方面的因素有着密切的关系
针对土壤冻结过程中地下水有转移聚流的特点，将渠道基础设计高程控制在地下水毛细管的水上升高度上，能够有效的避免乃至减轻冻胀的破坏，同时也可以将渠道抬高作为填筑渠。这样及时渠堤被渗漏的水浸湿，也容易受到毛细管的作用而蒸发掉。日晒能够有助于土体中的水分蒸发，根据这一系列问题。某灌区防渗渠道冻胀破坏的具体原因为以下几个方面：
2.1渠基的上升高度不足。老渠改建与老渠一侧新建的防渗渠道，受到地形的相关限制，往往不能上升到足够高度。渠道因處常年灌溉渠内，沿线的地下水位较高，渠基的土层水分补给及时，使基础含水量不断提升，在冻结的过程中，地下水容易受到温差影响而产生渗透力的作用，沿着毛细管不断的上升积聚，增大基地的冻胀量，对渠道的防渗面板产生很大的冻胀作用。实际证明，这些渠段的冻胀破坏比较普遍也较为严重。
2.2针对渠堤密实度不够的措施。在施工的过程中，部分由民工进行填筑完成的渠道，渠堤密实度达不到实际的设计需要，薄弱的环节存在较多。因为土体的密实度较低，地下水容易受毛细管作用而大量上升，让渠堤内的含水量大量上升，冻结过程中就容易产生较大的冻胀力。在春季，温度回升的饿时候，这些渠堤容易受到外溢水的渗透力的作用而发生变形，严重的容易出现滑坡与流土破坏，危机渠道的安全。
2.3防渗塑膜接缝不严或损坏的应对措施。防渗塑膜的连结多采用搭接法以及扣接法，只有极小数的情况采用了焊接法，由于施工质量的不同，施工中造成的部分破损也不能修补，存在集中渗漏通道。由于板间的接缝的不可靠，并且容易受到损失的特点，对于预制板衬砌渠道，板间开缝开裂、分离的现象比较普遍，去水容易侵入到达其防渗塑料层，再经过塑膜连接处于破损处渗入渠堤，自内补给水分，增加基层的含水量。对此，入冬前的冬灌对于渠道的冻害防治是没有好处的，在春季，温度回升的时候，基土的水分经渗入通道反向外溢，容易引起垫层与边坡的变形，影响渠道的运行安全。
2.4细砂垫层含粉土量偏高的情况。为了有效防止冻胀破坏，可以进行设垫层替换冻胀土的操作，风积砂具有高系数的导温系数，透水性比较强，属于弱冻胀土。因为管区内风积砂的分布较多，所以防渗渠道都要采用风积砂做垫层，其粉土的含量设计不能超过5%，由于部分风积砂源含粉土量偏高，有的高达17%，其本身已经属于冻胀土，用于渠道的垫层，无法起到防冻涨的作用等。
三、冻害防治措施
3.1及时进行维修，对于冻胀隆起的土体，体积较原先增大，并且含冰夹层与冰晶体。这种冻胀的现象逐年严重，需要进行及时处理，具体方法有，置换冻胀部位的不合理垫层，基本含水量较高，冻胀部位较为严重的部位，可以加厚至冻层厚度；修补损坏的板间分缝以及防渗塑模；对于变形严重的渠堤挖开重新进行填筑，提高土体的密实度；凿开现浇混凝土底板中心的裂缝，使缝宽达到2厘米，用适应变形较好的聚乙烯塑料胶泥进行灌缝；对其他已损坏的混凝土板揭去后重新进行浇筑以及砌筑。
3.2修建截、排水系统，在地下水位较高的地段，特别是渠坡修建截水、排水沟的方法是切断基土水的外来补给来源。截水、排水沟可以做成明沟或者暗沟，对于地形和占地方面的具体考虑，暗沟较为合适。
四、结束语
根据相关数据调查，我们发现灌渠混凝土冻胀现象的主要是发生在偏北的地区，这样的现象不仅对灌区渠道系统结构的正常运行有着严重的影响，还影响了人们日常生活和生产，因此我们就要对灌区混凝土冻胀破坏的原因进行分析，从而采用相应的技术手段来对其进行处理，从而使得渠道结构的冻胀问题得到有效的解决，进而满足我国农业经济发展的相关要求。
参考文献
[1]江淑萍，张玉兵.浅谈渠道冻胀破坏的防治措施[J].科技信息（科学教研），2008（06）
灌区渠道防渗节水技术措施探讨 篇6
一、灌区渠道防渗节水方式概述
对于灌区渠道防渗措施的功能进行分析, 可以将防渗节水措施分为两类, 第一种是管理防渗节水技术, 另一种就是工程技术型的防渗节水技术。管理防渗节水技术具体指的是对灌区水资源灌溉制度进行健全和完善, 合理、科学的制定用水计划, 实现水资源的最佳优化配置。找寻灌区渠道布置存在的不良问题, 对其进行改造。加强资金投入力度, 对灌区节水基础设施进行完善。不仅需要注重灌区渠道建设, 还需要注重渠道在日常应用中的维护, 严重灌区渠道的使用寿命。工程技术型防渗节水技术可以细致化的分为三类:第一种就是在渠床上添加防渗层, 从而提升渠道的防渗性能。第二种就是建设节水性的工程, 从而有效的改善防渗土壤的防渗性能。第三种就是对防渗沟槽进行优化和改良。防渗层的种类众多, 其中包括黏土性防渗层、缓凝土防渗层等等。对渠床的土壤进行改善, 主要是通过夯实土壤, 或者是应用粘性物质降低渠床的孔隙度, 从而达到防渗的目的[1]。
二、灌区渠道防渗节水技术措施
(一) 土料防渗节水加固技术
