装配式钢筋混凝土U型渠节水计量灌溉技术应用.pdf

水利 技术 监督 2 0 1 1 年 第 5期 装配式钢 筋 混凝土 U型渠节水 计量 灌溉技术应 用 贾国华 ( 聊城市水利局，山东聊城 2 5 2 0 6 1 ) 【 摘要】 利用装配式钢筋混凝土 u型渠具有表面光滑、糙率低、流量大、适应性强、占地少、安装进度快的 特点，研究采用科学布置渠池管灌溉网和分水计量设施建设灌区末级渠系节水工程，改变了项目区 当前落后的灌溉方式，节约了水资源，提高了灌溉水利用率。同时也解决了因渠道布局混乱农机进 地困难、排水不便的问题，经济效益和社会效益显著。 【 关键词】 钢筋混凝土 U型渠；节水灌溉；应用研究 0 o i编码】 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 8 1 3 0 5 2 0 1 1 0 5 0 2 3 【 中图分类号 】 $ 2 7 7 【 文献标识码 】 B 【 文章编 号】 1 0 0 0 - 8 6 0 8( 2 0 1 1 )0 5 0 0 6 2 0 3 “ 十二五”时期，国家将不断加大农村水利基 础设施建设资金投入力度。小型农 田水利工程建设 已入快速发展轨道 ，这也给大力发展农 田节水灌溉 技术带来 了机遇。但 由于长期以来形成的灌溉 习惯 与 田间灌溉工程设施不完善、管理粗放等原因，灌 溉水利用率仅为 0 5 0 6 。 地面灌溉等同于大水漫 灌，这种灌溉方式造成水资源浪费严重 ，还影响农 作物的产量，使土壤板结、沼泽化和盐碱化。 为彻底改变项 目区当前落后的灌溉方式，发展 节水灌溉 ，解决因渠道布局混乱农机进地困难、排 水不便 的问题。在冠县小型农 田水利重点县 2 0 1 0 年度项 目实施的末级渠系改造工程中，研究把水、 田、渠、路作为系统工程规划布置 ，在 田块 内平行 于 田畦方 向，根据地块具体情况 ，设置间距 l O 0 2 0 0 m的农渠。农渠渠首设置分流量水设施，农渠上 按 8 0 l O O m 间距设置分水池，可套接软管，形成 小畦灌溉模式。 经测算 ，装配式钢筋混凝土 u型渠节水计量灌 溉模式比漫灌法可节水 4 0 6 0 ， 而且灌水均匀度 在 8 5 以上 。 1 项 目概况 项 目区位于聊城市位山灌区冠县东北部，东邻 位 山三干渠 ，倪屯输水支渠在项 目区中心穿过，南 面的和寨渠为该项 目区的排水支渠，构成项 目区的 排灌渠系。该项 目控制面积 3 0 2万亩，涉及柳林 6 2 镇 1 5个村庄，1 8 3万人。实施的末级渠系中斗、 农渠均采用装配式钢筋混凝土 u型渠，其 中斗渠为 U D 6 0 、 总长度 1 6 2 k m ， 农渠为U D 3 5 、 总长度 3 2 6 4 k m 。 配套建筑物包括：混凝土斗渠进水 闸 l 0座， 农渠进水闸 8 0座，农渠放水池 6 4 8座，斗渠穿路 倒虹吸 5 4 座 ，混凝土斗渠量水槽 1 0座、农渠量水 槽 8 0座等。 2 装配式钢筋混凝土 U型渠优点 装配式钢筋混凝土 u型渠是工厂化生产的混凝 土预制构件 ，按照型号和承载力大小科学配筋，使 用 u型钢模浇筑 ，规格统一，单节长度均为 3 m 。 2 1节约土地 以相同 U D 6 0型渠道断面为例，按渠道建设标 准，渠肩宽压沿 0 5 m ，边坡 比按 1 ： 1 5计算，土堤 护坡渠道， 每米占地宽度为 3 7 m 。 而装配式钢筋混 凝土 U型渠无需护坡 ，占地宽度只有 0 7 m 。因此 ， 占地仅为一般渠道的 1 5 。综合因填土开挖形成的 农沟，每万亩渠道可节约 占地约为 5 h m 。 ，节约土 地效果 明显 。 2 2流量增大 装配式钢筋混凝土 U型渠采用钢制模具 ，使用 镇东床振捣 ，渠道表面光滑 ，混凝土强度高，糙率 可达到 0 0 1 3 。而一般混凝土渠道糙率为 0 0 l 6 作者简介：贾国华 ( 1 9 7 8年一 ) ，男，山东省人，工程师，硕士。 