節水改造工程中渠道防滲技術應用

王淑娟

（巴州水利水電勘測設計有限責任公司，新疆 巴音郭楞蒙古自治州 841000）

1 灌區項目概況

開來渠、小巴侖渠均屬新疆博斯騰灌區續建配套與節水改造項目，開來渠灌區所在區域在巴州農業經濟中占有不可替代的重要地位，灌區包括和靜縣巴潤哈爾莫墩鎮、農二師二十一團，焉耆縣的包爾海鄉、王家莊牧場、查汗采開鄉、焉耆鎮牧業隊和工一師十一農場等單位。開來渠、小巴侖渠防滲改造工程的主要任務是滿足灌溉引水的要求，開來渠上段Ⅱ期工程涉及干渠、一支渠，總灌溉面積為11 040 hm2。小巴侖渠位于和靜縣巴潤哈爾莫墩鎮，小巴侖四五支渠控制灌溉面積為2 266.70 hm2。

2 渠道運行現狀

2.1 輸水條件

現存輸水條件差，開來渠為土渠，渠道配套建筑物簡陋，渠道年久失修，渠道輸水能力不足，渠道滲漏損失較大。開來渠渠線較長，且彎曲極不規整，造成灌區輸水時間長，渠道淤積嚴重，雖然灌區管理單位也進行了局部裁彎取直和清淤工作，但由于開來渠沿線多為居民點和耕地，歷史格局已定，再作大的調整非常困難，如果仍沿用開來渠引水，施工難度大，賠償費用高，無法裁彎取直，不能改善灌區存在的諸多問題。

2.2 灌溉水利用率

灌區普遍采用傳統的地面灌溉方式，部分是串灌、漫灌，晝澆夜退，灌水過量，田間跑水，水的利用率低，一方面灌區水資源缺乏，另一方面農業灌溉定額較高，水的浪費較嚴重，造成惡性循環，農牧業的發展因而受到制約，水資源未得到充分的利用。

3 渠道滲漏的原因

3.1 地質因素

開來渠的渠線地層巖性有卵石、圓礫、礫砂、粉土、中砂層，其中干渠9+246～9+625、10+350～11+125、11+475～11+825段及開來渠一支渠礫砂層滲透系數為2.10×10-3～3.36×10-3cm/s，屬中等透水層；干渠9+625～10+350段、11+125～16+600段卵石、圓礫層滲透系數為1.16×10-2～2.18×10-3cm/s，屬強透水層，在最大勘探深度5 m內未見地下水。小巴侖渠道位于開都河沖洪積平原上，渠線地層巖性有卵石、圓礫層，其中小巴侖渠四、五支渠全段卵石、圓礫層滲透系數為5.20×10-2～1.40×10-2cm/s，屬強透水層，加之沿渠線地下水埋深較深，在最大勘探深度3 m以內未發現地下水。

3.2 材料因素

開來渠和小巴侖渠四、五支渠建設時為土渠，從開始投入使用至今，當地并沒有考慮到渠道防滲的技術應用，運行維護時只在水跌處使用混凝土及漿砌石或砂石材料，以至于土質材料與混凝土材料接觸位置易受到嚴重的沖刷，渠道滲水嚴重。

3.3 生物因素

灌區渠道工程建設在野外，周圍的生物環境十分復雜，渠道作為生物活動的水源地之一，經常吸引蛇蟲鼠蟻等生物。在渠道周圍挖洞穴，洞穴在地下會形成滲漏的通道，當日常使用渠道輸水或遇到自然降雨導致水位上漲時，水就會灌入洞穴中并開始積聚，時間較長時就會加大渠道滲漏問題。

3.4 人為因素

在渠道維護時，為提高農田水利渠道的穩固性，需采用填土措施，但維護人員對渠道防滲意識薄弱，在填土時會在渠道周圍挖掘土層，這樣就會造成灌區渠道基礎損壞，如遇到雨季、洪水時，被挖的土坑聚集足夠的水后向渠道的基礎滲透，從而增加渠道滲漏的風險，導致滲漏情況日益嚴重。

