裝配式鋼筋混凝土U型渠技術應用

李 民，付 紅，張 磊

（1.濟南天水混凝土制品有限公司，山東 濟陽 251400；2.東阿縣農業綜合開發辦公室，山東 東阿 252200）

山東省灌區面積較大，對保障全省糧食安全發揮了巨大作用。山東省灌區形式豐富，有引黃、引河、引湖灌區、水庫灌區、機井灌區等。目前機井灌區由于水量分散、單井出水量較小，灌溉工程已基本趨向于管道化發展；規模較大的大、中型引黃、引河、引湖和水庫灌區，已大面積地進行了續建配套與節水改造，支渠以上的渠道已進行了防滲配套改造，輸水效率大大提高，但田間部分（斗、農渠及以下渠道）大多仍為土渠灌溉，渠道間距大、灌水距離長，水滲漏嚴重。特別是引黃、引河、引湖灌區，由于灌水畦距離長，田塊平整度差，管理粗放，導致田塊灌水不均勻，大水漫灌現象十分嚴重。

針對大、中型引黃、引河、引湖和水庫灌區的田間灌溉現狀，結合水利系統的中央小農水項目和農業綜合開發的中低產田改造、國土系統的土地整理項目的實施，研究形成了田間裝配式鋼筋混凝土U型渠配套長畦短灌模式，通過田間固定的裝配式鋼筋混凝土U型斗渠、農渠和分水池，在田間配套輸水軟管，實施渠、池、管配套的畦灌模式。通過裝配式鋼筋混凝土U型斗渠、農渠和田間軟管輸配水，減小土渠的輸配水和田間灌水損失，達到節水和提高灌溉均勻度的目的。

1 技術模式組成

該技術模式由裝配式鋼筋混凝土U型渠長畦短灌工程系統和配套工程組成。裝配式鋼筋混凝土U型渠長畦短灌工程系統由高于田間地面的具有一定水頭的裝配式鋼筋混凝土U型渠系和分水池以及田間輸配水軟管組成，通過建設能實現田間自流的具有一定水頭的渠系工程，為田間輸配水軟管提供基本的壓力水頭。農渠之間畦田灌溉不再受畦長和平整度的影響，由渠系工程分水池以下軟管輸配水進行均勻灌溉即可，為了解決渠道與田間排水、農機耕作之間的矛盾，配套工程設計采用與裝配式鋼筋混凝土U型渠長畦短灌工程系統配套的“渠、溝、路”田間工程布置模式。

1.1 裝配式鋼筋混凝土U型渠

裝配式鋼筋混凝土U型渠（如圖1）是C25鋼筋混凝土預制渠道，渠道每節長度3 m，經測試，渠道糙率為0.012。

圖1 裝配式鋼筋混凝土U型渠

裝配式鋼筋混凝土U型渠長畦短灌所用渠道主要是斗渠（UD50型）和農渠（UD35型）。

UD50型渠深50 cm，上口寬46 cm，設計流量0.07 m3/s左右，適應控制灌溉面積53.33 hm2左右。

UD35型渠深35 cm，上口寬28 cm，設計流量0.02 m3/s左右，適應控制灌溉面積16.67 hm2左右。

UD35型渠寬36 cm，與畦埂寬度基本一致，可以安裝在畦埂上面，不影響農機作業。

渠道安裝采用支墩架設模式，支墩由混凝土現澆形成，機械吊裝、人工調整，伸縮縫使用SD-309膠和復合式土工膜進行處理。

1.2 渠系分水池

分水池（如圖2）是由混凝土預制構件組裝形成的，是長畦短灌中的田間分水設施。根據水力計算，確定分水池兩側分水硬管直徑不小于15 cm。分水池寬度與畦埂寬度基本一致，安裝在畦埂上，不多占農田。農田灌溉時，在分水池硬管上連接輸水軟管，由遠到近進行灌水。

圖2 分水池

要保證長畦短灌及渠、池、管灌溉模式的形成和有效利用，關鍵是保證分水池的水位高度。由于軟管輸水距離50 m左右，其水頭損失將近30 cm，所以分水池水位必須高出硬管30 cm，即毛渠渠底比地面高出15 cm。渠道設計高程必須根據上述要求從末端向上推算。

1.3 輸配水軟管

在渠系分水池的分水硬管上連接輸水軟管，輸水軟管為分段制，每段軟管長50 m，固定農渠以下田間畦灌均采用軟管輸配水灌溉，田間灌水畦長不大于50 m，軟管采用套袖法連接。

2 田間布置方式

采用渠、溝、路模式布置，渠道設置在排水溝一側，使農機進地更加方便。裝配式鋼筋混凝土U型渠架設在支墩上，田塊排水可以從渠道底部排出。長畦短灌布置模式根據田畦和渠道的走向可以分為：斗渠與田畦平行、斗渠與田畦垂直兩種模式。

2.1 斗渠與田畦垂直布置

斗渠與田畦垂直時（如圖3）需要增加橫向的農渠（UD50），毛渠（UD35）與農渠連接，毛渠間隔 100 m，毛渠與地塊邊界間距50 m。毛渠安裝在畦埂上，長度可根據田塊寬度增減。毛渠上分段設置雙向分水池，分水池間距不宜超過70 m。農民澆水時將軟管與分水池的分水管連接，由遠及近分段灌溉。

圖3 斗渠與田畦垂直布置圖

2.2 斗渠與田畦平行布置

斗渠與田畦平行時（如圖4），直接將毛渠與斗渠連接，其他布置規則與上述模式一致。

圖4 斗渠與田畦平行布置圖

3 應用效果

結合水利系統的中央小農水項目和農業綜合開發的中低產田改造、國土系統的土地整理項目的實施，該技術在濟陽縣中央小農水建設項目區、土地整理項目區和東阿縣農業綜合開發中低產田改造項目區進行了應用，經過項目區田間應用效果顯示：該技術模式地形適應能力強，比常規的土渠、U型渠襯砌技術減少了田間渠道占地面積，節約耕地，較土渠灌溉節水15%～20%，灌水均勻度高于85%，并且采用配套的“渠、溝、路”田間工程布置模式，農機作業方便，田間排水暢通，節水效果顯著。易為農民接受，是一項具有推廣價值的田間節水灌溉技術。