U型渠道在農田水利工程建設中的應用探討

摘要：在當前現代農業發展背景下，農田水利工程在提高農業生產效率以及保障糧食安全方面發揮重要的作用。而U型渠道作為一種高效節水灌溉方式，在農田水利工程得到廣泛認同以及應用。基于此，本文研究中將首先對U型渠道技術優勢以及建設應用原則進行闡述，在此基礎上，本文將針對U型渠道在農田水利工程中應用要點以及質量控制措施進行深入探究。

關鍵詞：U型渠道；農田水利工程；建設

農田水利是農業發展的重要基礎，其核心在于對水資源進行合理利用與管理，以充分滿足作物生長需要。傳統農田灌溉渠道主要以土質或混凝土結構為主，在實際應用中存在滲漏嚴重、維護成本高、灌溉效率低等問題。在當前水資源短缺問題日益嚴峻背景下，尋找兼具節水性以及高效性的灌溉渠道具有重要現實意義。而U型渠道以其獨特的結構設計，可有效減少水資源滲漏以及蒸發損失，并切實提高灌溉水利用率，由此其在農田水利工程建設中受到廣泛關注。U型渠道橫截面呈U型，該設計可顯著減少水流阻力并提高流速，同時受其內壁光滑影響，還可有效降低水資源在流動過程中的摩擦損失。此外，U型渠道施工材料以及工藝多樣，可充分根據不同地區的地質條件以及經濟條件選擇合適的材料以及施工方法。在實際應用中，U型渠道不僅可顯著提高灌溉水利用率，還可最大限度地減少土地占用，進而提高土地的綜合利用率。

1 U型渠道技術優勢

在當前科技進步速度不斷提升以及時代發展浪潮下，我國農業生產領域正積極融入前沿灌溉技術創新，而U型渠道作為一股新興力量，其較傳統灌溉渠道而言，展現多方面優勢[1]。由此本文研究中將從如下六個關鍵方面對其進行深入剖析：

第一，節水效能顯著。為積極響應國家節水型社會建設號召，U型渠道在實際設計與建設過程中通過其獨特設計，有效實現對所用建材進行精簡以及大幅減少灌溉過程中水資源浪費的目的，進而有效降低農業生產成本，對帶動農民增收、促進農業綠色發展具有重要現實意義。

第二，運行穩定可靠。相較于傳統渠道易發生的堵塞問題，U型渠道在實際應用中依托于堅固耐用的結構設計，顯著降低使用中的維護頻率，并有效保障灌溉系統持續穩定運行，最大限度地避免灌溉中斷對農業生產造成的不利影響，進而顯著提升農業生產效率以及穩定性。

第三，灌溉覆蓋全面。針對農田灌溉多樣化需求，U型渠道在實際應用中展現出高度靈活性以及適應性，在科學的布局帶動下，構建出完善的灌溉網絡，有效實現對農田區域進行全覆蓋灌溉，切實保障所有耕地均可獲得適時適量的水分滋養，為作物成長提供必要保障[2]。

第四，耐久壽命長久。考慮到農業生產長期性以及對灌溉設施耐久性的高要求，U型混凝土渠道以其優異的材質選擇以及結構設計，可有效對水流沖刷及惡劣環境侵蝕進行抵御，進而顯著延長使用壽命，切實降低維修成本投入，為農業生產持續穩定提供堅實保障。

第五，力學性能優越。U型渠道在實際設計中采用的反拱形方案，此不僅可顯著增強渠道底部穩定性，同時還可大幅減小側壓力作用，進而顯著提升其抗凍脹能力。即便在極端氣候條件下，也可有效保持結構穩固性，最大限度地減少因凍脹引起的渠道損壞，切實保障灌溉系統的安全穩定運行。

第六，防滲性能卓越。混凝土材料本身即具備良好的防滲特性，而在U型混凝土渠道在實際建設過程中，可依托精細的施工工藝以及防護措施，切實強化其防滲能力。此可最大限度地減少灌溉過程中的水分滲漏，切實提高水資源利用效率，為農業生產可持續發展奠定堅實基礎[3]。

2 U型渠道設計建設原則

2.1 現實原則

農田水利工程建設本質應歸屬于復雜而系統的任務，尤其是在引入U型渠道等新型灌溉技術時，需要設計人員以及建設人員深刻把握施工區域現實條件多樣性以及復雜性特征。在具體規劃以及建設過程中，不僅需深入了解建設地區農田具體布局、土壤類型、作物種類及生長周期等基本情況，同時還需深入分析施工區域水資源分布、氣候特點以及歷史灌溉效率等因素。通過將U型渠道應用與當地農田實際充分結合，對設計方案進行優化，以實現最大限度地提升單位水資源利用效率，顯著增強農田灌溉精準性以及有效性，進而有效確保農田水利工程可充分發揮其促進農業生產、保障糧食安全的積極作用。

