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浅谈渠道防渗的几种技术措施及带来的经济效益

   2014-12-16 中国节能网2770
核心提示:宁夏回族自治区目前主要的几种防渗技术措施,分析了渠道防渗技术措施;在节水、节约耕地、改善生态环境方面,所取得经济和社会效益。
        宁夏回族自治区目前主要的几种防渗技术措施,分析了渠道防渗技术措施;在节水、节约耕地、改善生态环境方面,所取得经济和社会效益。
  关键词渠道防渗 节水 效益
  
  1 渠道防渗节水的技术措施
  1.1土工膜现浇混凝土防渗
  土工膜或复合土工膜是最好的柔性防渗材料,在它上面再加以5—10cm厚混凝土作为刚性护面衬砌,是适合大中型梯形渠道的较好防渗衬砌结构。特别是素混凝土防渗渠道以其造价低廉而被广泛应用。河套灌区、1236工程扬黄灌区等两个节约灌溉示范区,在干、支渠上都采用了这种防渗节水技术措施。经过近十年的运行,除了个别渠段因春季施工渠底基础没有完全解冻,导致渠底土体产生了冻胀,使混凝土板起鼓变形外,其余渠道都能正常输水运行。不但减少了输水损失,也使原来形状不规则的土渠变得整体美观了。混凝土的设计等级应根据气候条件、渠道的设计流量、流速来确定,其最小值为:强度等级C10(单位MPa);抗冻等级F100(单位为冻融循环次数);抗渗等级W6(单位105Pa)。
  1.2土工膜混凝土预制板防渗
  如果说在土工膜上直接现浇混凝土有施工难度的话,那么在土工膜上采用混凝土预制板就解决了施工难的问题。一般拟建的防渗渠道,多为旧渠改造、新建渠道工程,普遍存在施工与行水时间的矛盾。施工时采用工厂生产的土工膜料,再先预制好混凝土板,这样在停水期施工,就不会影响行水。
  1.3土工膜混凝土“U”形槽防渗
  由于“U”形断面接近于最佳水力断面,所以它的水流条件好,而且抗冻性能也高,冻害程度仅为梯形渠的1/3—1/4,在中小型渠道上采用预制混凝土“U”形槽防渗,是较寒冷地区较好渠道防渗技术措施之一。预制混凝土“U”形槽构件可机械化生产。1236扬黄灌区节水灌溉示范区使用机械设备生产的上口宽60cm、R=27.5cm、槽深47cm等的“U”形槽构件,由于混凝土质量有较大的提高,所以相对地降低了“U”形槽的造价。据使用对比,在同样条件下,用机械设备生产的预制混凝土“U”形槽衬砌渠道可比一般现浇混凝土“U”形渠道节省水泥30%—40%,提高功效5—7倍。
  2 经济效益的分析
  2.1防渗效果
  渠道防渗工程的防渗效果是评定防渗工程优劣的一项重要标准。为此,区农科所选择了:(1)无衬砌土渠;(2)现浇少筋混凝土防渗;(3)复合土工膜加现浇混凝土板防渗;(4)预制混凝土“U”形槽防渗;(5)土工膜加预制混凝土“U”形槽防渗五种防渗结构技术措施,采用静水法在红寺堡灌区进行了渗漏强度实验。有实验成果可以看出,不同渠道防渗结构会产生不同的渗漏损失。无任何防渗措施的土渠段渠道渗漏损失最大,为31.25L/(m2*h);土工膜加现浇混凝土板防渗的3号实验段渠道防渗效果最好,渗漏损失仅为1.46L/(m2*h);土工膜加预制混凝土“U”形槽防渗的5号实验段其防渗效果次之,渗漏损失为2.49L/(m2*h)。防渗效果最好的渠道比未采取任何防渗措施的渠道可减少渗漏损失的95.33%。
  采用土工膜加现浇混凝土板衬砌做渠道防渗处理,防渗效果最好,但工程造价也最高。土工膜加预制混凝土“U”形槽复合衬砌结构其渗漏比前者稍大,与无衬砌土渠相比可减少渗漏损失92.05%,她具有柔性防渗、刚性防护、施工简便快捷、造价低等优点。
  2.2节约耕地
  渠道防渗后,渠道断面明显缩小,支渠和干渠渠身横向占地比原先分别减少1—2米,渠道占地平均节省30%—40%,据测算,1km支渠和干渠分别可节约耕地0.1km2和0.2km2km2,由于渠道采取了防渗技术措施,减小了渠道表面的糙率,从而提高了渠道流速,因Q=A*V(其中Q—渠道过水流量;A—渠道过水断面面积;V—渠道水平均流速),由上式看出,当渠道断面面积一定时,流速增大,其流量也随之增大;也就是说当Q一定时由于渠道采取了防渗衬砌技术措施后,提高了渠道流速,流速增大了,渠道断面面积相对就减小了,从而减少了占地面积,也就节约了耕地。
  2.3改善了生态环境
  采用渠道防渗技术措施,有效地防止了因渠道渗漏而造成的地下水位上升、土壤盐碱化问题,良好的生态环境得以保持。节水灌溉技术的推广应用,也减少了地下水的开采量,控制了由于超量开采地下水而致使地下水持续下降的局面。在节水灌区,由于实施节水灌溉,大幅度减少灌溉用水的同时,减少或杜绝了由于大水漫灌而致使化肥、农药等随水下渗到地下含水层而污染地下水源,从而改善了生态环境。
  2.4投资效益
  根据自治区经济效益分析结果,各项分析指标都满足经济评价准则的要求,而且灌区规模越大,渠系级数越多,渠道的有效利用系数就越大,防渗处理的效益就越显著。
  通过渠道防渗,减少输水损失,是大、中型灌区实行节约灌溉的重要措施。综上所述,从提高水的利用率和其产生的效益分析渠道防渗节水灌溉措施,输水渠道采取了适当的防渗技术措施后,不但提高了渠系水的利用率,增加了经济效益和社会效益,也加快了我区农业由传统型农业向节水型农业转化的步伐。有关专家曾预测,只要把我国的农业灌溉水利用率从0.43提高到0.55,在农业灌溉用水量不变的情况下,完全可以保证到2030年人口达到16亿时的粮食安全。因此,我们要围绕这一既定目标,大力发展节水灌溉,通过工程措施、农艺措施和其他措施的综合运用,提高灌溉水的利用率,从而达到解决用水危机、缓解水资源供需矛盾的最终目的。
  3 结语
  认真组织实施节水技术实施工作工作,制定科学的调度方案,落实各项节水调度指令,探索研究节水施工的新方案,解决节水施工中存在的难点、技术问题,离不开扎实的日常信息采集工作。
 
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