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地下水超采综合治理地表水节水灌溉

2018-06-17胡大伟

科学与技术 2018年23期
关键词:型式节水渠道

摘要:本文以曹妃甸区压采地表水灌溉项目为例,简单阐述水利工程和压采项目的区别和联系,并简析了在压采项目中,渠道的衬砌、防渗措施及其应用。响应国家号召,在我国地下水超采严重的地区,做好渠道防渗措施,增加农业灌溉地表水源,减少地下水的开采,使地下水得以涵养,促进当地的经济发展和修复生态环境均具有重要意义。

关键词:压采衬砌防渗

1引言

压采全称为节水压采:做好水资源利用与保护工作,做到节约用水,遏制地下水超采。

为治理好地下水超采问题,河北省水利厅从实际出发,抓住多调水、转结构、严管理、调水价四个重点,强力推进地下水压采。按照水利部和国家发改委的部署,抓紧研究农业产业结构调整方案,在水土生态脆弱区和地下水严重超采区,减少高耗水作物,压减灌溉面积。加强地下水开采管理,实施区域地下水开采总量控制,严格规范地下水取水许可审批管理。

2水利工程与压采项目的区别

2.1水利工程

水利工程中的河渠综合治理属水利水电工程范畴,以防洪兴利为主,均为大江、大河、城区主要河道及渠道的干支流,不涉及田间地头的范围;其所依据和采用的规范均为水利水电工程系列,水量和洪水计算均以其保护的人口、农田、经济规模等为主,渠道防渗、渠系建筑物及其配套设施设计标准较高;尤其是人口密集的重要城镇和区域,经论证其建筑物级别均可提高一级。

2.2压采项目

压采项目地表水部分,概括来说就是渠道改造和维修加固,将防渗渠道做到田间地头,减少地下水开采,将土渠改造为防渗渠道,提高渠道和田间水的利用系数,节约用水。压采项目中的渠道改造属农田水利工程范畴,所依据和采用的规范均为农田水利系列,水量计算以灌溉农田面积为依据;渠道防渗、渠系建筑物及其配套设施设计标准均低于水利水电工程。

水利工程以防洪为主,以此为基础进行河渠及其建筑物设计;压采项目以所需灌溉的农田面积为主,以此为基础进行渠道及其建筑物设计。但两者也有其共性特点,在河渠防渗措施中,压采项目可借鉴水利工程中的防护型式和材料;渠系建筑也可参照水利工程中的河渠建筑结构和型式;并且渠道岸坡防护结构型式和稳定计算均采用同样的计算方法。

3压采渠道防渗型式及材料

3.1渠道衬砌与防渗含义

《中国水利百科全书?灌溉与排水分册》中定义是,减少渠道输水渗漏损失,提高渠系水利用系数的工程技术措施,并指出渠道防渗的措施包括:改变渠床土壤渗透性的措施、防渗护面措施和化学材料防渗措施等。

关于渠道衬砌,目前尚无明确定义,一般认为是渠道防渗措施的一种,两者没有严格区分。对于渠道工程而言,渠道防渗是指减少渠道输水渗漏损失的工程技术措施;渠道衬砌是指在渠道表面浇筑或砌筑刚性材料护面层的工程技术措施。而在节水灌溉工程技术中,为了表达明确、一致,建议统称为渠道衬砌与防渗技术。

渠道衬砌与防渗技术是我国目前应用最广泛的节水工程技术措施,几乎适用于所有的灌溉渠道。而在行唐地表水节水灌溉工程中,渠道衬砌和防渗技术均应用到了,对于险工段采用钢筋混凝土进行防渗,而非险工段则采用浆砌石进行衬砌+复合土工膜防渗。

3.2渠道衬砌与防渗的型式及材料

农田水利地表水节水灌溉工程中,渠道衬砌和防渗型式一般采用:矩型槽、U型槽、梯型断面等,而干渠、和支渠采用矩型和梯型较多,支渠以下的斗、农渠采用U型槽较多。压采项目中地表水灌溉重点不是干、支渠的衬砌与防渗,而是田间工程,田间斗、农渠多采用U槽混凝土防渗,可分为现浇和预制两种。

渠道防渗护面的材料有刚性材料、膜料及复合材料。刚性材料:混凝土、砖、石等;膜:塑料薄膜、合成橡胶膜、沥青膜等;复合材料:灰土、水泥土、止水剂土、复合土工膜等。可针对不同的护砌对象和护砌周边的情况,采用不同的防渗材料。

4渠道衬砌与防渗措施应用

曹妃甸区地下水超采治理地表水灌溉工程,涉及八农场、九农场、滨海镇等三个场镇,包含支渠、斗渠40余条,农渠若干条,防渗及衬砌渠道总长度约113.15km,其中灌排两用渠道采用浆砌石衬砌,灌溉渠道采用浆砌石衬砌+复合土工膜防渗。

4.1渠道衬砌与防渗

渠道衬砌防渗同时比选了浆砌石护坡防护、现浇混凝土防护及预制混凝土板防护三种方案,经综合比较后,浆砌石护坡在具有抗浮效果好、抗冻胀性能好、渠道整体性好、原材料供应充足能保障施工进度、清淤方便、投资适中等优点,采用浆砌石衬砌方案。灌溉渠道浆砌石衬砌+复合土工膜防渗,能够满足渠道防渗要求。

(1)灌排两用渠道衬砌设计

灌排两用渠道功能为在农田排涝期用于排水,灌水期间引水灌溉,灌排排水功能合二为一。由于灌排两用渠道地势较低,受地下水位顶托,渗漏损失较小,可以不进行防渗,设计方案采用浆砌石衬砌。清理渠道杂草及表层浮土后,用素土找平压实,上铺设反滤土工布、碎石,然后浆砌石衬砌。

(2)灌溉渠道衬砌防渗设计

灌溉渠道地势较高,为减少渠道输水渗漏损失,保障农田灌溉用水,提高灌溉水利用系数,设计采用浆砌石衬砌+复合土工膜防渗的组合形式。将渠道清理表面杂草及浮土后,去除草根杂物及尖锐物体,按设计断面平整渠道,素土找平,然后铺设复合土工膜(两布一膜),膜上铺设水泥砂浆保护层厚30mm,然后進行浆砌石衬砌。

5结语

在水利工程中,堤岸防护越来越多的采用生态的、环保的,能与工程整体性景观相融合的新型防护型式和材料;而在农田水利工程中,大多还在采用传统的防护型式和材料。随着科学的发展,工程技术的进步,希望在未来几年,能看到更多的生态环保型材料和防护型式应用到农田水利工程中。我们在减少地下水开采、引灌地表水、改善农村水环境的同时,采用生态的、环保的防护型式和防护材料,保护和修复当地的生态环境,创造一个更加生态的农田水利工程。

参考文献

[1]《节水灌溉工程技术规范》(GB/T 50363-2006)

[2]《小型农田水利工程设计图集》

[3]《节水灌溉技术规范》(SL 207-98)

作者简介:胡大伟(1977-),女(汉族),河北唐山人,主要从事水利专业规划设计。

(作者单位:河北省唐山市曹妃甸区农林畜牧水产局)

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