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1、1形渠道在节水灌溉中的应用作者：党婉娟 赵晓强 杨亚文【摘 要】砼 U 形渠道是目前公认的具有防渗效果好，输水效果强，抗冻胀，渠道占地面积小等优点的一种节水渠道设施，同时,为了适应机械化施工的要求,新建、改建的渠道防渗工程应多采用 U 形渠道。 【关键词】U 形渠道 节水灌溉 应用 我国是一个农业大国，引水灌溉历史悠久。近年来，由于地球生态环境恶化，植被人为破坏严重，部分地区沙化漫延，农业高耗水量作物的引进和推广，城镇人口增加，地下水超量开采等因素，缺水已成为制约我国国民经济发展的重要因素，农业灌溉用水日趋紧张。为了解决区域用水的紧张局面，党和国家提出对灌区实施渠道防渗等措施。各级水利部门也加
2、大农业节水灌溉工程投资，积极推广先进节水灌溉技术。随着灌区更新改造、农业综合开发、世界银行贷款以及扶贫等多个项目的实施，灌区加大渠道防渗工程建设，以缓解农业灌溉用水的供需矛盾。 一、概述 砼 U 形渠道是目前公认的具有防渗效果好，输水能力强，抗冻胀，渠道占地面积小等优点的一种节水灌溉设施。据有关资料记载：U 形砼渠较梯形渠每公里输水损失小 3.7，较土渠可以减少渗漏损失 97，且水流条件好，流速快，输水输沙能力强，抗冻胀程度为梯形渠的 1314，且便于管理,投资少。在灌区 U 形渠道设计及施工中，通常采用两种形式：渠口宽度 1 米以上的渠道一般采用固定钢模板，机械振捣人工浇筑的方法；渠口宽度在
3、 1 米以下的渠道一般采用机械衬2砌，人工收面的施工方法。石堡川灌区在渠道改造设计中，支渠以上工程均采用钢模板人工衬砌，效果良好；斗渠以下的田间渠道均采用衬砌机衬砌，衬砌速度快，而且在大规模的施工中质量便于控制。 二、砼 U 形渠道的结构特点 砼 U 形渠道是反拱结构，抗冻能力强，不易破坏。砼 U 形渠道渠底圆弧夹角一般为 152-156为宜，两侧外倾 12-14，渠底与圆弧直径 1：1，砼衬砌厚度 4-10 厘米。特殊地区外倾角度可作为适当调整。石堡川水库灌区中低产田改造项目中，U形渠道渠底圆弧夹角采用 156，两侧外倾角采用 12，砼衬砌厚度为 8 厘米，以增加渠道防渗抗冻胀能力。 三、砼
4、 U 形渠道防渗效果好 根据灌区资料统计：砼 U 形渠道整体性强，防渗效果好，而且衬砌的渠道斗渠以下渠系利用系数在 0.98 左右，而未衬砌的土渠水利用系数还不到 0.8，一条2000 亩灌溉面积的斗渠，平均每年灌地 4000 亩次。年引水量约 40 万 m3，而未衬砌的渠道每年渗漏损失约 8 万 m3 的水。我国有 8 亿亩灌溉农田，缺水严重的有4 亿多亩，有斗渠 20 万条，每年斗渠以下渠道渗漏损失达 100 多亿 m3，这些渗漏掉的水可灌地 1 亿多亩次，有些地区渗漏的水量还会造成地下水位提高或土壤盐碱、沼泽等危害。 农业节水灌溉已引起各级领导和水管部门的重视，水利部门从各个方面筹集资金
5、，加大节水工程投资，在灌区 U 形防渗渠道建设中，积极推广先进的灌溉技术，加强灌区用水管理，提高灌溉水利用系数，各级水利部门为农业节水灌溉作出3努力并收到了良好效果。石堡川水库灌区八支下游渠道，在世行贷款项目中低产田改造后，群众普遍反映 U 形渠道好，具有“五省两增一减少”的优势。五省：省水、省时、省劳、省钱、省地；两增：增产、增收；一少：群众用水纠纷少。 四、砼 U 形渠道输水输沙能力强 砼 U 形渠道表面光滑、糙率小、流态好，输水能力强。根据灌区资料表明：当砼 U 形渠道流速在 1.2 ms 左右时，相同比降的梯形土渠流速仅为 0.6 ms。梯形土渠糙率值为 0.025，砼 U 形渠道糙率
6、值为 0.016 左右，所以 U 形渠道行水时，渠道水流速快，输沙能力强。 五、砼 U 形渠道省工、省料、节省渠道占地 砼 U 形渠道水力条件好，近似最佳水力断面，可减少衬砌工程量。由于渠口窄，可节省土地，减少挖填土方量。采用机械施工工效高，速度快，质量好。在石堡川水库灌区中低产田项目改造中，采用机械施工人均每个工日可衬砌砼 U 形渠道1020 米，完成 1.52.0 立方米。砼 U 形渠道节省材料，如建设一公里 D60U 形渠道用砼量 96 立方米，而建设同样过水量的梯形渠道需砼 132 立方米，建设砼U 形渠道比砼梯形渠道可节约投资 1 万元左右，可节约渠道占地 3 亩以上。砼 U形渠道渠
7、道使用寿命长。经灌区现状调查摸底结果表明：1978 年建设的砼 U 形渠道至今运行良好，无冻胀破坏现象，而同时建设的梯形渠道运行不到 10 年已部分或全部损坏。 六、砼 U 形渠道建设投资与效益分析 石堡川灌区中低产田改造工程，共衬砌 U 形斗渠约 200 公里，均采用机械衬4砌，人工收面的施工方法。项目实施后极大的改善了灌区田间工程配套，提高了田间水利用系数，减少了水量损失，缩短了灌溉时间，年可节约灌溉水量 300 万立方米，节约水量可恢复、改善灌溉面积 5 万余亩。根据灌区斗渠监测评价结果，农作物单产量较同期提高 150、250 公斤，复种指数由原来的 1.35 提高到 1.50，每年均收
8、入增加 200-300 元。世行贷款项目中低产田验收小组认为砼 U 形渠道机械施工技术具有良好的经济效益和社会效益，在省内各灌区推广 应用。 七、结语 砼 U 形渠道防渗技术得到水利部、陕西省水利厅和各级水管部门的支持。渠道防渗施工机械的开发，尤其是 U 形渠道衬砌机、U 形渠道开沟机、U 形渠道予制构件机械、U 形渠道施工机械的开发和推广，省工、省料、省时，在全省节水灌溉技术推广发挥了主要作用。近几年的项目建设中，石堡川水库灌溉管理局积极筹集资金，购置 U 形渠道衬砌机械，在灌区世行贷款更新改造、续建配套与节水改造、中低产田改造、农业综合开发等项目建设中，加大对渠道防渗工程的投入，减轻了农民水费负担，极大地缓解灌区农业灌溉用水矛盾。因此，U 形渠道是节水灌溉中一项重要防渗工程，是提高现有水利工程的效益，提高渠水利用系数，节约用水的费省效宏，时效较快的重要途径。
