农田节水灌溉中U型水渠应用探讨

时间：2024-07-28

周琦

(新疆新水水力科技发展有限公司，乌鲁木齐830002)

农田节水灌溉中U型水渠应用探讨

周琦

(新疆新水水力科技发展有限公司，乌鲁木齐830002)

我国是农业发展大国，拥有悠久的农业发展历史，随着农业经济的飞速发展，人们越来越关注如何应用节能、环保、高效技术提升农业生产效益，因而节水灌溉技术逐步诞生。基于我国农业节水灌溉技术设备应用研究发展现状，探讨了如何秉承节水、环保、高效目标科学设计应用U型水渠强化防渗节水性能，提升农田灌溉效益，对完善解决农业短缺水资源问题，确保水利、农业的可持续发展，强化农田节水灌溉工艺、设备创新开发研究有重要的实践意义。

农田;节水灌溉;U型水渠;抗冻;实践应用

1 农业节水灌溉设备技术研究发展现状

我国是农业大国，随着农业经济的飞速发展，人们越来越关注如何应用节能、环保、高效技术提升农业生产效益，因而节水灌溉技术逐步诞生，从技术方式层面来讲，我国节水灌溉经历了3个发展阶段:20世纪60年代之前我国农田多为充分灌溉生产，进入70年代则迈向了非充分灌溉阶段，在1974年之后则进一步发展成为局部灌溉阶段。从基本层面来讲该阶段同步于非充分灌溉，要求浇根不浇地，科学开发微灌溉技术。而就节水灌溉设备层面来讲，其研究发展却远不及我国农业历史进程那样辉煌，大部分农村地区仍旧应用流淌灌溉或自然灌溉方式，由此可见在我国深入研究开发节水灌溉技术设备尤为重要。当前随着现代化社会、科学技术的飞速发展，我国农田节水灌溉技术设备开发研究也实现了一定水平的飞跃与进步，开发研制的节能节水灌溉新设备包含内镶式经济型滴灌管与相应配套设备、外混自吸泵、竖管万向座、调压给水栓、田间闸管设备系统、铝合金地面移动管道设备系统、波涌灌、恒压喷灌系统、U型防渗渠与折射微喷头设备等，其中U型防渗渠设备技术可完善解决当前我国农村紧缺水资源不良状况以及污染、严重浪费水资源问题，该防渗水渠的科学应用有效提升了建设工程设施力度，强化了量水、灌水设备的开发研制、农作物灌溉形式与蓄水规律以及农田水利基础应用的科学研究。

2 U型水渠工程技术特征及防渗渠规划设计

2.1 U型水渠工程技术特征

由力学层面来讲U型横断面是与输水最优断面最为接近的渠道形式，用其构建防渗渠可降低占用耕地面积、节约用水、降低工时费用，因而体现了诸多应用优势。从节约用水层面来讲，通常没有经过防渗预处理的各类农渠普通土体，一般其渠道的总体输水利用系数约为0.8，倘若采用U型水渠防渗技术，则可提升其输水的利用系数至0.99，通过此规律推算，倘若灌溉1万m3的水便可有效节约用水量达2 400 m3。从占用耕地面积低这一优势特征来讲，宽度为1 m的农渠普通土体应用宽度开口为0.6 m的U型水渠防渗技术便可满足相关要求，亦即:农渠长度每1 000 m便可令土地节约0.04 hm2的面积，由此规律进行推算，农田每666.67 hm2便可令耕地节约近13.33 hm2。节约费用工时则体现在通过分析管理、灌溉、维护疏浚等层面，U型水渠防渗系统可显著节约大量费用与工时，同时还发挥了环保、保持水土、美观整洁等优势功效。

2.2 农田节水灌溉U型水渠工程规划设计

农田节水灌溉U型水渠工程规划设计阶段，首先应依据具体农田地形图进行规划范畴的标明圈出，并采用科学合理方式进行面积计算，同时应依据灌排规范原则位于地形图之上实施初步规划，进行大体框架的构思及配套建筑的初步布设，而后应深入实地开展细化研究调查，进行初步原规划设计方案的合理修正，进而明确建设防渗渠各个细节平面的布置、总体框架的设置以及配套相关建筑物的搭设。设计该U型水渠防渗系统的关键在于充分考量需要灌溉的总体用水量、农田具体面积以及U型水渠综合过水能力，进而依据其过水流量及能力综合明确该U型渠槽的适应性横断面积尺寸以及渠底部位的科学坡降系数。