土料防渗节水加固技术应用主要是依据渠道防渗的功能需求, 将粘性程度较高的土壤与砂砾、石灰等材料, 按照相应的比例进行混合, 从而制作满足灌区渠道需求的防渗节水材料。为了有效的保障混合材料的防渗性能, 对于黏土的选择要慎重, 需要依据工程夯实的最大干密度, 还需要对黏土的含水率进行严格的掌控, 使得防渗材料切实满足防渗处理需求。混合材料铺设的防渗层需要控制在20厘米到40 厘米之间, 对于三合土等配置的防渗节水材料, 层砌厚度需要控制在10厘米到20 厘米之间。
(二) 水泥土防渗节水加固技术
水泥土防渗节水加固技术有着很强的优越性, 主要是因为施工材料很容易寻找, 而且技术应用难度性较低, 具有较为良好的经济性, 防渗成效也非常好。但是该技术也存在着一定的缺陷, 就是强度性能较差。水泥土的含水量最高可达到百分之四十左右, 对于施工技术没有特殊的要求。一些灌区渠道受冻害严重, 水泥防渗节水加固技术非常适用。还需要注重的是, 水泥土中具有的混合土料对于水泥土后期的强度性能, 以及使用年限都会造成很深的影响, 通常情况下应用砂土效果更为良好。主要是因为这种土料中, 粘粒的含量较少, 属于较为理想的状态。相关施工人员在水泥土进行配置的过程中, 一定要对土料进行完全性的粉碎, 对土料进行筛选, 去除土料中存在的其它杂质, 从而有效的保障水泥土的制备质量, 提升水泥土防渗加固技术应用成效[2]。
(三) 砌石防渗节水加固技术
砌石防渗节水加固技术可以就地对施工材料进行选取, 技术应用花费较少。灌区渠道防渗节水修复工程建设中, 对于石料的选择也有着一定的要求, 通常石料的长度需要控制在40 到50 厘米, 宽度需要控制在30 到40 厘米, 尽可能的保证石料的完整性, 而不是拼接而成。对于卵石石料很多的施工人员都并不陌生, 这种石料的体积很小。砌石防渗体中存在着很多的缝隙, 在流沙量较大的农业灌区非常的适用。主要是因为应用卵石砌筑而成的渠道防渗节水防护面, 经过一段时间的应用, 渠道流水中含有的泥沙会沉淀到砌石体的缝隙之中, 加上渠道水资源中矿物盐类所具有的凝聚作用, 最终使得应用卵石为材料砌筑的保护层转变为稳定性较为良好防渗节水层。
(四) 塑料薄膜防渗节水加固技术
塑料薄膜防渗节水加固技术在我国灌区渠道防渗节水处理中有着非常广泛的应用, 主要就是应用由聚氯乙烯制作而成的塑料薄膜。对于塑料薄膜防渗节水加固技术应用实践进行调查发现, 很多技术人员都会选择颜色较深的, 厚度在0.12毫米到0.2 毫米之间的塑料薄膜。这种防渗节水加固技术应用, 需要技术人员对灌区渠道进行清理, 避免塑料薄膜铺设完成后, 薄膜之下存在的众多杂质对薄膜进行损害, 对技术应用成效造成不良影响。对于斜坡面的设计, 需要依据相应的设计原则, 这样才能将该技术应用的优势良好发挥出来。在施工工作开展前, 技术人员需要对灌区渠道的渠床进行润湿处理, 从而提升技术应用质量[3]。
(五) 混凝土或沥青混凝土防渗节水加固技术
混凝土或沥青混凝土防渗节水加固技术应用, 对于水资源渗透量的减少可以达到百分之九十以上, 这种防渗节水加固技术在一些水流量较大, 流速较快的灌区渠道防渗节水处理非常适用, 该技术应用具有的缺陷就是造价性很高。对于中小型的灌区渠道, 混凝土或者沥青混凝土保护层铺设厚度需要控制在5 到6 厘米。但是对于大型灌区渠道的防渗处理工程建设, 混凝土保护层铺设厚度需要设置在8到10 厘米。
结语:农业生产需要应用大量的水资源, 但是对于我国农业灌溉对于水资源的利用率很低, 主要就是因为灌区渠道的防渗节水性能较差, 对水资源造成严重的浪费, 同时, 还有可能影响农作物生产环境, 限制我国农业发展。相关人员需要针对灌区渠道防渗节水的实际需求, 合理科学的选择防渗处理措施, 从而保障灌区渠道的防渗性能, 提升水资源应用率, 促进我国农业实现可持续发展。当然相关人员还需要不断的加强研究力度, 对防渗节水加固技术进行创新。
参考文献
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[2]祁辉.浅谈渠道防渗类型最优方案的选定[J].地下水.2011 (01) :123-124
试论灌区渠道防渗修复技术措施 篇7
1 灌区渠道运营现状
1.1 渠道渠系缺乏完整性与合理性
现阶段, 我国灌区的建设技术水平还较低, 缺乏科学严谨的规划设计, 且灌区灌溉渠系不明确, 对渠道渠系完整性和灌溉水输配水防渗的设计还存在较多的不足。渠道由于长期的管理松懈和缺乏必要的检查维护, 造成渠道中大量的骨干渠系建筑遭到严重的损坏、田间渠系的配套设施也有一定的破坏, 灌区尾部和末级提灌区域的保证率及可靠性较差、灌区的运行成本较高、运营的管理制度及措施不完善、渠道的自动化系统未能较好的利用和渠系运行情况较差等问题。
1.2 渠道输配水利用效率低
根据相关的资料研究统计, 目前我国大部分土渠的平均灌溉水利用系数仅为40%左右, 对于水资源的浪费十分严重。由于渠道灌溉时受很多外部因素的影响, 如渠系输配水利用效率在初步测算值的基础上增加10%, 然后除以渠道田间水资源综合利用系数, 就能达到较好的节能节水效果。如灌区田间水资源综合利用率仅为0.8, 那么输配水综合利用效率仅为50%左右。因此, 目前我国渠道渠系输配水利用率较低, 造成了渠道中水资源被大量的浪费, 需要采取合理节能防渗漏修复措施, 解决水资源被大量浪费的现状, 同时还能有效的提高灌区渠道水的综合利用率, 实现节能节水的目标。
