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摘 要 从渠道工程管理养护、渠系建筑物管理养护、渠道防渗、渠道防淤、灌区水量调配等方面介绍了渠系工程的管理养护方法,以期提高工程质量、扩大工程效益,防止工程事故发生.
关 键 词 渠道工程；管理；养护；防渗；防淤；水量调配
中图分类号 TV91 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2012）03-0284-03
一个设计合理的渠道工程,其工程效益的高低主要取决于工程管理和用水管理的好坏.工程管理是对渠道和建筑物进行管理养护,从而提高工程质量,扩大工程效益,防止工程事故发生,使渠道处于良好的工作状态[1-2].用水管理主要是根据作物用水和水源供水情况,合理进行引水、蓄水、配水、灌水,从而达到充分利用水源、促进农业增产的目的.笔者对渠道工程的管理养护提出一些意见,以供参考.
1.渠道的管理养护
渠道线路长,涉及范围广,管理内容多.渠道管理养护既是一项技术工作,又是一项群众性工作.搞好渠道管理,要落实水利产权制度改革的方针和政策,贯彻以防为主、防重于治的原则.要勤检查、勤维修、勤处理,做到治早、治好.
1.1 渠道养护的工程措施
渠道在使用过程中,由于设计、施工、管理等方面的原因,难免出现淤积、冲刷、塌坡等不正常现象,必须针对不同情况,采取相应的工程措施,改善渠道的不良状况.
①针对不同的淤积原因,应采用不同的防淤措施,如：控制水源含沙量；及时清除阻碍水流的杂草、砖石、土块等堆积物；加大经常发生淤积渠段的纵坡或缩小其断面；在沿渠道有泥沙流入的部位,设拦洪沟或沉沙地；对已被淤积的渠段,放水前及时清除淤沙等.②为了防止渠道冲刷,对受冲刷的渠段,或加以砌护,或减小纵坡,或加大断面尺寸.对局部冲刷的渠段,多采用块石或卵石砌护,在急弯渠段,应将转弯半径加大到符合要求的长度,或进行截弯取直.③为了防止渠决口、溃堤等事故,对由于沉陷、淘刷、脱坡而形成的薄弱渠段,要及时进行加高培厚,渠堤裂缝可用挖槽回填的办法及时处理,滑坡渠段可采用削缓边坡,砌筑挡上墙等措施加以处理.④为了减少渗漏,除应做好渠首建筑和田间配套工程、提高灌水技术、改革灌水方法外,还应采用适宜的防渗措施.⑤为了防止洪水危害,盘山渠道要做好防洪排水工程.在管理运用过程中,逐步对占地多、用水不便、地质条件不良、渗漏量大等不合理的渠道进行修缮和改建.
1.2 渠道的防护和检查
为使渠道一直处于良好的工作状态,保证工程正常运行,必须在采取必要的养护工程措施的基础上,做好渠道的防护和检查[3].渠道的防护和检查一般包括以下内容：①严禁在渠道上种植、放牧、铲草皮、采石、挖石、挖洞及堆放柴草等杂乱物品.②不在渠道中打坝堵水或修筑有碍输水的设施；不擅自在渠道上开挖明口或埋设暗管取水.③为保证正式放水后不发生事故,新建、改建和年度岁修以后的渠道,正式放水前要进行试渠,发现问题及时处理.为保持渠道水流稳定,在进行流量调配时,流量的增减要比较缓慢.④有计划地在渠道两旁进行造林绿化,填方渠道在外坡脚植树,挖出渠道在边坡最高水位以上一定距离处植树.⑤进行渠检查和岁修,除经常性渠检查外,应加强放水前和放水过程中的巡渠检查.每年放水结束后或来年放水之前,对渠道进行全面检查和维修.
2.渠道建筑物的管理养护
良好的渠道和齐全完好的渠系建筑物是实施灌区水量调配的必要条件.因此,不但要管好各级渠道,还必须管好各种渠系建筑物,使其处于良好的工作状态,才能保证灌区水量调配的顺利进行.
2.1 渠系建筑物的要求
对渠系建筑物的一般要求包括以下5点：①无裂缝,不漏水,无歪斜、偏移、沉陷或崩塌等变形,过水能力符合设计标准.②建筑物上下游无冲刷、淤积,各部分接头没有松动、脱离或损坏.③建筑物挡上墙后的填上密度,无空隙,排水设备畅通,侧墙与底板无危险的渗流.④闸门及启闭设备的各种机件齐全,操作灵便,各种量水设备符合设计要求.⑤防腐、防蚀的保护材料无脱落或损坏.
2.2 渠系建筑物的管理养护措施
渠系建筑物的种类较多,各种建筑物的结构形式和作用不同,所处的工作环境也有较大差别,有的埋在地下,有的架于空中,有的落差较大,因此,管理养护措施各不相同.
2.2.1 渡的管理养护.渡架于空中,槽中水流应稳定,进出口要有护砌,渠道与渡槽联接处如有沉陷应及时填土夯实,以防淘刷.渡槽下游渠道要及时清理,防止槽中壅水.对于木渡槽,除冬季外,停水期间应使槽内蓄水,秋季用水后涂1次油漆以防干裂.钢筋砼渡槽,停水后及时将水排干.渡槽与渠道联接处或槽身伸缩缝漏水严重时应及时维修.
