预制混凝土U型渠道在节水灌溉中的应用.pdf

曩蚕困a啊曩删 预制混凝土U型渠道在节 灌溉中的应用 马爱成 ( 清徐县边山水利管理站 ， 山西清徐0 3 0 4 0 0 ) 摘要 介绍了清徐县基本情况， 针对全县水资源短缺、 水浪费现象严重的实际情况， 提 出在全县推广末级渠 道预制混凝土 u型防渗工程建设， 阐述了预制混凝土 u型渠道的优点及施工要求， 以孟封村 u型防渗片区 为例， 分析了配套 u型渠道后所取得的社会效益和经济效益， 指出采用u型渠道后， 从根本上缓解了全县农 业用水紧张局面， 具有良好的推广应用前景。 关键词 灌溉节水； u型渠道； 混凝土； 清徐县 中图分类号 $ 2 7 7 【 文献标识码 c 文章编号 l O O 4 7 0 4 2 ( 2 o 1 4 ) 0 8 0 0 3 2 0 2 1 概 况 清徐县位 于太原市南部 ，国土面积 6 0 9 k m ， 辖 1 O个乡镇街办 ， 1 8 8个行政村 ， 2 4个居委会 ，总人 口 3 4万 ， 其中农业人 口2 6万 。耕地面积 2 9 7万 h m ， 有 效灌溉面积 2 4 5 万 h m ， 占总耕地面积的 8 8 ， 其中 井灌面积 1 1 3 万 h m ， 占有效灌溉面积的4 6 。全县 多年平均可利用水资源量 5 5 3 6 8万 m ，其中地表水 资源量 1 0 7 6 2万 m ， 地下水资源量 4 4 6 0 6万 m ， 多 年平均降雨量 4 0 0 1 m m， 水资源十分缺乏。 与此同时， 水浪费现象非 常严重 ， 渠系水有效利用 系数低 、 大水 漫灌现象十分普遍。 为有效利用有 限的地表水资源 ， 恢复扩大灌溉面 积， 县水务局于 2 0 1 0 年开始多方筹集资金 ， 推广末级 渠道预制混凝土 u型防渗工程建设 ， 2 0 1 1 年柳杜、 清 源 、 孟封 、 东于 4乡镇完成 防渗渠道约 7 9 k m， 目前 已 完成斗渠、 农渠防渗约 3 0 0 k m， 节水效果非常明显， 对 缓解用水矛盾起到了积极作用。 2 预制混凝土 U型渠优点 2 1 水力条件 预制混凝土 u型渠底部为半 圆形 ， 该断面形式符 合水流的 自然特性 ， 近似最佳水力断面 ， 湿周短 、 流速 快 ， 水力半径大 ， 流速分布均匀 ， 在一定断面上的输水 能力优于混凝土梯形渠道， 可缩短灌溉周期 ， 提高水 流挟沙能力， 有利于引用高含砂水灌溉， 同时避免灌 溉渠道的泥沙淤积等问题 。 2 2 适应 冻胀 u型渠道底部为半圆形， 下部呈反拱形 ， 整体性 好 ， 能够承受冬季产生 的冻胀压力 ， 冬季过后 大部分 裂缝都减小 ， 有的能够完全闭合 。 2 3 防渗效果 采用预制混凝土 U型渠道衬砌后能减少土渠渗 漏量的 9 6 ， 可达到理想的防渗节水效果 。 2 4 建设费用低 与相 同过水断面的砌石渠道相 比 ， u型渠每米可 节约投资 2 5 6 0 。 3 施工要求 3 1 场地要 求 预制混凝土 u型渠道对施工场地 的要求较低 ， 土 渠原有的树木基本不用砍伐 。 3 2 材料要求 在施工过程中应严格控制混凝土 u型预制板质 量 ， 对进人工地的预制板外形、 承压、 抗渗指标不定期 进行抽查 ， 确保工程所用预制板全部合格 。 3 _ 3 技术要求 在开挖压实好的基槽 内安装混凝土 u型预制板 ， 安装过程中要保证预制板的平面位置和准确高程， 安 装完成后检查其侧面、 顶面是否平顺及结构缝是否达 到要求 ，各项指标合格后方可进行勾缝 ，缝宽 2 5 3 e mo 因每块 U型预制板的宽度仅 0 5 m， 结构缝较多， 在施工过程中应严格要求砂浆质量与勾缝质量， 用 M7 5号水泥砂浆将缝 隙内部全部压实 ，且表面要光 滑 ， 与预制板面形成平缝 ， 以免影响防渗效果与过水 能力。 山西 水利富 鲁 3 4土方要 求 预制混凝土 U型渠道衬砌前渠道底部必须夯实 ， 衬砌勾缝完成后 回填两侧土方并夯实 ， 以免因土方工 程影响渠道的整体质量。 为保证土方 回填质量 ， 要求土料 内不得含有腐植 土、 草皮、 树根等杂物， 土堤顶要高于混凝土渠顶 l O 1 5 e m， 并做成 向渠中心放坡 2 5 ， 以利排水 。 4 效益分析 4 1 社 会 效益 U型渠道流速快 ， 防渗效果好 ， 可节省水量 、 缩短 灌溉周期， 保证农田及时灌溉， 且其挟砂能力强， 在夏 季时可利用含砂量大的洪水进行灌溉 ， 既可解决全县 水源不足的问题 ， 又可利用泥砂 中所含有机物和各种 肥料元素， 增加土壤肥力， 提高作物产量。 