2 渠道防渗节水节能加固技术措施
目前我国在渠道防渗节水节能加固修复工程中常使用的防渗材料有:现浇混凝土、水泥砂浆、浆砌毛条石和复合土工膜等。
2.1 混凝土防渗措施
目前渠道防渗工程中应用较多的是混凝土防渗方式作为其防渗加固的方法。在大量的工程实践过程中, 混凝土防渗加固修复方案在山区渠道的应用效果较好, 防渗加固效果显著。通常混凝土防渗加固的材料包括两种, 分别为预制混凝土和现浇混凝土两种模式。现浇混凝土的特点是防渗性能强, 可以有效的降低渠道渗漏量的80%以上, 还具有结构稳定、耐用性强和使用周期长等优点。现浇混凝土防渗加固修复依据渠道工程的实际特点可分为以下三种:
a.土渠开挖或岩石开挖完成后, 在开挖完成的渠道中直接使用现浇混凝土浇筑混凝土防渗板, 这种防渗的措施主要应用在灌区渠道配套工程中, 其缺点主要有:现浇混凝土易发生基地沉降、冻胀等问题, 导致混凝土板的裂缝, 并且目前对于这种裂缝引起的渗漏没有有效的解决措施。
b.浆砌块石现浇混凝土板防渗方案, 这种防渗加固方案在渠道防渗节能改造工程应用较广泛, 处理效果较好, 且耐久性强, 但是其缺点是采用浆砌块石现浇混凝土板防渗方案的投资较高, 因此, 应根据工程的实际情况合理的选择。
c.干砌块石后灌注混凝土, 这种防渗方式的工程造价相对较低, 因此其使用周期也较短, 综合防渗效果一般。
2.2 水泥砂浆防渗
在我国20世纪80年代, 水泥砂浆防渗加固修复方案是应用最多的防渗加固的方式。其特点是综合造价较低, 技术要求较低。水泥砂浆防渗加固方案是先将水泥砂浆按配置比例为1:2配置完成, 然后将配置好的水泥砂浆在浆砌块石基础上均匀抹面。这种水泥砂浆防渗加固的方法其缺点是, 水泥砂浆有着较强的收缩性, 极易发生干缩裂缝等问题。对水泥砂浆与混凝土防渗加固方案进行对比后, 水泥砂浆的防渗加固效果和耐用性等均不如混凝土加固方法, 因此目前这种方式已经很少应用在实际的渠道防渗加固工程中。
2.3 浆砌块石勾缝防渗
在山区渠道的防渗加固时, 最为难办的一个问题就是原材料的运输。浆砌块石勾缝防渗加固方式的特点是因地制宜, 结合当地的山区的自然条件和实际情况, 选择山上可以使用的防渗加固材料。浆砌块石勾缝防渗加固方式虽然解决了原材料的问题, 但还存在一定的问题, 就是其防渗施工时砌体密实性很难得到保证, 勾缝部位的耐用性较差, 且容易出现裂缝产生渗漏。因此, 浆砌块石勾缝防渗加固方案的使用效果也不理想, 还需要进一步的改进和完善, 除非工程的资金十分缺乏, 否则不建议使用该种方式对渠道进行防渗加固。
2.4 复合土工膜防渗
渠道防渗节水节能工程常使用复合土工膜防渗材料, 复合土工膜防渗材料具有良好使用性能。复合土工膜的优点在于其不仅具有防渗加固作用, 还具有过滤的效果, 在实际的工程应用中, 防渗效果较好, 且能够有效的防止冻胀情况的发生, 对于北方寒冷地区的灌区渠道防渗加固改造工程中, 应首先考虑使用复合土工膜防渗材料。
3 现浇混凝土防渗加固方案施工技术要点
在应用现浇混凝土对渠道防渗节水节能加固施工时, 施工工艺的工序是先坡后底, 然后压沿浇筑。对渠道底部进行先浇筑施工的目的对渠道坡面进行支撑, 避免出现上部浇筑的混凝土板出现滑落的现场, 影响施工的效果。在渠底和压沿混凝土浇筑时, 还应按照合适的方向进行连续浇筑, 不得出现中间施工的停歇, 如有需要停止施工的现象, 应控制停工时间在1小之内, 否则需要重新浇筑。混凝土板浇筑时为防止过于干燥的现象, 应先洒水进行湿润处理, 避免浇筑好的渠道防渗混凝土板因水分的流失产生裂缝的出现。施工过程所使用的现浇混凝土需按照要求采取机械拌和的方式, 保证浇筑时混凝土的及时供应, 使施工过程连续不间断。此外, 对于现场施工人员应严格按照设计要求, 控制好混凝土的水灰比和坍落度, 并保证水泥的合理使用量。
4 结论
渠道防渗漏节水加固工程中对新防渗技术、防渗材料和先进施工设备的使用, 能够有效的提高灌区渠道防渗工程的施工水平, 大大的加快施工的进度, 并节省工程的投资, 这对于渠道防渗工程来说的意义重大, 能够实现较好的经济效益和社会效益。今后, 随着灌区渠道防渗节水加固修复技术的进一步发展, 水资源综合利用率会得到较大的提升, 保证灌区的正常运行, 使其获得较好的经济效益, 促进灌区渠道工程的设计和施工更加的科学合理。
参考文献
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[3]孙淑玉, 霍洪元等.浅谈黑龙江垦区灌溉渠道防渗防冻胀的工程技术措施[J].水利科技与经济, 2012 (4) .
