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摘要:在水利工程建设中,防渗技术的利用对施工安全以及社会发展影响很大,目前部分防渗工程在设计和施工环节存在不科学的情况,需要对不同的施工材料选择相应的防渗技术,一旦出现渗漏的情况要及时进行处理,以下对相关的技术性措施进行分析。
关键词:渠道防渗;水利工程;设计;特点
引言
水利部官网数据显示,2018年全国总用水量为6015.5m3,农业用水量为3693.1m3,占全国总用水量的61.4%。且从1999—2018年这20年我国农业用水占比平均在60%以上,农业用水占比甚大。我国2018年的灌溉水利用系数为0.554,比2006年的0.45有所上升,但与发达国家的灌溉水利用系数相差甚远。从灌溉水利用系数看出,灌溉水损失的近50%是在输送过程中。目前我国修建的灌溉渠道总长已超过305万km,但进行了防渗措施的渠道只有55万km左右,占比甚微。因此要冲破因水资源短缺,及其灌溉水利用系数低等因素制约农业发展的瓶颈,就要将输送过程中的损失量降到最低,而如果采用渠道防渗技术就可以减少渗漏损失的70%~90%,不仅可以极大地解决灌溉用水的浪费问题,还可以提高灌溉水的利用率,缓解我国农业用水方面的供需矛盾,对我国农业乃至整个经济的可持续发展提供有力保障。
1我国灌溉现状
随着我国城市建设水平的提高,人口数量的日益增加,促使原本就非常紧缺的水资源变得更加严重,再受气候变化的影响,导致真正用于农业灌溉的水资源所剩无几。部分农村因为地处偏僻,不仅无法有效利用水资源,而且难以提高当地经济发展水平。因此,为了提升农村居民生活水平,控制生态环境受到的威胁,各地政府在改变大水漫灌方式的同时,强化了水利工程养护意识,构建了完善的防渗渠道管理模式,保障工程运行质量安全。
2渠道防渗技术概况
据相关材料记载,我国在很早就已经有利用黏土作为渠道的防渗材料的记录。到20世纪中叶,甘肃和新疆两省份利用地域资源丰厚的优势,因地制宜的采用卵石材料进行渠道的防渗。并随后探索了将沥青和混凝土两种性质不同的防渗材料结合起来用作渠道的防渗处理。山西、陕西省于60年代后期,也相继开展了渠道防渗材料-混凝土方面的研究。70年代我国技术人员针对不同类型的渠道研究出了一一对应的渠道防渗断面,如:对于大型渠道(渠道设计流量:20<Q≤300,)采用弧形坡脚梯形断面,对于中型渠道(渠道设计流量:2<Q≤20)采用弧形底梯形断面渠道,对于小型渠道(渠道设计流量:Q≤2)采用小型U型断面防渗渠道,这些针对不同渠型研究出的不同类型的渠道断面将在我国渠道防渗改革的道路上有着里程碑的意义。80年代,水泥土材料进入了我国水利部门技术研发人员的视角,当时可谓风靡全国,大概有20多个省份先后开始了水泥土在防渗方面的试验.但由于水泥土自身特性的影响,导致水泥土的使用具有很强的地域限制,从而导致这种材料在后期大规模的推广中困难重重。到20世纪90年代,随着经济的快速发展土壤固化剂和塑膜两种防渗材料也相继问世。其中,土壤固化剂的首次试验分别在陕西省宝鸡峡灌区和山东省葛沟灌区进行。通过对不同地区两个灌区的试验,发现与其他防渗措施相比,使用土壤固化剂进行渠道防渗效果更好,并具有工程造价低、施工简单方便等优点。
3水利工程渠道防渗施工技术
3.1水泥以及土料防渗技术的应用
在渠道发生渗水现象后运用水泥以及土料防渗技术能够有效防止渗水现象再次发生。
