農田節(jié)水灌溉中U型水渠應用探討

周 琦

(新疆新水水力科技發(fā)展有限公司，烏魯木齊830002)

農田節(jié)水灌溉中U型水渠應用探討

周 琦

(新疆新水水力科技發(fā)展有限公司，烏魯木齊830002)

我國是農業(yè)發(fā)展大國，擁有悠久的農業(yè)發(fā)展歷史，隨著農業(yè)經濟的飛速發(fā)展，人們越來越關注如何應用節(jié)能、環(huán)保、高效技術提升農業(yè)生產效益，因而節(jié)水灌溉技術逐步誕生。基于我國農業(yè)節(jié)水灌溉技術設備應用研究發(fā)展現(xiàn)狀，探討了如何秉承節(jié)水、環(huán)保、高效目標科學設計應用U型水渠強化防滲節(jié)水性能，提升農田灌溉效益，對完善解決農業(yè)短缺水資源問題，確保水利、農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，強化農田節(jié)水灌溉工藝、設備創(chuàng)新開發(fā)研究有重要的實踐意義。

農田;節(jié)水灌溉;U型水渠;抗凍;實踐應用

1 農業(yè)節(jié)水灌溉設備技術研究發(fā)展現(xiàn)狀

我國是農業(yè)大國，隨著農業(yè)經濟的飛速發(fā)展，人們越來越關注如何應用節(jié)能、環(huán)保、高效技術提升農業(yè)生產效益，因而節(jié)水灌溉技術逐步誕生，從技術方式層面來講，我國節(jié)水灌溉經歷了3個發(fā)展階段:20世紀60年代之前我國農田多為充分灌溉生產，進入70年代則邁向了非充分灌溉階段，在1974年之后則進一步發(fā)展成為局部灌溉階段。從基本層面來講該階段同步于非充分灌溉，要求澆根不澆地，科學開發(fā)微灌溉技術。而就節(jié)水灌溉設備層面來講，其研究發(fā)展卻遠不及我國農業(yè)歷史進程那樣輝煌，大部分農村地區(qū)仍舊應用流淌灌溉或自然灌溉方式，由此可見在我國深入研究開發(fā)節(jié)水灌溉技術設備尤為重要。當前隨著現(xiàn)代化社會、科學技術的飛速發(fā)展，我國農田節(jié)水灌溉技術設備開發(fā)研究也實現(xiàn)了一定水平的飛躍與進步，開發(fā)研制的節(jié)能節(jié)水灌溉新設備包含內鑲式經濟型滴灌管與相應配套設備、外混自吸泵、豎管萬向座、調壓給水栓、田間閘管設備系統(tǒng)、鋁合金地面移動管道設備系統(tǒng)、波涌灌、恒壓噴灌系統(tǒng)、U型防滲渠與折射微噴頭設備等，其中U型防滲渠設備技術可完善解決當前我國農村緊缺水資源不良狀況以及污染、嚴重浪費水資源問題，該防滲水渠的科學應用有效提升了建設工程設施力度，強化了量水、灌水設備的開發(fā)研制、農作物灌溉形式與蓄水規(guī)律以及農田水利基礎應用的科學研究。

2 U型水渠工程技術特征及防滲渠規(guī)劃設計

2.1 U型水渠工程技術特征

由力學層面來講U型橫斷面是與輸水最優(yōu)斷面最為接近的渠道形式，用其構建防滲渠可降低占用耕地面積、節(jié)約用水、降低工時費用，因而體現(xiàn)了諸多應用優(yōu)勢。從節(jié)約用水層面來講，通常沒有經過防滲預處理的各類農渠普通土體，一般其渠道的總體輸水利用系數(shù)約為0.8，倘若采用U型水渠防滲技術，則可提升其輸水的利用系數(shù)至0.99，通過此規(guī)律推算，倘若灌溉1萬m3的水便可有效節(jié)約用水量達2 400 m3。從占用耕地面積低這一優(yōu)勢特征來講，寬度為1 m的農渠普通土體應用寬度開口為0.6 m的U型水渠防滲技術便可滿足相關要求，亦即:農渠長度每1 000 m便可令土地節(jié)約0.04 hm2的面積，由此規(guī)律進行推算，農田每666.67 hm2便可令耕地節(jié)約近13.33 hm2。節(jié)約費用工時則體現(xiàn)在通過分析管理、灌溉、維護疏浚等層面，U型水渠防滲系統(tǒng)可顯著節(jié)約大量費用與工時，同時還發(fā)揮了環(huán)保、保持水土、美觀整潔等優(yōu)勢功效。

2.2 農田節(jié)水灌溉U型水渠工程規(guī)劃設計

農田節(jié)水灌溉U型水渠工程規(guī)劃設計階段，首先應依據(jù)具體農田地形圖進行規(guī)劃范疇的標明圈出，并采用科學合理方式進行面積計算，同時應依據(jù)灌排規(guī)范原則位于地形圖之上實施初步規(guī)劃，進行大體框架的構思及配套建筑的初步布設，而后應深入實地開展細化研究調查，進行初步原規(guī)劃設計方案的合理修正，進而明確建設防滲渠各個細節(jié)平面的布置、總體框架的設置以及配套相關建筑物的搭設。設計該U型水渠防滲系統(tǒng)的關鍵在于充分考量需要灌溉的總體用水量、農田具體面積以及U型水渠綜合過水能力，進而依據(jù)其過水流量及能力綜合明確該U型渠槽的適應性橫斷面積尺寸以及渠底部位的科學坡降系數(shù)。