2.2.2 倒虹吸管的管理养护.倒虹吸管埋于地下,为防止压破管身,震坏管基,上面应避免施加过大的压力或震动,管道应按设计流量放水,不应随意增加流量,以免胀破管身；倒虹吸进口应设拦圬栅,应有沉沙、排水设备.
2.2.3 跌水与陡坡管理养护.跌水和陡坡要防止下游护坦被冲毁,防止陡坡段冲刷和滑塌,防止跌水跌坎崩倒.发现砌缝松脱、侧墙与底板漏水时应及时维修,要注意入口防渗,及时清除消力池的淤积物.
2.2.4 闸门的管理养护.闸门定期检查,并加以记录.一般1~2年涂抹1次防腐防锈材料,及时更换损坏的零件和木板,要使启闭机件灵活,闸门应紧密嵌合于闸槽内.渠系建筑物亦应采取一些必要的防护措施.如严禁在建筑物附近爆炸,不准在建筑物上施加超过设计规定的荷载,不准在护坡、翼墙上设置重物.木质建筑物裂缝以油灰填塞,附近不准堆放干柴或其他易燃品.
3.渠道防渗
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3.1 渠道的输水损失
渠道的输水损失包括渗水损失、漏水损失和水面蒸发损失3部分,一般灌区水面蒸发损失占全部水量损失的比例很小,约1%~2%,可以忽略不计,漏水损失是因地质条件不良、施工质量不好或生物作用而形成的漏洞或缝隙中损失的水量.漏水损失可通过提高施工质量、加强管理措施予以解决.因此,在正常工作条件下,渠道的渗水损失是渠道输水损失的主要部分,应引起人们的高度重视.
影响渠道渗水损失的主要因素是土质、断面形状、水文地质条件等,包括：①粘性土渠道,渗水损失较小；砂性土渠道,渗水损失大.②断面比较宽浅,湿周大的渠道,渗水损失大；断面相同时,水深大的渠道,渗水损失大,水深小的渠道,渗水损失小.③沿渠地下水位较深或附近地下水出流条件较好时,渠道渗水损失较大；地下水位较高,对渠道渗水有顶托,或地下水无排泄出路时,渗水损失较小.④新修筑的渠道,渗水损失大；年久的渠道,泥沙经多年淤积,渗水损失减少.⑤渠道周围有排水沟,会加大渠床的渗水损失.
3.2 渠道的防渗措施
目前,我国采用的渠道防渗措施较多,大体可分为2种类型.一种是改变渠床土壤的透水性能,如压实法、人工挂淤等方法；另一种是在渠床表面加做防渗层,如用粘土、三合土、卵石、块石、砼等[4-5],较常用的防渗措施有以下几种.
3.2.1 压实法.人工或机械夯压渠底及边坡,使土壤密实,减少透水.此法适用于较黏重的土壤.在夯实前,必须清除渠内杂草,并使土壤保持一定的湿度.试验资料表明,各种土壤压实的最优含水量为：砂壤土12%~15%；黏壤土15%~25%；黏土25%~28%.经压实后的土壤容重应达到1.5~1.7 g/cm3,压实厚度应不小于25~40 cm,压实后一般可减少渗水量70%~90%.该防渗措施可以结合渠道施工进行,投资较小,但防渗效果不能持久.
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3.2.2 在渠床表面设不透水防渗层.不透水防渗层一般有粘土、三合土、卵石、浆砌块石、混凝土5种.粘土护面.其是一种在渠床表面铺设并夯实的具有一定厚度的黏土地衣渗层,适用于透水性较大的砂质渠床.当渠道流量小于1 m3/s时,黏土护面的厚度可采用5~10 cm.护面湿度应为20%~25%（干土重）状态下进行夯实.为防止护面干裂,黏土中应含有适量的砂或细石,并在黏土表面铺盖砂土和砾石保护层,在没有冲刷和冰冻的情况下,保护层厚度一般为10 cm.黏土护面一般可以就地取材,造价低,防渗效果好.试验结果表明,防渗效果随着黏土厚度的增加而提高.一般可减少渗水量50%~70%,黏土护面的缺点是容易干裂,耐冲能力差,且表面易生杂草.
三合土护面.用白灰、砂、黏土按一定比例加水拌匀后,在渠床表面铺筑1层防渗层.配料比例按重量计,一般采用1（白灰）∶1（砂）∶4（黏土）,1 m3三合土料约加水400 kg.拌合后需堆放7~10 d,待呈软熟浆状才可用.铺护2~3 d稍干后进行夯实.铺护时,一般先铺边坡,后铺渠底,铺护厚度视渠道大小而定.较大渠道一般应使夯实后的厚度达15 cm.三合土护面的防渗效果好,抗冲能力强,不生杂草.据试验资料,当护面厚度为15 cm时,渠道渗水损失可减少90%.