灌区渠道 篇8
东港灌区位于辽宁省丹东市西南部,地处鸭绿江、大洋河下游,黄海岸边。总控制面积1 352 km2,耕地面积6.996万hm2,是辽宁省的大型灌区之一,丹东市的主要水稻产区。因此,搞好东港灌区的渠道衬砌工程对整个灌区的发展具有重要意义。东港灌区属于温带湿润地区大陆性季风气候,因南临黄海,兼具海洋性气候特点,降雨丰沛,空气湿润,气温年差小,冬暖夏凉,四季分明。多年平均气温8.1～9.5 ℃。极端最高气温为38.8 ℃,极端最低气温为-26.7 ℃。
目前该灌区内渠道衬砌普遍采用的一种结构形式是对渠基土进行换填处理,将灌区内的冻胀性土壤换填成弱冻胀性的沙砾料,换填厚度为40 cm。但经过多年观察,每到冬季,渠道衬砌的混凝土面板均因冻胀产生了不同程度的断裂、错台、塌陷,严重影响了渠道衬砌的质量,导致渠道输水能力下降。而且换填施工时开挖量大,施工困难,施工质量又难以保证,换填厚度往往达不到要求。为了消减冻胀破坏,延长工程的使用寿命,提高投资效益,东港灌区渠道衬砌工程急需寻找新的防冻胀结构形式。
导致渠道基土冻胀的主要原因:一是基土温度低于0 ℃,二是由于基土中含有过多水分[1,2]。水冻结后体积膨胀,造成破坏。两个原因中只要克服任何一个即可达到抗冻胀的目的[3,4,5]。东港灌区渠道基土属强冻胀土,含水量高,地下水位埋深浅,考虑降低基土含水量来消减冻胀十分困难,因此本试验采用保温措施,以提高基土温度。目前,苯板保温材料被广泛地应用到工程各个领域,其中包括渠道衬砌的基土保温,我国北方几个省对其进行了较多的试验研究[6],但在辽宁省研究较少,东港灌区也尚无应用实例。因此,研究苯板保温结构在东港灌区渠道衬砌应用中的抗冻胀能力及适用情况是本次试验的重点。
1 试验段设计
1.1 结构形式
为研究苯板材料在东港灌区应用的可行性,将试验段设置在东港灌区一条支渠及两条斗渠上,长度各20 m,用苯板保温结构代替灌区原设计的换填渠基土结构。支渠为南北走向,设计苯板厚度相同;斗渠为东西走向,设计南坡、渠底、北坡铺设不同厚度的苯板。具体苯板厚度设计见表1,结构断面见图1～3。
1.2 观测设备
试验中均采用自制的设备观测地温,观测前将观测管垂直衬砌面板插入渠基土中。而冻胀量观测则采用相对测量法,取距坡脚1/3处做为坡面冻胀观测点并用钢钉固定,渠底观测点取渠底的中心点,并在渠堤上固定一基准高程点,观测时用水准仪测量基准点与观测点之间的高差来计算冻胀量。通过观测并与原设计做对比,分析地温和冻胀量的变化特点及规律。
2 观测数据与分析
2.1 观测数据
首先通过室内试验确定试验渠段内渠基土的物理性质。试验得出土壤粒径小于0.075 mm的含量达到97.9%,属冻胀性土。另外,对试验渠段内多点渠基土含水率的观测结果表明,渠基土含水率普遍在20%以上,最高可达43.8%,由此判定试验段土壤具备产生冻胀的条件。
本次试验共观测了2010～2011年和2011～2012年2个冬季,综合2年观测数据,汇总得出各结构的渠基土平均地温、最低地温、最大冻深和冻胀量,见表2。此外,还绘制出了部分渠基土的地温变化过程线,见图4～6。
2.2 结果分析
东港灌区冬季每日最高气温平均值均在0 ℃以下,当地这种气温条件与渠基土的土壤性质共同决定了该灌区渠道基土必然会产生冻胀破坏的现象。通过对各结构渠基土的分层地
注:表中的平均地温是指所有观测日测得地温的平均值。
温观测,原设计边坡40 cm和80 cm深处地温平均值分别为-0.36 ℃和1.06 ℃,渠底40 cm和80 cm深处地温平均值分别为-0.32 ℃和1.84 ℃。而采用苯板保温结构后,40 cm深坡面地温值平均提高了0.92～4.01 ℃,渠底地温值平均提高了0.64～3.29 ℃;80 cm深坡面地温值平均提高了0.89～4.25 ℃,渠底地温值平均提高了0.83～3.12 ℃。苯板保温结构中,仅在苯板厚度小于6 cm的南坡及渠底处40 cm以上的渠基土地温出现过负温,持续时间约13 d,其他位置40 cm深及以下地温均在0 ℃以上。由此可见,苯板材料对提高渠基土的温度有显著效果。
通过对冻深层的观测,也可以很明显地体现出苯板保温结构的优势,原设计最大冻深可达108 cm,冻结期历时近6个月。而在苯板保温结构中,冻深可缩小到8 cm,且缩短冻结期2个月以上。
冻胀量观测结果,原设计衬砌表面冻胀变形情况十分明显,观测前期冻胀量增长迅速,2月中下旬冻胀量普遍达到最大值,最大冻胀量达14.5 cm,此后冻胀开始逐渐回融。采用苯板保温结构后对冻胀的抑制作用十分明显,整个冻胀过程变化平缓,削减冻胀量达47.6%～99.3%。其中当苯板厚度为8～10 cm时,渠基土已基本无冻胀现象发生,6 cm厚苯板保温结构冻胀量可减小到3 cm以下。另外,与原设计相比,采用苯板保温结构的回融期至少可提前10 d左右,缩短了渠基土的冻胀时间,削减了渠基土冻胀对混凝土衬砌表面的破坏程度。
3 苯板厚度与各项指标之间的相关性分析
根据2010-2011年和2011-2012年2个冬季观测数据,分别对苯板厚度与平均地温、最大冻深和最大冻胀量之间的关系进行分析,得到如图7～9所示的拟合曲线。
利用以上3组拟合曲线可以确定在东港灌区采用的苯板厚度与渠基土平均地温、最大冻深和最大冻胀量之间的关系。曲线各点的斜率大小反映了各项指标随苯板厚度增加而变化的趋势。斜率较大时,各项指标变化速率则大;斜率较小时,说明各项指标随苯板厚度增加而改变的速率变小,即苯板材料产生的提高地温、较少冻深、抗冻胀的效果在减弱。因此,选取曲线斜率转变较大的那一点应为最适宜的苯板厚度。
根据3组曲线斜率的变化情况,同时结合各苯板保温结构的观测数据,最终将适宜东港灌区的苯板保温板厚度确定为6 cm。如考虑节省造价,可将渠道北坡(即阳坡)部位的苯板厚度适当减少1～2 cm。
4 结 语
