農田水利工程施工中滲水原因及防滲技術探討

姜楓

（渦陽縣水利局水利工程管理所，安徽 亳州 233600）

0 引言

農田水利工程是現代農業發展中不可或缺的重要組成部分，對于保障糧食生產、增加農民收入、促進經濟社會發展都有極其重要的作用。本文對農田水利工程滲水原因進行了深入的分析，并由此提出了幾種不同的防滲技術方案，以期對我國農業發展有所裨益。

1 農田水利工程滲水原因分析

1.1 地質及水文條件

1.1.1 地質條件

地質條件是農田水利工程中滲水問題的重要因素之一。地質條件決定了地下水的運動和分布，進而影響農田水利工程的防滲效果。一些地質條件，如土壤類型、地質構造、巖層類型和厚度等，均會對農田水利工程滲水產生影響。

（1）土壤類型。不同類型的土壤有著不同的滲透性和壓縮性，因而對滲水有著不同的影響。例如，砂土、砂質土和沙巖等松散土層的滲透性比較大，容易引起滲漏問題。

（2）地質構造。地質構造是指地面或地下的結構特征，如地理結構、褶皺、斷層、巖性、空洞等。它們對地下水流動的影響很大，有時會導致水流的集聚和聚集。

（3）巖層類型和厚度。巖層類型和厚度對地下水流動有很大的影響。巖石是一種不透水的材料，如果在農田水利工程設計中沒有考慮到巖層的滲透性和厚度，就會導致水源的缺失或滲漏。

1.1.2 水文條件

水文條件也是影響農田水利工程滲水問題的關鍵因素。水文條件是指包括水文地質、水文氣象等在內的與水相關的條件因素，包括地表水和地下水在內的各種水體的分布、流量、流速等相關特征。

（1）地下水位。地下水位的高低與滲水問題有著直接的關系。地下水位高的區域容易產生滲漏問題，而地下水位低的區域則不容易產生這種問題。

（2）降雨量和蒸發量。降雨量和蒸發量的大小決定了土壤中的水分含量和土壤的濕度。如果降雨量大、蒸發量小，就會導致農田水利工程中的水源增加，從而容易引起滲漏問題。

（3）土地利用。不同的土地利用方式會改變地表和地下的水文條件。例如，如果在農田水利工程設計中沒有考慮到附近的灌溉、排水和排泄等問題，就會導致周圍的水文條件發生變化，最終導致滲漏問題。

1.2 整體工程設計不合理

1.2.1 工程設計的方案不合理

農田水利工程設計的方案不合理是導致滲水問題的主要原因之一。一些設計方案未能充分考慮到當地的地形和土質條件，或者未考慮到農田水利工程長期使用的情況，設計出來的工程方案可能不夠合理，導致滲水問題的發生。

1.2.2 工程設計選材不合理

在農田水利工程設計中，選材也是非常重要的一步。如果選材不當，可能導致工程使用不穩定，從而導致滲水問題的發生。比如，在土石壩或堤壩工程中，若材料的抗滲性能不好，則在使用過程中可能會出現滲漏情況。

1.2.3 工程設計的標準不合理

農田水利工程設計的標準不合理也會成為滲水問題的原因之一。如果工程設計標準過低或者過高，都可能導致農田水利工程出現滲水問題。當設計標準過低時，工程可能沒有達到應有的抗滲性能，從而出現滲漏問題；而當設計標準過高時，工程的建設成本也會隨之增加。

1.2.4 工程設計中未考慮實際情況

農田水利工程設計中，如果未充分考慮到實際的使用情況，也可能導致工程出現滲水問題。例如在洪水期間，工程可能面臨較強的水壓，如果在設計中未考慮到這一情況，則工程可能無法承受水壓，從而出現滲漏問題。

1.3 工程質量不達標

1.3.1 施工工藝不規范

農田水利工程施工過程中，施工工藝不規范是導致滲水問題的常見原因之一。在施工過程中挖掘不規范，或者使用不合適的材料進行填充，都可能導致滲漏問題的發生。

1.3.2 對施工細節不重視

在農田水利工程施工過程中，對細節不重視也會導致滲漏問題的發生。例如，施工人員可能會為了節約時間或者成本，在工程中忽略一些細節問題，使得工程質量大打折扣，導致滲漏問題出現。

