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U型渠节水灌溉的应用

时间:2011-05-09 21:28:14 点击:

U型渠节水灌溉

在聊城市扈庄灌区中的应用

  高立杰  孙长久 张绍华

【摘 要】U型渠道是目前公认的具有防渗效果好,输水效果强,抗冻胀,渠道占地面积小等优点的一种节水渠道设施,同时,为了适应机械化施工的要求,新建、改建的渠道防渗工程应多采用U型渠道。笔者所在的聊城市东昌府区扈庄灌区地处全国大型灌区位山灌区三干渠的上游,控制面积12.8万亩,灌区内有各种规格的U型渠60余公里
【关键词】
U型渠道 节水灌溉  应用

  我国是一个农业大国,引水灌溉历史悠久。近年来,由于地球生态环境恶化,植被人为破坏严重,部分地区沙化漫延,农业高耗水量作物的引进和推广,城镇人口增加,地下水超量开采等因素,缺水已成为制约我国国民经济发展的重要因素,农业灌溉用水日趋紧张。为了解决区域用水的紧张局面,党和国家提出对灌区实施渠道防渗等措施。各级水利部门也加大农业节水灌溉工程投资,积极推广先进节水灌溉技术。随着灌区更新改造、农业综合开发等多个项目的实施,灌区加大渠道防渗工程建设,以缓解农业灌溉用水的供需矛盾。
  
一、概述
  (一)、灌区的基本情况

扈庄灌区位于聊城市东昌府区西南部,地势高亢,现有行政村119个,人口8.8万人,耕地面积12.8万亩,镇城面积131.95平方公里,面积比较大,地形复杂,西部地势高亢,东部地势低洼。现有大小沟渠120条,长205.38公里,桥377座、涵93座、闸44座、机井2361眼。实灌面积12.8万亩,其中纯井灌面积1.22万亩,井黄结合面积11.58亩。现种植结构以小麦为主6.1万亩,蔬菜5万亩,其他1.7万亩。在12.8万亩的耕地内,排灌沟渠纵横交错,机井建设星罗棋布,全镇100%的耕地实现了井河并举,旱涝保丰。

(二)、U型渠的应用

U型渠道是目前公认的具有防渗效果好,输水能力强,抗冻胀,渠道占地面积小等优点的一种节水灌溉设施。据有关资料记载:U型砼渠较梯型渠每公里输水损失小3.7,较土渠可以减少渗漏损失9.7,且水流条件好,流速快,输水输沙能力强,抗冻胀程度为梯形渠的1314,且便于管理,投资少。在灌区U型渠道设计及施工中,通常采用两种形式:渠口宽度1以上的渠道一般采用固定钢模板,机械振捣人工浇筑的方法(现浇法);渠口宽度在1以下的渠道一般采用机械预制U型渠板,人工浇注压沿的施工方法(预制法)。扈庄灌区在渠道改造设计中,支渠以上工程均采用现浇法人工衬砌,效果良好;斗渠以下的田间渠道均采用预制法,衬砌速度快,而且在大规模的施工中质量便于控制。
  
二、U型渠工程施工及技术要求

(一)、U型渠工程施工步骤

 

 

 

 

 

 

 

 

测量放样

 

 

 

 

表土剥离

 

 

 

 

土方开挖与回填

 

 

 

 

垫层铺设

土方外运、堆放

 

 

 

 

U型板铺设

 

 

 

放水口施工

 

渠墙或干砌渠墙

 

 

 

 

压顶施工

 

