灌溉渠道防渗措施应用现状分析

【摘要】现如今，我国拥有的水资源已十分稀缺，而我国也长期致力于节水灌溉的基础建设，在农业发展中科学合理的使用水资源，灌溉渠道防渗措施是农业发展中节约用水较好的方法。本文结合我国灌溉渠道防渗技术的现实状况，从防渗材料的使用及其性能进一步探析，为我国灌溉渠道防渗工程技术的重点发展指明方向。

【关键词】灌溉渠道；防渗措施；应用

防渗灌溉渠道的建设作为我国农业灌溉节水工程的重要措施，它能有效避免农业灌溉进程中农业用水在渠道输水过程中的水渗。灌溉渠道的防渗不但让农业用水得以合理的节约，而且对灌溉渠道自身的牢固性有很好的效果。渠道防渗技术的应用，大大减少了前期渠道的施工与后期渠道的维护投入资金，并且可以节约土地资源，使输水速率加快，有着明显的优势性。

1、水利工程渠道的基本概述

水利工程渠道是水利工程中重要的基础设施，它大部分是通过水渠管道来实现运输地下水或生活用水的功效。有些水利工程渠道用以农作物浇灌或用水的引水工程。水利工程渠道是把水从一个地区运输到指定地区的“交通枢纽”。所以，渠道工作周期的问题和使用成效的好坏直接关系农田灌溉和用水。在水利工程渠道中常常会产生各种裂缝，有些是因为渠床在强冷天气中结冰导致局部发生冻胀破坏，而有些则是因为防渗材料本身的不稳定引起的。经常会出现混凝土面板由于气候的变化而出现的冻胀破坏或是防渗层由于材料性能不稳定而出现的各种裂缝。以上因素都会一定程度破坏渠道防渗性能。

2、我国灌溉渠道防渗措施应用现状

我国在灌溉渠道防渗技术的应用上，从防渗材料的性能到防渗的工程技术与欧洲发达国家对比，还存在着一定的差距。在前期，我国渠道的防渗方法是主要采用三合土、浆砌石块等方法用来输水防渗。到70年代之后，混凝土技术渐渐在渠道防渗中被人们采用。到80年代后期，塑料薄膜、沥青油毡布等膜料材料得到了应用。到90年代后期，在渠道防渗中逐渐采用土壤固化剂，增强土壤的防渗能力。到现如今，我国渠道防渗工程经历不断发展，在防渗材料和防渗断面结构形式方向得到较大的的发展，渠道的防渗材料的种类正由原来的的单一走向材料复合。使用由单一向复合的方向发展。防渗措施种类繁多，其性能也有差异。

2.1 土料压实法

土料压实防渗就是在渠床表面建立一层压实的土料防渗层.当前生产上采用的土料压实防渗方法主要有压实渠床土壤以减少渗漏，利用粘土、沙粘土建立压实的防渗层等，其防渗效果良好，可就地取材，造价低廉，施工简单。通过试验，经压实渠道，通常能够降低渗漏量的30%～65%，土料压实层厚度越大，就压的更加紧，渠道的防渗效果就越佳。但其水流速较小，抗冻性、耐久性不理想，劳力较多，所以该方法更为适合在气候温和、区域水流速低的中、小型渠道。应根据土性质，对回填土压实通常是采取静压碾压、振动碾压及夯击等方法，如图1。静压碾压就是作用与土体层外力不伴随时间变化；振动碾压就是作用与土体层外力会伴随时间行周期性变化；夯击就是作用于土体层外力属于瞬间冲击力，它的大小伴随时间变化。在实际应用中，应根据土体实质采用相应的压实方法。

2.2 浇注水泥土法

水泥土由水泥、土料、水三种原料混合而成，一般都是将其铺垫在渠床上形成保护层，利用拌和料硬化和胶结之后的特性来满足防渗的要求。水泥土中的原料大部分是土，所以造价比较便宜，运输取材也比较容易。该防渗方法的优点在于：料源相对丰富，可做到就地取材；防渗性良好，该方法比土料压实更优，通常可降低防渗量的80 %～90 %；操作简单，技术不复杂，易掌握；投资较少，造价相对要低；可应用拌和机、碾压机等设备进行施工，可充分发挥出设备的实际效用。但由于水泥土的早期强度不高、抗冻性不佳，局限了它的应用。

2.3 砌石密封防渗法

砌石密封法他所用到的主料是石材，具体施工方法有护面法、挡土墙法（图2）。此法所用材料简单，因此，可就地取材，石料坚固耐用，可以抵抗水流对水渠的长期冲击，且石料可以很好的与地基磨合，密封不易下渗，可用寿命时间长。石料是强度很高的材料，因此此法有非常好稳固性和防冻性。此防渗方法对取材的要求又不高，因此，在我们的渠道施工中应用极其广泛。

2.4 浇注混凝土法

此法在防渗应用中是最为广泛的方法之一，他所用的到的主要材质是混凝土，他的防渗防漏效果优良。因其所用材质的坚固性好，此法防渗抗冲击性效果明显。该法的强度和模塑性不错，坚固耐用，且利于后续管理修缮。由于膜料质量轻、用量较少、总体防渗造价低，每平塑膜防渗造价是混凝土防渗6.5%～10%。施工一般是采取填挖土方，铺膜及膜料予以接缝，技术操作简单，大幅缩短工期；耐腐蚀性较强，土工膜不会受到酸、碱及土壤微生物侵蚀。实践表明，该防渗方法的防渗性能良好、稳定，防渗效果可达到0.05～0.08m3/（m2·d），通常可降低防渗损失的90%～95%，且具有良好的抗凍性。其不足在于保护层所需粘土较多，占地较大，且允许流速不大。