1.3.3 施工材料質量差

材料質量差是導致農田水利工程滲漏問題出現的常見原因之一。例如，在選用防滲材料時，可能存在劣質低價材料。這些材料抗壓強度低、易破損，使用過程中會失去原有的防滲效果，導致滲漏問題的發生。

1.3.4 施工過程中未按照設計要求進行

在農田水利工程施工過程中，如果未按照設計要求進行，也可能導致滲漏問題的出現。例如，在鋪設防滲材料時，施工人員可能因為粗心大意或者其他原因，沒有將防滲材料鋪設到位，使得工程的防滲效果打折扣。

2 農田水利工程施工中常見的防滲技術

2.1 地下防滲墻

2.1.1 挖掘防滲溝

在農田水利工程施工中，挖掘防滲溝是一種常見的地下防滲墻技術。它通過在農田土壤中挖掘一定長度和深度的防滲溝，來阻止地下水向上滲透到農田上部分的土壤中。其原理是在農田土層中挖掘一條與地下水流方向垂直的防滲溝，使地下水流不再向上滲透到農田上層土壤中。挖掘防滲溝需要在地下水位以下施工，以確保其不受地下水的影響。

挖掘防滲溝的施工步驟包括：（1）測量設計。根據農田水利工程的水文地質條件和滲透特性，對挖掘防滲溝的長度、深度、寬度和施工方式進行測量和設計。（2）現場準備。清理挖掘區域的草地、雜物和石頭等，使施工區域充分暴露。（3）挖掘防滲溝。使用挖掘機等工具在設計好的位置開始挖掘防滲溝。挖掘深度和寬度需要根據設計要求進行控制，并保持溝壁的垂直度和平整度，以確保防滲效果。（4）處理溝底和墻壁。需要對溝底和墻壁進行處理，以確保其滿足防滲要求。處理方法包括打磨、填平等。（5）安裝防滲材料。在溝壁和底部可進行覆蓋防滲材料，如塑料膜等。（6）驗收。在施工完成后進行驗收，確保防滲溝的效果符合設計要求。

挖掘防滲溝是一種簡單有效的地下防滲方法，在較小水流量和土層深度較淺的情況下效果較好。其優點主要包括：成本低廉，施工周期較短，可減少農田水利工程的建設成本；施工簡單，可針對具體情況進行改進和升級，增加防滲效果；挖掘防滲溝對環境污染較小。但挖掘防滲溝也有其缺點，主要包括：僅適用于較淺土層和較小水流量的情況，對于深層土層較大和大水流量的情況效果不佳；施工后需要進行維護，定期清理泥沙和雜物，以確保防滲效果；挖掘防滲溝對地下水資源的利用會有一定程度的影響。

2.1.2 環保型防滲材料

在農田水利工程中，防止滲漏的一個常用技術是使用環保型防滲材料。這些材料通常具有耐腐蝕、耐磨損、耐高溫的特點，同時對環境無害，可重復利用，使用壽命長。環保型防滲材料通常用于地下防滲墻的構建中。

（1）高分子復合材料。高分子復合材料是由高分子材料和無機材料復合而成的一種環保型材料。它具有多孔、高強度、耐腐蝕、抗滲透等特點，適用于各種土質，可以有效地防止滲漏。

（2）水泥基封堵材料。水泥基封堵材料是由水泥、石灰、石頭、砂子和纖維等原材料混合而成的一種材料。它可以在地下防滲墻的施工現場現澆施工，防漏效果好，環保特性好。

（3）多元共聚物防滲材料。多元共聚物防滲材料是一種新型環保型防滲材料，采用聚合物和無機材料復合而成，可以有效防止滲漏。它的優點是可以在較大的溫度和濕度范圍內施工，具有優異的粘結力和耐腐蝕性。

（4）瀝青防滲材料。瀝青防滲材料是由瀝青和無機材料制成的一種環保型材料。它具有耐候性和耐老化性，施工方便，防漏效果好。

2.2 地面防滲措施

地面防滲措施主要采用在土壤表面覆蓋一層材料，通過封閉土壤表面，使得地下水不會向土壤表面滲透，達到防滲的目的。地面防滲措施有很多種，其中兩種常見的地面防滲措施分別是環保型覆膜和植被覆蓋措施。

2.2.1 環保型覆膜

環保型覆膜是一種先進的、環保的防滲材料，可以在農田水利工程中被廣泛使用。這種材料具有透氣性、防寒、保水和防滲等多種功能，在改善土壤環境、促進植物生長等方面能發揮積極作用。

