武都灌区渠道防渗措施

■ 文/周李军

渠道是水利工程中最重要的组成部分，是社会经济发展中不可或缺的条件。在灌区加强渠道防渗工程的建设对于经济的持续健康发展具有建设性的作用。渗漏是灌区渠道建设中大的工程危害，会导致工程成本增加，灌溉能力下降，同时还会造成水资源的浪费。在灌区渠道中强化防渗建设，应先明确在灌区农业节水的现状以及在灌区渠道防渗中存在的问题，针对存在的问题和可能会出现的问题，进行措施的研究和预见性的措施设置，推动灌区经济的可持续发展。本文将针对武都灌区渠道防渗措施进行研究，具体内容如下。

1 灌区渠道防渗的意义

渠道是保障农业灌溉的手段，灌区渠道在农业发展中具有基础性的作用。渠道在输水的过程中，一旦出现渗漏，就会导致水资源的流失，引起地下水位上升，危害农作物的健康生长。渗水量过大时会增加渠道的工程量，增加工程的投资；水量的损失还会增加灌溉成本和用水产生的水费负担，降低了灌溉的效益；在有高矿化度的地下水地区，可能会引起土壤次生盐渍化。防渗是指通过一定的技术手段，减少灌区渠道在输水以及灌溉中水资源的渗出流失。渠道防渗工程措施能减少因渠道渗漏而造成的损失、减少水资源浪费、提高水资源利用率，节约灌区灌溉的成本，防止渠道因渗水长草而增加维修费用情况。同时能防止水资源渗漏对土壤以及农作物的负面影响，在提高灌溉效益的过程中能保障农作物的安全。

2 灌区渠道运营的现状

灌区渠道的建设能提高灌溉的效率，提高水资源的利用率，一定程度上能起到节水的作用，灌区渠道的运营情况对于灌区经济以及灌溉技术、灌溉能力的发展多具有基础性的作用，但在目前，灌区渠道在运营的过程中缺乏完整性和合理性，在渠道输配水的过程中利用效率低，使得灌区渠道运营能力低下。

2.1 缺乏完整性和合理性

随着我国经济的快速发展，对于渠道的需求越来越高，但在灌区渠道的建设中，由于当时建设的技术水平条件较差，导致灌区渠系在修建的过程中缺乏完整性，在渠道建设的过程中渠道防渗水能力不足，缺乏合理性。部分渠道在运用的过程中缺乏有效的管理和维护，渠道在运用的过程中出现了渗水的情况，部分主干渠道出现老化的情况，同时渠道间配套设施不健全不完善，在农业灌溉中不能提供可靠的保障，渠道的自动化能力不足，灌溉效率较低。在渠道建设的过程中，渠道与渠道之间缺乏完整性，灌区灌溉渠系不明确。灌区渠系防渗水合理性不足，严重影响了灌区渠道的运行能力，对于灌区灌溉能力水平的提升具有一定的阻碍作用。

2.2 输配水利用率低

我国灌溉农业的作物水分利用效率、旱作农业的作物水分利用效率以及全国平均的作物水分利用效率均较低，在农业灌溉中，水资源浪费严重。渗漏的情况以及大水漫灌的方式都会导致我国水资源的浪费，不利于农业经济的可持续发展。据不完全统计，我国输配水的综合利用效率只能达到52.35%（见表1），输配水利用率低也成为了我国灌区发展中的主要问题之一，采取防渗节水的方式能有效提高水资源的综合利用率，对我国农业的可持续发展具有重要意义。

表1 输配水利用率表

3 灌区渠道渗漏的主要原因—以武都灌区为例

灌区渠道渗漏对于灌区农业的发展具有阻碍作用，虽然在现代水利工程施工过程中会运用很多防渗施工技术，但是，现阶段的水利工程在施工和后期使用过程中仍然存在较为严重的渗水现象，造成这种局面的主要原因是由于防渗施工技术的使用对象以及使用条件存在局限性。水利工程施工企业的施工人员以及管理工作上存在的漏洞也导致水利工程在进行防渗施工时存在诸多问题。以武都区为例，经过调研发现，气候原因、地基因素以及人为原因等是导致灌区渠道渗漏的主要原因。

3.1 气候原因

渠道在运作的过程中会受到气候环境的影响，部分地区冬季气温会达到0℃以下，土中的水分会被冻结，冻结的部分以及冰体的增长会引起土地的膨胀、地表会出现不规则的隆起，冻胀对现浇混凝土的破坏，当混凝土初凝含水时，温度低于零度，水结成晶体，使混凝土脱水、膨胀。造成混凝土强度减小或者粉碎。同时水在0℃的温度中会结冰，结冰后体积增大，产生占位，双重作用的影响下会导致渠道变形受损，这也是人们常说的冻胀破坏。

