分析小型农田水利渠道设计与施工

摘要：我国虽然水资源丰富，但开发利用率较低，随着社会经济的发展以及国家对农田水利建设的重视。近年来也更加重视农田水利设施的建设，而通过建设农田水利渠道设施，有利于调节和改善农田水资源分布状况和地区水利条件，满足农业生产的需求，提升农业生产的产量，因而农田水利渠道的施工质量必须得到保证。

关键词：小型农田；水利渠道；设计；施工

中图分类号：TV文献标识码： A

一、小型农田水利工程研究概述

小型农田水利工程是指农村的小水库、机电井、蓄水池、抽水站等工程建设，在建设过程中具体包括蓄水设施、引水设施、输水配水设施、渠系建筑物、提水设施、田间灌水设施、防洪设施、排漠除渍设施等水利施工建设设施，而渠道设计与施工属于输水配水设施范畴，也是小型农田水利工程建设的重中之重。基于各地区不同的的水文水资源条件、地理位置、种植结构、灌溉方式、工程建造特点，小型农田水利工程在地域性、结构和规模上虽然形态各异，但还是具有共同的运行规律和通性；同时因其在技术上的不可分性，使整个项目各工程必须配套协作、同时建成，才能产生较好的综合效益，因此研究小型农田水利工程渠道设计与施工有着重要的全局性意义。同时分析小型农田水利工程灌溉系统特性，是我们进一步研究其渠道设计与施工的理论基础。灌溉渠道系统是指从水源取水，经由渠道与建筑物向农田供水，并利用田间工程灌溉的工程系统，而小型农田渠道系统主要由渠道枢纽、输配水工程以及田间工程三部分构成。灌溉渠道可分为干渠、支渠、斗渠、农渠和毛渠五级。其中干渠布置于最高处以控制大面积农田，与支渠可构成输水渠道。斗渠、农渠作为配水渠道，可满足机械化耕作要求，且要保持各级渠道相互垂直，间距合宜。而毛渠等临时性灌水系统以及放水建筑物、量水设施等统称田间工程。

二、小型农田水利渠道设计原则 

在进行灌溉渠系规划时，要把当地的国土整治，水、田、林、路的规划相结合，扩大灌溉面积，充分利用现有的水土资源，最大限度地实现社会效益和经济效益的完美结合。小型农田水利渠道的规划布置大多遵循以下基本设计原则： 

1、灌溉渠道在设计时要保证灌溉用水的单位水量能够实现最大效益，也就是说要提高单位水量的灌溉面积与灌溉效果。我们在对其进行需水量计算时应考虑到该地区在项目施工完成后，土地的利用方向，要考虑到水资源本身的平衡，因此，对该地区进行灌区续建和节水改造是十分必要的。

2、综合利用岗丘区的灌溉渠道，结合水电，集中利用落差，水力加山丘区的灌溉渠道应利用集中差，结合水电，水力加工，开展多种经营，充分利用水土资源。针对平原地区需要采用河水和井水灌溉相结合，使用地表水与地下水联合运用的灌溉系统。 

3采用支渠布置的设计原则。要根据具体地形具体问题具体分析，根据实际的地形地貌来设计干、支渠的布置方案。 

4、充分利用地形条件的原则。一般排水管道布置在低处，与其相对应的灌溉渠道应布置在高处，力求做到自流灌溉、排水，建成灌排水分开，采用各自独立的灌排两套系统，遇到局部洼地或高地，可分别采取小片提灌（排）等措施处理，减少交叉建筑物，避免更多良田被占。 

三、农田水利渠道设计在实际中的应用实例分析 

某地区小型农田水利工程建设于1968年6月，受制于建设时的技术与经济条件，其建设标准较低，多数为土渠且年代久远，严重存在渗漏、倒塌、淤塞等问题，其水源可利用系数仅0.3 至0.5。因此对于水利渠道进行合理裁弯，使得渠线保持平顺是小型农田水利渠道设计的原则。 

1、U 型槽断面规格设计 

应以工程项目所在灌溉区域的实际情况、灌溉面积为依据，将斗渠、支渠、干渠等渠道的设计流量计算出来，即损耗流量与净流量之和。而后根据所得到的设计流量值对U型槽内空断面尺寸进一步确定，而直接决定内空断面尺寸的则是U 型槽内的纵坡降与槽内过水流量，最后就能够计算出合理的U型槽断面规格。U型槽相关构件参数。 