環保型覆膜主要包括生物降解膜和復合膜兩種類型。生物降解膜是一種具有生物降解性的材料，可以在一定程度上解決傳統覆膜造成的環境污染問題。這種膜材料可以在2～3 個月內分解為二氧化碳和水，不會對土壤和植物造成污染。復合膜由高密度聚乙烯（HDPE）和聚丙烯（PP）等材料組成，具有良好的防滲性能。同時，它的表面特殊處理，使其比傳統覆膜更具有抗老化、抗氧化、抗紫外線、防寒保溫等特點。此外，復合膜還具有優秀的機械性能和耐腐蝕性能，更能滿足現代農業生產的需要。

環保型覆膜的使用可以大大降低土壤水分蒸發和水分流失，提高土壤的保水能力。同時，覆蓋物還可以防止土壤中的有害物質滲透到地下水中，減少了土壤污染的風險。最重要的是，使用環保型覆膜是一種可持續的耕作方式，有助于提高土地質量和生產效益。環保型覆膜在農田水利工程中的廣泛使用，可大大提高土壤保水性能、減少土壤污染、改善農田環境、促進農作物生長，是一種值得推廣的新型防滲材料。

2.2.2 植被覆蓋措施

植被覆蓋是一種自然的防滲措施，可以通過在農田中種植植物來改善土壤環境、促進水循環和減少水土流失。這種方法在農田水利工程中被廣泛應用，可以顯著提高土壤的保水能力和防止水分流失。植物的根系可以滲透到土壤深處，并形成一個具有一定強度的網狀結構，可以有效地防止水土流失。同時，植物的葉片可以攔截降雨，防止雨滴直接打在土壤上，減少土壤的沖刷。此外，植物的莖和葉片還可以調節土壤溫度和濕度，提高土壤的肥力和生產力。

在農田水利工程中，植被覆蓋措施可以通過種植不同的植物來實現。具體來說，可以選擇根系發達、生長快速、耐旱、耐寒、積極抗風等特點的植物進行種植。例如，草坪、綠籬、梯田、林帶等都可以有效地改善農田環境。值得注意的是，植被覆蓋的效果受到許多因素的影響，包括降雨量、土壤類型、植物種類和數量等。因此，在選擇種植植物和推廣植被覆蓋措施時，應考慮到具體的農田環境和生態條件，制定合理的種植方案。

地面防滲措施具有操作簡單、成本較低、安全環保等優勢，能夠很好地解決農田水利工程中的滲水問題。與其他防滲技術相比較，環保型覆膜和植被覆蓋措施均是一些相對較為成熟、實用的技術，且在實際應用中已經取得了很好的效果。

2.3 其他防滲技術

2.3.1 水土保持措施

水土保持措施包括植被覆蓋、地面覆蓋、溝渠管理、水文調控、土壤保墑、防風固沙等。其目的是減少水土流失，保持土地肥沃和生態環境的穩定。其中植被覆蓋是最常見的措施之一。

2.3.2 強化護坡

強化護坡是指在農田水利工程建設過程中對土坡進行加固，以減少土體松動、坍塌等問題，提高抗風防滑能力，并保證坡面的環境安全。目前，常用的強化護坡方法包括石籠網加固、混凝土護坡加固、鐵筋網加固等。其中石籠網加固是最常見的方法之一。石籠網是由金屬絲網編織而成的網狀結構，通過填充石塊或其他固體材料，可以形成一個堅固的支撐結構。在農田水利工程中，可以將石籠網放置在坡面上，使其承受土坡的壓力，有效防止土壤的流失和坡面的松動。

水土保持和強化護坡是農田水利工程建設過程中必不可少的措施，在工程的實施過程中，需要注意施工質量和技術的落實，以確保工程順利實施并達到預期效果。

3 結束語

總而言之，農田水利工程防滲技術還需要不斷創新和發展更加智能化、環保型、高效節能的技術手段，以提高農田水資源利用效率和減少農業生產對自然環境的破壞。因此，農田水利工程防滲技術的創新方向應當注重提高防滲效果、提高防滲工程的可持續性、降低防滲成本等方面，并加強與現代工程技術、信息技術等領域的融合，積極推行新型綠色防滲材料、智能防滲設備的應用，從而更好地保障糧食安全和生態環境的可持續發展■