淺談渠道防滲類型最優方案的選定

祁 輝

(河北省獻縣水務局,河北 獻縣 062250)

淺談渠道防滲類型最優方案的選定

祁 輝

(河北省獻縣水務局,河北 獻縣 062250)

渠道防滲是發展節水型農業行之有效的節水措施之一,合理的防滲類型方案選擇,對保證防滲效果,提高投資效益,具有重要的意義。結合地區實際,按照經濟合理原則,選擇渠道防滲類型最優方案的問題,進行初步探索。

渠道防滲;類型方案;選定

渠道防滲,是節約灌溉用水,擴大灌溉效益,減少渠道輸水滲漏損失的工程措施。渠道防滲工程,結構雖然簡單,但投資額高,工程量大,材料用量多,因而在選擇防滲類型時,必須慎重考慮各方面的因素,從各種類型方案中,選擇出最經濟、最適用的方案。

1 防滲效果,是選定防滲類型的前提

防滲效果是指渠道采取防滲措施后同原質土渠床相比,減少滲漏水量的數值(通常以百分數表示)。防滲效果大小,是衡量防滲工作效益的主要指標,也是進行渠道防滲的根本目的。不同類型的防滲形式,具有不同的防滲效果。目前,國內外通常采用的防滲類型,大體分為三大類。一是剛性護面,包括銓襯砌,砼襯砌,磚石襯砌等;二是膜料襯砌,包括塑料薄膜、瀝青料、合成橡膠襯護等;三是土料襯砌,包括壓實土料、改變渠床土料等。在上述防滲中,剛性護面的防滲效果,一般在 80%以上,使用年限 30～50年;膜料護面,防滲效果同剛性襯砌相似,使用年限也可達 10～15年,壓實或改變渠床土料的防滲效果往往也能達到 50%左右,不過使用年限較上二種短的多,有的僅一、二個灌水季節。

在確定出不同襯砌類型的防滲效果值后,一般的講,在其它因素大體相同的情況下,應盡先考慮選擇防滲效果大的防滲類型,特別是在水資源供需矛盾尖銳、水的經濟價值很高的地區,必須把這一條擺在優先地位,作為選擇防滲類型的前提條件。

2 因地制宜,是選擇防滲類型的基礎

在各種防滲類型中,每一種都具有優點和適用條件,也都有其局限性。國內外防滲工程實踐證明,沒有任何一種防滲類型,能在所有條件下是最經濟、最適用的。在甲灌區、甲渠道可能防滲效果很差。甚至在運用中遭到破壞,以砼襯砌為例,它在大多數場合下都證明防滲效果很好,而在高寒地區則常因凍脹而受到破壞,失去防滲作用。在選擇防滲類型時,必須注意從本地區實際出發,做到因地制宜,揚長避短。這是選擇防滲類型的基礎。

就一個灌區,一條渠道來講,因地制宜選擇防滲類型,主要考慮的因素包括:灌區和灌溉系統的形式,交通運輸條件,材料來源、勞動力和機械設備供應情況,以及渠道管理養護方面提出的要求等。對常用的幾種防滲類型,在選擇時要做到因地制宜。

2.1 砼襯砌

包括預制板襯砌和現場澆筑,這是國內外廣泛應用的一種防滲類型。它具有防滲效果好,使用年限長(40～50年),糙率小、輸水能力大,抗沖力強,便于管理養護等方面的優點,特別是在土壤透水性強,地面坡降大,征地費用高,附近有可用的砂、石骨料,地下水位較深,交通運輸便利的條件下,尤為經濟適用。砼防滲也有其局限性,從一些遭到破壞的實例總結出的教訓,證明在下列自然條件下不宜選用:含膨脹粘土和石膏的渠床上,風化嚴重的孔狀灰巖上,常因渠床膨脹和干縮而產生張力,導致砼受拉破壞;地下水位高于渠底時,一旦渠道放空,砼板受到外部靜水揚壓力作用,容易發生砼板斷裂現象;在高寒地區,常由于含水土壤凍脹而使砼板受到破壞,特別是地下水位高,又無排水措施時,凍脹破壞更為嚴重。

2.2 漿砌石

屬于剛性護面,其適用條件和使用年限,同砼襯砌相近。在保證施工質量,搞好維修養的情況下,防滲效果也可達80%以上。因為這種防滲措施,主要使用大量石料,必須能夠就地取材,減少運輸費用。

