試分析水利渠道工程的防滲工程設計

劉產欽

【摘要】渠道防滲是我國目前使用最廣泛的節水工程措施，它可以極大地減少農業灌溉用水的浪費，節水潛力巨大。由此可見，水利渠道工程的防滲漏及其設計有著相當重要的作用和意義，本文就水利渠道工程的防滲設計方法就行分析探討。

【關鍵詞】水利；渠道；防滲；設計要點

引言

水資源短缺導致了水資源供需的尖銳矛盾，構建節水型社會是緩解這一矛盾的重要手段。而渠道防滲可以減少滲漏損失的70%-90%，極大地提高灌溉渠系水利用系數，緩解農業用水供需矛盾，節約的水可擴大灌溉面積，進一步促進農業生產的發展。此外，渠道防滲設計可使渠道滲水量大大減少，使地下水位降低。因此，在我國大力推廣渠道防滲工程具有十分重要的意義。

1、水利工程渠道防滲的重要性分析

渠道防滲是目前應用最廣泛的節水灌溉工程技術措施，它可以極大地減少農業灌溉用水的浪費渠道采取防滲措施后，可以提高灌溉水的利用率，緩解農業用水供需矛盾，節約的水可擴大灌溉面積，進一步促進農業生產的發展；可以減少渠道占地面積，防止渠道沖刷淤積及坍塌，節約運行管理費用，有利于灌區的管理；可以降低地下水位，防止土壤鹽堿化及沼澤化，有利于生態環境和農業現代化建設。渠道防滲是節約用水，實現節水型農業的重要內容。

2、水利渠道工程防滲設計應遵循的原則

2.1 按照建筑物的等級以及設計階段，遵照相關的規范對現場加以勘察與調查，對擬建水利渠道的基本信息及情況、渠道土壤、建筑材料等相關資料加以充分地收集與掌握，汲取已建渠道防滲與防凍害的有關經驗，以及國內外先進的技術成果，認真進行設計。

2.2 貫徹因地制宜、就地取材以及具體問題具體對待的原則，與自然條件如地形、土壤、地下水位高度以及氣溫，渠道的大小、耐久性以及防滲性等方面的工程要求，水資源供需、地下水以及地表水等結合運用的情況，綜合考慮社會經濟以及生態環境等方面的因素，進行技術上以及經濟上的論證，使得設計方案具有技術方面的先進性以及經濟上的合理性。

3、水利渠道工程防滲設計要點

3.1 工程設計前期的準備工作

3.1.1 資料的收集和現場的勘查

資料收集要全面充分，不僅收集相關水文、氣象資料，還要收集相關鄰域內當前科學技術研究成果等資料。地質勘查，必須按照相關規范要求嚴格進行。對巖土分類，滑坡、裂縫、斷層等方面的工程地質信息需專業的詳細深入了解分析。還要對土壤的干密度、含水率、孔隙度、抗剪切的強度、凍脹性、滲透系數等從物理、化學、力學等各方面的性質加以掌握。還要具備灌區地圖、平面、縱橫斷面等各種地形圖。

3.1.2 機械、材料、技術、水電等準備

做好施工機械設備、施工用水、施工用材料、技術支持、電以及勞力供給等方面的施工條件的準備工作。

3.2 施工階段防滲設計

施工階段水利渠道的防滲漏設計是施工關鍵，想要有效防治滲漏，就必須做好渠道混凝土襯砌施工，從施工材料到施工技術全程嚴格把關，加強質量控制和驗收，從而達到節約水資源、防滲漏的目的。

3.2.1 加強混凝土襯砌渠道防滲設計的地基處理

對混凝土襯砌渠道防滲的地基進行處理，首先應該根據不同的地形現狀，正確、合理地對渠道襯砌基礎加以處理，對于那些需要開挖地方或者需要填補的區域一定要按照相關的標準進行開挖或者填補，對地基進行嚴格地夯實與平整，做到渠道襯砌密度的質量要求，對于改建渠道而言，應該盡可能早地扒松渠道基土，并使之盡早風干，然后再講這些經過風干的基土重新回填，并分層對其進行夯實處理，對于渠道內部的腐質土、垃圾以及淤泥等應該徹底清除干凈。