3.2 地基问题

不同的土壤具有不同特性，在渠道修建以及运用的过程中具有不同的影响，在实际的施工以及地基的管理中，没有针对土壤的特性以及实际的周围环境情况而进行针对性的地基设计，在渠道的运行中存在渗漏的威胁。地基因素也是导致灌区渠道渗水的主要原因之一。

3.3 人为原因

人为原因包括前期施工以及后期养护中的原因。在前期施工中，对于渠道基底清理不彻底以及开挖、回填等操作不当都会导致渠道施工质量低下。部分渠道在施工的过程中为了能尽快完成工期，在施工中盲目赶工期，导致渠道在施工中对于渗透问题的重视程度不足，处理能力较弱，在混凝土的水灰设计与比例中，制作的材质不满足相关的要求，导致混凝土出现开裂的情况。施工技术以及施工人员的专业能力对于渠道防渗的建设也具有关键性作用，但在实际的建筑过程中，施工技术落后、材料材质不符都是导致灌区渠道在使用中出现渗漏的主要问题。在养护阶段，混凝土养护时间不足，在运作的过程中，不足以承担循环、高频率用水的压力，在使用的过程中会混凝土受损，导致渠道出现渗水的情况。

3.4 地下水反渗

土壤内摩擦角发生变化也会导致渠道发生渗漏。地下水位的上升会导致渠道土壤的饱和，在渠道停止放水渠道内水泄空之后水位会急剧下降，渠道两侧的地下水位差距较大，压力使得渠道变形，土壤水分向混凝土板进行反渗，渠道底部的排水孔排水不畅或不能及时排水时，会导致混凝土板产生一定压力，而使得渠道出现渗漏情况。

4 渠道防渗措施—以武都灌区为例

灌区在发展的过程中，加强渠道的防渗工作能有效提高水资源的使用效率，同时能提高农业灌溉的能力，保障农作物的健康生长，对于灌区经济的发展具有重要的作用。在建设管理的工作中，做好渠道的防渗工作，以及施工前的准备工作，在防渗修复中，可采用勾缝脱落以及混凝土麻面修复等技术实施对混凝土的修复，减少损失的扩大。同时在建修的过程中加强对地基以及地下水的处理，做好后期的维护工作。

4.1 做好施工前的准备

灌区渠道在防渗工作中应做好施工前的准备，在施工前对土壤特性进行考察，针对土壤特性，加强对地基的管理，开展针对性的地基设计，地基在渠道防渗工作中具有基础性的保障作用，在进行开工前，需对周围环境、土壤特性以及地形地貌等进行考察，在对地基建工过程中要采取针对性的设计方案，避免因地基问题而导致的渠道渗水。在进行施工前加强对技术的监测，同时选择良好的施工材料，施工技术以及施工材料是灌区渠道防渗水的重要保障之一，在进行选择的过程中要选择科学合适的材料，保证各种材料满足国家颁布的各项标准，对于高压喷射技术以及防渗墙施工过程中的水泥施工，要做好相应的控制工作。在对混凝土进行调配中，控制好混凝土的比例，混凝土原材料的选择需以防渗水性为基础，此外，减小水灰比，选用适当品种及强度等级的水泥，保证施工质量，特别是注意振捣密实、养护充分等，都对提高抗渗性能有重要作用。水灰比过大时，混凝土中的毛细孔愈多，当然渗水性就愈大。通常情况下，当水灰比小于0.6 时，毛细孔多属于封闭的；当水灰比大于0.6 时，则连续性的毛细孔显著增加，渗透性也变大。有试验资料证明当水灰比从0.6 增加到0.63 时，渗透性几乎增大了一倍。因此，抗渗混凝土的水灰比不宜过大，一般应控制在0.6 以下。

4.2 混凝土防渗工作

混凝土是灌区渠道建设中最常用的原材料之一，为进一步提高渠道防渗水能力，在材料选择中应选择抗渗混凝土。抗渗混凝土通过提高混凝土的密实度，改善孔隙结构，从而减少渗透通道，提高抗渗性。在施工中，掺用引气型外加剂，使混凝土内部产生不连通的气泡，截断毛细管通道，改变孔隙结构，从而提高混凝土的抗渗性。在混凝土浇筑作业的安排上，应保证混凝土从搅拌机卸出经过运输浇筑到下层混凝土压茬的间隔时间，不得超过规范的规定。混凝土浇筑完毕后，应根据现场气温条件及时覆盖和洒水，实践证明，混凝土养护14 天，可以大大提高其抗渗性能。冬季施工时，池壁模板应在混凝土表面温度与周围气温温差较小时拆除，温差不宜超过15℃，拆模后必须立即覆盖保温。拆模时混凝土的温度比凝结温度已经降低许多，已存在温差。要求在混凝土表面温度与周围气温温差较小时拆除，以防在拆模过程中产生冷缩裂缝。混凝土材料、配比、浇筑以及养护每一环节都应保障其质量，在进行管理过程当中加强对混凝土质量的检验，使每一环节的工作都能得到保障，在检验过程中，需由专业检验人员完成每一环节，将检验的结果以及检验中存在的问题指出，及时发现混凝土在施工中存在的问题，防止混凝土原因而导致渠道渗水情况的出现。

