節(jié)水措施在馬河水庫灌區(qū)配套改造項目中的應用

閆偉　孫國梁

農(nóng)業(yè)是灌區(qū)的基礎和支柱產(chǎn)業(yè)，在國民經(jīng)濟發(fā)展中起著舉足輕重的作用。提高農(nóng)田水利建設水平。改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，發(fā)展高效節(jié)水農(nóng)業(yè)，是滕州市農(nóng)田水利項目縣建設的重要組成部分，也是鞏固滕州市“山東省節(jié)水型社會”創(chuàng)建成果的基本需要。本文以滕州市馬河水庫中型灌區(qū)節(jié)水配套改造項目為例，探討節(jié)水措施在農(nóng)業(yè)灌區(qū)項目建設中的應用。及對減少水量損失、提高灌溉水利用效率和效益，推動灌區(qū)經(jīng)濟發(fā)展所發(fā)揮的重要作用。

1滕州市馬河水庫水資源基本情況概述

1.1馬河水庫灌區(qū)是以馬河水庫（大二型水庫）為水源進行自流灌溉的重點中型灌區(qū)。灌區(qū)于1961年開始建設，此后陸續(xù)修建、配套，至1997年建成較為完善的渠系，設計灌溉面積14萬畝。有效灌溉面積8萬畝。涉及滕州市5個鎮(zhèn)街。15.5萬人。

1.2滕州市水資源人均占有量僅為377立方米。不足全國人均水平的1/6。水資源供需矛盾十分突出。而馬河水庫灌區(qū)地處滕州市北部山區(qū)、丘陵地帶。土壤貧瘠、土質(zhì)疏松，進一步加劇了水土流失和灌溉水的滲漏，低下的灌溉水利用率加劇了水資源消耗。嚴重影響了灌區(qū)農(nóng)業(yè)的發(fā)展和農(nóng)民脫貧增收。大力推進農(nóng)業(yè)灌區(qū)節(jié)水改造已成為緩解灌區(qū)農(nóng)業(yè)用水緊張狀況。推動該市農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。以馬河水庫中型灌區(qū)配套改造項目為例，通過實施高標準水利工程建設，應用混凝土襯砌、聚脲彈性體防滲新工藝等渠道防滲技術，以及疏通農(nóng)田灌溉“毛細血管”等措施，將極大提升灌溉水利用率，實現(xiàn)灌區(qū)經(jīng)濟效益和生態(tài)效益雙提升。

2改造前灌溉水利用中存在的突出問題

馬河水庫灌區(qū)由于建成年代久遠。受當時工程技術條件的限制。工程建設標準低。加之已運行多年等原因。至2017年9月灌區(qū)改造項目啟動實施前。長期存在水工設施老化破損、滲漏嚴重、建筑物配套少等問題，且由于滲流掏空，形成漏水通道，嚴重漏水、跑水。造成輸水損失較大。期間雖結合各類水利建設項目進行了維修。但一直未能解決根本問題。此外。支渠建設投入不足。除近幾年群眾自籌修建的部分支渠外。多為土渠，輸水能力差。灌溉水浪費嚴重。綜上所述，改造前的灌區(qū)。灌溉水利用率低嚴重制約了灌區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。

3項目概況及預期效益

馬河水庫中型灌區(qū)節(jié)水配套改造項目主要內(nèi)容為：對總長110.54km的南北干渠、分干渠及支渠部分實施節(jié)水改造，對渡槽、倒虹吸、水閘、橋涵等渠系建筑物進行重建、維修。該項目工程總投資1505.61萬元。項目于2017年9月開工建設，擬定2018年7月上旬竣工驗收。改造完成后將改善灌溉面積5萬畝。該項目在魯南地區(qū)率先引進聚脲彈性體防滲新工藝用于渠道節(jié)水改造。將干渠灌溉水利用系數(shù)由0.55提高到0.65。可實現(xiàn)灌區(qū)年節(jié)水200萬方，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟和生態(tài)效益。

4節(jié)水措施的應用

4.1工程節(jié)水改造措施。

4.1.1渠道清淤加固和渠系建筑物配套改造。灌區(qū)改造項目對南干渠1+702至3+732渠段進行清淤處理。提高渠道過流能力。針對漿砌石水渠老化破損，輸運水過程中滲漏突出的問題。對南干渠2+901至3+072段漿砌石梯形斷面渠道進行培土后襯砌20cm厚混凝土，減少渠道滲漏，并每隔5m設擋土墻支撐加固。對顧廟漿砌石渡槽、年久失修的馬河倒虹吸實施拆除，并新建了鋼筋混凝土結構的渡槽、倒虹吸。此外，項目中新建干渠節(jié)制閘、排水閘5座。新建支渠閘4座。利用閘門啟閉調(diào)節(jié)干渠水位、支渠流量。并實現(xiàn)渠道分水。增強灌溉水量的可控性，達到適時適量灌溉的目的。

