农田水利工程施工中渗水原因及防渗技术探讨

姜枫

（涡阳县水利局水利工程管理所，安徽 亳州 233600）

0 引言

农田水利工程是现代农业发展中不可或缺的重要组成部分，对于保障粮食生产、增加农民收入、促进经济社会发展都有极其重要的作用。本文对农田水利工程渗水原因进行了深入的分析，并由此提出了几种不同的防渗技术方案，以期对我国农业发展有所裨益。

1 农田水利工程渗水原因分析

1.1 地质及水文条件

1.1.1 地质条件

地质条件是农田水利工程中渗水问题的重要因素之一。地质条件决定了地下水的运动和分布，进而影响农田水利工程的防渗效果。一些地质条件，如土壤类型、地质构造、岩层类型和厚度等，均会对农田水利工程渗水产生影响。

（1）土壤类型。不同类型的土壤有着不同的渗透性和压缩性，因而对渗水有着不同的影响。例如，砂土、砂质土和沙岩等松散土层的渗透性比较大，容易引起渗漏问题。

（2）地质构造。地质构造是指地面或地下的结构特征，如地理结构、褶皱、断层、岩性、空洞等。它们对地下水流动的影响很大，有时会导致水流的集聚和聚集。

（3）岩层类型和厚度。岩层类型和厚度对地下水流动有很大的影响。岩石是一种不透水的材料，如果在农田水利工程设计中没有考虑到岩层的渗透性和厚度，就会导致水源的缺失或渗漏。

1.1.2 水文条件

水文条件也是影响农田水利工程渗水问题的关键因素。水文条件是指包括水文地质、水文气象等在内的与水相关的条件因素，包括地表水和地下水在内的各种水体的分布、流量、流速等相关特征。

（1）地下水位。地下水位的高低与渗水问题有着直接的关系。地下水位高的区域容易产生渗漏问题，而地下水位低的区域则不容易产生这种问题。

（2）降雨量和蒸发量。降雨量和蒸发量的大小决定了土壤中的水分含量和土壤的湿度。如果降雨量大、蒸发量小，就会导致农田水利工程中的水源增加，从而容易引起渗漏问题。

（3）土地利用。不同的土地利用方式会改变地表和地下的水文条件。例如，如果在农田水利工程设计中没有考虑到附近的灌溉、排水和排泄等问题，就会导致周围的水文条件发生变化，最终导致渗漏问题。

1.2 整体工程设计不合理

1.2.1 工程设计的方案不合理

农田水利工程设计的方案不合理是导致渗水问题的主要原因之一。一些设计方案未能充分考虑到当地的地形和土质条件，或者未考虑到农田水利工程长期使用的情况，设计出来的工程方案可能不够合理，导致渗水问题的发生。

1.2.2 工程设计选材不合理

在农田水利工程设计中，选材也是非常重要的一步。如果选材不当，可能导致工程使用不稳定，从而导致渗水问题的发生。比如，在土石坝或堤坝工程中，若材料的抗渗性能不好，则在使用过程中可能会出现渗漏情况。

1.2.3 工程设计的标准不合理

农田水利工程设计的标准不合理也会成为渗水问题的原因之一。如果工程设计标准过低或者过高，都可能导致农田水利工程出现渗水问题。当设计标准过低时，工程可能没有达到应有的抗渗性能，从而出现渗漏问题；而当设计标准过高时，工程的建设成本也会随之增加。

1.2.4 工程设计中未考虑实际情况

农田水利工程设计中，如果未充分考虑到实际的使用情况，也可能导致工程出现渗水问题。例如在洪水期间，工程可能面临较强的水压，如果在设计中未考虑到这一情况，则工程可能无法承受水压，从而出现渗漏问题。

1.3 工程质量不达标

1.3.1 施工工艺不规范

农田水利工程施工过程中，施工工艺不规范是导致渗水问题的常见原因之一。在施工过程中挖掘不规范，或者使用不合适的材料进行填充，都可能导致渗漏问题的发生。

1.3.2 对施工细节不重视

在农田水利工程施工过程中，对细节不重视也会导致渗漏问题的发生。例如，施工人员可能会为了节约时间或者成本，在工程中忽略一些细节问题，使得工程质量大打折扣，导致渗漏问题出现。