2、小型农田水利渠道施工 

2.1 混凝土预制U 型槽 

U型槽应用于小型农田水利渠道施工的第一步，便是预制混凝土U型槽，预制所使用的机械设备应是经国家认证的构件成型设备，较为常见的就是型号为LZYB- 1 的成型设备。该设备制作流程简单、成本投入低，在混凝土U型槽的预制上有着极大的优势。而常用的U型槽规格则包括四种，分别是UD60、UD50、UD40 以及UD30，每条U型槽0.5 米长，3.5 至4 厘米的壁厚。其次便是实施混凝土配比的试验。以小型农田水利渠道设计的标准与要求、技术水平以及水泥砂石料为依据，进行该工程的混凝土配比试验。最后采取的混凝土配比为：C20 强度等级，普通硅酸盐32.5 级水泥，卵石、砂、水泥比为2.06∶1.55∶1，0.45 至0.5 的水灰比，2.5 至3.5 的中粗砂细度，10 至25 毫米的卵石粒径。由于工程所在地的骨料级配不能符合设计的标准要求，故适当在其中掺入早强减水剂与粉煤灰。然后就是对预制U型槽的养护工作，在其生产24 小时后对其进行养护，特别要注意的是防冻与保湿过程，除了其强度应达到设计标准之外，还应保证其表面光滑平直，无麻面蜂窝与变形问题。

2.2 U 型槽的施工安装 

基础挖填。应先放样，开挖线于开挖土方之前，然后以开挖线为基准实施开挖作业，防止超挖现象出现。在进行填土时则应注意其顶面的平整度，进而使U型基槽挖掘的准确性得以保证。完成挖填土方后，人工抬运制成的U型槽于土渠中以作样板之用，其放置间距为20 米，并以这些样块作为基准，在两个断面之间拉线自上而下对基槽断面进行修整。一般情况下，土槽的上口宽相较于普通构件要宽约2 厘米。另外，决定U型槽使用寿命的另一个因素就是基础土的紧密程度，因此在对基础土进行处理时，应以质量控制标准与设计要求为依据对紧密度进行严格控制，同时对其进行实时测量从而实施比降控制，在过田地段应加设渠底的垫层，最大限度防止因田面水位高于渠内水位而出现倒流。 

2.3 U型槽的安装 

完成基槽的开挖成型后，将C15强度等级的细石混凝土浇于槽内，其厚度为5 厘米，宽则为U型槽半径的一半，以作垫层之用，要保证所浇垫层的厚度均匀 。在安装过程中，按所设计的比降，间隔5至10米便设置控制点一个，同时将一块U型槽安装于控制点处，其槽底高程应符合设计要求。随后便自下游向上游的U型槽安装施工，U型槽相邻间隙应留有20毫米的宽度，以留作勾缝之用。本工程勾缝流程为，1∶2.5 的水泥砂浆先进行涂刷，再使用1∶2 的泥浆对勾缝进行抹光、压平、填满处理。除此之外，建议每间隔5 米设置沥青麻丝伸缩缝。 

2.4回填土 

U型槽顶部与侧墙的回填土施工之前应进行微调，并保证回填后夯实。回填的泥土必须紧密，严禁出现大石、树根与杂草。应保证侧墙填土的宽度超过30厘米，侧墙顶的填土超出5 至10厘米。

2.5 混凝土现浇压顶 

U型槽的使用寿命取决于混凝土压顶的质量，通常情况下使用的施工技术为现浇压顶技术，这样就能够将U型槽稳定性的问题进行解决。本工程混凝土现浇压顶所使用的是预制混凝土空心压条，强度等级为C20，其尺寸为孔径60毫米，断面120×120 毫米。 

结束语

综上所述，农田水利渠道在调节水资源分布，改善农业水利条件方面起着关键的作用，直接影响着我国农业建设，因此，要保证农田水利渠道的质量。虽然我国农田水利渠道的设计和施工都有了很大的发展，但是农田水利渠道设计还存在着选材依然采用传统的圬工支砌及混凝土，没有创新与突破；跌水设计存在不合理的现象；设计比降系数时考虑不全面等问题。在施工中，混凝土制作的预制板、渠道放样和施工等方面也还存在一些的问题。所以，为了保证农田灌溉的安全和顺利进行，农田水利渠道的相关人员一定要保证设计和施工过程的重要环节，为我国的农业建设提供更好的条件和基础。

参考文献

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