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1、淺談寧夏渠道防滲襯砌工程凍害類型及處理措施【摘要】探討了寧夏渠道防滲襯砌的意義，對渠道進行防滲襯砌能夠有效節(jié)約水資源，提高經(jīng)濟效益。同時，防滲襯砌渠道的凍害不容忽視，詳細闡述了襯砌渠道的凍害類型，針對不同凍害的形式，提出了防滲渠道防治凍害的措施?！娟P鍵詞】寧夏；渠道；防滲；凍害；措施1.寧夏渠道防滲襯砌的意義寧夏水資源十分貧乏，水資源指數(shù)排在全國最末。全區(qū)地表水資源8.89億m3，地下水資源25.3億m3，扣除地表水與地下水的重復計算量23.7億m3，水資源量為10.49億m3。按照黃河水利委員會的規(guī)劃方案，分配給寧夏年用黃河水量為40億m3，現(xiàn)已實現(xiàn)利用34億m3左右。2004年寧夏
2、總用水量87.95億m3,其中引黃水量66.0億m3,比2003年特殊千旱年份增加22.1億m3，比2002年正常年份減少7.5億m3，減少10.2%[1]。由于渠系年久失修，漏水滲水嚴重，渠系水有效利用率低，引黃區(qū)為0.43,揚黃區(qū)為0.63。水稻毛灌溉定額和水澆地毛灌溉定額大大超過作物實際需水量。大水漫灌還引起了土壤的鹽漬化，使得每耐水糧食產(chǎn)量變低，僅為0.31kg。因此，實施節(jié)水灌溉技術，對渠道進行防滲襯砌能夠有效節(jié)約水資源，提高經(jīng)濟效益。1.1增加了經(jīng)濟效益渠道防滲后減少了輸水損失，與土渠輸水相比，從水源取等量的灌溉水可以灌溉更多的農(nóng)田，即如果灌溉同等數(shù)量的耕地，渠道防滲所需建
3、設水源工程的投資比土渠少得多。渠道采用防滲措施后，用其節(jié)約的水灌溉，每畝地的投資約為建庫蓄水灌溉每畝地投資的1/3。渠道防滲還可以節(jié)約管理費用，實踐證明用剛性材料防滲后，可以減少管理養(yǎng)護費用70%；混凝土防滲渠道的管理養(yǎng)護費僅為同流量土渠的l/3o1.2防止土壤鹽堿化及沼澤化渠道不采用防滲措施，不僅因滲漏而損失大量的水，而且提高了地下水位，導致灌區(qū)鹽堿化、沼澤化。據(jù)調查，引黃灌區(qū)沒有采取防滲及排水措施，不到兩年的時間，因地下水上升，使渠道兩岸幾千萬畝耕地鹽堿化；。渠道防滲后，這些現(xiàn)象即告消失。此外，渠道防滲后，還可以免去排水工程所需的投資［2］。1.3防止渠道沖刷、淤積及坍塌渠道防滲工
4、程，除防滲作用外，還有防沖、防淤、防坍塌，穩(wěn)定渠道，保證輸水安全的作用。我區(qū)引黃灌區(qū)，因水的含沙量大、比降小、流速小，一般土質渠道容易淤積，每年清淤工作量很大。由于防滲渠道糙率小、流速大，輸水時間可以縮短30%?50%。這對于大型灌區(qū)和干旱季節(jié)，其意義尤為重要。渠道襯砌后有利于其邊坡的穩(wěn)定及抵御雨水的侵蝕。尤其是傍山渠道，因渠線長，地質復雜，裂縫發(fā)育，渠床不穩(wěn)定，輸水灌溉中經(jīng)常發(fā)生決口、滑坡等事故，造成巨大損失。由此可見，探索和推廣渠道防滲技術對我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，確保糧食安全具有重要的現(xiàn)實意義。1.防滲襯砌渠道凍害類型2.1渠道防滲材料的凍融破壞不同防滲材料修建的渠道防滲層本身，除
5、膜料防滲層外，均含有或多或少的自由水，此種水在負溫氣下結冰后，每lcm3體積增大0.09cm3；尤其是防滲層一般具有一定的吸水性，加之渠道防滲工程經(jīng)常處在有水的環(huán)境中，因此，防滲層又吸人了一定量的水，而此部分水在負氣溫下結冰后，每lcm3體積則為1.0gcm3。因此，由于防滲層本身原有的水或吸（滲）人的水，在負氣溫下結冰后體積的膨脹使防滲層強度降低，結構破壞，產(chǎn)生裂縫，甚至潰散。如為土料（素土，灰土、三合土、水泥土等）防滲時，則會因防滲層中水結冰后體積的增大，而使防滲層隆起和鼓脹。在次年消融后，因含水量很高，從而發(fā)生渠坡失穩(wěn)滑塌和表面剝蝕等現(xiàn)象[3]。2.2渠道中水體結冰造成防滲工程的
6、破壞當渠道因運行管理的要求，在負溫期間通水時，渠道內(nèi)的水體將發(fā)生凍結。起初只是形成岸冰，在特別寒冷或嚴寒條件下，岸冰逐漸向中心擴大，逐步連成一體，表面封凍。此后，冰層逐漸加厚，對兩岸襯砌體產(chǎn)生冰壓力，造成襯砌體的破壞，或者在冰推力作用下，砌塊被推上坡，發(fā)生破壞性的變形。同時，當渠水面封凍時，上游流來的浮冰塊或冰屑團，部分鉆到冰面以下，當來冰量大于排冰能力時，冰塊及冰屑團就將在某個斷面的冰面下積累，減少過水斷面，逐漸演變到斷面的完全封堵，形成冰規(guī)。此時一，水流將漫溢渠頂，造成渠堤決口，或者水從襯砌體背后流入地下，帶走基土中的細粒，造成渠床土壤中的空洞，使襯砌塌陷破壞。因此，渠道在嚴寒地區(qū)
7、進行冬季輸水，要十分謹慎，采取多方措施，以保安全。引水式電站和調水工程的渠道，常需在負氣溫下輸水運行。此時渠水即會結冰。開始時只是冰屑和小冰塊，隨水流而動，它會像刀片一樣，反復撞擊和切割水面變化區(qū)渠坡的防滲層，使其受到不同程度的破壞。尤其是在為土料防滲層時，此一破壞使渠坡形成一縱向的，一定深度的切割槽，翌年消融以后，槽上的土體即會失穩(wěn)滑落。繼而在嚴寒的氣溫下，冰屑（冰塊）先與渠坡凍結形成岸冰，再向渠中心延伸而形成冰層，水在冰層下運行。如上游水中