通过试验证明,在东港灌区,渠道衬砌采用苯板保温可以明显的提高渠基土温度,减小冻胀量,延长渠道衬砌的使用寿命,减少工程投资,适于广泛推广。建议铺设苯板厚度不低于6 cm,具体可依照工程投资预算而定,渠道阳坡部位铺设苯板厚度可以适当减小。
参考文献
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灌区渠道 篇9
1 灌区渠道及灌溉系统概述
1.1 灌区灌溉系统构成
当我们需要进行老灌区的渠道改建时, 首先必须对于灌区灌溉系统有一个整体的认识, 以方便我们从整体入手, 确立更加全面而稳妥的解决方案。一般来说, 灌区的灌溉系统主要由三个部分构成:渠首取水建筑用于解决水流的来源;渠系建筑物及田间渠系工程用于解决水流的分流和灌溉;而各级输配水管道则作为灌区工程的骨架, 确保整个灌区渠道和灌溉的有序性和顺畅性。
1.2 灌区灌溉系统当前现状
目前而言, 我国的灌区渠道正在进行逐次的升级和改建, 以确保农业发展和灌溉技术的需要。对于一些老的灌区, 也确实由于使用期限过久而产生了许多的问题, 以我参与过的塔南灌区为例:该灌区在五、六十年代就已经投入使用, 过于久远的使用年限导致各级输配水管道已经老化严重, 出现了大量的渗透性问题;同时, 由于设计时没有办法充分的考虑目前的新技术和农业灌溉规模的大量变化, 渠首取水建筑物的设计标准也偏低, 无法满足平衡用水的需要, 管理手段相对落后, 容易造成不良问题的发生。
1.3 灌区灌溉渠道改造的客观条件及可行性
随着我国的科技进步以及国家对于农业的高重视、大投入, 老灌区的灌溉渠道改建已经是必然的发展趋势。此外, 在技术力量和实践经验上, 作者所参与的一系列项目, 诸如塔南二干渠施工、胜利水库险险加固及导流渠工程建设、南口农场塔南二干渠北支干渠防渗改造工程等等, 相关的改建过程和改建之后的实际使用效果, 都充分说明了灌区灌溉渠道改建的必要性和可行性。我们需要通过这样的改建提高生产效率、进一步促进和满足农业的发展需要。
2 灌区渠道改建的具体措施和注意事项的分析
灌区的渠道改建, 必须要结合实践的灌区情况和灌溉需求进行针对性的定位和设计。此外, 根据作者个人的一些项目实践经验, 以下几点是灌区的渠道改建中必须要认真衡量的要点问题:
2.1 渠系优化设计
渠系的优化设计是改建过程中需要优先考虑的重点。一般来说, 渠系的优化设计主要集中于整体渠系走向的选择以及如何合理平衡上下级渠系的衔接两大方面。
1) 渠系走向的选择。在老灌区中, 受限于建造时的科技条件和施工方式, 渠系多采用半挖半填式处理方式, 并且尽可能的避开人工不易开掘的区域, 极大地增加了渠道整体的长度, 给后续的维护、排查及管理工作也会带来一定的麻烦, 同时还会导致渠系的走向有所偏失。而在改建过程中, 由于采掘技术已经足够的成熟, 足以应付各种区域采掘的需要, 因此主要的工作就在于在原干支渠线的基础上, 以原渠线改造和紧邻原干支渠建设新渠为主, 针对于走向不合理的部分进行局部的调整, 以确保在整体渠线稳定的基础上, 尽可能的实现对于渠系走向的优化和合理引导。2) 上下级渠系衔接的平衡。同时, 还需要考虑上下级渠系衔接的平衡。不仅要充分考虑满足过流需要的上下水位设计, 还要考虑上下级渠道渠底高程衔接, 以避免渠内水位的囤积, 从而造成水资源的散失和利用率下降。
2.2 流量控制
老灌区的渠道改建应该充分考虑当前的发展和实际需求, 尽可能合理而稳妥的增加渠道的过流能力。灌区的渠系设计和灌溉应该首先以满足农业生产的需要为主, 而不是为了确保已有的渠道流量和灌溉程度而进行农作物生产的分配。例如作者参加过的农一师塔南灌区, 老灌区的棉花灌水期一般设定在18~20天/次, 长的近30天, 严重影响了棉花的生长和单产产量。因此, 在进行老灌区的渠道改建时, 需要坚持以实际农作物生产需要为首要出发点, 结合实际灌区的生产需求, 充分确保灌溉的连续性和合理性的基础上, 进行相应的过流能力管理及流量控制。
3 渠道防渗透措施
渠道防渗是一个十分重要的问题, 渠道渗水的出现不但会造成灌溉的不充分及大量水资源的流失, 还会由于大水漫灌和渠系渗漏而造成灌区大面积次生盐渍化, 严重的影响农业的发展。因此, 在渠道改建中, 必须做好相关的防渗工作, 确保渠道防渗的完善性和质量性。
4 切合农业发展和新技术革新的需要
老灌区之所以需要进行渠道的改建, 从根本上来说就是因为其已经无法适应当前的农业发展和技术需要, 因此我们在进行改建方案的设计时, 必须结合实践的灌区科技情况和农业发展现状及发展方向, 将新的农业种植生产技术、灌水技术、节水设施等对灌渠的新要求并入改建的方案中, 以切合农业发展和新技术革新的需要。
5 注重新材料和新技术的应用
科技的进步带动了新材料的研发和使用, 对于渠系管道而言, 充分的考虑实际地质情况和灌区特点, 使用性能更好的新兴材料和输送技术, 以确保作为灌区工程骨架的各级输配水管道具备更优良的质量性能, 是十分必要的。
6 灌溉管理现代化的推广
最后, 也是最重要的, 就是加强对于灌溉区整体管理方案的推动。不仅仅是要结合于改建后渠道的实际使用性能, 更要充分的切合当前的农业发展及实际灌区生产的需要, 对于量水、配水、输送周期、输送量等进行合理的分配和管理, 确保在切合实际需要的基础上, 将改建后的渠系管道的性能和使用效果发挥到最大。
7 结束语
我国政府对于农业发展的重视以及实际的农业发展现状决定着我们必须对于老灌区进行合理的升级改建, 而新科技新理念的引入有为老灌区的完美升级提供了足够的支撑。而对于作为实际工作者的我们自身而言, 在有如此多的资源的情况下, 必须明确老灌区改建的重要性, 合理和充分的把握实际改建中的注意要点, 努力将这件利国利民的大事做到最好。
参考文献
[1]沈刚.新老线结合的灌区渠道防渗改建工程施工技术.水利技术监督, 2012.
