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农田水利渠道渗漏原因与防渗技术

2021-12-30王代喜

农业工程技术 2021年29期
关键词:沟渠水渠石料

王代喜

(兰州市大砂沟电力提灌工程管理处,兰州 730000)

一、农田水利渠道渗漏原因

1、生物因素

由于蚂蚁、老鼠等生物活动,在水渠内部肉眼难以察觉的地方形成众多细微漏洞,表面难以发觉,从而导致水渠发生渗漏。

2、化学因素

现代农业使用大量化肥或其他化学物质,残留物随水而流,长时间汇集在水渠低洼处慢慢腐蚀水渠,从而导致水渠发生渗漏。

3、地质因素

排除地震、泥石流等自然灾害,地下水反渗透是造成水渠渗漏的重要原因。

4、人为因素

如果小型水渠缺乏科学设计,施工中工艺、材料和质检都达不到标准,水渠运行又长期缺乏管理,没有及时得到有效养护,会导致渗漏问题出现[1]。

二、农田水利渠道防渗技术

1、土料防渗技术

土料防渗技术以泥土为主要防渗材料,通过对泥土进行一定地加工处理,进而达到防渗漏效果。土料防渗技术成本投入小、见效快,适合大部分农业生产区域[2]。但是,土料防渗技术受环境限制和影响较大,要削坡减缓水流,避免水流大力冲刷导致防水层破损;要及时维护,避免极端天气热胀冷缩导致防水层破损。具体操作中需做好以下几点:

(1)土层夯实

渗漏严重的地区,应先分层挖土、松土,做好分层夯实工作,提高土质密实度。

(2)灰土护面

使用石灰和细软泥混合,按照1:5 比例反复揉合后,均匀涂抹在水利沟渠的底部和四周,强化涂抹层的碳化胶结程度,避免发生渗漏。

(3)草泥养护

杂草与稀泥拌合均匀,铺设在沟渠表面,增强沟渠的严密度。

2、石料防渗技术

与土料防渗技术相比,石料防渗技术应用在农田水渠建设中的规模较小,但效果良好。石料防渗具有极强的稳定性、持久性,对周围环境有较强的兼容性、适应性。石料防渗技术应用需因材制宜、因地制宜,从社会、经济、农业生产等角度综合考量。有的地区石料资源丰富,质地坚实,强度大、密度大,可开采修建水渠,大大提高水渠运行效率,并有效避免渗漏问题。反之,有的地区石料稀少,即便能开采出石料,也是极易发生碎化的石灰岩、页岩等,应用在水渠防渗中效果不佳。一般在石料资源丰富且海拔较高、气候寒冷的地区,适宜采取石料防渗技术。

石料防渗技术从材料角度出发,可分为块石防渗、卵石防渗2种;从施工角度出发,可分为干砌石料防渗、浆砌石料防渗2 种。具体应用时,要深入实际,合理选择施工方法和石料种类。汛期水量足、水流大、冲刷力强的地区,应以浆砌块石为主,增强水渠抗冲刷的能力。此外,冬季气温低,石料渠道内部衔接处易发生细微的错位和位移,从而导致渗漏。因此,对于衔接处的处理至关重要[3]。

3、混凝土防渗技术

混凝土防渗技术以混凝土为防渗材料,实现修补漏洞的目的。随着生产力水平提高,农田水利渠道防渗中应用混凝土的比例不断上升,在大型农田水利沟渠修建中,混凝土已成为使用频率最高、使用面积最广的基础材料。

混凝土应用于农田水利渠道防渗工作中,一般可分为现浇混凝土、预制混凝土2 种。出现大片渗漏现象、水资源严重浪费、亟需完善灌溉沟渠的地区,大多使用现浇混凝土。

(1)现浇混凝土

使用现浇混凝土需重视设计工作,做好模板搭建和材料准备。现浇混凝土对时间要求很严格,通常在施工开始后一气呵成。浇筑完毕后要及时养护,避免太阳曝晒和凝冻天气损坏混凝土内部结构[4]。细微渗漏之处,可通过混凝土喷射方式进行防渗处理。

