摘要:作者经过深入调查研究,并结合自己多年的小型农田水利建设管理的实践经验,提出几种常见的农田灌溉渠道防渗措施。
关键词:农田;渠道;防渗;措施
农田灌溉渠道的渠床土质为沙土、黄土、砂砾石层时,渗漏相当严重,渗漏损失水量一般为30-50%,个别的高达60-70%。水资源的大量损失,不仅降低了农田灌溉用水的利用率,影响农作物适时适量受水和灌溉面积的扩大,而且使地下水位持续上升,局部地区土壤发生沼泽化、盐渍化。同时还加大了工程管理维修费用,甚至危害工程安全。所以,渠道防渗是提高农田灌溉水利用系数以及改良土壤的有效途径。常见的农田灌溉渠道防渗措有以下几点:
1 土料防渗
黄土夯实防渗:黄土夯实防渗有两种。原状土夯实防渗是在黄土渠槽上就地进行人工夯实或机械碾压,增加土壤密实度,以减少渗漏。夯实深度一般不小于30-40厘米;扰动土夯实防渗是将原渠槽土层挖松,然后分层夯实,防渗效果较好,耐久性也有所增加。采取上述两种防渗措施时,如果条件允许,在表面加作20-30厘米厚卵砾石或干砌片(卵)石护面,作为保护层,可显著提高其耐久性。
灰土及三合土护面:灰土护面是采用石灰与粘土或黄土均匀拌合,夯实而成,其防渗性能较好。厚度40厘米的灰土护面,渗漏量可减少80%以上。石灰与土的配合比一般常用1:3-1:9。由于碳化胶结作用,灰土强度及抗冲性能均较好,且其强度不断增长。养护14天以上,允许流速为1.0米/秒;养护28天以上,允许流速可达7.0米/秒。为了避免冲刷破坏,一般应养护半月以上再运用,且运用初期渠道流速应严格控制。灰土护面的突出缺点是抗冻性差,易发生冻消剥蚀现象。三合土护面是用石灰、砂、粘土三者均匀拌合,夯实而成。配合比常用(石灰:砂:粘土)1:1:3-1:1:6,厚度一般为10-20厘米。为了提高灰土及三合土护面的抗冲能力和耐久性,可待新筑护面阴干后,在表面涂刷青矾水两三遍。灰土或三合土护面用于填方渠段,应等填方沉陷基本稳定之后再行铺设,以防折裂破坏。同时,灰土或三合土护面易形成一层硬壳,下部若有空洞隐患,不易发现,运用中必须经常检查,防止护面突然塌陷造成事故。为了防止渠堤渗漏,也可采取灰土或三合土心墙防渗。心墙底部应筑至弱透水层或低于渠底0.5-1.0米以上,顶部可与渠道正常水位齐平,上加土料夯实与堤顶平。由于心墙受四周土层保护,耐久性好。
草泥护面:用粘性土壤掺入碎稻草或麦草做成的防渗护面。其制作方法是:先将土料堆放于拟施工的渠槽内,加水浸泡一昼夜。再按每立米20公斤的比例,加入铡碎的草料,充分拌合,其含水量以30-40%为宜。拌好后,堆放发酵20天左右,且应经常翻动,使其成为均匀的人工腐殖土,即为草泥。然后将草泥整齐地抹于清理好的渠床上,厚度一般5-10厘米,抹后进行阴干,若遇晒发生裂缝,应及时拍打抹光,待脚踩下去不沉陷时即可放水,绝不能等干透后再放水。
2 砌石护面
浆砌片(块)石护面:片(块)石护面,特别是浆砌,具有耐久性好、结构稳定,受冻影响小、抗冲能力强等优点。浆砌片石护面防渗效果很好,但造价较高。其糙率比干砌片石护面略有减少,如能再用水泥砂浆抹面,则糙率大为减小,防渗效果更好。护面衬砌厚度一般30厘米,不设垫层。可用白灰砂浆、水泥砂浆或混合砂浆砌筑,并用标号较高的水泥砂浆勾缝。在地下水位较高的地段,应预留排水孔,排出地下水,减小砌体背部饱和水压力。
干砌卵石护面:干砌卵石护面具有就地取材、造价低廉、不受冰冻影响和工程寿命较长等优点。干砌卵石护面运用初期,每公里输水损失一般由原来的7-13%降至2%左右,经过数年运用后,由于泥沙淤塞卵石缝隙,输水损失更小,大多降至1%左右。质量好的护面,抗冲磨能力很强,允许最大流速可以达到4.0-5.0米/秒,其抗磨性能也高于混凝土。糙率与砌筑质量及渠道流量大小关系密切,一般为0.025-0.035。干砌卵石衬砌渠道的断面形式多为梯形。这种断面的直线边坡应根据渠道大小和渠床土质决定,一般为1:1-1:2,以渠道设计水深为半径作圆弧渠底与两边坡直线相切,这种断面的优点是:输水输沙能力大,水流稳定,砌石坚固,便于施工。
