Ｕ形渠道在節水灌溉中的應用

黨婉娟　趙曉強　楊亞文

【摘 要】砼U形渠道是目前公認的具有防滲效果好，輸水效果強，抗凍脹，渠道占地面積小等優點的一種節水渠道設施，同時,為了適應機械化施工的要求,新建、改建的渠道防滲工程應多采用U形渠道。

【關鍵詞】U形渠道 節水灌溉 應用

我國是一個農業大國，引水灌溉歷史悠久。近年來，由于地球生態環境惡化，植被人為破壞嚴重，部分地區沙化漫延，農業高耗水量作物的引進和推廣，城鎮人口增加，地下水超量開采等因素，缺水已成為制約我國國民經濟發展的重要因素，農業灌溉用水日趨緊張。為了解決區域用水的緊張局面，黨和國家提出對灌區實施渠道防滲等措施。各級水利部門也加大農業節水灌溉工程投資，積極推廣先進節水灌溉技術。隨著灌區更新改造、農業綜合開發、世界銀行貸款以及扶貧等多個項目的實施，灌區加大渠道防滲工程建設，以緩解農業灌溉用水的供需矛盾。

一、概述

砼U形渠道是目前公認的具有防滲效果好，輸水能力強，抗凍脹，渠道占地面積小等優點的一種節水灌溉設施。據有關資料記載：U形砼渠較梯形渠每公里輸水損失小3.7℅，較土渠可以減少滲漏損失97℅，且水流條件好，流速快，輸水輸沙能力強，抗凍脹程度為梯形渠的1／3～1／4，且便于管理,投資少。在灌區U形渠道設計及施工中，通常采用兩種形式：渠口寬度1米以上的渠道一般采用固定鋼模板，機械振搗人工澆筑的方法；渠口寬度在1米以下的渠道一般采用機械襯砌，人工收面的施工方法。石堡川灌區在渠道改造設計中，支渠以上工程均采用鋼模板人工襯砌，效果良好；斗渠以下的田間渠道均采用襯砌機襯砌，襯砌速度快，而且在大規模的施工中質量便于控制。

二、砼U形渠道的結構特點

砼U形渠道是反拱結構，抗凍能力強，不易破壞。砼U形渠道渠底圓弧夾角一般為152-156°為宜，兩側外傾12-14°，渠底與圓弧直徑1：1，砼襯砌厚度4-10厘米。特殊地區外傾角度可作為適當調整。石堡川水庫灌區中低產田改造項目中，U形渠道渠底圓弧夾角采用156°，兩側外傾角采用12°，砼襯砌厚度為8厘米，以增加渠道防滲抗凍脹能力。

三、砼U形渠道防滲效果好

根據灌區資料統計：砼U形渠道整體性強，防滲效果好，而且襯砌的渠道斗渠以下渠系利用系數在0.98左右，而未襯砌的土渠水利用系數還不到0.8，一條2000畝灌溉面積的斗渠，平均每年灌地4000畝次。年引水量約40萬m³，而未襯砌的渠道每年滲漏損失約8萬m³的水。我國有8億畝灌溉農田，缺水嚴重的有4億多畝，有斗渠20萬條，每年斗渠以下渠道滲漏損失達100多億m³，這些滲漏掉的水可灌地1億多畝次，有些地區滲漏的水量還會造成地下水位提高或土壤鹽堿、沼澤等危害。

農業節水灌溉已引起各級領導和水管部門的重視，水利部門從各個方面籌集資金，加大節水工程投資，在灌區U形防滲渠道建設中，積極推廣先進的灌溉技術，加強灌區用水管理，提高灌溉水利用系數，各級水利部門為農業節水灌溉作出努力并收到了良好效果。石堡川水庫灌區八支下游渠道，在世行貸款項目中低產田改造后，群眾普遍反映U形渠道好，具有“五省兩增一減少”的優勢。五省：省水、省時、省勞、省錢、省地；兩增：增產、增收；一少：群眾用水糾紛少。

四、砼U形渠道輸水輸沙能力強

砼U形渠道表面光滑、糙率小、流態好，輸水能力強。根據灌區資料表明：當砼U形渠道流速在1.2 m／s左右時，相同比降的梯形土渠流速僅為0.6 m／s。梯形土渠糙率值為0.025，砼U形渠道糙率值為0.016左右，所以U形渠道行水時，渠道水流速快，輸沙能力強。

五、砼U形渠道省工、省料、節省渠道占地

砼U形渠道水力條件好，近似最佳水力斷面，可減少襯砌工程量。由于渠口窄，可節省土地，減少挖填土方量。采用機械施工工效高，速度快，質量好。在石堡川水庫灌區中低產田項目改造中，采用機械施工人均每個工日可襯砌砼U形渠道10—20米，完成1.5—2.0立方米。砼U形渠道節省材料，如建設一公里D60U形渠道用砼量96立方米，而建設同樣過水量的梯形渠道需砼132立方米，建設砼U形渠道比砼梯形渠道可節約投資1萬元左右，可節約渠道占地3畝以上。砼U形渠道渠道使用壽命長。經灌區現狀調查摸底結果表明：1978年建設的砼U形渠道至今運行良好，無凍脹破壞現象，而同時建設的梯形渠道運行不到10年已部分或全部損壞。

六、砼U形渠道建設投資與效益分析

石堡川灌區中低產田改造工程，共襯砌U形斗渠約200公里，均采用機械襯砌，人工收面的施工方法。項目實施后極大的改善了灌區田間工程配套，提高了田間水利用系數，減少了水量損失，縮短了灌溉時間，年可節約灌溉水量300萬立方米，節約水量可恢復、改善灌溉面積5萬余畝。根據灌區斗渠監測評價結果，農作物單產量較同期提高150、250公斤，復種指數由原來的1.35提高到1.50，每年均收入增加200-300元。世行貸款項目中低產田驗收小組認為砼U形渠道機械施工技術具有良好的經濟效益和社會效益，在省內各灌區推廣

應用。

七、結語

砼U形渠道防滲技術得到水利部、陜西省水利廳和各級水管部門的支持。渠道防滲施工機械的開發，尤其是U形渠道襯砌機、U形渠道開溝機、U形渠道予制構件機械、U形渠道施工機械的開發和推廣，省工、省料、省時，在全省節水灌溉技術推廣發揮了主要作用。近幾年的項目建設中，石堡川水庫灌溉管理局積極籌集資金，購置U形渠道襯砌機械，在灌區世行貸款更新改造、續建配套與節水改造、中低產田改造、農業綜合開發等項目建設中，加大對渠道防滲工程的投入，減輕了農民水費負擔，極大地緩解灌區農業灌溉用水矛盾。因此，U形渠道是節水灌溉中一項重要防滲工程，是提高現有水利工程的效益，提高渠水利用系數，節約用水的費省效宏，時效較快的重要途徑。