水利技术监督 2 0 1 1 年第 5 期 0 0 1 8之间。根据渠道流量计算公式，横断面按明 渠均匀流公式推算 ： Q= c 式中： 渠道设计流量 ( m 。 s ) ； 一 渠道过水断面面积 ( Il l ) ； 水力半径 ( I l1 ) ； 卜渠道 比降； 卜谢才系数 。 1 用满宁公式 C =1Rg 计算 ， r渠床糙率。 在 A 、 一定的情况下，糙率 = 0 0 1 3时， 流量为 7 = 0 0 1 8时的近 1 4倍 。 表 1装配式钢筋混凝土 u型渠和 一 般混凝土渠道流量对比表 装配式钢筋混凝土 u型渠 相同断面一般混凝土渠道 型号 流量 可灌溉面积 流量 可灌溉面积 糙率 糙率 ( l 3 s ) ( h m 2 ) ( 皿 3 s ) ( h m 2 ) U D6 O 0 0 1 3 0 1 5 1 2 0 0 01 8 0 1 l 8 7 U D3 5 0 0 1 3 O O 2 1 6 7 0 01 8 0 0 1 4 1 0 2 3质量可靠 装配式钢筋混凝土 u型渠工厂化生产 ，流水作 业，施工保障措施规范 ，可确保产 品质量，混凝土 强度还可根据设计要求改变。 2 4施工简单 因施工 占地少，对农耕影响小，农民易接受。 并且消除了沟槽开挖、回填、护坡、混凝土压沿等 工序 ，工序简单，速度快，支墩浇筑完成后 ，日进 速度可达 4 0 0 m 。 2 5美化环境 装配式钢筋混凝土 u型渠建设 的渠道外观新 颖、美观、顺直，既是农 田水利设施，又可起到改 善环境，营造景观 的效果。 3 田间渠池管灌溉网布置 根据项 目具体情况 ，综合分析项 目区水源位 置、田块形状、地势走 向、现有排水设施、道路、 林带等因素，确定田间渠池管灌溉工程布置方案。 主要采用支渠、 斗渠、 农渠与其配套建筑物及道路、 农沟组合的模式。 这种模式方便农机进田耕作，同时也减少了配 套建筑物建设。另外 ，装配式钢筋混凝土 u型渠有 利于农田排涝。 图 1 田间渠池管灌溉网布置 3 1钢筋混凝土 U型渠 与输水管布置 根据该项 目区总体设计斗渠选用 U D 6 0型 ( 可 控制面积 1 0 0 1 2 0 h m z )，斗渠的间距尺寸结合实 际可 4 0 0 8 0 0 I l l 之间选择 。农渠采用 U D 3 5型 ( 控 制面积 1 3 3 1 6 7 h m )，农渠的间距尺寸结合实 际可 1 0 0 2 0 0 m之间选择。 一 般情况下软管输水 5 0 m ，水头损失 0 1 9 m ， 输水 1 0 0 Ill ，输水损失 0 3 8 m 。根据渠道设计水面 线与 田地问高度应大于损失值的要求进行调整 。农 渠按间距 8 0 1 0 0 I ll 设双 向分水池，两侧设双 向软 管接头，用软管与其连接进行灌溉。 3 2配套建筑物 斗渠中设置承插 口管式渡槽、农渠进水闸及分 流量水设施 。农渠上设置农渠双向分水池，间距在 8 0 1 0 0 n l 之间，可根据田块平整情况和土壤透水 性的强弱进行适当调整，但最大间距不超过 1 0 0 m 。 63 水利技术监督 2 0 1 1 年第 5 期 4 钢筋混凝土 U型渠节水灌溉技术应用效果 ( 1 )节水 效果 明显 。灌溉输水管道封 闭试运 行，采用分水池与软管连接进行灌溉，将大 田块灌 溉变为小田块灌溉 ，亩次灌水为 3 5 4 0 m a 亩 ，灌 溉水利用率提高 l 倍多。 ( 2 )农耕 困难破解 。灌区末级渠系工程采用 路沟渠模式，农渠垂直于道路 ，农机进 田可避免跨 越渠道，进入方便，提高了工作效率，也减小了工 程的损毁机率 。 ( 3 )水量控制科学。在斗、农渠入 口设置测水 量水设施 ，管理人员能准确控制引、配水量，提高 了灌溉水利用系数和单位水量农作物的产量，节水 效果明显，对减轻土壤侵蚀和淤积也有积极作用 。 ( 4 )灌溉成本降低 。通过测水设施可实现按 量征收水费，公平合理，管理方便 ，减少了因水费 引起 的群众矛盾。