为了保障混凝土与沟渠高度粘连为一体,施工前需清理沟渠,扫除异物和灰尘,并适当淋水,保障其粘结性。浇筑完毕后要做好抹光处理,及时收面、淋水。养护期间,检查模板的稳定性,确保混凝土质量。养护期满后拆卸模板,发生小块脱落和存在砂眼的部位用水泥浆轻轻涂抹,使其填充完整、平整结实。

(2)预制混凝土

砌缝是引发二次渗漏的关键节点,预制混凝土在农田水利渠道防渗中的应用重点是做好砌缝处理。施工中要夯实基础,确保混凝土板块牢固安装,保证其稳定性;以水泥砂浆浇灌砌缝,做好抹光处理。

4、管网防渗技术

铺设管网,以管道取代沟渠可以从根本上解决沟渠渗漏问题。管网一般铺设在地下,要结合实际统筹兼顾,确保农田水利渠道的运行效果,保障水量运输率。

根据水渠大小和水流量,选择适宜的管道。如水流大、流速快、用水需求量大,选择大口径的涵管;反之,可以使用小口径的PVC 管。在渗漏严重部位开挖沟槽,开挖时要控制好沟槽深度、宽度和水平度。尽量保障管道水平放置在沟槽内,不能为了提高水流速度倾斜放置,这样容易导致管道受力不均发生破损,管道的使用寿命会减短。清理沟槽,清扫垃圾和异物,尤其是要彻底清理埋藏在沟槽底部的尖锐物,避免管道通水后压力增大,尖锐物挤压后发生破裂。

管道施工中弯度、坡度和管口衔接非常重要。科学把握弯度,减少垂直弯度,可减缓水流对管壁的冲击。合理把控坡度能减少水流在管壁内的碰撞效应,起到保护管道的作用。管口处衔接应在安装时预先打毛处理,清理水、泥等物,确保管口衔接的密实度。打毛接口应在10 cm 左右,然后焊接。焊接后通水检测,如发现渗漏则需重新焊接。由于管道埋设在地面下,平时发生渗漏无法知晓,因此要避免二次施工、反复施工。

5、沥青防渗技术

沥青是常见的防渗材料之一,在农田水利渠道防渗中,沥青应用还没有普及。这主要是由于沥青应用于水渠防渗施工标准较高,工序较为复杂,会导致成本上升。

应用时,先在沟渠底部、四周做好清洁工作,保障沟渠底部清洁、平整,尤其是杂草要清理干净。然后使用设备均匀向沟渠喷洒沥青,形成1 层胶质状的沥青薄膜。冷却稳定后再次铺设沥青,但需要注意不可损害到沥青薄膜。

沥青应用在水渠防渗中,一般还搭配混凝土一起使用,需合理把控砂砾、碎石和沥青的比例,提高混合效应。

6、膜料防渗技术

膜料指的是聚乙烯以及聚氯乙烯塑料薄膜,难溶于水,具有极强的防渗功能。铺设膜料可在沟渠与水之间形成隔绝层,避免水资源从沟渠的缝隙中渗漏。

但是,膜料本身质地较软,运输和施工中极易发生破损,无法保障施工效果[5]。此外,膜料易受到外力影响发生变化,使用中需搭配玻璃纤维布油毡以及其他复合类膜料一起使用,从而提高防渗效果。完整性是膜料防渗的核心要点,因而对水渠的稳定性,尤其是边坡的整体稳定有较高要求。

三、结语

应通过优化水渠结构型式、重视级配设计、应用高性能的材料等措施,有效调节地下水反渗透对水渠造成的影响。通过开挖边坡、坡脚打桩、应用排水等方法,保护基底,避免基底不稳而导致水渠渗漏。此外,在施工中要加强材料、工艺监管,提高建设质量,降低渗漏发生率。

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