2.5 用膜防渗防漏法

在目前，防渗用膜所用主要的膜料只有PE膜、PVC膜、改良性膜。此种防渗方法所用料具有非常好的柔韧性，因此能很轻松就对一些变形问题，此法可应用于各种各样的不同形状渠道工程，且此法的用料价格低材质轻，方便施工，施工所用成本就降低了，此法在我们防渗工程中得到了广泛的应用。不过，此法也有它的缺点，就是材料较薄易破，因此在防渗过程中对施工技艺的要求非常高。

2.6 铺设沥青法

沥青防渗法的主要用料为沥青、薄膜、混凝土等。用沥青做为此法的材料，他的防渗防漏效果非常好，而且本身的材质就具有坚固耐久、防冻抗腐的效果。作为大面积防渗，所用材料多，成本上升，那么选择些法可以有效的解决这个问题。此法所用材料成本低，施工简单从而降低施工成本，加之沥青等用料的防冻效果不错，又可以有效解决裂缝问题，施工过程高效简单。沥青的防渗作用非常好，是我国工程建设不可或缺人材料。在铺设时需予以相互搭接，接缝应用热沥清予以粘结。埋藏式沥青薄膜能够使渠床得到平整、压实，在将杂草处理后，洒上少许水，再把200℃热沥青通过机械喷洒2～4遍，以构成一层不透水薄膜，厚度大概为4～5mm.为避免沥青老化、破坏，要铺设适量素土予以保护，小渠道的厚度控制在10～25cm，大渠道则控制在30～50cm。

3、灌溉渠道的防渗方法

自古以来，渠道建设是我国灌溉节水的有效举措之一，但此法也存在着诸多的不利因素。有数据表明在我国大部分水渠下渗水量比重占水渠引水量的百分之四十，有些灌溉、防渗条件差的地区甚至达到了半数之上，水量下渗是引水水量流失的最主要原因，水量损失非常之大。因此，针对渠道的渗漏问题，我们可采用一些具有针对性的方法来提升渠道用水指数，达到最好的经济效益和最高效的资源效益。我们可以着重从两方面入手，一是着重改进灌溉渠道的防冻防渗技术，二是着重加强灌溉渠道系统工程管理水平。

3.1 改进渠道防冻防渗技术

可从以下两方面去做，一是改进防渗技术，可应用更好的、更有效的防渗材料进行改进。而我们一般所用防渗材料是水泥土和土料。这种土方法只适用于一般水流较慢的渠道防渗，而流速流量大的大中型灌溉渠道无法适用。由于浆砌石有着抗流速性好、耐磨、防冻害，以及良好的防渗性及高稳定性等特点，在我国渠道防渗处理中有广泛应用。虽说其在防渗技术中有较大比重，但是其施工控制有难度、造价浮动较大。二是提升渠道防冻胀力达到防渗目的。在传统设计中，更为重视提升渠道“抗冻胀”，但伴随社会经济的发展，以及思维变化，当前采取“适当削减冻胀”理念的实践有效防止了冻胀害。在实际操作中所采用的防冻胀主要有关方向：（1）科学合理的奠定渠道基础。对于盐渍土、冻胀土等特殊土层的基渠道开展土层的强夯或置换。（2）选用合适的渠道防滲结构形式。如果是中小型渠道则需要因地制宜应用衬砌结构和多种形式断面。

3.2 提高灌溉渠系工程管理水平

可以不断加快更新工程施工的技术工艺；加强施工技能的改造；以及建立健全我们的灌溉工程后续保养体系等措施加快提升灌溉渠道管理水平。比如：积极开发防渗衬砌设备，并着力提升衬砌设备施工技能。因为目前国内市场上开发应用的防渗工程施工机械存有着品类稀少的问题，特别是我们的大型灌溉渠道工程设备，更为稀少，这些设备的缺失极大程度的阻碍了工程工作的进度。而现有的渠道施工设备功能却是非常单一的，效率低下，根本无法很好的应用在我们的灌溉渠道建设中。矛盾就在于现有的渠道施工机械已无法满足实际施工过程的性能需求。所以我们应当在现有的施工机械基础之上进行改进和完善，达到一步到位的工程效率，研发具有针对性的工程设备，以提高设备使用率，机械设备的改善更好的确保了工程质量，提高了灌溉渠道防渗技术。

4、我国灌溉渠道防渗技术未来发展方向

为了未来能更好的发展我国灌溉渠道防渗措施，可以朝以下两个主要方向发展，即提高防渗功能和提升耐久强度。改良好混凝土防渗法的抗冻耐久性能，学习国际上的先进技术，引进开发更为先进的防冻耐用的复合型防渗材料。把冻害影响做为防渗研究的主要问题方向，应用新的防冻胀结构在渠道建设中。再则，改进我们的施工技术，就是在施工过程中，使用先进的施工设备，努力实现全方位的机械操作，改变人工操作的现状。

5、结语

改进渠道防渗技术施工是个非常复杂的过程，用料品种不一，同时施工环境和条件又有很大的差异，因此要做到因地因时合理调整防渗工程施工，以期达到渠道防渗的低投入、高效益且经久耐冻，为我们的防渗技术革新画上一个完美的句号。

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作者简介：张莹，（1983-）女，陕西咸阳人，西北农林科技大学，农业水利工程，工程师