(二)、施工测量控制

1、主要对渠道的轴线、边线及高程进行控制。放样应保证渠道的轴线、边线符合设计要求,而且能对开挖高程进行控制。

2、在施工测量控制中轴线与高程控制是其中重要部分。

1)轴线控制:U型板铺设线路布置应与设计图纸吻合,在满足设计要求情况下,其轴线应尽可能取直。

2)高程控制:U型板进水口与出水口高程应符合设计高程,整体上也应满足设计要求,在放样过程中应避免出现下游高程高于上游高程现象。

(三)、土方开挖与回填

1、土方开挖时,渠底高程、坡度要符合设计图纸要求;机械开挖时,在设计标高上方应保留一定厚度的原状土用人工清理,禁止扰动设计标高以下的原状土。

2、当原地面高程低于设计标高时应进行土方回填。在填筑过程中土方需进行夯实,待土方密实度达到要求后再进行人工修理。

3、无法进行夯填的土壤(如淤泥等)可用水夯法进行处理,水夯法是在基槽开挖后,其两端堵紧灌满水,待土壤饱满后把水放出。

(四)、U型板铺设

1、材料控制

1U型板成品需有出厂合格证及质量证明材料。

2U型板现场预制应有砼标号及拌和配合比并按标准取样试压,在预制过程中应符合规范有关规定。

3U型板内外侧表面应平直圆滑,不得出现蜂窝、麻面现象。

4U型板端面应平整并与其轴线垂直。

5U型板强度和尺寸应满足设计要求。30U型板厚度应不小于3cm40U型板厚度应不小于5cmU型板尺寸允许偏差值应满足下表要求:


项目

允许偏差(mm

内(外)直径

小于设计

管壁厚度

-3,正值不限

顺直度

矢度不大于0.2%

6U型板外观应避免出现破损、裂缝、蜂窝及麻面等现象。

7)砂浆需有配合比,其强度应满足及施工规范要求。

2U型板施工

1U型板铺设一般从下游开始,使接头面向上游,每节U型板应紧贴于垫层上,使槽体受力均匀;所有U型板应按正确的轴线和坡度铺设。当坡度较大时可取跌坎、消力井过渡。

2)在铺设时应使内壁齐平、平顺。轴线尽可能取直。

3)相邻U型板应预留1.52.0cm宽度,以备勾缝,勾缝应平顺饱满、密实、使其稳固、不漏水。

4)当U型板采用套接接缝时,应用水泥砂浆紧密填塞接缝,使其稳固、不漏水。

3、放水口及节制闸施工

放水口及节制闸应按设计图纸进行施工。排灌结合的U型板放水口不仅考虑灌溉要求,还应满足排水要求,因此应控制好放水口高程满足排灌需要。

4、压顶施工

1)压顶形式一般有砖砌压顶、浆砌压顶、现浇砼压顶等。

2)压顶尺寸应按设计尺寸要求进行施工。

3)压顶施工应保证其稳固。砖砌压顶应进行水泥砂浆处理。

.U型渠在扈庄灌区中的应用效果分析

(一)、砼U型渠道防渗效果好
   根据灌区资料统计:砼U型渠道整体性强,防渗效果好,而且衬砌的渠道斗渠以下渠系利用系数在0.98左右,而未衬砌的土渠水利用系数还不到0.75,一条2000亩灌溉面积的斗渠,平均每年灌地4000亩次。年引水量约30m3,而未衬砌的渠道每年渗漏损失约6m3的水。我国有8亿亩灌溉农田,缺水严重的有4亿多亩,有斗渠20万条,每年斗渠以下渠道渗漏损失达100多亿m3,这些渗漏掉的水可灌地1亿多亩次,有些地区渗漏的水量还会造成地下水位提高或土壤盐碱、沼泽等危害。

  农业节水灌溉已引起各级领导和水管部门的重视,水利部门从各个方面筹集资金,加大节水工程投资,在灌区U型防渗渠道建设中,积极推广先进的灌溉技术,加强灌区用水管理,提高灌溉水利用系数,各级水利部门为农业节水灌溉作出努力并收到了良好效果。扈庄灌区一分干下游渠道,在中低产田改造后,群众普遍反映U型渠道好,具有“五省两增一减少”的优势。五省:省水、省时、省劳、省钱、省地;两增:增产、增收;一少:群众用水纠纷少。

