浅谈水资源的利用效率

浅谈水资源的利用效率

1加强渠系水生态管理,提高农田水平均质量水是宝贵的生存之源。目前,我国水资源总量在世界上居第6位,但人均占有量仅为2200m3,在世界上排第128位。我国农业用水每年超4000亿m3,占社会总用水量的81%以上,而灌溉渠道大都为土渠,渠系水利用系数较低,仅为0.40~0.60,一半水没有被有效利用,白白的被浪费掉了。渠道水量的损失,不仅降低渠系水利用系数,而且缩小灌溉面积。在盐碱化地区,会导致次生盐碱化的发生,极大地影响农业的发展。渠道水量损失中渗漏损失约占80%,可见加强渠道防渗是灌区管理工作重要措施。目前,我国已建防渗渠道55万km,仅占渠道总长的18%,80%渠道没有采取防渗措施,仍然是土渠输水,水量渗漏损失非常大。如果现有灌溉面积中70%的农田实现了衬砌渠道或管道输水,灌溉水利用系数将提高到0.55~0.60,大大减少水的浪费。渠道防渗是诸多农田灌溉节水措施中经济合理、技术可行的主要节水措施之一,也是最广泛的节水工程技术措施。2渠道防渗措施渠道防渗的作用不仅可以提高渠系水利用系数,减少渗漏、节约用水,还可以提高渠道输水安全保证率,提高渠道抗冲击能力。渠道防渗措施很多,一般遵循就地取材、施工方便、经济耐用、养护容易等原则,因地制宜,择优采用。近年来,随着社会的不断发展和科技的更新,渠道防渗材料、衬砌结构、施工工艺等取得一定经验和成果,防渗技术主要有以下几个方面:土料夯实防渗、灰土和三合土防渗、水泥土防渗、砌石防渗、混凝土和钢筋混凝土防渗、塑料薄膜防渗、沥青防渗等。2.1沙区的土壤水分运动,深土料夯实防渗就是在渠床表面建立一层夯实的土料防渗层。它具有实用面广,能就地取材、造价低廉、施工简便和防渗效果好等优点。土料夯实的防渗原理,就是在人为荷重下,使土壤孔隙减小,渗透性能降低,从而达到防渗效果。进行夯实前,应彻底清除渠底和渠坡杂物,用作夯实防渗的土料应按照要求严格控制含水量的大小,沙壤土最优含水量为12~15,轻粘壤土最优含水量为15~17,黄土最优含水量为19-21,中粘壤土最优含水量为21~23,重粘壤土最优含水量为22~25,粘土最优含水量为25~28。经过夯实的渠道,一般可减少渗漏量30%~50%,土料压实层越厚(一般20~40cm),压得越紧,防渗效果越好。2.2灰土护面裂缝灰土防渗护面是采用石灰和粘土或黄土均匀拌和夯实而成。石灰与土的比例1:3~1:9,灰土护面铺设厚度一般20~40cm。为防止护面龟裂,常在灰土中加入一定量的沙子,制成三合土护面,石灰、沙、粘土的重量比在1:1:3~1:1:6间因地选用。为防止灰土和三合土护面产生裂缝,每隔5~8m设一道伸缩缝,缝宽1~1.50cm,缝内灌沥青或用沥青胶泥填塞。经过夯实的40cm的灰土或三合土护面,可减少渗漏量90%以上;新作护面28d养护期后,允许流速可达7.00m/s,护面糙率可降至0.02左右。2.3水泥石流驳岸。在进行驳岸水泥土是由粘土和水泥混合而成,为增加其和易性,常掺入一定量的沙子或用砂质粘土配料。水泥土经过夯实,各种材料颗粒紧密靠拢聚集,空隙大大缩小,分子间引力增加,故有较高的抗压强度和较低的渗透性。用作渠道防渗护面的水泥土有干硬性和塑性两种。干硬性水泥土护面常像混凝土衬砌一样,预制成水泥土板或砌块,含水量按左右含水量控制,增加干容重,提高力学指标。塑性水泥土加水量较多,含水量可达32%,现场拌和,就地批抹。水泥土护面厚度一般2~3cm,为防止裂缝,一般沿长度方向,每隔3~5m预留1~1.50cm宽的结构缝,缝内用沥青浇灌。水泥土防渗护面具有取材容易、施工简便;造价低、强度高;抗渗性强、抗冲刷、耐腐蚀等优点,也存在难以拌和、施工质量难控制;易干裂、软化现象重;抗冻性差等缺点。2.1石材防渗砌石防渗护面包括干砌、浆砌片石、块石、卵石等。