渠道防滲技術在農田水利工程中的應用

賈成海

（甘肅省引大入秦水資源利用中心，甘肅 蘭州 730000）

農田水利工程渠道發生滲漏的原因較多，有生物因素、地質因素、施工因素及人為因素等，因此在渠道防滲建設方面，需綜合考慮各種因素，采取積極有效的綜合技術措施防止水利工程渠道發生滲漏。通過優化農田水利渠道防滲設計，選用農田水利渠道防滲材料，創新農田水利渠道防滲技術等，解決農田水利渠道防滲問題，推動農田水利建設穩步發展。

1 農田水利渠道滲漏原因分析

農田水利工程在社會發展中起著關鍵的作用，建設農田水利工程對提高農田生產能力、保證農田水利灌溉成效具有巨大貢獻。目前，農田水利設施建設已成為國家重要的基礎建設項目。雖然我國加大了農田水利工程建設力度，但在工程使用過程中仍存在渠道滲漏等問題，對水利工程的安全使用和質量保持造成了直接影響。要想解決這一問題，需對滲漏問題產生的原因進行全面有效的分析，找到導致渠道滲漏的因素，并采用科學合理的措施予以解決。

1.1 生物因素影響

通過分析發現，農田水利渠道滲漏與生物因素直接相關。農田水利工程一般建設在野外，周圍的生物環境往往較復雜，如蛇蟲鼠蟻等生物均會影響農田水利工程。某些生物會在農田水利工程上挖洞穴，洞穴在地下會形成渠道滲漏的通道，當日常使用農田水利工程或遇到自然降雨導致水位上漲時，水就會灌入洞穴通道中［1］，而洞穴中的水體會積聚，時間較長時就會出現渠道滲漏問題。

1.2 地質因素影響

農田水利渠道滲漏也受地質因素的影響，主要包括水文、巖層性質和結構、土壤條件等。在分析地質因素的影響時，需從農田水利工程所處的地質環境層面進行分析。農田水利工程一般與農田區域距離較近，農田區域的土壤以松軟土層為主，這種土層結構本身穩固性較弱，滲水性非常強，給渠道滲漏提供了充分條件。另外，在農田水利工程建設中，工程所用的土層材料一般為就近獲取，這些軟土不易夯實，土層結構縫隙較多，因而易導致渠道滲漏［2］。農田水利工程區域如果存在水位較高的情況，也會增加渠道滲漏的可能性。很多農田水利工程位于高水位地區（這與農田生產需求有直接關系），高水位地區在為農田提供更多灌溉用水的同時，對于水利設施的影響也較為顯著。當水位較高時，農田水利渠道接觸的水文截面更大，即滲漏影響區域更廣，因此，渠道滲漏經常發生。

1.3 施工因素影響

農田水利渠道施工也是造成滲漏的重要因素。農田水利工程普遍規模較大，涉及的施工內容較多，任何環節出現施工質量問題，都會留下渠道滲漏的隱患。農田水利施工中使用的材料、技術等，都會對施工質量產生影響，進而引發渠道滲漏。在農田水利施工中，對于施工材料有較高的要求，要求材料應具備較好的防水性、防滲性，如混凝土密度等級要高于普通建筑項目。在施工技術方面，需采用有效的渠道防滲措施，提高防滲能力。施工時如果沒有做好這些工作，如材料防滲等級不夠或施工時未重點關注渠道防滲要求，則會降低整個農田水利渠道的防滲性能。在施工中還有一個重要問題，就是項目施工存在的接縫［3］。農田水利工程施工時，一般是分部同時施工，因此必然存在工程接縫。工程接縫如果處理不好，就會導致渠道滲漏。接縫處會增加水體流動量，使農田水利工程內部暴露在水體沖刷之下。在不斷的沖刷作用下，農田水利工程項目接縫會不斷擴大，從而加劇水體流動，導致渠道滲漏更為嚴重。此外，農田水利工程上的一些微小縫隙等，也會成為滲漏的發生點，使洞穴不斷出現管涌現象。這種沖刷會降低農田水利工程結構的穩固性，嚴重時會造成農田水利工程坍塌。

1.4 人為因素影響

農田水利渠道在使用過程中遭受人為因素的破壞，也會加劇渠道的滲漏。由于農田水利工程多建設在農業生產區域，周圍居民活動頻繁，易對水利工程造成一些不利影響，如農民在農田水利渠道維護中，為提高農田水利渠道的穩固性，需采用填土措施［4］。但是，農民對農田水利工程的保護意識薄弱，在填土時會在農田水利工程周圍挖掘土層，這樣就會造成農田水利基礎損壞，如取土挖掘時造成渠道防滲層損壞等，從而使渠道防滲性能明顯下降，導致滲漏情況日益嚴重。

2 農田水利渠道防滲技術應用路徑

2.1 優化農田水利渠道防滲設計

農田水利渠道防滲設計對提升渠道整體的防滲能力具有重要作用。通過科學合理的設計可優化農田水利渠道結構。在農田水利工程中，橫斷面一般為梯形（見圖1），這個結構有助于提高水利工程的穩固性。在梯形基面設計中，考慮到防滲需求，可進行合理的坡度設計，這樣能夠降低水體對農田水利渠道的沖刷力度，降低滲漏風險。

