浅析砼U型渠道在节水灌溉中的 ...

浅析砼U型渠道在节水灌溉中的应用

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摘要:介绍了砼U型渠道的结构特点,分析了砼U型渠道的特点及投资建设的效益,以促进砼U型渠道的推广应用。

关键词:砼U型渠道;节水灌溉;应用

为解决北方用水的紧张局面,各级地方政府加大农业节水灌溉工程投资,推广先进节水灌溉技术。从灌区更新改造、农业综合开发、世行贷款,扶贫项目等多渠道筹集资金,加大渠道防渗工程建设,以缓解农田灌溉缺水的矛盾。

砼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、节省渠道占地等优点的一种节水灌溉设施[1],但人工施工非常困难,质量无法保证。近几年经过水利技术人员多年的实践和推广,砼U型渠道机械施工水平得到了进一步提高,尤其是砼U型防渗渠道施工成套机械产业化开发的研究和推广,使砼U型渠道施工速度快,且砼质量高,适合我国国情,便于推广使用。

1砼U型砼渠道的结构特点
砼U型渠道是反拱结构,抗冻能力强,不易破坏。U型渠道渠底圆弧夹角以152~156°为宜,两侧外倾12~14°,渠深与圆弧直径1∶1,砼厚度4~10cm。特殊地区外倾角度可适当调整,如新疆戈壁滩开发灌区,砼U型渠道外倾角以18℃为宜;青海省海西高寒地区,则需适当增加砼衬砌厚度,以增加抗冻胀能力[2]。

2砼U型渠道特点

2.1砼U型渠道防渗效果好
砼U型渠道整体性强、防渗效果好,衬砌的渠道斗以下渠系利用系数在0.99左右,而未衬砌的土渠利用系数还达不到0.8。一条133.3hm2灌溉面积的斗渠,平均每年灌地266.7hm2,年引水量约40万m3,而未衬砌的渠道将渗漏8万m3的水。我国有5 333.3万hm2灌溉农田,缺水严重的超过2 666.7万hm2,有斗渠20多万条,每年斗以下渠道渗漏超过100亿m3的灌溉水量,这些渗漏掉的水可灌地超过666.7万hm2次,有些地区渗漏的水量还会造成地下水上升或土壤盐渍化等危害。
农业节水灌溉已引起各级领导和水管部门的重视,从各个方面筹集资金,加大节水工程投资,在灌区建设砼U型防渗渠道,推广先进的灌溉技术,加强灌区用水管理,提高灌溉用水效率,各级水利部门为农业节水灌溉做出很大努力并收到了良好的效果。如陕西省扶风县建和村将村砼U型渠道衬砌完成后,农民浇666.67m2的土地能少出水费5元,全村逾133.33hm2的土地每年浇地就能省水费2万多元,达到“五省两增一减少”的目的,即五省: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。

2.2砼U型渠道输水能力强
砼U型渠道表面光滑、糙率小、流态好、输水能力强,渠道流速在1.2m/s左右,而相同比降的梯形土渠仅为0.6m/s。梯形土渠糙率值为0.025,砼U型渠道糙率值为0.013左右,使流速加快,输沙能力增强。如青海省西宁市湟中县团结渠灌区采用砼U型渠道,避免了多泥沙引水渠道淤积问题。互助县五十东渠等地区,渠道杂草丛生,水流不畅,采用砼U型渠道后解决了渠道输水的难题[3]。

2.3砼U型渠道省工、省料,节省渠道占地
砼U型渠道流速快,过水断面小。采用机械施工工效高,速度快,质量好,人均每个工作日可衬砌砼U型渠道10~20m,完成砼量1.5~2.0m3。砼U型渠道节省材料,如建设1km D60U型渠道用砼量96m3,而建设同样过水量的梯形渠道需砼132m3,建设砼U型渠道比砼梯形渠道可节约投资1万元左右,可减少渠道占地0.2hm2以上。砼U型渠道使用寿命长,在青海省海西州德令哈市香日德灌区于1999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不到10年就部分或全部损坏。

3砼U型渠道建设投资与效益分析
砼U型渠道建设根据各地应用情况调查分析,一条面积133.3hm2地的斗渠,共有斗、农、毛渠道10km左右,每年灌地约266.7hm2,年引水总量40万m3,10km渠道衬砌后需投资20万元,其中材料费、运输费约15万元,人工费5万元。渠道衬砌后每年减少渗漏水量8万m3,价值2万元,不计算增产值,仅省下的水费10年即可收回工程投资,而砼U型渠道使用寿命在30年以上,还能减少渠道占地逾2hm2。从投资效益上看非常有利,但更重要的是既节省了水,多浇了地,又增加了农民收入,社会效益更大。

4砼U型防渗渠道建设的推广
砼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,节约用水时效较快的重要途径[4]。砼U型渠道机械施工技术得到水利部、青海省水利厅和各级水利管理部门领导的支持。青海省水利管理局领导非常重视该项目的研究和推广,并积极筹集资金,对灌区更新改造加大对渠道防渗工程的投入,为减轻灌区农民水费负担,缓解灌区农业灌溉用水矛盾起到显著效益。

5参考文献
[1] 杨振宁.浅谈U型渠在沟口地区的应用[J].宁夏科技,2002(6):56-55.
[2] 吴桂江.浅谈防渗U型渠[J].科技信息,2007(25):274,276.
[3] 李安国.我国渠道防渗工程技术综述[J].防渗技术,2000(1):1-4,16.
[4] 李学军,费良军,穆红文.U型衬砌渠道冻胀机理与防渗技术研究[J].干旱地区农业研究,2006(3):194-199.