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灌区渠道 篇10
【关键词】灌区；混凝土防渗；防渗渠道；冻胀；防治措施
由于混凝土本身就具有一定的施工缺陷，所以混凝土工程在施工和使用中难免会因为出现质量病害。针对混凝土的施工缺陷，所以灌区渠道工程在修建时普遍采用混凝土渠道防渗技术，有效避免了渠道渗漏现象发生。但鉴于天时不利，灌区进入冬季以后，过低的温度会对混凝土防渗渠道造成影响，严重者还会导致渠道发生冻胀现象，给渠道工程的施工管理带来诸多麻烦，因此需要对其进行有效处理。下面就灌区混凝土防渗渠道的冻胀问题进行探讨。
1.混凝土防渗渠道的冻胀破坏形式
无可厚非，混凝土防渗渠道发生冻胀现象的时间大多处于冬季，因温度过低而导致。在以往的冻胀破坏案例中，混凝土防渗渠道发生冻胀现象的表现形式主要包括：
1.1现浇混凝土底板破裂
在冬季温度过于低下的情况下，一些未设置纵向分缝的渠道的混凝土底板容易发生裂缝破坏。通常情况下，裂缝的发生的位置大多处于渠道底部的中心或中心线，裂缝宽度多维持在0.1～1cm范围内，裂缝长度较长且存在不确定性，可能会在裂缝形成后期持续延长。有些裂缝甚至贯通了整条渠道。
1.2隆起
混凝土板发生隆起现象，其主要原因除了温度过低之后，还缘于地下水位偏高。在一些地下水位相对较高的渠段，由于渠道地基土的冻胀程度比较严重，而渠道顶部的冻胀程度又相对较小，这就容易造成混凝土衬砌板隆起。渠道隆起时，其隆起高度大多保持在1～4cm。尽管渠道隆起现象在来年开春化冻之后会有所复原，但这种复原是有一定限制的，并不能完全复原。并且由于隆起渠段地基土的含水量相对偏高，经冻结、融化之后，基土内的融水会因受到外界因素影响而从基土中溢出，从而导致渠道细砂垫层产生位移，移动下坠，给下部的混凝土面板施加压力，并挤拱面板。等到来年再次被冻胀时，混凝土防渗渠道面板的隆起程度将更加严重，甚至有可能发生滑坡现象。
1.3预制混凝土板出现鼓胀、滑塌现象
预制混凝土板鼓胀现象主要表现为：预制板几块或成片鼓起，鼓胀高度高达2～6厘米。鼓胀是发生滑塌的前提，由于预制混凝土鼓胀现象多发生于去渠道底部和边坡的下部，当鼓胀高度过高时，就有可能使预制混凝土板失去平衡，进而导致边坡滑塌。
2.防渗渠道冻胀原因分析
通过上述对混凝土防渗渠道冻胀破坏形式的分析，得出冻胀对混凝土渠道质量的影响很大。为了改善渠道冻胀破坏状况，提高混凝土防渗渠道质量，我们需要对渠道冻胀破坏的原因进行分析，并参照分析结果探求相应的解决对策。现对混凝土防渗渠道冻胀原因作详细分析。
产生冻胀的成因主要是土体中的水分凝结成冰，因体积扩张致使土壤颗粒发生位移，土体膨胀后受建筑物约束产生冻胀力，造成建筑物变形。负温条件下地下水受温差影响向地表冻结土层转移积聚，增加冻胀量。因此，地下水的存在特征、基本含水量和土壤特性成为决定冻胀程度的主要因素。本灌区土质在冻结过程中可产生较大的水分转移积聚。
2.1渠基上抬高度不足
老渠改建和老渠一侧新建的防渗渠道，受地形限制，往往不能上抬足够高度。渠道因处常年灌溉区内，沿线地下水位较高，渠基土层水分补给充分，致使基础含水量较高。冻结过程中，地下水受温差产生的渗透力作用，沿毛细管源源不断地上升积聚，不断加大基土冻胀量，对渠道防渗面板产生较大的冻胀作用。实际表明，这些渠段的冻胀破坏比较普遍，也较为严重。
2.2渠堤密实度不够
部分由民工填筑完成的渠道，渠堤密实度达不到设计要求，薄弱环节较多。因土体密实度较低，地下水易受毛细管作用而大量上升，使渠堤含水量迅速地大量增加，冻结过程中可产生较大的冻胀力。春季化冻时，这些渠堤易受外溢水渗透力作用而发生变形，严重者产生滑坡和流土破坏，危及渠道安全。
2.3防渗塑膜接缝不严或损坏
防渗塑膜的连结多采用搭接法和扣接法，少数采用了焊接法，但施工质量不同，施工中造成的部分破损也未能修补，存在集中渗漏通道。由于板间接缝不可靠，且易损坏，尤其是预制板衬砌渠道，板间分缝开裂、分离现象较普遍，渠水易浸入到达防渗塑膜层，再经塑膜连结处和破损处渗入渠堤，自内补给水分，增加基土含水量。因此，入冬前的冬灌对渠道的冻害防治是不利的。春季化冻时，基土水分经渗入通道反向外溢，引起垫层和边坡变形，影响渠道运行安全。
2.4细砂垫层含粉土量偏高
设垫层替换冻胀土是防止冻胀破坏的有效措施之一。风积砂具有导温系数高、透水性强的特点，属弱冻胀土。灌区内风积砂分布较多，故防渗渠道均采用风积砂做垫层，但部分风积砂源含粉土量偏高，有的高达17%，甚至更高，本身已属于冻胀土，用于渠道垫层，无法起到防冻涨作用。
2.5设计上的缺陷
渠底是最易受冻胀破坏的部位。有些小断面渠道，渠底现浇混凝土板未设计纵缝，因底板两侧受边坡挤压，中部受到拱力作用，无法释放，稍有冻胀或滑坡，底板中部就成为数力集中作用点，可轻易折断，在渠底形成一条长长的裂缝。渠底未设纵缝的混凝土现浇渠道普遍发生这种破坏，破坏情况往往较严重。
2.6入冬前渠道停水较晚
冬灌会自内补给增加基土含水量，对混凝土防渗渠道极为不利。入冬前渠道停水晚，基土含水量较高，尤其是渠道中下部，一旦冻结，冻胀量较大。
3.冻害防治措施
3.1及时维修
冻胀隆起的土体，体积较原先增大，且含冰夹层和冰晶体，冻胀现象往往一年比一年严重。不及时治理，将导致渠道更为严重的破坏。维修应遵循“重伤不拖延，轻伤不放过，合理安排，逐步解决”的原则，具体办法主要有：a.置换冻胀部位的不合格垫层，基土含水量较高、冻胀部位较为严重的部位，可加厚至冻层厚度；b.修补损坏的板间分缝和防渗塑膜；c.对变形严重的渠堤挖开重新填筑，提高土体密实度；d.凿开现浇混凝土底板中心裂缝，使缝宽达到2厘米，用适应变形较好的聚乙烯塑料胶泥灌缝。
3.2修建截、排水系统
在地下水位较高的地段，尤其是挖方渠段，可采取在渠旁修建截水、排水沟的办法切断基土水的外补给来源。截水、排水沟可做成明沟或暗沟，从地形和占地方面考虑，暗沟较为合适。
3.3改善渠道运行方式，加强田间灌溉管理
合理安排，适当提前冬灌时间，或利用原有土渠进行冬灌，尽量减少基土水分的内补给量。同时，应加强田间灌溉水的调度管理，勿使超灌，控制入冬前灌区地下水位的上升。
3.4渠旁植柳
柳树根系发达，呈根网状盘结，可使基土成为非冻胀纤维土，同时，根须还可以吸收土体中是水分和阻断土壤毛细管水上升通道，降低基土含水量。
4.结束语
综上所述，做好灌区混凝土防渗渠道的冻胀防治工作，是保证渠道工程施工质量，减少水资源浪费的一项重要措施。在灌区节水改造建设中，灌区混凝土防渗渠道的修筑是极其重要的，而在修筑完成，对其进行管理时，需要严格做好渠道工程的冻胀防治，以便进一步深化我国灌区续建配套和节水改造工程建设，提高灌区灌溉质量。
【参考文献】
[1]杨伟峰，党一兵，杨德良.东雷抽黄灌区渠道冻胀渗漏的原因及对策[J].现代农业科技，2012（06）.