(二)、砼U型渠道输水输沙能力强
  砼U型渠道表面光滑、糙率小、流态好,输水能力强。根据灌区资料表明:当砼U型渠道流速在1.2 ms左右时,相同比降的梯形土渠流速仅为0.6 ms。梯形土渠糙率值为0.025,砼U型渠道糙率值为0.016左右,所以U型渠道行水时,渠道水流速快,输沙能力强。  
  
(三)、砼U型渠道省工、省料、节省渠道占地
  砼U型渠道水力条件好,近似最佳水力断面,可减少衬砌工程量。由于渠口窄,可节省土地,减少挖填土方量。采用机械施工工效高,速度快,质量好。在扈庄灌区中低产田项目改造中,采用机械施工人均每个工日可衬砌砼U型渠道1020,完成1.52.0立方米。砼U型渠道节省材料,如建设1公里D60U型渠道用砼量96立方米,而建设同样过水量的梯形渠道需砼132立方米,建设砼U型渠道比砼梯形渠道可节约投资1万元左右,可节约渠道占地3亩以上。砼U型渠道渠道使用寿命长。经灌区现状调查摸底结果表明:1998年建设的砼U型渠道至今运行良好,无冻胀破坏现象,而同时建设的梯形渠道运行不到10年已部分或全部损坏。
  
(四)、砼U型渠道建设投资与效益分析
   扈庄灌区中低产田改造工程,共衬砌U形斗渠50余公里,采用预制法衬砌的施工方法。项目实施后极大的改善了灌区田间工程配套,提高了田间水利用系数,减少了水量损失,缩短了灌溉时间,年可节约灌溉水量300万立方米,节约水量可恢复、改善灌溉面积5万余亩。根据灌区斗渠监测评价结果,农作物单产量较同期提高150250公斤,复种指数由原来的1.35提高到1.50,每年均收入增加200-300元。项目区中低产田验收小组认为砼U型渠道施工技术具有良好的经济效益和社会效益,在市内各灌区推广应用。

四、结束语
  砼U型渠道防渗技术得到各级水管部门的支持。渠道防渗施工机械的开发,尤其是U型渠道衬砌机、U型渠道开沟机、U型渠道予制构件机械、U型渠道施工机械的开发和推广,省工、省料、省时,在全市节水灌溉技术推广发挥了主要作用。近几年的项目建设中,东昌府区水务局积极筹集资金,购置U型渠道衬砌机械,在灌区更新改造、续建配套与节水改造、中低产田改造、农业综合开发等项目建设中,加大对渠道防渗工程的投入,减轻了农民水费负担,极大地缓解灌区农业灌溉用水矛盾。因此,U型渠道是节水灌溉中一项重要防渗工程,是提高现有水利工程的效益,提高渠水利用系数,节约用水的费省效宏,时效较快的重要途径。

 

参考文献:

[1] 马孝义.节水灌溉新技术[M].北京:中国农业出版社,2000:106-112.

[2]郭元裕.农田水利学[M].北京:中国水利水电出版社,1997:122-132.

 

【作者简介】

高立杰,男(汉族),职务:副站长,职称:助理工程师,工作单位:聊城市东昌府区沙镇镇水利站,通讯地址:聊城市东昌府区沙镇镇沙东村2号水利站院内,邮政编码:252031,联系电话:13563520051,,研究方向为农田水利工程施工。

孙长久,男(汉族),职务:站长,职称:助理工程师,工作单位:聊城市东昌府区沙镇镇水利站,通讯地址:聊城市东昌府区沙镇镇沙东村2号水利站院内,邮政编码:252031,联系电话13606354787,研究方向:农田水利工程施工。

张绍华,男(汉族),职称:助理工程师,工作单位:阳谷县水务局,通讯地址:阳谷县水务局排灌处,邮政编码:252300,联系电话13563536808,研究方向:农田水利工程。

 

 

作者:不详 来源:网络

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