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农田水利工程渠道设计与施工问题探析

作者:原创论文网 时间:2018-07-04 13:48 加入收藏

摘要

  农作物的有效生长需要建立在良好水资源的基础上, 现阶段我国实施农业工程过程中所提供的水资源主要是通过灌溉的方式完成的。但是从相关研究资料中能够得知:传统的灌溉模式在操作过程中会造成大量的水资源浪费, “土渠输水、大水漫灌”的农业灌溉方式目前仍在普遍沿用, 灌溉用水一半在输水过程中就渗漏损失, 2017年全国农田灌溉水有效利用系数仅为0.523, 这意味着使用1m3水仅有0.623m3被农作物吸收利用, 与发达国家0.7的利用系数差距很大。而从分区来看, 西南地区、中部地区和西北地区农业用水效率低于平均水平。不同地区农业用水效率如图1所示。

农田水利工程渠道设计与施工问题探析

  从图1中能够看出我国灌溉水利用率较低, 所以需要对农业发展中的农田水利渠道进行有效的设计和施工, 从而有效改善农田水利资源浪费的情况, 这对于进一步促进我国农业发展具有非常重要的意义。

  1、灌区农田水利渠道设计方面的原则以及实际内容

  农业的实际生产情况和农田水利工程建设情况具有直接的关系, 高质量的农田水利工程是确保农业生产能够顺利实施的前提条件和基础, 是推动农业能够可持续发展的保障。水利渠道是农田水利工程中非常重要并且非常普遍的类型之一, 但是其在设计过程中会受到很多因素的影响, 所以整个过程是相对复杂的。对于灌区农田水利渠道来说, 其不但要满足最为基本的农业生产用水需求, 同时也要充分考虑到经济效益和社会效益方面的内容, 在进行工程设计过程中一定要对其给与充分的考虑。

图1 我国不同分区灌溉水有效利用系数
图1 我国不同分区灌溉水有效利用系数

  (1) 总的来说, 在进行灌区农田水利渠道设计过程中要遵照如下几方面的原则和内容来进行:

  ①遵照实用性原则进行设计。灌区农田水利渠道的设计最终目的是要为实际的生产来应用, 所以在设计过程中首先就要遵照实用性原则进行。相应设计人员一定要充分了解灌区水利渠道所在位置周围自然条件情况、环境情况、社会发展情况等内容, 因为这都会直接间接的影响到灌区农田水利渠道的设计。充分了解并准确把握这些信息可以有效提升水利工程的设计质量和使用方便, 从而最大程度上发挥水利工程的效益。

  ②遵照集约和节约水资源利用的原则进行设计。水是为宝贵的资源之一, 农田水利渠道是水资源开发利用最为直接的设施之一, 所以在设计过程中一定要坚持节约资源的理念, 要通过科学合理的设计方式来提升水资源的利用率。因此在设计过程中一定要对农田水利工程所涉及到的范围进行有效的预估, 因为随着生产活动的不断增加, 水利工程灌溉的范围一定会越来越多, 所以在设计过程中要对此有明确的认知, 避免设计范围较窄而无法满足发展要求的情况。

  ③尽量做到一体多能的原则进行设计。农田水利渠道主要是用在农业生产方面, 还应该积极拓展水利渠道的应用范围, 通过灌溉与排涝、灌溉与生活用水等等方式来充分发挥作用、有利于节省投资、有利于提高工程的便用率。

  (2) 有关断面的设计

  ①在正式设计之前一定要进行非常充分的收集资料、进行调查分析, 要明确灌区面积的情况, 以此提出设计保证率、计算出设计流量。根据地形地貌确定主渠线路走向。依次确定干渠、支渠、斗渠。

  ②要根据上述步骤计算出设计流量的结果、根据水力学拟定断面的相应尺寸、并根据不同的使用要求进行验证。根据交通及地方条件初步提出材料。通过技术经济比较, 选择建设材料。

  ③在设计时一定能要确保水利断面处在最佳状态, 在符合水利渠道功能性要求的同时实现各方面效益的最大化。

  2、灌区农田水利渠道施工的相应内容

  农田水利渠道断面主要有:

  矩形具有受力明确, 结构简单、材料不能完全充分利用, 使用材料主要是石材、施工简便。往往用于小型工程。

  梯形具有结构简单、较能充分使用材料、使用的材料可以是石材、也可以是其它砌体材料或土渠、施工较简便、大型工程多用。

  U型槽具有受力、结构复杂、材料能得到充分使用, 用于小型、石材匮乏地区、且多为预制、现场安装。

  下面以混凝土U型槽施工为例说明农田水利渠道施工:

  2.1、混凝土U型槽施工的具体内容分析

  在进行U型槽施工时要重点加强如下几方面的控制:

  (1) 有效控制U型槽的预制质量。在U型槽预制过程中, 需要重点控制的质量问题主要包括两方面, 分别为:原材料以及施工工艺的管理、U型槽的养护。

  ①原材料以及施工工艺的管理。在正式预制之前需要按照工程需求来选择对应的原材料。要对原材料检测、按照要求进行混凝土配合比设计, 低温季节适当提高混凝土标号、按工艺浇筑样品后进行严格的质量检测, 避免出现不合格的产品。施工设备一定要选择那些经过国家认证的、具有资质品牌的设备, 同时在使用前要对其进行测试, 从而确保U型槽的预制质量。

  ②U型槽的养护。要对预制的U型槽加强养护, 特别是在温度较低的情况下要加强保温防冻, 可采取蒸汽养护或覆盖保温。养护过程中要确保U型槽具有相应的湿度, 高温时进行喷水养护, 浇筑要捣实、防止出现蜂窝、麻面以及变形等问题。

  (2) 有效控制水利渠道的放线质量。对于水利渠道放线质量的控制是U型槽施工质量控制最为重要的内容。在进行渠道放线方面首先就要准确设置U型槽的中心线, 要通过对中心桩高程以及下降度的计算来明确水平杆的具体位置。在控制过程中一定要对所有的放样环节进行严格质量控制, 确保测量误差保持在规定范围内, 避免出现挖方不够或者过度的问题。

  (3) 有效控制渠道的开挖质量。在进行水利渠道开挖施工过程中, 施工企业一定要严格遵照设计图纸内容进行, 确保渠道深度、宽度、坡度等参数指标符合都在设计图纸规定的范围内。同时要充分结合施工现场土质情况和放样结果制定出有针对性的施工方案, 并严格按照施工方案组织实施, 保证不同工段挖方能够有效实施。

  (4) 有效控制U型槽的安装质量。①要进行良好的基槽垫层设置。可以选择细石混凝土作为原料进行垫层设置, 一定要保证其均匀性和致密性;②要加强控制点设置, 要确保相邻控制点之间具有5~10m的间隔;③要根据设计图纸情况安装U型槽, 并且要按照从上游到下游的顺序进行操作。为了便于勾缝施工操作, 要将前后两U型槽的空隙控制在20mm左右;最后, 控制好勾缝施工。在进行勾缝时首先要涂刷配比为1:2.5的水泥砂浆, 然后通过配比在1:2的水泥砂浆进行抹光、压平以及填满作业。此种操作方式能够确保勾缝的良好质量。

  (5) 有效控制回填质量。回填土的质量在很大程度上影响渠道施工质量, 所以要对其严格控制, 避免内部混有石块等杂物、严禁孔洞出现。另外, 相对于其他部分来说, U型槽侧墙顶填土的高度要低于5cm, 两侧用5cm厚30~60cm浇混凝土板铺筑。

  (6) 有效控制现浇混凝土的压顶质量。可以采用空心式混凝土压条 (主要是通过C20强度的混凝土预制而成) , 要确保其几何参数符合U型槽稳定性方面的要求。

  2.2、现浇混凝土衬砌施工的具体内容分析

  一方面, 要加强前期的准备工作。要确保施工中的水、电以及设备满足工程施工的需要;一方面, 加强土方的施工。对于现浇混凝土衬砌渠道施工来说, 新筑填方渠道是最为重要的施工方式, 要特别关注渠道的施工放样以及回填施工。在施工过程中要对温度应力采取针对性措施防止其过于集中而造成渠道结构破坏。一般情况下回采用振动结构来减少应力的产生。

  3、结束语

  我国是农业大国, 农业现代化是今后的发展趋势。加强灌区农田水利渠道的建设工作是确保农业现代化有效推进最为重要的措施和基础性保障。对于农田水利渠道来说, 设计是最为根本的内容, 是施工的基础和蓝图, 同时施工也是水利渠道工程形成实体的关键, 所以提升水利渠道设计和施工的水平是最大程度发挥水利渠道使用性能、充分实现工程经济效益和社会效益的方式和手段。相关机构要对灌区农田水利渠道设计和施工给与足够重视, 采取针对性措施来确保水利工程的设计和施工质量, 从而为我国农业的健康、可持续发展提供稳固的保障。

  参考文献
  [1]马克明.刍议小型灌区农田水利渠道设计及施工[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2016 (11) :15~17.
  [2]高月红.刍议小型灌区农田水利渠道设计及施工[J].科技创新与应用, 2016 (12) :18~19.
  [3]李天媛.小型灌区农田水利渠道设计及施工探讨[J].黑龙江科技信息, 2016 (03) :88~91.
  [4]王瀚.灌区农田水利渠道设计及施工[J].低碳世界, 2018 (02) :18~19.

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