[2]王婧.汾河灌区现浇混凝土渠道衬砌冻胀试验研究[J].山西水利，2010（01）.
灌区渠道 篇11
松涛水库是海南省最大的水库, 是一宗跨流域引水, 以灌溉为主, 结合供水、防洪、发电、养殖的大型水利枢纽工程。总库容33.45亿m3, 流域面积1 496 km2, 设计多年平均供水量12.87亿m3, 设计灌溉面积13.66万hm2, 实际灌溉面积7.2万hm2。松涛灌区总干渠6.68 km, 设计流量94.3 m3/s;西干渠25.92 km, 设计流量23.4 m3/s;东干渠123.57 km, 设计流量70.9 m3/s;那大分干渠25 m3/s;松涛灌区 (东干渠) 渠道梯级跌水电站 (5座) 装机容量为11.57 MW。
松涛灌区渠道主要是以灌溉为主, 结合供水、发电等, 5座渠道梯级电站服从于灌区灌溉、供水 (工业、生活) 的需求, 在协调好各方面关系的基础上, 充分利用好水资源多发电。由于渠道的调节性能差, 渠道梯级电站地理位置分散, 松涛灌区渠道梯级电站 (以下简称渠道梯级电站) 相互之间 (上下游电站) 的矛盾突出, 相互争抢水头, 开停机频繁, 造成互相影响, 既影响灌区灌溉及供水 (流量时大时小) , 也影响电站运行的稳定性和可靠性, 造成渠道梯级电站总体发电效益不高。为化解松涛灌区渠道用水方面存在的诸多矛盾, 提高水的利用率, 提高渠道梯级电站的发电效益, 20世纪90年代后期开始对松涛灌区渠道梯级电站优化调度进行调研, 并对松涛灌区渠道梯级电站优化调度开始进行专题研究, 以现代控制理论、动态规化法为基础, 根据动态规化法求解适合松涛灌区渠道梯级电站优化调度的运行方式;2006年后, 松涛灌区渠道梯级电站开展了联合优化调度应用的探索, 在研究和应用过程中, 得到了一些新的启发和启示, 并取得较好的应用效果。
松涛灌区渠道梯级 (5座) 电站实施优化调度后, 既考虑了灌溉用水, 也兼顾了综合利用 (供水、发电) 的用水, 最大程度地化解松涛灌区渠道灌溉用水和综合利用 (供水、发电) 之间的用水矛盾。由于实施松涛灌区渠道梯级电站联合优化调度, 松涛灌区渠道5座梯级电站的整体意识提高了, 松涛灌区渠道梯级电站群之间的矛盾得到了缓解, 松涛灌区渠道和渠道梯级电站群之间的水流平稳, 发电条件得到了明显改善, 发电量也得到明显增加。
1 渠道梯级电站优化调度目标
松涛灌区 (东干渠) 渠道梯级电站优化调度是在不改变水工建筑和跌水电站现有设备的情况下, 运用随机动态规划法, 借助松涛水库水情测报系统提供的实时水情信息, 利用计算机编制出渠道最优调度方案, 从而实现松涛灌区的灌溉和结合发电的最佳控制运用, 达到增加发电量 (产值) 的目标。
1.1 目标与方式
松涛灌区渠道梯级电站的优化调度运用, 是根据渠道梯级电站优化调度目标制定各种优化运行方式, 包括:1) 渠道优化、梯级跌水电站群互补调节运行方式;2) 渠道梯级电站经济负荷实时调度运行方式;3) 编制渠道梯级电站年、月、日运行方式;4) 下达渠道梯级电站日负荷曲线。
1.2 目标与计划
依据松涛灌区渠道梯级电站优化调度目标确定的优化运行方式, 编制各梯级电站的年、月发电计划, 编制梯级电站群的年、月发电计划。松涛灌区渠道梯级电站每年发电时间约为300~310 d, 具体计划如表1所示。
MW·h
2 渠道梯级电站工程特性
由于松涛灌区5座渠道梯级电站的地理位置分散, 渠道梯级电站的机组都是低水头机组, 渠道自身的调节性能差, 致使渠道梯级电站相互之间争抢水头, 相互间影响较大, 既影响灌区灌溉及供水, 也影响电站运行的稳定性和可靠性, 造成渠道梯级电站总体发电效益不高。为此通过对松涛灌区渠道电站的基本现状和工程特性方面深入地了解, 全面研究合理处理各项工程因素、权衡各项约束因素的方法, 在各项约束之间找到一个最佳的结合点, 得出适合松涛灌区渠道梯级电站联合优化运行的方式。
2.1 渠道梯级电站的地理分布
松涛灌区渠道及5座渠道梯级电站的地理分布情况如图1所示。
2.2 渠道梯级电站工程特性
松涛灌区渠道5座梯级电站的工程特性如表2所示。
3 渠道梯级电站优化调度方法和特点
3.1 渠道梯级电站优化调度方案
根据松涛灌区渠道5座梯级电站的状态变量 (水位、流量) , 选取平均出力、发电耗水量、相邻渠道 (西干渠、那大分干渠) 的水量调节和稳定渠道过流量等作为决策变量, 按渠道设计确定的渠道水位、流量和发电出力等边界约束条件, 运用动态规划法进行逆时序逐时段的调节计算, 编制渠道优化调度方案[1]。
3.2 渠道梯级电站优化调度曲线图