3 農田節(jié)水灌溉U型水渠實踐應用

農田節(jié)水灌溉U型水渠實踐應用階段，應圍繞農業(yè)現(xiàn)代發(fā)展按部就班進行，持續(xù)向高效、節(jié)水、環(huán)保科學領域，高效作物用水適應性生理調控、采集作物精準水分信息及優(yōu)化精量控制用水、安全高效方向拓展。農田節(jié)水灌溉實踐中U型水渠的科學應用正是基于該趨勢環(huán)境逐步形成的，應用該節(jié)能節(jié)水灌溉新系統(tǒng)設備技術不僅可實現(xiàn)設計優(yōu)化目標，同時應用新型材料可令加工工藝完善改進，提升工程應用服務壽命及成品率與整體性能，有效降低工程造價。在研究新型節(jié)水材料層面，提出了適應該U型水渠布設襯砌構建合理適宜的混凝土材料配合比，優(yōu)質選用中密度苯板填縫，聚氨酯封縫進而合理解決了該渠道位于接縫的不良滲漏問題。再者合理開發(fā)農用水資源技術也逐步實現(xiàn)了深化發(fā)展，農田節(jié)水灌溉應用U型水渠進程中可位于井灌區(qū)基于強化利用雨洪入手，采用地下水動態(tài)模擬軟件實施預測模擬，并合理制定保護及開發(fā)地下水科學策略，進而創(chuàng)設出井灌區(qū)采補平衡地下水水資源科學高效利用優(yōu)勢綜合技術。農田節(jié)水U型水渠實踐灌溉中還可應用防滲干支渠襯砌模式，有效提升面向下游的綜合輸水能力，降低不必要的滲漏損失，采用土渠輸水提升洪汛期間較大降雨滲量攔蓄作用，科學結合農田相應規(guī)格良好獲取補源引洪效果。另外還應依據(jù)灌區(qū)具體的作物種植特征結構及其需水現(xiàn)實情況，輸水渠系的綜合輸水能力各類綜合因素展開全面分析，進而對灌區(qū)水資源實施優(yōu)化合理的配置、完善調度管理，有效提升供水保證率，進而全面實現(xiàn)高效利用有限水資源目標，合理提升綜合灌溉保證率。

為合理適應環(huán)境溫度變化狀況，對于U型水渠應在每4 m的位置預留一條伸縮縫，同時位于水渠拐彎位置或建筑物連接兩端各預留一條伸縮縫，該伸縮縫可設計為深度與寬度均為2 cm的凹槽，同時應采用配比為1∶1∶4的水泥瀝青砂漿進行填充，操作過程中應確保填縫處理的精細密實，進而提升工程質量。U型水渠優(yōu)質應用基礎在于土模成型，其質量優(yōu)劣性直接會影響到U型水渠的節(jié)水防滲效果，因此在應用階段應把好土模成形質量關。開挖渠槽階段應預留開挖厚度0.15 m，直至澆筑階段再將其削到實際設計斷面。在填方渠道階段傳統(tǒng)做法主要將長度為2 m的長鋼模用于土模內膜，而后位于外部實施人工夯實填土，該類做法令U型水渠切線切點與半徑下部呈現(xiàn)出最為薄弱的環(huán)節(jié)，經常無法滿足密實設計標準，并會對U型水渠節(jié)水防滲效果產生不良影響。因此位于灌區(qū)應在填方渠道階段線實施清基處理及夯實基礎，而后進行分層鋪土，控制每層鋪土厚度為20 cm，同時應確保鋪土均勻，不含有大土塊，表面平整，且含水率應控制在約15%，同時應確保人工夯打或機械碾壓≥8次，一直到滿足要求為止。

4 農田節(jié)水灌溉中U型水渠應用的意義

農田節(jié)水灌溉進程中U型水渠的科學應用將生態(tài)平衡、開發(fā)水資源及保護環(huán)境緊密結合，獲取了增收增產顯著效益。引進開發(fā)各類排水配套設施、管材設備為地下排水工程的大規(guī)模建設實施打下了堅實基礎。同時該水渠技術綜合了各類覆膜技術、灌溉技術優(yōu)勢，將肥、水、農藥等基于滴灌技術直接作用在農作物的根系，并輔助應用地膜覆蓋，令棵間具有甚微蒸發(fā)作用，進而顯著有利于農作物的快速發(fā)育生長。普遍應用于農田生產后回避常規(guī)的灌溉培育更加體現(xiàn)省肥、省水、增產及省農藥優(yōu)勢，對農業(yè)的發(fā)展與進步十分有利。再者利用U型水渠實施節(jié)水農田灌溉令較多農田遠離了滴漏、跑冒等不良現(xiàn)象，有效提升了渠道用水、輸水能效，進而充分滿足了灌區(qū)的大量用水，進一步令緊張的農業(yè)用水矛盾得到了良好的緩解，并創(chuàng)設了顯著的綜合效益。

5 結語

總之，針對農田節(jié)水灌溉U型水渠技術系統(tǒng)的綜合應用優(yōu)勢，我們只有著眼全局、全面更新傳統(tǒng)灌溉方式，秉承節(jié)能、環(huán)保、節(jié)水、高效原則大力開發(fā)U型水渠防滲灌溉技術，不斷優(yōu)化設備研發(fā)，才能真正促進我國農業(yè)節(jié)水事業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。

［1］吳桂江.淺談防滲 U 型渠［J］.科技信息，2007(25):274，276.

［2］周榮.中國的節(jié)水灌溉企業(yè)應主動出擊，迎接挑戰(zhàn)［J］.中國水利，2005(20):73.

S274.1

B

1007-7596(2012)09-0091-02

2012-08-07

周琦(1980-)，女 ，河南鞏義人，從事水利工程設計工作。