U型渠道在小型農田水利灌溉工程中的應用

王一帆

（新疆庫車銅場水庫管理站）

0 前言

伴隨全球社會經濟的快速發展以及全球人口的增多，全球水資源短缺現象較為嚴重。當前中國經濟進入新常態，處于平穩發展階段，如何在資源短缺的嚴峻形勢下滿足社會生產生活的需求成為目前亟待解決的問題。其中農業用水在中國占據主要比例，而農田灌溉用水則是農業用水的主要方面。在農業現代化發展進程中，農業用水量伴隨農業灌溉面積的擴大呈現增長趨勢。通過研究水資源短缺的現狀下進一步解決農業發展，特別是農田灌溉用水問題具有較強的現實意義。

1 小型農田水利灌溉內容概述

小型農田水利工程是中國為促進農業生產活動順利進行的重要公共基礎設施，在保障中國糧食安全以及社會穩定發展等方面發揮重要作用。所謂的小型農田水利工程也被稱為小農水，主要是通過興建多種農田水利設施以及其他工程措施，以通過對農田水資源情況以及地域水利條件的調節和改良，進而滿足農業生產生活的用水需求，保障農業生產的順利進行。常見的小型農田水利工程包括小型灌溉區、小型水庫、蓄水池、引水工程、小型泵站等。其中農田灌溉渠道是小型農田水利工程中較為常見的一種，主要通過修建灌溉渠道等方式實現水資源的調配和利用，以為農業發展提供良好的生長條件。隨著農業科學技術以及農田水利工程基礎設施的日漸完善，中國小型農田水利灌溉取得較大發展。

在新疆農田發展過程中，水利灌溉是農田水利工程中的重要內容。為了改善農田生長作物發育環境、補充土壤水分，通常會修建一定的灌溉渠道等人工設施實現水資源的調配。隨著新疆農業現代化進程的發展以及農業公共基礎設施的日漸完善，新疆現已具備基本的灌溉系統，并且在灌溉設施的修剪技術和方式上取得較大進步。但在新疆小型農田水利灌溉事業發展的過程中，常常會出現灌溉效率低、水資源利用率低以及水利灌溉渠道設計不合理等問題，這嚴重影響新疆農田的可持續發展。正是基于當前小型農田水利灌溉發展中的這些問題，在水利灌溉設施設計建設的過程中，開始更多關注渠道的灌溉效率以及水資源的效率問題，尤其是如何在減少灌溉設施占地面積的同時提高渠道的使用率和利用效率。

2 U型渠道在小型農田水利灌溉渠道中優勢分析

在新疆小型農田水利工程發展中，水利渠道是其重要組成部分，尤其是在防滲、防洪排澇等方面的作用更加凸顯。不同設計理念的渠道在水資源利用方面以及農田灌溉方面的作用發揮具有較大不同，經過長期的理論實踐發展，U 型渠道是當前新疆小型農田水利灌溉渠道中使用較多的一種。U 型渠道之所以被得以廣泛使用，根源在于其所具有的其它種類渠道所不具備的優勢。

U型渠道具有較強的輸水能力，能夠有效提升水資源利用率。所謂的U 型渠道，就是與字母U 形狀相似的反拱結構，這種結構通常情況下能夠提高水質的流動速度，同時借助一定的建筑材料能夠使其表面更加光滑，進而減小糙率系數、增強水質的流動性，這也決定了U型渠道具備更好的輸水能力。與此同時，U型渠道與其它類型的渠道相比，其更具有整體性，這決定了其在給農田輸送水源的時候具有較強的防滲作用，能夠有效減少水源在輸送過程中的滲透率，以更好地提升水資源的利用效率。除此之外，通過借助數據模型等技術手段，不難發現U 型渠道在修建時能夠通過對渠道內部面積的技術處理減小水流運輸時的壓力，進而使得水流速度變快，能夠保證水源及時有效進行農田的灌溉。

