農田灌溉渠道防滲技術的應用及質控措施

張春娟

酒泉市肅州區洪臨灌區洪水水利管理所，甘肅 酒泉 735000

0 引言

隨著我國農業現代化進程的加速，對農業水資源的合理利用和保護顯得尤為重要。農田灌溉渠道是農田灌溉系統的重要組成部分，其防滲工作直接關系到灌溉效率和水資源的合理利用。因此，筆者深入探討農田灌溉渠道防滲技術的應用要點，以期為我國農田灌區節水改造工程提供有力的技術支撐。

1 農田灌溉渠道防滲技術應用的重要性

農田灌溉渠道防滲技術的應用對于農田灌區節水改造工程目標的實現具有重要意義。利用防滲技術對農田灌溉渠道進行防滲處理，有利于實現灌溉水資源的高效利用，使水資源得到優化配置，減少水資源的浪費，進一步提升灌溉效率。同時，農田灌溉渠道防滲技術的應用可減少水土流失，防止地下水位過度下降，從而起到保護生態環境的作用。此外，農田灌溉渠道防滲技術的應用可通過提升灌區的節水水平，支撐當地農業實現可持續發展，保障農產品的穩定供應［1-2］。

2 農田灌溉渠道防滲技術應用要點

2.1 土料防滲技術

土料防滲技術是利用特定的土料，如黏土、沙土和有機土等，通過特定的施工工藝實現渠道防滲的技術。該技術旨在利用土料本身的物理和化學性質，減少水分在渠道中的滲透流失，具體的應用要點如下。

2.1.1 土料的選擇

在土料防滲技術的應用中，土料的選擇是基礎。通常可選擇的土料有膨脹黏土和高嶺土。膨脹黏土具有很強的黏性和較低的滲透系數，非常適合用于中小型渠道的防滲處理。其優點是成本相對較低，施工簡便，缺點是在干燥條件下容易產生裂縫，影響防滲效果。高嶺土的滲透系數相對較高，具有優良的黏合性和防滲性能，通常用于大型渠道的防滲處理。其優點是穩定性好，不易受外界環境影響，缺點是成本較高，需要專業設備和技術人員進行施工。施工人員需要根據實際情況選擇合適的土料，以起到最大的防滲效果。

2.1.2 施工技術

施工時，在灌溉渠道的底部和兩側均勻鋪設土料，厚度通常控制在30～50 cm，避免出現空隙，確保防滲效果。施工完成后，需要對防滲層進行充分的養護，確保其達到預期的防滲效果，并進行定期的檢測，確保防滲層的長期穩定性。

2.2 塑料薄膜防滲技術

塑料薄膜防滲技術是指通過使用高分子材料制成的薄膜，在灌溉渠道中形成一層防滲層，從而減少水資源的浪費。相較于傳統的土料防滲技術，塑料薄膜防滲技術具有更好的防滲性能和更長的使用壽命，具有施工快速、成本相對較低、防滲效果顯著的優勢，是農田灌區節水改造的重要技術，具體的應用要點如下。

2.2.1 塑料薄膜的選擇

高密度聚乙烯（High Density Polyethylene，HDPE）和低密度聚乙烯（Low Density Polyethylene，LDPE）是常用的塑料薄膜材料，其中HDPE 因具有更好的化學穩定性、優良的防滲性能和耐候性而被廣泛應用。需要注意的是，雖然塑料薄膜防滲技術在節水方面具有顯著效果，但是其使用的材料可能對環境造成污染。因此，在選擇材料時，應優先考慮環保型材料，減少對環境的影響；在塑料薄膜的使用壽命到期后，應及時回收處理，避免造成環境污染。

2.2.2 施工技術

首先，在施工前需要對薄膜進行仔細檢查，確保無損傷或缺陷。施工時要注意保證薄膜平展，避免產生折痕或空氣囊。其次，接縫部分是防滲的關鍵，需要使用專業設備進行焊接，確保其防滲性能。最后，在施工完成后，需要對薄膜進行定期的檢查和維護，及時修復可能出現的破損或脫焊現象。

