裝配式鋼筋混凝土U型渠技術(shù)應(yīng)用

李 民，付 紅，張 磊

（1.濟南天水混凝土制品有限公司，山東 濟陽 251400；2.東阿縣農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)辦公室，山東 東阿 252200）

山東省灌區(qū)面積較大，對保障全省糧食安全發(fā)揮了巨大作用。山東省灌區(qū)形式豐富，有引黃、引河、引湖灌區(qū)、水庫灌區(qū)、機井灌區(qū)等。目前機井灌區(qū)由于水量分散、單井出水量較小，灌溉工程已基本趨向于管道化發(fā)展；規(guī)模較大的大、中型引黃、引河、引湖和水庫灌區(qū)，已大面積地進行了續(xù)建配套與節(jié)水改造，支渠以上的渠道已進行了防滲配套改造，輸水效率大大提高，但田間部分（斗、農(nóng)渠及以下渠道）大多仍為土渠灌溉，渠道間距大、灌水距離長，水滲漏嚴重。特別是引黃、引河、引湖灌區(qū)，由于灌水畦距離長，田塊平整度差，管理粗放，導(dǎo)致田塊灌水不均勻，大水漫灌現(xiàn)象十分嚴重。

針對大、中型引黃、引河、引湖和水庫灌區(qū)的田間灌溉現(xiàn)狀，結(jié)合水利系統(tǒng)的中央小農(nóng)水項目和農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)的中低產(chǎn)田改造、國土系統(tǒng)的土地整理項目的實施，研究形成了田間裝配式鋼筋混凝土U型渠配套長畦短灌模式，通過田間固定的裝配式鋼筋混凝土U型斗渠、農(nóng)渠和分水池，在田間配套輸水軟管，實施渠、池、管配套的畦灌模式。通過裝配式鋼筋混凝土U型斗渠、農(nóng)渠和田間軟管輸配水，減小土渠的輸配水和田間灌水損失，達到節(jié)水和提高灌溉均勻度的目的。

1 技術(shù)模式組成

該技術(shù)模式由裝配式鋼筋混凝土U型渠長畦短灌工程系統(tǒng)和配套工程組成。裝配式鋼筋混凝土U型渠長畦短灌工程系統(tǒng)由高于田間地面的具有一定水頭的裝配式鋼筋混凝土U型渠系和分水池以及田間輸配水軟管組成，通過建設(shè)能實現(xiàn)田間自流的具有一定水頭的渠系工程，為田間輸配水軟管提供基本的壓力水頭。農(nóng)渠之間畦田灌溉不再受畦長和平整度的影響，由渠系工程分水池以下軟管輸配水進行均勻灌溉即可，為了解決渠道與田間排水、農(nóng)機耕作之間的矛盾，配套工程設(shè)計采用與裝配式鋼筋混凝土U型渠長畦短灌工程系統(tǒng)配套的“渠、溝、路”田間工程布置模式。

1.1 裝配式鋼筋混凝土U型渠

裝配式鋼筋混凝土U型渠（如圖1）是C25鋼筋混凝土預(yù)制渠道，渠道每節(jié)長度3 m，經(jīng)測試，渠道糙率為0.012。

圖1 裝配式鋼筋混凝土U型渠

裝配式鋼筋混凝土U型渠長畦短灌所用渠道主要是斗渠（UD50型）和農(nóng)渠（UD35型）。

UD50型渠深50 cm，上口寬46 cm，設(shè)計流量0.07 m3/s左右，適應(yīng)控制灌溉面積53.33 hm2左右。

UD35型渠深35 cm，上口寬28 cm，設(shè)計流量0.02 m3/s左右，適應(yīng)控制灌溉面積16.67 hm2左右。

UD35型渠寬36 cm，與畦埂寬度基本一致，可以安裝在畦埂上面，不影響農(nóng)機作業(yè)。

渠道安裝采用支墩架設(shè)模式，支墩由混凝土現(xiàn)澆形成，機械吊裝、人工調(diào)整，伸縮縫使用SD-309膠和復(fù)合式土工膜進行處理。

1.2 渠系分水池

分水池（如圖2）是由混凝土預(yù)制構(gòu)件組裝形成的，是長畦短灌中的田間分水設(shè)施。根據(jù)水力計算，確定分水池兩側(cè)分水硬管直徑不小于15 cm。分水池寬度與畦埂寬度基本一致，安裝在畦埂上，不多占農(nóng)田。農(nóng)田灌溉時，在分水池硬管上連接輸水軟管，由遠到近進行灌水。

圖2 分水池

要保證長畦短灌及渠、池、管灌溉模式的形成和有效利用，關(guān)鍵是保證分水池的水位高度。由于軟管輸水距離50 m左右，其水頭損失將近30 cm，所以分水池水位必須高出硬管30 cm，即毛渠渠底比地面高出15 cm。渠道設(shè)計高程必須根據(jù)上述要求從末端向上推算。

1.3 輸配水軟管

在渠系分水池的分水硬管上連接輸水軟管，輸水軟管為分段制，每段軟管長50 m，固定農(nóng)渠以下田間畦灌均采用軟管輸配水灌溉，田間灌水畦長不大于50 m，軟管采用套袖法連接。

2 田間布置方式

采用渠、溝、路模式布置，渠道設(shè)置在排水溝一側(cè)，使農(nóng)機進地更加方便。裝配式鋼筋混凝土U型渠架設(shè)在支墩上，田塊排水可以從渠道底部排出。長畦短灌布置模式根據(jù)田畦和渠道的走向可以分為：斗渠與田畦平行、斗渠與田畦垂直兩種模式。

2.1 斗渠與田畦垂直布置

斗渠與田畦垂直時（如圖3）需要增加橫向的農(nóng)渠（UD50），毛渠（UD35）與農(nóng)渠連接，毛渠間隔 100 m，毛渠與地塊邊界間距50 m。毛渠安裝在畦埂上，長度可根據(jù)田塊寬度增減。毛渠上分段設(shè)置雙向分水池，分水池間距不宜超過70 m。農(nóng)民澆水時將軟管與分水池的分水管連接，由遠及近分段灌溉。

圖3 斗渠與田畦垂直布置圖

2.2 斗渠與田畦平行布置

斗渠與田畦平行時（如圖4），直接將毛渠與斗渠連接，其他布置規(guī)則與上述模式一致。

圖4 斗渠與田畦平行布置圖

3 應(yīng)用效果

結(jié)合水利系統(tǒng)的中央小農(nóng)水項目和農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)的中低產(chǎn)田改造、國土系統(tǒng)的土地整理項目的實施，該技術(shù)在濟陽縣中央小農(nóng)水建設(shè)項目區(qū)、土地整理項目區(qū)和東阿縣農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)中低產(chǎn)田改造項目區(qū)進行了應(yīng)用，經(jīng)過項目區(qū)田間應(yīng)用效果顯示：該技術(shù)模式地形適應(yīng)能力強，比常規(guī)的土渠、U型渠襯砌技術(shù)減少了田間渠道占地面積，節(jié)約耕地，較土渠灌溉節(jié)水15%～20%，灌水均勻度高于85%，并且采用配套的“渠、溝、路”田間工程布置模式，農(nóng)機作業(yè)方便，田間排水暢通，節(jié)水效果顯著。易為農(nóng)民接受，是一項具有推廣價值的田間節(jié)水灌溉技術(shù)。