2.2 生態保護原則

農田水利工程建設的根本目標在于切實提升農作物抗旱能力，保障農業生產穩定性以及可持續性。由此在實際推進U型渠道建設過程中，必須充分堅持生態保護以及農田建設和諧共生原則。此即要求U型渠道在實際規劃布局中，需充分考量如何減少對農田面積的占用，避免對耕作層土壤造成破壞，同時采取科學有效的措施保護周邊生態環境，最大限度地防止灌溉過程中產生水土流失、鹽堿化等問題[4]。此外，在具體施工建設過程中還需注意避免U型渠道施工對農作物生長周期干擾，切實保障農業生產連續性以及穩定性，此即實現農田水利工程建設與自然環境和諧共存的基本要求。

2.3 因地制宜原則

考慮到我國農業生產存在顯著廣泛性以及多樣性特征、地域間自然條件存在顯著差異影響，農田水利工程在實際開展U型渠道建設應用中應避免一刀切，而應充分遵循因地制宜、精準施策原則。此舉要求設計人員以及建設人員充分依據不同地區水資源狀況、地形地貌、土壤類型及農業生產需求等實際情況，制定差異化建設方案。通過深入分析當地具體問題，如水資源短缺、地形復雜、土壤貧瘠等，合理采用針對性的技術措施以及管理手段，切實保障U型渠道布局合理、運行高效，充分落實“一地一策”原則，從而充分發揮農田水利工程綜合效益，切實推動當地農業生產持續健康發展。

3 U型渠道在農田水利工程中建設應用要點

3.1 U型渠道設計要點

在農田水利工程中，U型渠道設計不僅會對灌溉效率造成影響，同時還直接影響農田水利工程經濟性以及可持續性[5]。由此，在實際開展U型渠道設計中需充分遵循精細化管理原則，對不同灌溉區域自然條件以及灌溉需求進行深入剖析。

首先，設計人員在實際工作中需開展詳細的地形勘測工作，具體內容主要包括坡度、土壤結構等，切實保障設計方案可充分因地制宜，最大限度減少地形對渠道布局的限制。同時，設計人員還可采用先進的地理信息系統（GIS）技術為設計工作提供輔助，切實保障渠道走向科學合理，同時也可有效避免未來頻繁維護的需求。

其次，在具體設計過程中，應重點強調直線布局設計科學性，以切實縮短水流路徑、降低材料消耗和施工成本，同時還需靈活應對地形挑戰，通過小弧度轉彎或增設輔助設施來突破障礙，切實保障渠道整體順暢性以及高效性。

最后，設計人員在實際工作中還需通過多方案比選與模擬分析，對渠道設計進行持續優化，切實保障

U型渠道可在提高水流速度、降低能耗同時，有效抵御水流沖刷，以保障渠道結構安全性以及穩定性。

3.2 U型槽預制要點

U型槽作為渠道關鍵構件，其預制質量直接對渠道整體性能造成影響。由此在預制階段中，應充分根據設計流量對U型槽的斷面尺寸進行精確計算，切實保障水流流量與渠道截面面積相匹配，以此實現水資源高效利用目標[6]。

首先，在具體開展U型槽預制過程中，還需選用高質量原材料，如425號普通硅酸鹽水泥，并充分依據工程要求對混凝土配合比進行靈活調整，添加適量外加劑以增強混凝土抗凍、抗滲及強度性能。

其次，設計人員在實際工作中應對混凝土的水灰比進行嚴格控制，切實保障其維持在0.60～0.65，以保證混凝土和易性以及硬化后的強度。同時，還需對預制模具進行嚴格篩選以及測試，保障其強度、剛度及穩定性充分滿足設計要求，在具體開展U型槽安裝時還需保障對位精準性，以避免混凝土澆筑過程中發生位移或變形情況。

最后，在混凝土振搗作業中，施工單位可采用高效的插入式振搗器，切實保障振搗均勻且充分，以最大限度地提高混凝土密實度以及強度。在完成澆筑作業后，應及時涂抹脫模劑，為后期脫模處理提供便利條件支持。此外，具體施工中還需重視混凝土養護工作，通過覆蓋保濕、控制環境溫度等措施，切實保障養護時間在2周以上，以實現混凝土強度的持續提升，延長U型槽使用壽命。

3.3 挖掘作業要點

在完成U型渠道方案設計后，即可開展后續挖掘作業。此環節直接對渠道整體穩固性以及后續功能實現造成影響。在具體挖掘過程中，施工人員需嚴格遵循設計圖紙，對各項參數進行深入分析，切實保障所有挖掘流程均精確無誤，以保障U型渠道性能表現達到最優狀態。具體而言，挖掘作業在實際開展中可劃分為挖方與填方兩大階段內容，具體施工過程中需針對具體作業內容進行精心規劃，切實避免單一區域內挖填面積失衡，以最大限度地維護渠道基礎均衡穩定。此外，施工單位在實際工作中應積極強化施工監督與管理力度，切實保障施工流程符合標準要求，切實推動施工作業流程安全高效推進。在中心線放樣階段，應重點關注彎道頂點及每隔500 m處的固定點埋設，施工人員可沿渠道依照20 m間隔精確設置中心樁或墩，以此為施工提供精準導向。在高程放樣作業流程時，則應根據既定水準點以及設計高程細致標記，對作業偏差進行嚴格控制，切實保障U型渠道建設成果可精準體現設計初衷，發揮其應有的效益[7]。