4.1.2對南、北干渠噴涂聚脲彈性體防滲涂層。聚脲（polyurea）是在聚氨酯RIM技術基礎上發(fā)展起來的，是由異氰酸酯組份與氨基化合物組份反應生成的一種彈性體物質(zhì)。目前經(jīng)歷了第一代純聚氨酯、第二代聚氨酯（脲）到聚脲三個階段。相較于其他防水材料，聚脲具有較高的抗沖耐磨性，良好的防滲效果、耐腐蝕性，具有優(yōu)異的綜合力學性能等。目前，聚脲已廣泛應用于鋼結構防腐（管道、化工儲罐）、混凝土保護、屋面防水保溫、水池防護內(nèi)襯（涂層無接縫）、工業(yè)地坪等眾多工程建設領域。

4.1.3在馬河水庫灌區(qū)節(jié)水配套改造項目中，為提高渠道的防滲性能。最大限度地節(jié)約灌溉水資源，項目部決定將聚脲技術應用到灌區(qū)南、北干渠的防滲改造中。項目部分別前往青島海洋化工研究院、青島愛爾家佳新材料股份有限公司進行了產(chǎn)品考察。隨后對在項目建設中應用了聚脲彈性體新工藝的山東省淄博市太河水庫灌區(qū)和青島市嶗山區(qū)塘子觀水庫進行了實地考察學習。其中塘子觀水庫石壩加固項目噴涂1.5ram厚聚脲涂層。用于壩坡迎水面的防水防滲，有力消解了大壩滲水安全隱患，提高了大壩安全性。

4.1.4當前聚脲材料主要有：雙組份噴涂聚脲（A組份）和單組份刮涂聚脲（B組份）兩種。相較于后者，A組份具有以下特點：涂料不含催化劑，可快速固化，可使用成套設備實施機械化施工，工藝簡單，一次噴涂，施工速度快。但A組份也存在投資大，對基層處理要求高。噴涂均勻性不易控制。施工質(zhì)量90%以上取決于施工人員技術水平等缺點。該種材料在水庫大壩迎水面、流速較低的泄洪建筑物表面應用效果較好。如：北京三家店攔河閘、北京松山谷水庫溢洪道、浙江富春江水電站船閘、西藏雪卡水電站放水洞等項目中均采用該技術。而B組份則在處理混凝土伸縮縫、裂縫、大面積防滲及由抗沖磨要求的泄洪建筑、防海水腐蝕的海港工程中應用效果較好。如：深圳東江觀山渡槽伸縮縫、河北張家口清水河混凝土防滲、河南寶泉抽水蓄能電站混凝土面板及伸縮縫等項目就采用了B組份。綜合考慮各方面因素，馬河水庫灌區(qū)渠道防滲改造工程采用了雙組份噴涂聚脲（A組份）。針對其對基層處理要求高，可能出現(xiàn)局部強度偏低及厚度不均勻，施工質(zhì)量人為因素較大等問題。項目部遵照北京市《聚脲彈性體防水涂料施工技術規(guī)程》（“中華人民共和國工程建設地方標準”，備案號：_112017-2012），加強了施工質(zhì)量控制，并于完工后，經(jīng)淋、蓄水試驗驗收合格。在應對滕州市今年6月持續(xù)干旱的天氣條件，開展灌區(qū)抗旱保收工作中發(fā)揮了重要作用，表現(xiàn)了良好的防滲節(jié)水性能。

4.2對傳統(tǒng)支渠進行鋼筋混凝土襯砌。該灌區(qū)原支渠大部分為土渠，而傳統(tǒng)的土渠輸水渠系水利用系數(shù)一般為0.3至0.5之間。北方地區(qū)滲漏蒸發(fā)則更為嚴重，也就是說，大部分水都損失掉了。本次灌區(qū)改造項目，在不改變原支渠矩形斷面基礎上。對南干渠一分干一支、大一支和小一支共計3.2km的渠道進行鋼筋混凝土襯砌，這是一種較普遍的渠道防滲形式。防滲防沖效果好、耐久。采取該防滲措施后，渠道滲漏損失可以減少50%至90%。

5結語

綜上所述，滕州市在農(nóng)業(yè)灌區(qū)節(jié)水改造項目中，既應用了當前渠道防滲改造中較為成熟的一些工程措施，也引進了聚脲彈性體防滲新工藝。通過渠道防滲改造達到節(jié)約農(nóng)業(yè)灌溉用水的目的。但是。這些離高效節(jié)水農(nóng)業(yè)建設還有很長的路要走。即使就渠道防滲來談。當前的灌區(qū)項目建設對田問支渠等“毛細血管”的規(guī)劃建設也尚不夠完善。農(nóng)民不得已開挖垅溝引水灌溉，再次增加了輸水過程中的水資源消耗。加之土渠容易決口，造成農(nóng)田灌溉水的浪費仍較嚴重。此外。健全技術服務體系，加強對灌區(qū)農(nóng)田水利技術、管理人員的培訓，建設高素質(zhì)節(jié)水灌溉技術服務隊伍，加強灌區(qū)信息化建設，提高灌溉自動化控制水平等都需要進一步深入研究。才能保證節(jié)水農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)灌區(qū)農(nóng)業(yè)、生態(tài)效益雙提升。