與其它渠道相比，U 型渠道占地面積較小，能夠較大程度提高農田土地的使用率。U 型渠道與其它類型渠道在修建時能夠有效減少人工材料的使用，并且受結構構造的不同，其占地面積相對較小。據相關數據表明，建設1 km 的U 型渠道能夠比建設相同長度的其它構造的渠道造價低30%，這足以說明U型渠道在農田水利工程建設中的優勢。與此同時，隨著技術科學的發展進步，U 型渠道的建設能夠使用機械手段修建，進而大大縮減人工費用、提高水利工程修建速度。在水利灌溉基礎設施的使用過程中，不難發現U型渠道的使用壽命和使用效率相對較高。在水利灌溉渠道過程中遇到渠道堵塞、淤泥等問題，U 型渠道相對更加容易疏通和維護使用。除此之外，U 型渠道在水力條件、抗凍能力以及外形美觀等方面都優于其它構造的灌溉渠道。

3 U型渠道在小型農田水利灌溉渠道中的應用探究

盡管U 型渠道相交其它構造的渠道而言，具有較強的優勢。但在實際的應用發展中，由于U 型渠道的斷面不同，U 型渠道也具有不同的類型，且在實際的應用中表現出來的效果也不盡相同。為了讓U 型渠道在小型農田水利灌溉渠道建設中能夠充分兼顧經濟效益和生態效益，需要針對不同灌溉類型的農田進行分類探討。

圓弧斜邊型U 型渠道在小型農田水利灌溉渠道中的應用。所謂圓弧斜邊型U 型渠道主要是指其底部為半圓形或者弧形，并且在渠道上不具有一定傾角的直線段的斷面形式。這種U型渠道的優勢在于其修建斷面與水力最優斷面較為接近，因而具有較強的輸水、輸沙能力，并且其占據耕地面積相對較小，能夠最大程度減少對農田土地的使用。與此同時，圓弧斜邊型U型渠道在建設過程中組裝速度較快，能夠在有效節約建設時間的基礎上節約建筑材料。這種類型的U 型渠道通常可以被用在泥沙含量大、水量充足的地區，能夠減少泥沙淤積造成的灌溉渠道堵塞情況的發生。除此之外，鑒于圓弧斜邊型U型渠道在修建時其整體性相對較好，這使得其抗凍脹破壞的性能較好，能夠在地質條件惡劣的地區廣泛使用。

拋物線形U 型渠道在小型農田水利灌溉中的應用。所謂的拋物線形U型渠道，顧名思義是因為其形狀像拋物線。者正是由于像拋物線的這種特點使得這種U 型渠道能夠具備較強的連續性，能夠在模具制造以及施工現場中簡單地計算和質量控制。與此同時，與其它類型的U 型渠道相比，其具有較強的受力能力，能夠抵御較強的外部水壓力。其作為U型渠道的一種，因而也具有U 型渠道具備的優勢，具備較好的輸沙能力和過水能力，并且在強大的輸水過程中抵抗較強的沖刷力。通過對拋物線形U形渠道的優勢深入分析，以及根據現實的工程需要，這種U型渠道常常在水利水電渠道輸水工程以及水流較急的地區廣泛使用。

懸鏈線形斷面U 型渠道在小型農田水利灌溉中的應用。與上述兩種類型的U 型渠道相比，其具有受力條件較好的優勢。在中國部分地區修建農田水利灌溉渠道時，對施工渠道的深度有嚴格要求，甚至部分地區要求不能對農田灌溉渠道進行深挖。這就需要在選用U型渠道時，選擇灌溉渠道深度不大又能滿足過水流量的渠道斷面。懸鏈線形斷面U 型渠道則適用于深度不大，且地區水量較好的農田灌溉渠道修建。但在修建的過程中需要關注到這種類型渠道的水面寬度，不能過寬以影響耕地面積的使用，甚至降低水利灌溉渠道的綜合效益。因此，懸鏈線形斷面U 型渠道雖然具有施工簡單、斷面線性連續性好的優勢，但在小型農田水利灌溉工程建設中要慎重使用。

4 結語

綜上所述，農田水利灌溉渠道作為新疆農業生產發展的重要基礎設施，在保障農業安全發展、維護國家糧食安全、社會和諧穩定等方面發揮重要作用。U 型渠道是當前新疆建設小型農田水利灌溉渠道中被廣泛使用的渠道類型，其與其它構造類型的渠道相比具有不可比擬的優勢。因此，在修建農田水利灌溉渠道中，要將這種優勢發揮到極致，以在保障農業安全生產的前提下最大限度提高水資源利用率。