2.3 塑料薄膜防滲

這種防滲材料在國內外渠道防滲中應用的愈來愈多。它具有很多優點,主要是防滲效果好(可達 90%以上),適用性強,有良好的耐凍性,耐熱性,而且成本低,施工方法簡單,重量輕便于運輸,特別是在地下水位高,渠床含有膨脹粘土,氣候寒冷,地面平緩,渠道流速小,交通不便等項條件下,應用這種防滲形式,更是具有砼等項防滲形式所無法比擬的優越性,是最經濟、最適用的防滲類型。塑料薄膜防滲存在的問題有:一是不宜明鋪,需加土料保護層,渠中流速不能加大,渠道斷面不能減少,不能減少節省占地,在地少人多,土地征收費用很高的地區,采用這種防滲形式不夠經濟;二是防植物根穿能力差,在蘆葦、雜草叢生的渠床不宜采用;三是同剛性護面比較,其使用年限較短(10年～15年),養護維修費用較高。

2.4 壓實土料防滲

在地勢平坦,縱坡緩,流速小的渠道上,渠床土壤屬于壤土、黑土、黃土、粘壤土等粘聚性土壤時,由于透水性較弱,可以采用壓實渠床土料防滲。在做法上,有原狀土壓實和翻松渠床再壓實兩種,其防滲效果隨土壤性質和壓實深度而異。這種防滲類型,由于耐久性差,一般一、二年即失去防滲作用,所以只在經濟水平低,勞動力比較充裕的地區,作為臨時防滲措施加以選用。

從以上可以看出,每一種防滲都有其適應的條件和范圍。超出這些條件,適用變成不適用,甚至完全遭到失敗。因此,選擇防滲類型時,必須從本地區的具體條件出發,因地制宜,就地取材的防滲類型,往往是最經濟、最適用的防滲類型。

3 造價高低,是選擇防滲類型的重要控制因素

各級灌溉渠道,進行防滲的重要性和急迫性,是眾所周知的,一項防滲工程,投資大小,往往是該項工程能否實施的重要控制因素。在選擇防滲類型方案時,在其它方面的條件,主要是防滲效果、因地制宜兩項條件,能夠基本滿足要求時,應盡量選擇投資小,造價低的防滲類型,以便同經濟水平和能力相適應,使工程盡早列入計劃,縮短投資周期,提前發揮工程效益。

4 經濟效益,是選擇防滲類型最優方案的決定性因素

上面從防滲效果、因地制宜、工程造價幾個方面,分別敘述了選擇防滲類型要掌握的原則和方法,但要最后對防滲類型作出決定,還必須把以上幾個方面綜合起來,對投資和經濟效益進行綜合分析計算,從中找出經濟效益最大的防滲類型,即防滲類型最優方案。

為了進行投資 -經濟效益分析計算,要分別估算出投資費用和工程受益兩方面的數據。在受益方面,主要是有形效益,即可以用數字表達的部分,其中以節省水量的經濟坐標,是效益的主要部分。

5 結論

①渠道防滲的主要目的,是將土質渠床滲漏的損失水截留下來,轉化為有效灌溉水量,擴大灌溉效益。因此,選擇防滲類型,應盡量選取防滲效果大的類型,以取得較高的經濟效益。

②各種防滲類型,都各具有適用范圍,也都有其局限性。在選擇防滲類型時,切不可照搬其他地區的模式,一定要具體分析本地區的土壤性質,地下水位,氣候特點,交通條件,材料來原等項因素,按照因地制宜的原則,選擇符合本地區特點的防滲類型。實踐證明,因地制宜,就地取材的防滲類型,往往是最經濟、最適用的類型。

③工程投資大小,常常是防滲工程的重要控制因素。在選擇比較各種防滲類型時,一定要考慮造價因素,千方百計節省投資,使之適應人力物力財力許可的限度。

④一個防滲類型最優方案的產生,不可能是孤立強調某一方面因素的結果,而必須是對防滲效果、因地制宜、選價高低等環節分別論證之后,再綜合分析計算投資、經濟效益,從中找出經濟效益最大的方案,即最優方案,作為選用方案。

[1]王俊發,馬旭。渠道防滲工程技術現狀及塑膜鋪襯機械化筑渠技術[J],吉林大學學報(工學版);2004年 02期

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[3]李如榮 許厚棋金焱鑫 胡譯弘楊玉坤。農田防滲渠道的作用和效益分析,[J],中國農機化,1999年 S 1期 。

[4]李安國;我國渠道防滲工程技術綜述[J],防滲技術;2000年01期。

[5]季仁保,周福國.渠道防滲技術新進展[J].中國農村水利水電,2003,(04).

S 277

B

1004-1184(2011)01-0172-02

2010-08-10

祁輝(1980-),男,河北獻縣人,助理工程師,主要從事水利工程管理工作。