2.4.1渠道护岸、护坡片石、块石护面,特别是浆砌石护面,具有耐久性好、结构稳定、抗冲刷、耐冰冻等特点,是取材石料较容易地方常用的渠道防渗措施。干砌片石、块石护面防渗效果差,每公里水量损失多1%~5%,经泥沙淤填可降至0.40%~0.50%,但糙率大,在0.25×10-1~0.30×10-1之间。因此干砌面多用于渠道护岸防冲或粘土、三合土护面的保护层。浆砌块石护面防渗效果好,糙率0.25×10-1~0.28×10-1。要求所用石料质地坚硬、无裂缝规格长40~50cm,宽30~40cm,厚度≥8~10cm为宜。干砌石勾缝时,先清理渠床并平整、夯实,后进行铺砌作业。砌筑前,渠底摊铺5cm后砂浆垫层,安放石块并用碎石塞紧。块石衬砌厚度20~40cm,片石15cm即可。铺砌后,将平缝上下和立缝左右掏深,洒水浸润勾缝;勾缝后精心养护,以防裂缝。浆砌块石采用坐浆和灌浆相结合的施工方法,使块石容易胶结在一起。具体为先清基、洒水,铺浆、安放石块、塞缝、找平、灌注砂浆。每隔30~50m,留一处伸缩缝,缝宽3cm,用沥青水泥砂浆浇筑。砌石一般采用50#或75#砂浆,防渗勾缝采用75#或100#砂浆。2.4.2渠坡面质和断面形式卵石防渗主要用于砂砾石冲积地区和卵石丰富地区。卵石防渗也有浆砌和干砌两种,渠道断面形式多为梯形,常采用圆弧渠底和直线边坡的理想断面。允许最大流速4~5m/s,抗耐磨性能略高于混凝土护面,糙率为0.25×10-1~0.35×10-1。2.5混凝土衬砌材料混凝土防渗和钢筋混凝土衬砌防渗是广泛采用的渠道防渗措施之一,它防渗效果好,与原土渠相比,可减少渗漏90%~95%以上,并且强度高、耐久性好,抗冲刷、节约后期维修费用。混凝土衬砌的渠道,糙率可降到(1.40~1.70)×10-2,允许流速可达4~6m/s,可减小渠道断面、减少工程量和占地面积,甚至可加大输水、输沙能力。混凝土和钢筋混凝土衬砌有预制和现浇两种,一般大中型渠道多采用渠底现浇,渠坡预制安装的施工方法,中小型渠道随着现场浇筑机械的发展,采用现场浇筑施工的比重越来越大。2.5.1渠底裂缝的施工现场浇筑的混凝土衬砌渠道断面形式,常采用梯形和梯弧形断面,小型渠道多采用U型断面。混凝土标号采用100~200号;厚度因水文地质条件、当地气温及渠道水力要素的影响,多采用4~10cm厚混凝土衬砌;为适应温度、沉陷等引起的裂缝,需布设横向、纵向伸缩缝和沉降缝,横缝间距一般为3~5m;在边坡和渠底连接处设纵向缝,渠底宽和水位较深时,加设纵向缝。缝宽1~2cm,多采用1:1:4的水泥沙板条填塞。施工前清理渠床,整修平整,按设计断面培土夯实,铺设排水垫层,支模,浇筑。浇筑顺序先浇渠底,再由下而上浇筑并振捣密实。2.5.2渠床的铺设原则预制混凝土板的大小,根据渠道断面尺寸、渠床条件、施工条件等确定。通常采用100cm×100cm、100cm×80cm、70cm×50cm等,平原地区采用48cm×48cm×6cm,降低了施工劳动强度。铺设前,按设计断面清基,打桩放线,开挖渠床;先铺渠底,后边坡先下后上,从下游向上游铺砌。2.6价值分布及特点目前,使用的薄膜多为聚氯乙烯(PVC)和聚乙烯(PE),前者价格低廉,后者耐低温,各有千秋。塑料薄膜防渗效果好,几乎不透水,还具有良好的柔韧性、延伸性,能适应各种形状的渠道断面,耐高温、耐冻胀、耐腐蚀、重量轻、用量少、运输方便。3渠道防渗工程措施、科学、合理选择渠道防渗工程措施除了上述几种,还有沥青防渗、草泥防渗,砌砖防渗、固结土壤化学防渗等,选择何种渠道防渗方式,要依据当地的气候条件、地形条件、基土性质、地下水位、土地利用及灌溉系统的形式、防渗标准、耐久性、材料来源、管理养护、工程费用等多方因素综合分析,科学、合理选择。同时,渠道防渗工程措施的选择要遵循:达到预期防渗效果,注重耐久性。因地制宜、就地取材、施工简便、造价低