根据 2 0 1 0年完成 的孟封村 u型防渗片 区可知 ， 防渗前农渠最窄宽度为 5 m， 防渗后渠宽 1 2 4 m， 两边 各留出0 8 m的保护范围，每千米防渗渠道可节省占 地 0 2 h m 。 4 2经 济效 益 根据 2 0 1 0年完成 的清徐县孟封村北 2 2 0 h m 混 凝土 U型防渗片区应用情况来看 ， 区内配套预制混凝 土 U型 渠道 1 1 k m，当年 投 资 1 8 0万元 ，年灌 溉 4 4 0 h m 次。 根据调查 ， u型渠道配套后 因能合理及 时灌溉 ， 每年每公顷平均可增产 4 7 5 k g ， 按农作物玉米 2元 k g 计算， 年增产效益 2 9 7 万元。 预制混凝土 u型渠道配套后 ， 包括渗漏损失在 内 每年可节约用水 2 O 万 m ， 按 0 2 5 元 m 计算 ， 年节水 效益 5万元 。 技术与应用 2 0 1 4年第 8期 区内预制混凝土 u型渠道配套前 ， 村民每年用于 灌溉的机械费开支为 2 6 万元，人工费开支为 2 4万 元 ， 而配套后每年仅需开支 1 - 4万元的人工费 ， 年节约 开支 3 6万元。 区内预制混凝土 u型渠道配套后 ， 可用 以多种植 的土地约 2 2 h m ，按每公顷平均收益 9 0 0 0元计算 ， 年增加收益 2万元 。 以上年效益合计 4 0 _3 万元，总投资 1 8 0 万元， 投 资回收年 限为 4 5年 ， 而 u型渠 的使用寿命为 2 0年 ， 经济效益相当可观 。 5 日常维护管理及推广应用 加强预制混凝土 U型渠道科学管理 ， 是保证工程 质量完好 、 充分发挥工程效益的关键 。 首先 ， 应设专人 管理， 做到责任到人。 其次， 发现渠道出现裂缝等问题 时 ， 应及时修补或局部更换预制板 ， 防止损毁程度发 展严重。第三 ， 应防止污水排入渠 内， 造成农 田的污 染。第四， 灌溉结束后应及时排空渠内积水。 第五， 严 格控制渠道冬季行水 时间 ， 规定低 温停水界 限， 防止 冬季渠道 因冻胀而破坏。 第六 ， 严禁在渠道顶部种植 、 放牧 ， 并严禁在渠道顶部修建违章建筑物等。 该项 目于 2 0 1 0年开始向全县推广 ，经过近 5年 的 发展 ，全 县 已完 成 预制 混 凝 土 u型渠 道 建设 3 0 0 k m， 今后应 多方筹集资金 ， 推广 和完善预制混凝 土 u型渠道及其配套建设 ， 从根本上缓解全县农业用 水紧张的矛盾 ， 促进 当地经济社会可持续发展 。 作者简介 马爱成( 1 9 7 4 一 ) ， 男， 2 0 0 1 年毕业于山西省水 利职工大学水利工程管理专业， 助理工程师。 收稿 日期 2 0 1 4 0 6 1 5 - 修回日期 2 0 1 4 0 7 2 4 n+ 一+一 +一 +一+一+”+- +“ + ( 上接第 3 1页) 浇筑 、上游防渗面板施工均受气温因 素影响较大 ， 且基坑排水难度大 ， 相对其他两种坝型 ， 所需工期较长。 4 5运行 维护 钢筋混凝土面板砂砾石 坝和 自密混凝 土堆石重 力坝的防渗层均位于坝体上游面， 若正常运行期或遭 遇地震等特殊情况出现损坏 ， 便于检查维修。 沥青混凝土心墙砂壳坝的防渗体位于坝体中部， 防渗体遇上述情况损坏时， 不易发现 ， 更不宜修补和 维护。 从运行维护角度看， 钢筋混凝土面板砂砾石坝和 自密混凝土堆石重力坝优于沥青混凝土心墙砂壳坝 。 4 6 工程投 资及效益 6 3 6 7 万元 ，沥青混凝土心墙砂壳坝方案为 6 9 8 8 万 元 ， 自密实混凝土堆石重力坝方案为 7 3 3 8万元。 钢筋混凝土面板砂砾石坝坝体填筑料在坝址上 、 下游 1 k m范围内就地取材约 2 O万 m， ， 上游可增加水 库有效库容 ， 降低坝高， 下游可疏浚河道， 提高河道防 洪能力。 5 结语 经综合 比较 ， 钢筋混凝土面板砂砾石坝具有地质 条件适宜 、 可就地取材 、 基础处理 简单 、 运行 维护方 便、 投资小等优势。 因此， 推荐钢筋混凝土面板砂砾石 坝为御道川水库大坝设计坝型。 作者简介 栗献锋( 1 9 7 6 一 ) ， 男， 2 0 0 5年毕业于太原理工 大学水力学及 河流动 力学专业 ， 工程 师 经测算 ，钢筋混凝土面板砂砾石坝方案需投资 收稿日 期 2 0 1 4 0 6 1 3 ； 修回日 期1 2 0 1 4 0 7 2 0 生 旦 圆