4 防滲工程設計

4.1 渠道橫斷面設計

開來渠干渠樁號9+246～16+600 段渠道斷面基本型式為渠堤內邊坡比采用1∶1.75，外邊坡比采用1∶1.50，渠堤頂寬取左岸2 m、右岸4 m，邊坡及渠底采用厚8 cm 現澆混凝土板，襯砌糙率取0.015，現澆混凝土強度等級為C20、抗滲等級W6，同時布置時需考慮凍脹問題，渠道襯砌型式見圖1、圖2。

圖1 開來渠干渠橫斷面圖（9+246～9+472）/單位：mm

小巴侖四五支渠渠道斷面形式為梯形明渠，渠道底寬1.50 m，內外邊坡系數均為1.50，邊板及底板厚度均為6 cm，渠道堤頂寬度為1 m。由于小巴侖四五支渠是在老渠道上進行防滲改建的，為了不影響渠道正常輸水，施工中需要搶工期，預制混凝土板渠道施工快捷，因此，小巴侖四五支渠采用預制混凝土板渠道，預制混凝土強度等級為C20、抗滲等級W6，見圖3。

圖3 小巴侖四五支渠橫斷面圖/單位：mm

4.2 防凍措施

開來渠地基土具有凍脹性，需采取相應的抗凍脹措施。從工程的抗凍設計效果來看，苯板防凍效果比傳統的砂墊層換填更好，且苯板施工時間較充裕，可在冬季鋪筑，施工速度快，因此在防滲層下鋪設硬質聚乙烯苯板作為保溫層，根據《渠系工程抗凍脹設計規范》，開來渠渠道陰面、底面鋪設8 cm厚苯板、陽面鋪設6 cm 厚苯板，抗凍等級F200，采用苯板防凍，安全可靠、經濟合理。

4.3 防腐蝕布置

開來渠沿渠線自然地面以下0～3 m范圍內含有易溶鹽及中溶鹽（石膏）。由于石膏及芒硝遇水溶解析出大量SO42-離子，SO42-離子對混凝土有較強的腐蝕性，根據場地含鹽量及場地環境論證，渠線自然地面0～3 m 范圍內土層為中強腐蝕性土，對渠線12+250～16+600段采取相應的防腐蝕性措施，處理段采用混凝土板下鋪設復合土工膜（0.30 mmPE/200 g/m2，一布一膜）進行雙防、抗腐蝕處理，如圖4。

圖4 開來渠一支渠橫斷面圖/單位：mm

5 防滲效果評價

由于防滲技術的應用，渠道輸水效果得到了明顯的改善不僅減少了水資源浪費，而且大大提高了利用率，不僅為農業生產提供充足的水源，也產生一定的經濟效益和社會效益。

灌區的灌溉方式落后，水分生產效率低，灌溉用水高峰期水量不足，水浪費嚴重，同時渠道滲漏給引水、量測等工作增加難度，增大工程管理難度。渠道防滲技術應用后，提高了灌區農業灌溉保證率和渠系水利用系數，增大渠道了輸水能力，降低了灌溉定額，降低了滲漏等問題對農田水利工程造成的不利影響，灌溉節水得到有效節約。

6 結語

在灌區農業生產過程合理選擇渠道防滲技術，結合工程實際情況，提高灌區農業灌溉保證率和渠系水利用系數，灌區經節水改造后，渠系建筑物完善便于水費征收，開來渠綜合灌溉水利用系數由現狀的0.45提高到0.50，毛灌溉定額由現狀的綜合毛灌溉定額12 345 m3/hm2降低到10 950 m3/hm2。小巴侖灌區的綜合灌溉水利用系數由現狀的0.50提高到0.53，毛灌溉定額由現狀的綜合毛灌溉定額10 545 m3/hm2降低到9 945 m3/hm2。

開來灌區、小巴侖灌區的防滲處理對于水利工程而言具有積極的推動作用，不僅能夠提高水資源利用效率、確保周邊環境安全，同時還能降低水利工程的維護檢修成本，是構建綠色節水社會的重要措施。