为提高干砌卵石护面的防渗效果,可采取以下措施:(1)人工挂淤。用颗粒较细的土壤,搅拌成泥浆,均匀投入水中,使土粒进入砌石缝隙及渠床土壤孔隙中。(2)在卵石层下铺设防渗隔层。如粘土、粘土混凝土、灰土、三合土、塑料薄膜等。(3)干砌卵石缝隙中灌入砂浆或细粒混凝土。此法可以在充分利用当地卵石的条件下,仅用少量水泥(一般8-10公斤/平米),就可以提高防渗效果。用细粒混凝土代替砂浆灌入,可以增加砌体耐磨性,并节约水泥20-25%,细粒混凝土的骨料粒径不大于1.0厘米。 (4)采用浆砌卵石。常用坐浆干靠挤压法,砌好后砂浆面应低于卵石面2-3厘米。此法每平米需水泥约18-36公斤。每公里渗漏损失约为0.2-0.3%,比混凝土衬砌防渗效果略差。糙率和干砌石相似,一般为0.025-0.035。砌筑质量较好的,糙率可以减小到0.023-0.027。
3 混凝土护面
混凝土护面的结构形式,根据渠道过水能力,渠床地质条件以及运用要求不同而异。混凝土衬砌常用的混凝土标号为C20F200,板厚8-16厘米。多直接置于土基上,一般不加设垫层。预制混凝土板的大小,应根据地基条件,施工条件等决定。实践证明,板小则砌缝多,砌体整体性差,容易破坏;板过大,则搬运安装困难。以人力施工为主时,一般板重以80-120公斤为宜,各地常用的尺寸为100×100×8cm,80×100×8cm,70×120×8cm等。为了适应气温变化,混凝土护面应设置伸缩缝。垂直水流方向的横向伸缩缝,一般间距为3-5米,缝宽2厘米左右,缝下设宽20厘米、厚6厘米枕槽一道,以防漏水。与水流平行的纵向缝,一般只在渠底内坡脚处设置。渠底过宽时,还应在渠底中间设置。
混凝土护面裂缝的处理措施:做好伸缩缝止水,切实捣固接缝边缘混凝土,认真填实接缝;改进砌体结构,增强抗冻胀能力;增设垫层,及时导出渗水,减少冻胀压力。
关键词:农田;渠道;防渗;措施
农田灌溉渠道的渠床土质为沙土、黄土、砂砾石层时,渗漏相当严重,渗漏损失水量一般为30-50%,个别的高达60-70%。水资源的大量损失,不仅降低了农田灌溉用水的利用率,影响农作物适时适量受水和灌溉面积的扩大,而且使地下水位持续上升,局部地区土壤发生沼泽化、盐渍化。同时还加大了工程管理维修费用,甚至危害工程安全。所以,渠道防渗是提高农田灌溉水利用系数以及改良土壤的有效途径。常见的农田灌溉渠道防渗措有以下几点:
1 土料防渗
黄土夯实防渗:黄土夯实防渗有两种。原状土夯实防渗是在黄土渠槽上就地进行人工夯实或机械碾压,增加土壤密实度,以减少渗漏。夯实深度一般不小于30-40厘米;扰动土夯实防渗是将原渠槽土层挖松,然后分层夯实,防渗效果较好,耐久性也有所增加。采取上述两种防渗措施时,如果条件允许,在表面加作20-30厘米厚卵砾石或干砌片(卵)石护面,作为保护层,可显著提高其耐久性。
灰土及三合土护面:灰土护面是采用石灰与粘土或黄土均匀拌合,夯实而成,其防渗性能较好。厚度40厘米的灰土护面,渗漏量可减少80%以上。石灰与土的配合比一般常用1:3-1:9。由于碳化胶结作用,灰土强度及抗冲性能均较好,且其强度不断增长。养护14天以上,允许流速为1.0米/秒;养护28天以上,允许流速可达7.0米/秒。为了避免冲刷破坏,一般应养护半月以上再运用,且运用初期渠道流速应严格控制。灰土护面的突出缺点是抗冻性差,易发生冻消剥蚀现象。三合土护面是用石灰、砂、粘土三者均匀拌合,夯实而成。配合比常用(石灰:砂:粘土)1:1:3-1:1:6,厚度一般为10-20厘米。为了提高灰土及三合土护面的抗冲能力和耐久性,可待新筑护面阴干后,在表面涂刷青矾水两三遍。灰土或三合土护面用于填方渠段,应等填方沉陷基本稳定之后再行铺设,以防折裂破坏。同时,灰土或三合土护面易形成一层硬壳,下部若有空洞隐患,不易发现,运用中必须经常检查,防止护面突然塌陷造成事故。为了防止渠堤渗漏,也可采取灰土或三合土心墙防渗。心墙底部应筑至弱透水层或低于渠底0.5-1.0米以上,顶部可与渠道正常水位齐平,上加土料夯实与堤顶平。由于心墙受四周土层保护,耐久性好。
