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农田水利渠道设计及施工

2018-09-06 09:46 来源:农田水利论文 人参与在线咨询

摘要:在我国社会经济快速发展的同时,农业经济也得到了大幅度的进步。农田水利工程建设项目是保证农业经济的重要基础,因此做好农田水利工程建设尤为重要。在农田水利工程项目当中,渠道设计和施工都属于非常重要的环节,通过水利渠道可以进行排涝和农业灌溉,对提高农田产量意义重大。但是通过调查研究发现,我国农田水利渠道建设仍旧存在一些问题,例如渠道设计不科学,没有按照相关标准进行施工等,严重制约了农田水利的发展,因此对农田水利渠道的设计和施工进行分析是当前的重点研究课题。

关键词:农田;水利渠道;设计及施工

我国是一个农业大国,农业是我国国民经济中的重要组成部分,而农田水利渠道的设计和施工是保证农业生产的重要前提,并且还能够起到防洪排涝的作用,因此需要加强对农田水利渠道设计和施工的研究分析,提高农田水利设施质量,推动我国农业经济的进一步发展。

1农田水利工程概述

农田水利工程属于非常重要的基础设施,直接关乎着农业的生产和发展需要,不仅可以解决农田灌溉问题,还可以解决洪涝问题。其包含的内容众多,主要有田间灌排工程、水库、蓄水池以及渠道等,通过对这些工程的建设,可以对农田水的分状况进行有效的改善和调节,提升农业生产效率,进而最大程度上提高农民的经济收益。农田水利工程可以通过蓄水或引水来调节水资源,为农业生产奠定坚实基础的同时,还可以对农作物进行灌溉,提高农作物的生产质量和生产效率,改善农田成分,因此对我国的农业生产而言意义重大[1]。

2农田水利工程渠道设计的原则

在进行农田水利工程渠道设计时,应该按照下面几个原则进行设计:首先,必须保证灌溉用水得到充分利用,实现最大效益。即灌溉面积和灌溉效果要成正比。其次,渠道设计师需要参考防洪除涝、以及航运和居民生活用水等情况,确保渠道设计与经济发展和社会发展的需要相一致,保证干旱和洪涝等问题都能够得到有效的解决。最后,在进行渠道设计时,必须保证灌溉区域水资源平衡,对实际灌溉效益进行严格分析,对渠道设计方案进行科学合理的选择,确保达到最好的灌溉效果。

3渠道的设计要点

3.1渠道断面设计及确定

需要灌溉的地区其本身的地形地貌会对水位高程产生影响,因此,在进行渠道纵断面设计时,需要选取和等高线平行的线作为走向,与此同时还需要对等高线走向以及灌溉区域土地特征和实际灌溉需求等进行综合考虑;并且要按照纵断面中心线来确定其他数据,例如装点渠底和渠顶等。其它数据的确定,必须满足以下几个公式:水位高程-设计水深=渠底高程;水位高程+渠道水位=渠顶高程;典型点地面高程+灌溉水渠高度+各级渠道长度、坡降+水头损失=渠道纵断面水位高程。在确定好渠道水位高程后,就可以根据实际灌溉区域的面积大小以及具体情况,计算出渠道设计损耗流量,此外,在进行U型槽设计时,还可以根据腰形槽中破率来确定腰型槽空断面尺寸[2]。

3.2渠道断面设计

为了合理利用土地资源,避免土地浪费,需要降低渠道工程量,以节约土地、降低成本。因此,需要在详细掌握该区域地形地质特征后,在原有断面的基础上,优化渠道断面设计。首先,纵断面优化设计。在此过程中需进行渠道底坡设计,最大程度上保证渠道底坡与原有渠道底坡位置相符,尽量减少挖填方等情况的出现。对于需要进行续建的渠道,一方面要防止有大量的挖填方等状况出现,另一方面还需要满足灌溉和排水高程的要求。例如现在很多工程项目都是对原有渠道进行改造和防渗衬砌,通过原有渠道进行改造、防渗衬砌以及修复等来进行优化处理,最大程度上提升渠道的输水量,充分体现其输水作用,从而满足农业生产需要。其次,横断面的优化设计。农田渠道横断面设计往往会选择矩型或者U型断面,并根据均匀流原理,科学准确的计算出横断面尺寸,具体公式如下:(1)其中,Q表示设计流量;A表示过水断面面积;i表示渠道比降;R表示水力半径。在渠道设计过程中需要以量小、成本低为基础原则进行设计,保证水利断面设计达到最佳效果,并科学选择渠道比降,有效减小对造价产生的影响。同时,还需要严格控制渠道面积,并且在进行渠道设计时需考虑边坡系数、渠道糙率、渠道图纸以及灌区面积坡度等方面因素。若是渠道比降比较大,会导致渠床容易被水流冲刷,反之,则容易导致渠道发生於堵,影响渠道的输水能力。因此,需要对渠道比降等进行合理的选择和考虑。

4农田水利渠道施工要点

4.1U型槽施工流程和技术要点

现如今,在农田水利渠道施工时,往往会选择使用U型槽,而U型槽主要是预制的,因此,需要对U型槽的质量进行严格控制。首先,应该加强对原材料质量的把控,按照预制的具体情况和实际需求选择合适的设备,保证设备质量满足相关施工要求。在进行U型槽预制时,需要根据国家相关规定对原材料进行抽查检测,保证原材料质量符合施工要求。同时,原材料还需要有较好的适应性,可以适应农田水利渠道建设地区的水文条件以及自然气候等。其次,应该注重对U型槽进行科学的养护,温度较低时,要对U型槽进行保暖防冻,防止由于严寒等自然气候导致U型槽出现损伤,同时,还应该防止U型槽表面有出现蜂窝、马面等问题[3]。