3 农田节水灌溉U型水渠实践应用

农田节水灌溉U型水渠实践应用阶段，应围绕农业现代发展按部就班进行，持续向高效、节水、环保科学领域，高效作物用水适应性生理调控、采集作物精准水分信息及优化精量控制用水、安全高效方向拓展。农田节水灌溉实践中U型水渠的科学应用正是基于该趋势环境逐步形成的，应用该节能节水灌溉新系统设备技术不仅可实现设计优化目标，同时应用新型材料可令加工工艺完善改进，提升工程应用服务寿命及成品率与整体性能，有效降低工程造价。在研究新型节水材料层面，提出了适应该U型水渠布设衬砌构建合理适宜的混凝土材料配合比，优质选用中密度苯板填缝，聚氨酯封缝进而合理解决了该渠道位于接缝的不良渗漏问题。再者合理开发农用水资源技术也逐步实现了深化发展，农田节水灌溉应用U型水渠进程中可位于井灌区基于强化利用雨洪入手，采用地下水动态模拟软件实施预测模拟，并合理制定保护及开发地下水科学策略，进而创设出井灌区采补平衡地下水水资源科学高效利用优势综合技术。农田节水U型水渠实践灌溉中还可应用防渗干支渠衬砌模式，有效提升面向下游的综合输水能力，降低不必要的渗漏损失，采用土渠输水提升洪汛期间较大降雨渗量拦蓄作用，科学结合农田相应规格良好获取补源引洪效果。另外还应依据灌区具体的作物种植特征结构及其需水现实情况，输水渠系的综合输水能力各类综合因素展开全面分析，进而对灌区水资源实施优化合理的配置、完善调度管理，有效提升供水保证率，进而全面实现高效利用有限水资源目标，合理提升综合灌溉保证率。

为合理适应环境温度变化状况，对于U型水渠应在每4 m的位置预留一条伸缩缝，同时位于水渠拐弯位置或建筑物连接两端各预留一条伸缩缝，该伸缩缝可设计为深度与宽度均为2 cm的凹槽，同时应采用配比为1∶1∶4的水泥沥青砂浆进行填充，操作过程中应确保填缝处理的精细密实，进而提升工程质量。U型水渠优质应用基础在于土模成型，其质量优劣性直接会影响到U型水渠的节水防渗效果，因此在应用阶段应把好土模成形质量关。开挖渠槽阶段应预留开挖厚度0.15 m，直至浇筑阶段再将其削到实际设计断面。在填方渠道阶段传统做法主要将长度为2 m的长钢模用于土模内膜，而后位于外部实施人工夯实填土，该类做法令U型水渠切线切点与半径下部呈现出最为薄弱的环节，经常无法满足密实设计标准，并会对U型水渠节水防渗效果产生不良影响。因此位于灌区应在填方渠道阶段线实施清基处理及夯实基础，而后进行分层铺土，控制每层铺土厚度为20 cm，同时应确保铺土均匀，不含有大土块，表面平整，且含水率应控制在约15%，同时应确保人工夯打或机械碾压≥8次，一直到满足要求为止。

4 农田节水灌溉中U型水渠应用的意义

农田节水灌溉进程中U型水渠的科学应用将生态平衡、开发水资源及保护环境紧密结合，获取了增收增产显著效益。引进开发各类排水配套设施、管材设备为地下排水工程的大规模建设实施打下了坚实基础。同时该水渠技术综合了各类覆膜技术、灌溉技术优势，将肥、水、农药等基于滴灌技术直接作用在农作物的根系，并辅助应用地膜覆盖，令棵间具有甚微蒸发作用，进而显著有利于农作物的快速发育生长。普遍应用于农田生产后回避常规的灌溉培育更加体现省肥、省水、增产及省农药优势，对农业的发展与进步十分有利。再者利用U型水渠实施节水农田灌溉令较多农田远离了滴漏、跑冒等不良现象，有效提升了渠道用水、输水能效，进而充分满足了灌区的大量用水，进一步令紧张的农业用水矛盾得到了良好的缓解，并创设了显著的综合效益。