在實際的施工過程中，往往會出現渠道開挖或者回填與事先設計好的方案之間的誤差較大，對于這個問題的處理，就可以采用多次修坡的方法進行施工來完成。為了能夠很好地確保渠道混凝土襯砌的質量，渠道削坡施工應該在混凝土澆筑之前加以實施。當削坡出現過度性的問題的時候，應該采用與現澆同標號的混凝土加以填充，或者可以采用新土回填夯實。

此外，還要做好必要的臨時性的排水系統，為了能夠保證渠道混凝土襯砌的渠床符合相關的施工要求，提供效果較好的施工條件，以防止渠基處理不到位而引起的水利渠道工程的滲漏。

3.2.2 混凝土襯砌渠道防滲支模的設計

混凝土襯砌過程中防滲支模技術要求高，考慮到水渠施工情況，襯砌模板選用鋼模，這樣鋼模可發揮自身利于散熱的特性，確保施工穩定。需要注意的是，鋼模安裝必須在穩固的基礎上，還要具備足夠大的支撐面積，以避免模板發生滑動或傾覆現象，拼裝時要嚴格按照施工技術要求規范進行，模板盡量平整，以免產生漏漿現象、位移或者變形現象，尺寸偏差值不超越施工規范中的標準值。同時施工時，可以考慮使用預制U型槽技術來保證尺寸。

施工完成后要對防滲設計效果進行評價，觀察是否存在泄露問題，比如渠道設計水位高于地下水位可能會存在泄露現象要及時進行調整，渠基位于透水層上也會造成泄露，要根據評價結果及時進行補救，以確保施工質量和效果。

3.3 防滲渠道的斷面設計

在防滲渠道的斷面設計選擇中，明渠可選用矩形、梯形（包括弧形底梯形、弧形坡腳梯形）、U形和復合形；無壓暗渠可選用城門洞形、箱形、正反拱形和圓形。其中梯形斷面施工簡便、邊坡穩定，在地形，地質無特殊問題的地區，可普遍采用。

而梯形與U形的渠道抗凍和抗變形能力較強，因此在北方得到了廣泛的應用。其中梯形斷面還有弧形坡腳梯形和弧形渠底梯形兩種，這兩種斷面比直線梯形的水流分布均勻，流速也比較快。其渠底具有一定的反拱作用，可以增強抗凍能力，也使渠道的整體性得到了提高，適用于大中型渠道。

4、水利渠道防滲工程設計應注意得事項

4.1 設計材料問題

我國的水利渠道工程多是混凝土結構，其耐久性好、防水效果佳、強度高，但在實際的灌溉應用中，其結構適應性差、返修費用較高，而且極其造成泥沙淤積，而且在石料缺乏的地區，建設的成本也相對較高。

因此，在對農田水利渠道設計時，必須要突破常規，在材料的選擇上要大膽嘗試，可以選擇一些經濟實用的新型施工材料。尤其是在水資源相對比較緊缺的地方，設計人員在材料的選擇上要盡可能地滿足輕薄、損水程度小的材料。如設計人員在渠道襯砌環節施工時應采取塑鋼槽和塑料管等材料，這種材料施工方便，而且在供水問題上也比較實用，既可以保證通水的流暢性，又可以節約水資源。

4.2 考慮不同環境的水渠設計

首先，北方地區的水量較少，因此對防滲性能要求較高，盡量采用混凝土或瀝青混凝土等結構。而且由于冬天的凍脹原因，其伸縮縫必須進行嚴格處理。其次，在氣溫較低的地區，渠道的設計要避免因凍害而導致渠道坍塌，防滲結構遭到破壞。再次，在地形平坦的地區，其水流速度較低，容易造成淤積，因此在設計渠道時要考慮好渠道坡度問題。

5、結束語

總之，水利工程渠道防滲是節約用水、實現節水型農業的重要內容，如按我國渠系水利用系數提高0.1計算，則每年可節約用水量344.5億m3。由此可見，渠道防滲的節水效益十分顯著。因此，我們應該注重對渠道工程加強防滲設計處理，遵循一定原則做好渠道防滲，減少渠道水資源的滲漏及浪費。

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