1.3.3 施工材料质量差

材料质量差是导致农田水利工程渗漏问题出现的常见原因之一。例如，在选用防渗材料时，可能存在劣质低价材料。这些材料抗压强度低、易破损，使用过程中会失去原有的防渗效果，导致渗漏问题的发生。

1.3.4 施工过程中未按照设计要求进行

在农田水利工程施工过程中，如果未按照设计要求进行，也可能导致渗漏问题的出现。例如，在铺设防渗材料时，施工人员可能因为粗心大意或者其他原因，没有将防渗材料铺设到位，使得工程的防渗效果打折扣。

2 农田水利工程施工中常见的防渗技术

2.1 地下防渗墙

2.1.1 挖掘防渗沟

在农田水利工程施工中，挖掘防渗沟是一种常见的地下防渗墙技术。它通过在农田土壤中挖掘一定长度和深度的防渗沟，来阻止地下水向上渗透到农田上部分的土壤中。其原理是在农田土层中挖掘一条与地下水流方向垂直的防渗沟，使地下水流不再向上渗透到农田上层土壤中。挖掘防渗沟需要在地下水位以下施工，以确保其不受地下水的影响。

挖掘防渗沟的施工步骤包括：（1）测量设计。根据农田水利工程的水文地质条件和渗透特性，对挖掘防渗沟的长度、深度、宽度和施工方式进行测量和设计。（2）现场准备。清理挖掘区域的草地、杂物和石头等，使施工区域充分暴露。（3）挖掘防渗沟。使用挖掘机等工具在设计好的位置开始挖掘防渗沟。挖掘深度和宽度需要根据设计要求进行控制，并保持沟壁的垂直度和平整度，以确保防渗效果。（4）处理沟底和墙壁。需要对沟底和墙壁进行处理，以确保其满足防渗要求。处理方法包括打磨、填平等。（5）安装防渗材料。在沟壁和底部可进行覆盖防渗材料，如塑料膜等。（6）验收。在施工完成后进行验收，确保防渗沟的效果符合设计要求。

挖掘防渗沟是一种简单有效的地下防渗方法，在较小水流量和土层深度较浅的情况下效果较好。其优点主要包括：成本低廉，施工周期较短，可减少农田水利工程的建设成本；施工简单，可针对具体情况进行改进和升级，增加防渗效果；挖掘防渗沟对环境污染较小。但挖掘防渗沟也有其缺点，主要包括：仅适用于较浅土层和较小水流量的情况，对于深层土层较大和大水流量的情况效果不佳；施工后需要进行维护，定期清理泥沙和杂物，以确保防渗效果；挖掘防渗沟对地下水资源的利用会有一定程度的影响。

2.1.2 环保型防渗材料

在农田水利工程中，防止渗漏的一个常用技术是使用环保型防渗材料。这些材料通常具有耐腐蚀、耐磨损、耐高温的特点，同时对环境无害，可重复利用，使用寿命长。环保型防渗材料通常用于地下防渗墙的构建中。

（1）高分子复合材料。高分子复合材料是由高分子材料和无机材料复合而成的一种环保型材料。它具有多孔、高强度、耐腐蚀、抗渗透等特点，适用于各种土质，可以有效地防止渗漏。

（2）水泥基封堵材料。水泥基封堵材料是由水泥、石灰、石头、砂子和纤维等原材料混合而成的一种材料。它可以在地下防渗墙的施工现场现浇施工，防漏效果好，环保特性好。

（3）多元共聚物防渗材料。多元共聚物防渗材料是一种新型环保型防渗材料，采用聚合物和无机材料复合而成，可以有效防止渗漏。它的优点是可以在较大的温度和湿度范围内施工，具有优异的粘结力和耐腐蚀性。

（4）沥青防渗材料。沥青防渗材料是由沥青和无机材料制成的一种环保型材料。它具有耐候性和耐老化性，施工方便，防漏效果好。

2.2 地面防渗措施

地面防渗措施主要采用在土壤表面覆盖一层材料，通过封闭土壤表面，使得地下水不会向土壤表面渗透，达到防渗的目的。地面防渗措施有很多种，其中两种常见的地面防渗措施分别是环保型覆膜和植被覆盖措施。

2.2.1 环保型覆膜

环保型覆膜是一种先进的、环保的防渗材料，可以在农田水利工程中被广泛使用。这种材料具有透气性、防寒、保水和防渗等多种功能，在改善土壤环境、促进植物生长等方面能发挥积极作用。