同时也使农民的节约用水意识显 著增强，实现 了节约成本和节水灌溉双丰收。 ( 5 )环境影响甚小。装配式钢筋混凝土 U型 渠无需填土护坡，占用耕地较传统实体渠道减少约 为 8 0 。施工时无挖土填筑，对耕地保护效果明显。 施工现场土方量小 ， 扬尘影响不大， 废渣产生量少， 对环境基本无影响。 5 效益分析 ( 1 )增产效益。工程运行后 ，项 目区变成 了 旱涝保丰稳产 田，按每亩增产粮食 ( 两季)7 5 k g估 计，年可增收 1 5 8元，按农 田水费分摊系数 0 6计 算，年效益 9 5元。 ( 2 )节水效益。节水灌溉项 目实施 以前，该 项 目区农业灌溉费用每亩 2 5 4 5元，全年一般实 施 4次灌溉 ， 即两次春灌、一次初夏灌和一次秋灌， 平均按 3 次计算， 每亩地灌溉总费用达 7 5 1 3 5元。 项 目实施后 ，水可 自流到 田问，水价按照政府核定 价格 0 2 4元m 。 ，灌水定额按高值 5 0 m 。 亩，每亩 每年 3 6元 。前后对 比按均值计算，每亩可节约费 用 6 9元 。 ( 3 )水资源效益 。冠县柳林镇末级渠系节水 改造项 目共实施面积 2 0 1 3 3 h m ，按照节水灌水定 额高值亩次 5 O m 。 ( 实施节水灌溉前亩次用水 9 0 m 3 ) ， 每年灌溉 3次，项 目区年可节约水资源 3 6 0万 m ， 每亩每年可节约水费 2 5元 ， 。 ( 4 )节约土地效益。装配式钢筋 u型渠无需 填土护坡 ， 对照一般混凝土渠道 ， 按护坡高度 0 6 m ， 边坡 1 ： 1 5 ，每亩渠道按 4 m计算，可节约 2 4 m ， 每 亩产值按 1 6 0 0元计算 ，可产生效益 5 8元 亩 。 经综合经济效益分析，装配式钢筋混凝土 u型渠 节水灌溉项 目区土地， 年可增加经济效益 2 4 7 元 亩。 6 结 语 装配式钢筋混凝土 u型渠利用支墩架设，适应 地形变化能力强，外型美观实用 ，管理方便 ，实用 寿命长 。在 田块 内设农渠及双 向分水池与管道连 接，实现小畦灌溉，达到节水灌溉 目的，同时解决 了渠道与农机作业和排水的多重矛盾 。渠道分水 口 设置量水设施 ，实现公平收费，提高了管理水平， 增强了农 民节水意识。装配式钢筋混凝土 U型渠节 水灌溉技术，综合效益明显，为减轻灌区农 民水费 负担， 缓解灌区农业灌溉用水矛盾作用极大。 参考文献 1 节水灌溉工程 技术规范 G B T 5 0 3 6 3 2 0 O 6北京 ： 中国计划 出版 社， 2 0 0 6 8 - 9 2 大型灌区技术改造 S L 4 1 8 2 0 0 8北京 ： 中国水利水 电出版 社， 2 0 0 8 。 1 卜1 2 3 吕宁江， 杜贞栋， 李其 光等 山东省小型农 田水利 工程建设技术 手册 郑州 ： 黄河水利出版社， 2 0 1 0 6 2 6 4 六 六 六 六 六 六 六 六 六 六 六 六 六 六 六 六 六 六 ( 上接第 5 5页) 机械和不同方法进行抢护。适应险情发展，及时调集 推土机、装载机、自卸车等抢险机械，加大抢险机械 的应用力度，提高抢险效率，及时控制险隋。 ( 3 )多措并举 。坍塌险情有护根坍塌、护坡 坍塌、护坡与护根同时坍塌及部分坝基与护根护坡 整体坍塌等情形。坍塌速度取决于根基强弱，老工 程一般是平墩慢蛰，新修工程则会猛墩猛蛰。抢 险 过程中，往往各种险情并存 ，要根据实际情况，选 择多种抢护方法 ，必要时几种方法结合使用，以达 6 4 到快速控制险情的目的。 ( 4 )合理布局。河道整治工程是根据河势变 化逐年整修的，由于泥沙淤积和水流的冲击作用 ， 河势经常发生变化，部分工程布局 已不适应当前河 势溜势变化，造成坝垛受溜严重，加大了坝垛 出险 的几率。根据河势变化情况，本着先主坝后次坝， 先重点后一般、先根石后坝身 的原则，适时对河道 进行整治，使坝垛溜势均匀。改善坝垛结构 ，增加 根石结构的整体性，加大对基础变形的适应能力， 稳定坝垛基础 。