圖1 渠道防滲設計

2.2 選擇優質的農田水利渠道防滲材料

農田水利渠道建設中，需全面考慮材料的防滲性能和作用。渠道材料對整個農田水利工程十分重要，選擇材料時需以渠道防滲為基礎，確定材料的防滲性能等級。農田水利工程主要采用混凝土結構，因此，混凝土材料選擇尤為重要［5］。混凝土材料是一種混合材料，其是將水泥、砂漿等進行合理配比而制成。混凝土材料密度大、空隙小，可提高防滲性能。混凝土施工中，可通過澆筑方式完成對材料的使用，以有效彌補材料自身的防滲缺陷。混凝土材料防滲需結合其他施工材料進行，如水泥砂漿防滲、砌塊防滲（見圖2）等。水泥砂漿材料主要是用于輔助混凝土渠道防滲。對于混凝土澆筑結構來說，會存在接縫空隙，水泥砂漿可用于縫隙填補，降低水體滲透縫隙的程度，砌塊主要是將砌塊石作為農田水利工程材料。砌塊石的防滲性能極高，這與石材天然屬性有直接關系。砌塊石材料的應用，需綜合考慮運輸和成本等因素，如果農田水利建設區域本身產砌塊石，可通過短距離運輸作為施工材料的補充。將砌塊石材料作為渠道主體結構，可提高防滲性能［6］。隨著防滲材料的不斷革新和優化，目前已出現了專門用于防滲的材料，如防滲薄膜等。傳統的農田水利工程防滲主要是基于建筑材料來實現渠道防滲。這種專門的防滲薄膜，可用于強化農田水利工程主體的防滲能力，當建筑主體施工完成后，可在混凝土或砌石材料表面增加防滲薄膜，相當于給農田水利工程增加了一層保護，從而顯著提高渠道防滲效果。

圖2 渠道防滲材料

2.3 創新農田水利渠道防滲技術

農田水利工程防滲施工中，采用有效的技術手段亦可強化渠道防滲性能。渠道防滲技術主要包括模板現澆技術、混凝土振搗技術等。模板現澆技術是在農田水利工程施工區域，將模板作為施工方式，通過現澆來完成施工（見圖3）。現澆技術的優勢在于可確定整個農田水利工程結構，通過模板減少施工縫隙，提高澆筑控制力度，保證澆筑的質量和效果。混凝土振搗技術則是在混凝土結構施工時，通過充分的振搗，保證混凝土結構均勻、穩定。混凝土澆筑中，如果厚度不均，就會影響混凝土結構的密度，導致農田水利工程中有的部位密度大、有的部位密度小，這種情況也會加劇滲漏［7］。利用振搗技術，除了可保持混凝土結構均勻外，也可及時將混凝土內部的氣泡和熱量散發出去（混凝土中如果存在氣泡和熱量，當農田水利工程施工完畢投入使用時，就會在使用過程中不斷散發，從而導致混凝土結構裂隙從內部延伸到外部，給水體更多的滲漏機會），而振搗技術則使這些問題得到了很好解決，提高了渠道的防滲能力。

圖3 渠道防滲技術

2.4 解決農田水利渠道防滲問題

農田水利工程渠道防滲中需重點解決普遍性和突出性問題。從農田水利滲漏情況分析來看，伸縮縫滲漏問題非常顯著，大部分農田水利工程滲漏都與伸縮縫有關。伸縮縫是在工程施工中留出的、提供工程結構熱脹冷縮變形支持的結構。應對伸縮縫滲漏問題，需綜合考慮伸縮縫性能及有效的防滲手段［8］。防滲技術應用中，需保持伸縮縫的特點，因此，在填充伸縮縫時，要選擇具有較好伸縮性能的填充材料，如瀝青等。通過瀝青填充，可降低滲漏程度，同時保證伸縮縫對農田水利工程結構變形的緩沖效果。

2.5 做好農田水利渠道防滲檢測

農田水利工程建設對農業領域的長足發展有著重要的推動作用，農田水利建設施工中，需針對渠道防滲進行檢測。通過制訂科學合理的評價體系，將所有與渠道防滲相關的要素考慮在內，包括滲漏因素、施工設計和施工方法等，對于最終的防滲檢測，要制定明確的標準，這樣才能有效檢驗農田水利渠道施工是否符合防滲要求。在防滲檢測評價中，可積極應用各種檢測和分析儀器，對渠道防滲性能進行測試和分析。通過聲波探測儀器（見圖4），可檢測農田水利工程內部是否存在滲漏點，如生物因素造成的內部洞穴問題，很難通過外部觀察獲悉，但通過專門儀器的檢測，可獲得有效數據，并根據科學的數據分析和處理，得到相應的結論。這樣有助于及時發現農田水利渠道的滲透點，從而采用有效的措施進行應對［9］。在施工過程中，也要根據渠道防滲檢測評價標準，對每個環節的施工予以檢查和判斷，如施工中混凝土澆筑厚度是否符合防滲標準等。除了這些評價手段外，還要將農田水利工程評價融入日常維護管理中，通過采取必要的輔助警示和攔擋措施，防范人為因素造成的破壞。此外，要基于渠道防滲檢測評價結果，對渠道進行及時修復，避免滲透影響擴大。

圖4 渠道防滲檢測

3 結語

渠道防滲技術是農田水利施工中的重要技術。通過渠道防滲技術的應用，能夠降低滲漏問題對農田水利工程造成的不利影響，防止由于滲漏造成的農田水利工程安全隱患。在農田水利施工中發現滲漏問題時，要做好原因分析和措施應對，加強對農田水利工程的全面保護，使農田水利工程的價值得以最大化發揮。