环保型覆膜主要包括生物降解膜和复合膜两种类型。生物降解膜是一种具有生物降解性的材料，可以在一定程度上解决传统覆膜造成的环境污染问题。这种膜材料可以在2～3 个月内分解为二氧化碳和水，不会对土壤和植物造成污染。复合膜由高密度聚乙烯（HDPE）和聚丙烯（PP）等材料组成，具有良好的防渗性能。同时，它的表面特殊处理，使其比传统覆膜更具有抗老化、抗氧化、抗紫外线、防寒保温等特点。此外，复合膜还具有优秀的机械性能和耐腐蚀性能，更能满足现代农业生产的需要。

环保型覆膜的使用可以大大降低土壤水分蒸发和水分流失，提高土壤的保水能力。同时，覆盖物还可以防止土壤中的有害物质渗透到地下水中，减少了土壤污染的风险。最重要的是，使用环保型覆膜是一种可持续的耕作方式，有助于提高土地质量和生产效益。环保型覆膜在农田水利工程中的广泛使用，可大大提高土壤保水性能、减少土壤污染、改善农田环境、促进农作物生长，是一种值得推广的新型防渗材料。

2.2.2 植被覆盖措施

植被覆盖是一种自然的防渗措施，可以通过在农田中种植植物来改善土壤环境、促进水循环和减少水土流失。这种方法在农田水利工程中被广泛应用，可以显著提高土壤的保水能力和防止水分流失。植物的根系可以渗透到土壤深处，并形成一个具有一定强度的网状结构，可以有效地防止水土流失。同时，植物的叶片可以拦截降雨，防止雨滴直接打在土壤上，减少土壤的冲刷。此外，植物的茎和叶片还可以调节土壤温度和湿度，提高土壤的肥力和生产力。

在农田水利工程中，植被覆盖措施可以通过种植不同的植物来实现。具体来说，可以选择根系发达、生长快速、耐旱、耐寒、积极抗风等特点的植物进行种植。例如，草坪、绿篱、梯田、林带等都可以有效地改善农田环境。值得注意的是，植被覆盖的效果受到许多因素的影响，包括降雨量、土壤类型、植物种类和数量等。因此，在选择种植植物和推广植被覆盖措施时，应考虑到具体的农田环境和生态条件，制定合理的种植方案。

地面防渗措施具有操作简单、成本较低、安全环保等优势，能够很好地解决农田水利工程中的渗水问题。与其他防渗技术相比较，环保型覆膜和植被覆盖措施均是一些相对较为成熟、实用的技术，且在实际应用中已经取得了很好的效果。

2.3 其他防渗技术

2.3.1 水土保持措施

水土保持措施包括植被覆盖、地面覆盖、沟渠管理、水文调控、土壤保墒、防风固沙等。其目的是减少水土流失，保持土地肥沃和生态环境的稳定。其中植被覆盖是最常见的措施之一。

2.3.2 强化护坡

强化护坡是指在农田水利工程建设过程中对土坡进行加固，以减少土体松动、坍塌等问题，提高抗风防滑能力，并保证坡面的环境安全。目前，常用的强化护坡方法包括石笼网加固、混凝土护坡加固、铁筋网加固等。其中石笼网加固是最常见的方法之一。石笼网是由金属丝网编织而成的网状结构，通过填充石块或其他固体材料，可以形成一个坚固的支撑结构。在农田水利工程中，可以将石笼网放置在坡面上，使其承受土坡的压力，有效防止土壤的流失和坡面的松动。

水土保持和强化护坡是农田水利工程建设过程中必不可少的措施，在工程的实施过程中，需要注意施工质量和技术的落实，以确保工程顺利实施并达到预期效果。

3 结束语

总而言之，农田水利工程防渗技术还需要不断创新和发展更加智能化、环保型、高效节能的技术手段，以提高农田水资源利用效率和减少农业生产对自然环境的破坏。因此，农田水利工程防渗技术的创新方向应当注重提高防渗效果、提高防渗工程的可持续性、降低防渗成本等方面，并加强与现代工程技术、信息技术等领域的融合，积极推行新型绿色防渗材料、智能防渗设备的应用，从而更好地保障粮食安全和生态环境的可持续发展■