1) 编制渠道优化调度曲线图, 将常规渠道的水位、流量调度曲线, 扩展为时间、水位、流量的调度曲线图, 使渠道调度决策的实时性、实用性更强。
2) 松涛灌区渠道实施了节水改造工程 (梯级电站群的渠道实施了防渗工程) , 根据渠道工程特性 (设计) 和各种来水组合计算, 在每年5—11月的汛期, 取消了渠道汛期水位限制。现在渠道在汛期的运行水位比原汛期的运行水位提高了30~40 cm, 因此要重新综合调整渠道优化调度曲线图。
3) 根据渠道 (梯级跌水电站) 恶劣天气 (台风、暴雨) 与来水量的组合计算, 结合渠道优化调度曲线图, 重新制定台风暴雨期间的控制运行水位。
3.3 渠道梯级电站优化调度方式
1) 根据动态规划理论, 求解适合渠道梯级电站优化运行的方式, 根据渠道梯级电站优化调度曲线图和梯级电站的工程特性, 确定渠道梯级电站的发电出力。松涛灌区渠道梯级电站优化运行方式如表3所示。
2) 根据松涛灌区渠道各梯级水电站间的水头、流量关系, 计算出上下级电站区间扣损及流达时间, 两相邻梯级电站间水头衔接程度和下一级电站水位波动对上一级电站的水头损失;采用计入流量的时间、空间相关关系, 建立优化调度数学模型, 应用随机动态规划法求解, 得出各时段梯级电站整体最优运行方式;得出总负荷及其他约束条件下的梯级跌水电站群整体最优联合运行方式。由于渠道梯级电站是低水头机组, 通过实施梯级电站优化调度, 渠道梯级各电站知道前池流量, 根据来水量发电, 平稳发电, 做到不弃水和少弃水, 机组始终在高水头满发电状态下运行。由于克服了常规渠道调度方法的重大缺陷, 经济效益明显提高[2]。松涛灌区渠道梯级电站水利要素如表4所示。
3) 根据水情遥测系统提供的实时水情信息对各渠段过流量进行预测和还原分析, 使渠道梯级电站优化调度决策更贴近实际, 从而提高渠道梯级电站的发电量。
3.4 渠道梯级电站内的优化经济运行
要实现松涛渠道梯级电站内的经济运行, 就要做好挖潜增效, 根据渠道梯级电站优化调度给定的前池流量和下达的运行方式, 在渠道梯级电站流量稳定的前提下, 梯级电站结合本电站机组水头和单机引流的实际情况, 选择“以水定电”或“以电定水”的操作方法, 始终保持在最高水头、满负荷的情况下运行, 机组耗水量最少, 效率最高, 发电量也高于以往的发电量, 使电站内经济运行得到了优化。以往, 来水量不稳定, 匆大匆小, 前池水位匆高匆低, 难于控制, 由于渠道跌水电站是低水头机组, 水头损失是机组效率损失最大的因素, 从而造成发电量损失。松涛灌区渠道梯级电站日运行方式-负荷[3]如表5所示。
注:损失流量是区间的农业灌溉用水和渠道渗漏量的总和。
4 渠道梯级电站优化调度效益评估
4.1 实际效益
自2006年以后, 松涛灌区渠道梯级电站实行优化调度以来, 对渠道梯级电站运行实行联合优化调度, 各梯级电站间主动进行沟通配合, 如机组运行方式、开停机都主动向下游电站电话通报情况, 使松涛灌区渠道梯级电站优化调度工作得到了顺利开展。松涛灌区渠道梯级电站实施优化调度后发电量明显增加, 经过8年的运行考核, 松涛灌区渠道梯级跌水电站8年的年平均发电量与未进行优化调度期间的发电量相比, 年平均增发电量10.68 MW·h, 增加收入427万元 (综合电价0.40元/k W·h) 。8年累积平均节水增发电量85.45 MW·h, 累积增加收入3 418万元。松涛灌区渠道梯级电站实施优化调度前后发电量对比情况如表6所示。
MW·h
4.2 综合效益
松涛灌区渠道梯级电站优化调度应用实践经验证明, 实现渠道梯级电站优化调度可获得3种直接和间接效益:1) 增加发电量;2) 提高发、供电的可靠性和稳定性;3) 实现松涛灌区的灌溉和结合发电的最佳控制运用, 保障综合利用, 提高自身经济和社会效益。
5 结语
在松涛灌区渠道梯级电站优化调度的实际过程中, 主要研究如何处理各项工程因素, 根据动态规划理论, 全面而合理地权衡各项约束因素, 在各项约束之间综合考虑, 找到一个最佳的结合点, 求解出适合松涛渠道梯级电站优化运行的方式。在实施松涛灌区渠道梯级电站联合优化调度初期, 渠道梯级电站的年发电效益就显现出来了, 经过多年不断地修正和调整优化特性, 松涛渠道梯级电站的年发电量逐年提高, 经过8年的经济运行考核, 松涛灌区渠道梯级电站群优化调度后, 年发电量的提高达到20%左右。实践证明, 松涛灌区渠道梯级电站实施优化调度后效益显著。
参考文献
[1]董子敖.水库群调度与规划的优化理论和应用[M].济南:山东科学技术出版社, 1989:214-285.
[2]马细霞, 马跃先, 申季维, 等.电站引水损失对厂内优化运行设计的影响分析[J].水电能源科学, 2003, 21 (1) :49-50.