4.2开挖土石方

在进行土石方开挖时,应做好渠道坡面的清理工作,使用2m检尺对渠道坡面进行质量检测,将其平整度控制在±2mm的范围内,并且督导高度需要控制在±10mm范围内。在对坡面进行修整时,需要防止出现裂缝以及变形等质量问题,若是有上述问题出现则需要通过合理措施进行解决。与此同时,还应该做好记录,在处理完渠面后,需进行检查,确认没有质量问题后才能进行修整施工。此外,在进行刷坡时,应该对施工放样加强重视,避免出现土方刷亏等情况。若是进行人工开挖,施工人员需要在施工前掌握施工图,熟悉各种规范标准,在进行土方开挖时,还需要充分了解灌溉区域的实际情况,满足设计要求,确保开挖工作的合理性。

4.3水泥砂浆抹面施工

在进行渠道施工时,往往会选择普通硅酸盐水泥进行水泥砂浆抹面,在这过程中,若是发现水泥质量不合格应禁止投入使用。同时,选择粒径小于3mm的细砂作为砂料,并且其含泥量小于1%。在抹面施工前,需要对砌体表面进行清理和湿润;施工过程包括分层铺筑和抹面施工,同时要做好压实工作,在水泥砂浆全部凝结以后才可以进行养护作业,一般养护时间为14d,养护温度大于5℃。

5农田水利设计与施工中存在的问题

通过调查研究发现,在进行农田水利渠道设计和施工时,仍旧有很多问题存在,主要包括:①设计选材相对陈旧。随着时代的发展,传统设计已经无法满足现在农业灌溉需求,因此需要对渠道设计进行优化。②跌水设计存在问题。主要是由于对数量、位置以及跌差等三方面因素缺乏重视。同时,在进行跌水设计时缺乏规范性,很多设计人员没有进行实地考察,导致渠道设计太过理想化,造成后期施工困难。③盖板预制存在问题。例如在完成混凝土盖板预制后,缺乏对预制盖板的养护,造成预制盖板出现干裂以及破损等问题。④在对预制盖板进行运输时,由于保护工作不全面,造成预制盖板出现裂痕以及掉角等情况[4]。

6农田水利渠道设计优化措施分析

6.1做好渠道跌水设计

在进行渠道设计时,跌水设计属于非常重要的一项内容,会对水利工程功能的发挥产生直接影响,因此,在设计人员进行渠道设计时需要控制好数量、位置以及跌差这三方面的因素,通过这种方式可以降低水的阻力,提高灌溉效果。因为农田水利渠道工程的主要服务对象是普通农田,其规模相对较小,若是跌水设计出现问题就会破坏农田,所以在进行跌水设计前需要充分考虑灌溉区域的实际情况,确定灌溉需求。

6.2选择合适的材料

现阶段,我国一些农田水利建设工程中使用的材料存在质量问题,导致农田水利工程整体质量下滑,甚至对所在区域的农业生产和经济增长产生影响。若是在进行渠道设计时选择的材料比较陈旧,就会导致施工材料和施工技术不相符,从而引发一系列的质量问题,降低农田水利渠道的使用年限。所以,在进行农田水利渠道设计时,一方面要对渠道性状以及断面等因素进行充分考虑,另一方面要严格把握材料质量,在不影响造价的基础上最大程度上选择新型材料,可以有效避免农田水利渠道出现渗漏问题,切实提高工程质量。

6.3注重渠底比降

除上述措施外,在进行渠道设计时还需要加强对渠底比降的控制。这需要参照灌溉区域地形、上游进口高程以及下游出口高程等进行综合考虑。一旦比降提高,就会导致跌水落差以及跌水个数下降,因此,在设计前期需要进行实地考察,保证渠道设计的科学性,防止渠道设计出现与实际不符的情况[5]。

6.4加强农田水利渠道施工管理

除了要做好农田水利渠道的设计工作,还需要注重施工管理。在对U型槽施工进行管理时,不仅需要做好混凝土的夯实工作,还需要保证U型槽内壁的光滑性,最大程度上提高输水量,保证水流通畅,防止出现渠道於堵等情况。除此之外,还需要确认设计的科学性以及测量的精确性,特别是土方顶面的平滑度要满足相关标准要求,同时对安装步骤进行细化。另外,在进行回填土施工时,要做好杂质清理工作,保证回填土无杂物。

7总结

综上所述,农田水利渠道对于广大农民群众而言意义重大,对于国家建设和发展而言也是必不可少的一部分。因此,必须对农田水利渠道做好设计和施工,在实地考察的基础上统筹全局,控制整体施工质量。文章首先对农田水利工程做了具体介绍,其次分析了农田水利的设计原则、设计流程和设计要点,同时研究了水利渠道的施工要点,最后对农田水利渠道设计和施工中存在的问题进行探讨,提出了几点设计和施工的优化措施,希望能对农田水利渠道设计和施工有所帮助,为提高我国农业生产水平,推动我国农业和国民经济得到进一步的提升和发展贡献力量。

参考文献:

[1]王瀚.灌区农田水利渠道设计及施工[J].低碳世界,2018,(2):82-83.

[2]孙全忠.小型灌区农田水利渠道设计与施工[J].农业科技与信息,2017,(17):106-107.

[3]欧阳昕东.U型渠道在农田水利工程建设中的应用[J].北京农业,2015,(28):111-112.

[4]崔沁,赵鲁.农田水利渠道的设计及施工研究[J].北京农业,2015,(28):112-113.

[5]师李军.分析小型农田水利渠道设计与施工[J].中国水运(下半月),2013,13(10):231-232.

作者:郝芳芳 单位:邢台襄禹水利勘测设计有限公司

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