4.3 定期开展维护工作

灌区渠道在长时间的运行中会受到自然灾害以及人为因素的影响，可能会产生较大的质量问题，定期开展维护工作是防止渠道渗漏的关键环节。通过定期对渠道的维护，能减少环境和人为因素对渠道造成的影响，避免渗漏情况的出现。当渠道出现渗漏时，能及时发现问题并进行修补，避免渗漏面积的不断扩大，延长渠道的使用年限，节约水资源。灌区渠道在施工完成后需保障充足的时间对混凝土以及渠道进行维护，同时在后期使用过程中应定期开展维护工作，维护的内容应围绕灌区渠系防渗工作进行。设置专业的维护小组，定期开展维护工作，对渠道运输灌溉作业中使用频率最大以及循环力度最大的点进行采集，并将每次采集的结果进行详细的记录。对灌区渠道沿线周围的土壤以及土壤的含水力进行测试，及时发现渗漏的风险。在温度过低的冬季，应提高开展维护工作的频率，在早上和晚上加强对渠道的巡逻关注渠道的运输情况，同时当气温达到最低值的时候，在灌溉工作中，要加强对渠道的维护，防止出现冻胀破裂的情况。

4.4 加大资金支持

建立多元化的投入机制，积极筹措资金用于灌区防渗工作。加大招商引资力度，积极开发、经营水土等资源，做好综合经营项目的经营管理，筹集资金投入防渗工程建设。争取水利基金，农村发展基金、国家水资源费等对灌区防渗节水型建设的投入。积极创造条件促使民间资本流入水利工程的建设和管理中，坚持责、权、利相统一，实行“谁投资、谁所有、谁受益、谁负担”，明晰工程所有权，落实工程建设和管护责任。通过规划指导、政策引导、资金扶持等手段，鼓励社会各界以多种形式参与农村水利工程建设和管理。特别是要根据当地的实际情况，对灌区渠系的建设和管理要积极吸收当地群众建设灌区参与热情，通过制度创新，逐步探索实行承包、租赁、拍卖和股份制等形式来拓宽末级渠系建设、维护的资金来源，提高灌区渠系管护水平，降低灌区渠系的渗漏水率。

4.5 提高修复技术

在进行防渗的过程中，应完善防渗修复工作，在进行管理的过程中引进最新的防渗修复技术，其中包括勾缝脱落修复技术、混凝土麻面修复技术等。在对灌区渠道建设工作中，提高修复技术能使微小的渗漏在及时被修复，避免了渗漏的扩大化。勾缝脱落是灌区渠道渗漏最常见的原因之一，在进行修复过程当中加强对勾缝脱落修复技术的运用，能避免渗漏的扩大化，在进行修复过程当中需要对渠道衔接处的杂草以及松动的沙石进行清理，再采用高压水枪的方式对缝隙进行清洗，使真实的空隙充分暴露，再使用水泥砂浆对缝隙进行填补。修复技术的提高能防止渗漏的扩大化，在进行防渗工作中具有建设性作用，能减少细微渗漏扩大化对灌区渠道的影响，提高防渗工作的管理效率。在修复技术提高的过程中，应针对灌区渠道的具体情况以及使用原材料的具体类型，采用具有针对性的修复技术，除了对勾缝脱落的修复，在对混凝土板面的修复中也应采用更具有针对性的材料以及修复的方式进行。对改进后输配水利用率进行统计分析，如表2所示。

表2 改进措施实施后输配水利用率

我国灌溉农业的作物水分利用效率、旱作农业的作物水分利用效率以及全国平均的作物水分利用效率明显提高，在农业灌溉中，有效节约水资源，有利于农业经济的可持续发展。在措施实施后，输配水综合利用率高达92.95%，利用率较高，较大程度地降低了水资源的浪费，提高了灌溉用水的效率。

5 结语

灌区渠道的建立对于农业经济的发展具有建设性的意义，是社会主义新农村建设的重要物质条件，加强对灌区渠道防渗工作的开展，有助于提高灌溉效率、减少水资源的浪费。本文从气候原因、地基原因、人为问题、地下水反渗四方面出发对武都灌区渠道渗漏因素进行了全面分析，随后提出有效防渗的5 项措施：施工前进行土壤环境考察、施工中使用抗渗材料、施工后实施定期维护、积极引资用于防渗建设、采用针对性防渗技术进行渗漏修复。总的来说，在发展过程中应加强对灌区渠道防渗工作的开展，针对具体出现渗漏的原因，针对性地采取防渗措施，在进行措施开展中，要加强对施工前、施工中以及施工后各方面的分析，使渠道防渗工作更具有科学性。