并且土料和水泥是非常常见的材料,可以实现就地取材,能够有效地减少防渗运用的资金成本。但是运用水泥和土料防渗技术有一定的缺陷,如果在天气较为寒冷的情况下会导致土料和水泥逐渐失去防渗的运用效果,因此,较长时间运用土料以及水泥防渗技术不能满足水利渠道的防渗需求,并且在天气偏冷的地区中很少运用水泥以及土料防渗技术,更多的适用于气温温和的地区中,或者在一些小型的水利渠道中运用水泥以及防渗技术会更加有效。在运用水泥以及土料防渗技术时,应针对渠道周围的树根以及土壤等相关信息进行分析,根据分析的结果对水泥和土料的原材料进行合理判断,只有运用最为合适的原材料才能够保证渠道防渗效果。
3.2运用埋藏形式的沥青薄膜防渗技术
在运用这种技术之前,要对渠道周围的杂草等物质清理干净,然后对要进行施工的水利渠道进行平整化处理,并且在渠道上要喷洒些水,运用喷射机器设备在渠道上喷洒热沥青,使得渠道上面形成水膜,针对于这层薄膜,厚度应保持在5mm以上。在施工过程中为了能够使得沥青具备一定的抗老化作用,满足于水利渠道的防渗需求,需要采取一定的养护措施,通常情况下都会通过铺筑素土的方式实现养护。
3.3创新施工方案
总结以往的堤防防渗技术经验,大洼灌区水利工程堤防施工创新性地引入模袋混凝土防渗护坡技术。模袋由高强度纤长丝机织而成,其为双层袋状结构,模袋之间在横纵2个方向分别使用尼龙绳进行连接,后灌注混凝土,使模袋发挥模板的功能。施工过程中,在需进行混凝土灌注的位置铺设模袋,将其固定后向内部灌注混凝土,借助模袋材料带有的透水不透浆属性,利用压强及重力将模袋内多余水分排出,以降低混凝土材料的水灰比,形成防渗性能高、稳定牢固的堤防防护面。除以上优点,该技术在混凝土浇筑后不涉及拆模作业,模袋被当作混凝土防护面的一部分,可有效缩短施工时长。另外,模袋混凝土在施工过程无须设置围堰结构,水上与水下部分施工连续性强,施工机械化程度高,所形成的防渗护坡外形美观,护坡整体性高,具备良好的环境适应性和抗冻能力,因此,在辽宁地区水利工程建设的应用非常广泛。
3.4砌石防渗施工技术
首先,干砌施工方法主要是先进行渠低施工后进行梁坡施工的方法,然后进行卵石铺设,在河岸的堤坝建设中具有抗冲击强的优势。随着使用时间的增加,会在缝隙中渗入一些泥沙,使得防渗层的稳定性得到提升,可以增强防渗效果。在实际施工中,施工人员要结合实际情况调整防渗层的厚度。其次,浆砌是使用胶结材料的块石砌体,石块依靠胶结材料的粘结力、摩擦力和石块本身重量,保持建筑物稳定,是一种浆砌块石护面技术。干砌的石块连续性不强,所以存在结构不稳定的情况,在密封性上不如混凝土防护坡,所以通常用于护坡、水利涵洞等工程。浆砌密封性要强于干砌,这是由于浆砌的石块间空隙被填满,具有更好的整体性、密实性,可以防止渗水和漏水,提升抵抗侵蚀能力。
结语
总而言之,在可持续发展理念的指导下,为了节省水资源,推动农业健康发展,水利工程建设成为了农业发展过程中的重要工程。在农田水利工程中,节水灌溉技术的也得到了进一步发展,但是整体来讲还存在一些问题。因此需要对节水灌溉技术进行相应的改造优化,通过新型喷灌技术、滴灌节水技术、防渗式节水技术以及雨水蓄积利用技术,来对节水灌溉技术进行整体的优化改进,为农业经济全面发展提供技术支撑。
参考文献
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