草泥护面:用粘性土壤掺入碎稻草或麦草做成的防渗护面。其制作方法是:先将土料堆放于拟施工的渠槽内,加水浸泡一昼夜。再按每立米20公斤的比例,加入铡碎的草料,充分拌合,其含水量以30-40%为宜。拌好后,堆放发酵20天左右,且应经常翻动,使其成为均匀的人工腐殖土,即为草泥。然后将草泥整齐地抹于清理好的渠床上,厚度一般5-10厘米,抹后进行阴干,若遇晒发生裂缝,应及时拍打抹光,待脚踩下去不沉陷时即可放水,绝不能等干透后再放水。
2 砌石护面
浆砌片(块)石护面:片(块)石护面,特别是浆砌,具有耐久性好、结构稳定,受冻影响小、抗冲能力强等优点。浆砌片石护面防渗效果很好,但造价较高。其糙率比干砌片石护面略有减少,如能再用水泥砂浆抹面,则糙率大为减小,防渗效果更好。护面衬砌厚度一般30厘米,不设垫层。可用白灰砂浆、水泥砂浆或混合砂浆砌筑,并用标号较高的水泥砂浆勾缝。在地下水位较高的地段,应预留排水孔,排出地下水,减小砌体背部饱和水压力。
干砌卵石护面:干砌卵石护面具有就地取材、造价低廉、不受冰冻影响和工程寿命较长等优点。干砌卵石护面运用初期,每公里输水损失一般由原来的7-13%降至2%左右,经过数年运用后,由于泥沙淤塞卵石缝隙,输水损失更小,大多降至1%左右。质量好的护面,抗冲磨能力很强,允许最大流速可以达到4.0-5.0米/秒,其抗磨性能也高于混凝土。糙率与砌筑质量及渠道流量大小关系密切,一般为0.025-0.035。干砌卵石衬砌渠道的断面形式多为梯形。这种断面的直线边坡应根据渠道大小和渠床土质决定,一般为1:1-1:2,以渠道设计水深为半径作圆弧渠底与两边坡直线相切,这种断面的优点是:输水输沙能力大,水流稳定,砌石坚固,便于施工。
为提高干砌卵石护面的防渗效果,可采取以下措施:(1)人工挂淤。用颗粒较细的土壤,搅拌成泥浆,均匀投入水中,使土粒进入砌石缝隙及渠床土壤孔隙中。(2)在卵石层下铺设防渗隔层。如粘土、粘土混凝土、灰土、三合土、塑料薄膜等。(3)干砌卵石缝隙中灌入砂浆或细粒混凝土。此法可以在充分利用当地卵石的条件下,仅用少量水泥(一般8-10公斤/平米),就可以提高防渗效果。用细粒混凝土代替砂浆灌入,可以增加砌体耐磨性,并节约水泥20-25%,细粒混凝土的骨料粒径不大于1.0厘米。 (4)采用浆砌卵石。常用坐浆干靠挤压法,砌好后砂浆面应低于卵石面2-3厘米。此法每平米需水泥约18-36公斤。每公里渗漏损失约为0.2-0.3%,比混凝土衬砌防渗效果略差。糙率和干砌石相似,一般为0.025-0.035。砌筑质量较好的,糙率可以减小到0.023-0.027。
3 混凝土护面
混凝土护面的结构形式,根据渠道过水能力,渠床地质条件以及运用要求不同而异。混凝土衬砌常用的混凝土标号为C20F200,板厚8-16厘米。多直接置于土基上,一般不加设垫层。预制混凝土板的大小,应根据地基条件,施工条件等决定。实践证明,板小则砌缝多,砌体整体性差,容易破坏;板过大,则搬运安装困难。以人力施工为主时,一般板重以80-120公斤为宜,各地常用的尺寸为100×100×8cm,80×100×8cm,70×120×8cm等。为了适应气温变化,混凝土护面应设置伸缩缝。垂直水流方向的横向伸缩缝,一般间距为3-5米,缝宽2厘米左右,缝下设宽20厘米、厚6厘米枕槽一道,以防漏水。与水流平行的纵向缝,一般只在渠底内坡脚处设置。渠底过宽时,还应在渠底中间设置。
混凝土护面裂缝的处理措施:做好伸缩缝止水,切实捣固接缝边缘混凝土,认真填实接缝;改进砌体结构,增强抗冻胀能力;增设垫层,及时导出渗水,减少冻胀压力。