卵石护面.其是一种在渠床表面用卵石铺砌的防渗层.卵石护面以下,设有厚度为5 cm的砂砾垫层,卵石护面厚度约30 cm.施工时,先砌渠底,后砌渠坡,为使砌石紧密,渠底最好采用弧形,使渠底起到反拱作用.衬砌时,每块卵石须左右靠紧,上下错缝.卵石砌好后,应用小石子和长条石进行灌缝和嵌缝.卵石护面可以就地取材,防渗效果较好,据试验资料,采用卵石护面可减少渗漏损失80%~90%,由于卵石层下面和卵石间的缝隙逐渐被泥沙淤填,因此,其防渗效果比较稳定,而且逐年提高.
浆砌块石护面.其是一种在渠床表面用浆砌块石铺砌的防渗层.施工时,首先在渠床铺设3~5 cm的砂浆,然后在上面砌20 cm的浆砌块石,先护渠底,后护渠坡.浆砌块石护面防冲、防渗效果都很好.采用浆砌块石护面的渠道,可以选用较大的纵坡,从而可以减小过水断面,节省工程量.
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混凝土护面.混凝土护面坚固、耐久、防渗效果好、抗冲性能强.一般可减少渗水量90%~95%,允许流速可达5~8 m/s,从而可大大缩小渠道断面尺寸,减少渠道及渠系建筑物的工程量.目前,多采用砼板或砼“U”型槽砌护面.可预制亦可现浇,厚度为5~12 cm,垂直水流方向每隔2~5 m设1个伸缩缝,缝宽1.0~1.5 cm,缝内填塑性材料.缝内可灌入沥青,再填入1∶2的水泥砂浆,铺筑前应进行清基夯实.
综上所述,渠道防渗的方法较多,选择时应尽量做到因地制宜、就地取材、造价低廉、技术可靠,能达到预期的防渗效果,有足够的强度和耐久性,便于施工和管理.
4.渠道防淤
在设计渠道时,虽考虑了水流原挟沙能力,但河道含沙量或来沙量颗粒有时超过设计的标准,如当时灌区需水,引水时可能有一部分泥沙淤在渠道内,若利用现有渠系引洪淤地,引用含沙很高,按目前的研究沙粒在高浓度浑沉速小,水流对高含沙量浑水的挟沙能力较大,据试验资料,大多灵敏干支流引用40%的高含沙量水不发生淤积,但不少斗毛渠和个别比降过坦的支渠淤积较严重.目前防止渠道淤积的措施有以下3种.
4.1 调整比降
比降增大则流速增大,故挟沙能力提高,就可以避免或减少淤积.故有些渠道通过裁弯取直、取消跌水等措施对比降过缓的渠道进行调整,提高流速,减轻淤积.
4.2 加大流量
对比降缓、淤积严重,加之受地形限制又不允许加大比降的渠道,只要流量满足,就可通过连续引水、增大流量,以防止渠道淤积.
4.3 及时拉淤
多沙河上的渠系,多设在退水渠,以备渠道淤积后用清水或浑水拉淤,引洪淤灌的斗渠,其毛渠引水口高程有高低之分,引洪淤灌时,可先开引水口高的,当斗渠
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5.灌区水量调配
灌区用水应有计划地进行,灌区水量调配是实行计划用水的重要环节.根据作物需水和水源供水情况,统一管理,合理地向各渠系或各用水单位分配水量,配水方法一般是根据渠系或用水单位（村、组）的具体位置,将全灌区分成若干段,根据需要每段设若干配水点,由灌区管理部门按一定配水比例或配水时间统一向各段配水,各段再向所辖配水点配水.各段配水比例,是指各段灌溉毛用水量占灌区总放水量的百分数.灌区水量调配,一般有以下几种情况.一是水源水量充足时干支渠的水量调配.水库或引水水源的水量能够满足灌区作物的需水要求,干、支渠就可按实际需要分配水量.二是水源水量不足时干支渠的水量调配.①供需水量相差不大,原则上仍可按上述配水比例分配水量.因为流量减小后,渠道水利用系数要降低,计算分配水量时应该考虑渠道水利用每天的变化情况.②供需水量相差很大时的水量调配.需水源供水与实际需水相差很大时,如果仍按上述配水方式向各段配水,就会使水量损失大,渠中水位降低多,分水困难,在这种情况下,常被迫进行轮灌.根据经验,当渠道实际引水流量低于需要流量的60%左右时,即可采取干支渠轮灌,此时各段配水流量相同,各段灌水时间按原配水比例分配.轮灌组合之间的供水次序,应按先远后近,先高后低,先难后易,先急后缓的原则进行安排.
总之,渠道工程的管理养护对渠道的正常运行以及灌区的合理灌溉具有十分重要的作用,在灌溉管理工作中,应引起高度重视.渠道工程的管理养护是一项系统的、艰巨而复杂的工程,还有许多新情况、新问题有待进一步研究.
6.参考文献
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[3] 郭学美,孙兴超.灌区渠道工程质量的控制与管理措施[J].水利技术监督,2011（4）：16-18.
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