2.3 瀝青防滲技術

瀝青防滲技術是利用瀝青或瀝青混合材料在農田灌溉渠道中的底部和兩側施加一層防滲層，實現渠道防滲的技術。瀝青具有良好的防水性、耐候性和黏附性，是一種非常有效的防滲材料。該技術具體的應用要點如下。

2.3.1 瀝青的選擇

瀝青防滲技術常用的材料有純瀝青、乳化瀝青和改性瀝青。純瀝青具有良好的防水和黏附性能，施工簡單，成本較低，對渠道的適應性強，即使在渠道發生微小變形的情況下，也可保持良好的防滲效果。但純瀝青的耐溫性能較差，容易在高溫下變軟，在低溫下變脆，導致防滲層破裂。乳化瀝青是將瀝青乳化成水溶性液體，便于施工和運輸，可節約能源，減少環境污染。但乳化瀝青的強度較低，耐磨損能力不如純瀝青，而且干燥時間較長，施工后需要較長時間才能投入使用。改性瀝青通過加入聚合物或其他添加劑改善了純瀝青的性能，具有更好的耐溫性和耐老化性，使用壽命更長。但改性瀝青的成本較高，施工要求也較為嚴格，需要專業的設備和技術人員進行操作，如果施工不當，可能會影響防滲層的性能。因此，施工人員需要根據灌溉渠道實際情況和當地條件合理選擇材料。

2.3.2 施工技術

首先，清除渠道底部和兩側的雜物和土壤，確保其平整，然后進行基礎壓實，以增強渠道的穩定性。其次，將瀝青加熱到一定的溫度（通常為120～150 ℃），以保證其流動性，方便施工。再次，在合適的溫度下，使用瀝青噴灑車或專門的瀝青涂布機，均勻地在渠道的底部和兩側涂布瀝青，形成一層均勻的防滲層［3］，確保涂布的厚度滿足設計要求，通常為2～5 cm。最后，施工完成后，瀝青需要一段時間冷卻和固化，以確保其完全硬化并形成有效的防滲層。

2.4 砌石防滲技術

砌石防滲技術主要是利用自然石材（如石塊、石片等）堆砌在農田灌溉渠道的底部和兩側，形成一道物理阻隔，從而達到防滲的效果。自然石材兼具穩定性和美觀性，是一種經久耐用的防滲材料。該技術具體的應用要點如下。

2.4.1 石材的選擇

在挑選石材時，施工人員不僅需要重視其物理特性，如花崗巖、石灰石、鵝卵石等的密度和耐腐蝕性，還需兼顧其美觀性，以滿足工程施工和美化需求。石材的選擇應基于工程所在地理環境、氣候條件及預期的使用壽命，確保石材可以承受所在區域的環境壓力。例如，花崗巖以其高密度和耐磨性優于其他多數類型石材，適用于流速較快的水域；石灰石則因其良好的加工性能及美觀的表面質感，常用于要求美觀和結構一致性的渠道防滲工程。在石塊的大小和形狀選擇上，施工人員應優先考慮能夠提供良好插接和摩擦力的不規則形狀，這樣更容易堆砌成穩定的結構。同時，石塊的選擇應考慮其在防滲體系中的具體作用，如在防滲層中較大塊的石材可以起到加重和穩定作用，而較小塊的石材可以用于填縫和調整結構緊密度。在實際應用中，要綜合考慮石材的物理特性和工程需求，通過專業的設計和精確的計算，以確保砌石結構的整體穩定性和長期的防滲效果。

2.4.2 施工技術

首先，清除渠道底部和兩側的雜物和土壤，確保其平整，并根據需要進行基礎壓實或鋪設一層砂床，以增強渠道的穩定性。其次，石塊通常需要經過清洗和整形處理，以去除表面的雜質并確保石塊之間緊密堆砌。再次，從渠道的底部開始，逐層堆砌石塊。每一層石塊都應采用交叉堆砌的方式，以增強防滲層的穩定性。最后，石塊之間的縫隙需要進行填充，可以使用砂漿、黏土或其他適當的填充材料。