3.4 墊層石鋪設作業要點

墊層石鋪設是保障渠道基礎穩固的關鍵環節，其粒徑、材質以及含泥量均應嚴格遵循設計要求以及施工規范。具體作業中，施工單位應保障墊層石粒徑控制在5～60 mm，以保障石質堅硬無裂縫，含泥量則應嚴格控制在5%以下，以保證墊層密實度以及耐久性。在墊層石鋪設作業正式開始前，施工單位需首先對堤岸土方進行徹底整平處理，隨后通過溜槽或其他高效手段確保墊層石可精準鋪設至指定位置，以此有效防止浮土、雜物混入，切實保障墊層純凈。在具體鋪設作業開展過程中，施工單位還應加強對控制墊層石均勻性以及平整度的重視程度，以此為后續渠道建設奠定堅實基礎。

3.5 U型槽襯砌作業要點

U型槽襯砌工作同樣會對U型渠道整體施工質量造成影響，由此施工單位在實際作業中可利用農用小型運輸機械等輔助工具開展精確拉運。在具體運輸過程中，U型槽應采取豎直放置方式，并在車廂內鋪設適量麥草等緩沖材料，避免因振動或碰撞導致U型槽遭受損壞。在具體襯砌開始前，應對周邊襯砌縫面進行徹底清潔，以保障砌筑面平整筆直，為后續勾縫作業提供有利條件支持。在勾縫作業中，需對縫內雜質進行徹底清理，切實保障灌縫厚度滿足設計標準要求。隨后，施工單位應采用細粒混凝土開展灌縫作業，并通過搗實、壓平及抹光等工序，確保縫面光滑平整，并將其高度控制在板面2～3 mm以下，縫寬則應精準控制在5 cm左右。

4 確保U型渠道在農田水利工程中有效應用的措施

4.1 強調生態環境保護的迫切性

在推進農田水利工程建設中，優化水資源配置是當前各領域高度關注的核心議題，由此在實際開展U型渠道工程建設中，應從源頭層面遏制水資源浪費。考慮到我國水資源日益嚴峻現狀，提升水資源利用效率以及節約水平不僅是當務之急，同時也是保障國家水資源可持續利用的重要戰略。在U型渠道具體設計過程中，設計團隊應充分結合施工區域現階段水資源分布實況，并進行深入分析，切實保障供水系統兼具科學性以及合理性，在此基礎上對水資源進行精準配置，最大限度地減少無謂損耗。同時，在具體建設過程應兼顧農業發展以及生態保護，切實強化農民節水觀念，為農業綠色可持續發展奠定堅實基礎，切實推動農業用水效率與生態環境和諧共生目標實現。

4.2 優化農業灌溉布局以及配套設施設計

在具體開展農田水利工程U型渠道設計與建設過程中，應首先對施工區周邊環境進行充分勘察，精準規劃項目規模以及內容，以實現對成本進行有效控制目標。具體工作中，首要任務在于保障灌溉系統穩定高效運行，同時設計完善的配套周邊設施，以此為灌溉系統穩定運行提供堅實支撐保障。在U型渠道布局方面，施工單位應對取水點以及灌溉范圍進行精準設定，以切實提升水資源利用率為核心，切實保障農田灌溉需求得到充分滿足。此外，在灌溉工作正式啟動前，應制定出詳細的設計方案，并由農業技術人員進行深入宣傳指導，切實保障灌溉操作嚴格遵循設計標準要求，并最大限度地提升灌溉實效。設計團隊在實際工作中還需對全局進行考量，通過科學配置并維護配套設施，融合先進技術以及管理方法，共同推動U型渠道灌溉效率顯著提升。

4.3 合理利用先進施工技術以及創新手段

在當前社會經濟以及科技飛速發展背景下，農田水利工程施工技術也呈現出不斷迭代升級態勢。為有效應對農業灌溉以及節水需求日益增長要求，農田水利工程領域在實際發展中應積極引入更多前沿施工技術。例如，合理利用二次高斯模型對水資源調度策略進行優化，同時還可將模糊理論、生物技術及3S技術等先進理念融入灌溉實踐工作中，以此切實推動農田水利工程全面升級。同時，設計人員在實際工作中還可積極引入圓形噴灌機、固定噴灌系統等高效設備，以此進一步強化U型渠道節水灌溉效果。

5 結語

綜上所述，將U型渠道應用于農田水利工程中可有效提升灌溉效率，并充分落實節約水資源目標。為此，施工單位在實際工作中應充分認識到U型渠道技術優勢以及設計建設原則，并對設計、U型槽預制、挖掘作業、墊層石鋪設作業、U型槽襯砌作業等細節進行充分把握，在此基礎上采取強調生態環境保護的迫切性、優化農業灌溉布局以及配套設施設計、合理利用先進施工技術以及創新手段等策略，以此為保障U型渠道應用價值充分發揮提供必要保障。

參考文獻

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