2.5 風積砂換填防滲技術

風積砂的顆粒大小和結構特點使其在某些條件下具有較低的滲透系數。風積砂換填防滲技術是一種利用風積砂替換原有的渠底土壤，從而達到降低土壤滲透性的目的，提高農田灌溉渠道的防滲性能，具體的應用要點如下。

2.5.1 風積砂的選擇

風積砂的選取需要進行實驗室試驗，測定其滲透系數，以確保其滿足防滲要求，通常應選擇粒徑均勻、無雜質、結構致密的風積砂。

2.5.2 施工技術

首先，對風積砂進行清洗和篩選，去除雜質和過大或過小的砂粒，確保砂粒的一致性和質量。其次，根據原渠底土壤的滲透系數、風積砂的滲透系數和設計要求確定換填深度。最后，將原有的渠底土壤挖除到一定深度，然后在渠底均勻鋪設風積砂，并采用機械或人工方式進行壓實，確保風積砂層的均勻性和穩定性。

2.6 復合防滲技術

復合防滲技術是指結合兩種或多種防滲技術，針對特定的地理、氣候和土壤條件，優化整合不同的材料和方法，以獲得更為高效和持久的農田灌溉渠道防滲效果。該技術的關鍵在于如何整合不同的技術，以獲得最佳的防滲效果，具體的應用要點如下。

2.6.1 材料的選擇

在確定防滲材料時，必須根據工程的具體條件和目標來選擇最適合的材料組合。例如，在地下水位較高、土壤透水性較強的風積砂區域，可以將塑料薄膜與風積砂相結合。這種組合能有效阻隔水分向下滲透，適用于較為簡易的農業灌溉渠道或臨時的水體存儲設施。砌石與瀝青材料相結合的方法適用于土壤結構較為穩固、要求長期耐用且防水性強的渠道。這種組合通常用于永久性的水利工程，如運河和水庫，尤其適用于那些需要經受較大水壓或者環境條件較為苛刻的地區。

2.6.2 施工技術

首先，根據選擇的材料確定相應的防滲層，選擇一種主要的防滲材料作為基礎層，如瀝青或塑料薄膜，確保其完整無缺。其次，在首層防滲材料之上鋪設次層材料，如風積砂或砌石，為渠道提供額外的保護，增強穩定性。最后，確保不同的防滲層按照正確的順序和方法施工，避免材料之間相互影響。

3 農田灌溉渠道防滲技術應用的質控措施

3.1 做好前期準備工作

第一，進行細致的地質勘察和土壤分析。相關部門需要深入了解農田灌溉渠道所在地的地質結構、土壤類型、地下水位等信息，可以為選擇合適的防滲技術和材料提供科學依據。第二，制訂詳細、符合實際的工程設計方案。相關部門需要根據地質勘察和土壤分析結果，結合實地情況和防滲需求，合理選擇防滲技術和材料，制訂既科學合理又實用的工程設計方案，并對各種可能的風險因素進行預估和規避。第三，建立完善的項目管理機制。相關部門需要強化項目的日常管理，確保工程進度、質量和安全均得到有效控制。通過定期的檢查和評估，及時發現并糾正可能出現的問題，確保工程順利進行。

3.2 規范各個施工環節

施工環節是決定渠道防滲工程成功與否的關鍵。施工過程中，應持續監控和檢查每一個施工步驟，確保其嚴格按照設計方案和施工規范進行，確保每一個環節都滿足規范要求，以減少施工中的錯誤和延誤。例如，在施工土料防滲層時，需要確保土料的混合比、壓實度和厚度都達到預定標準。還需要特別注意渠道的坡度、曲線和連接部分的處理，確保其平整、穩固。對于使用的防滲材料，如塑料薄膜、瀝青或砌石，都需要按照廠家提供的技術規范進行施工，確保材料的性能得到最大化的發揮［4-5］。

4 結束語

農田灌溉渠道防滲技術的應用對于提高農田灌溉效率、確保水資源的可持續利用有著不可替代的作用。隨著技術的不斷進步，未來我國的農田灌溉渠道防滲工作將更加成熟、高效。但也需要不斷加強技術研發和實踐應用，以滿足我國日益增長的農業水資源需求。