渠道防渗技术在农田水利工程中的应用

贾成海

（甘肃省引大入秦水资源利用中心，甘肃 兰州 730000）

农田水利工程渠道发生渗漏的原因较多，有生物因素、地质因素、施工因素及人为因素等，因此在渠道防渗建设方面，需综合考虑各种因素，采取积极有效的综合技术措施防止水利工程渠道发生渗漏。通过优化农田水利渠道防渗设计，选用农田水利渠道防渗材料，创新农田水利渠道防渗技术等，解决农田水利渠道防渗问题，推动农田水利建设稳步发展。

1 农田水利渠道渗漏原因分析

农田水利工程在社会发展中起着关键的作用，建设农田水利工程对提高农田生产能力、保证农田水利灌溉成效具有巨大贡献。目前，农田水利设施建设已成为国家重要的基础建设项目。虽然我国加大了农田水利工程建设力度，但在工程使用过程中仍存在渠道渗漏等问题，对水利工程的安全使用和质量保持造成了直接影响。要想解决这一问题，需对渗漏问题产生的原因进行全面有效的分析，找到导致渠道渗漏的因素，并采用科学合理的措施予以解决。

1.1 生物因素影响

通过分析发现，农田水利渠道渗漏与生物因素直接相关。农田水利工程一般建设在野外，周围的生物环境往往较复杂，如蛇虫鼠蚁等生物均会影响农田水利工程。某些生物会在农田水利工程上挖洞穴，洞穴在地下会形成渠道渗漏的通道，当日常使用农田水利工程或遇到自然降雨导致水位上涨时，水就会灌入洞穴通道中［1］，而洞穴中的水体会积聚，时间较长时就会出现渠道渗漏问题。

1.2 地质因素影响

农田水利渠道渗漏也受地质因素的影响，主要包括水文、岩层性质和结构、土壤条件等。在分析地质因素的影响时，需从农田水利工程所处的地质环境层面进行分析。农田水利工程一般与农田区域距离较近，农田区域的土壤以松软土层为主，这种土层结构本身稳固性较弱，渗水性非常强，给渠道渗漏提供了充分条件。另外，在农田水利工程建设中，工程所用的土层材料一般为就近获取，这些软土不易夯实，土层结构缝隙较多，因而易导致渠道渗漏［2］。农田水利工程区域如果存在水位较高的情况，也会增加渠道渗漏的可能性。很多农田水利工程位于高水位地区（这与农田生产需求有直接关系），高水位地区在为农田提供更多灌溉用水的同时，对于水利设施的影响也较为显著。当水位较高时，农田水利渠道接触的水文截面更大，即渗漏影响区域更广，因此，渠道渗漏经常发生。

1.3 施工因素影响

农田水利渠道施工也是造成渗漏的重要因素。农田水利工程普遍规模较大，涉及的施工内容较多，任何环节出现施工质量问题，都会留下渠道渗漏的隐患。农田水利施工中使用的材料、技术等，都会对施工质量产生影响，进而引发渠道渗漏。在农田水利施工中，对于施工材料有较高的要求，要求材料应具备较好的防水性、防渗性，如混凝土密度等级要高于普通建筑项目。在施工技术方面，需采用有效的渠道防渗措施，提高防渗能力。施工时如果没有做好这些工作，如材料防渗等级不够或施工时未重点关注渠道防渗要求，则会降低整个农田水利渠道的防渗性能。在施工中还有一个重要问题，就是项目施工存在的接缝［3］。农田水利工程施工时，一般是分部同时施工，因此必然存在工程接缝。工程接缝如果处理不好，就会导致渠道渗漏。接缝处会增加水体流动量，使农田水利工程内部暴露在水体冲刷之下。在不断的冲刷作用下，农田水利工程项目接缝会不断扩大，从而加剧水体流动，导致渠道渗漏更为严重。此外，农田水利工程上的一些微小缝隙等，也会成为渗漏的发生点，使洞穴不断出现管涌现象。这种冲刷会降低农田水利工程结构的稳固性，严重时会造成农田水利工程坍塌。

1.4 人为因素影响

农田水利渠道在使用过程中遭受人为因素的破坏，也会加剧渠道的渗漏。由于农田水利工程多建设在农业生产区域，周围居民活动频繁，易对水利工程造成一些不利影响，如农民在农田水利渠道维护中，为提高农田水利渠道的稳固性，需采用填土措施［4］。但是，农民对农田水利工程的保护意识薄弱，在填土时会在农田水利工程周围挖掘土层，这样就会造成农田水利基础损坏，如取土挖掘时造成渠道防渗层损坏等，从而使渠道防渗性能明显下降，导致渗漏情况日益严重。

2 农田水利渠道防渗技术应用路径

2.1 优化农田水利渠道防渗设计

农田水利渠道防渗设计对提升渠道整体的防渗能力具有重要作用。通过科学合理的设计可优化农田水利渠道结构。在农田水利工程中，横断面一般为梯形（见图1），这个结构有助于提高水利工程的稳固性。在梯形基面设计中，考虑到防渗需求，可进行合理的坡度设计，这样能够降低水体对农田水利渠道的冲刷力度，降低渗漏风险。

图1 渠道防渗设计

2.2 选择优质的农田水利渠道防渗材料

农田水利渠道建设中，需全面考虑材料的防渗性能和作用。渠道材料对整个农田水利工程十分重要，选择材料时需以渠道防渗为基础，确定材料的防渗性能等级。农田水利工程主要采用混凝土结构，因此，混凝土材料选择尤为重要［5］。混凝土材料是一种混合材料，其是将水泥、砂浆等进行合理配比而制成。混凝土材料密度大、空隙小，可提高防渗性能。混凝土施工中，可通过浇筑方式完成对材料的使用，以有效弥补材料自身的防渗缺陷。混凝土材料防渗需结合其他施工材料进行，如水泥砂浆防渗、砌块防渗（见图2）等。水泥砂浆材料主要是用于辅助混凝土渠道防渗。对于混凝土浇筑结构来说，会存在接缝空隙，水泥砂浆可用于缝隙填补，降低水体渗透缝隙的程度，砌块主要是将砌块石作为农田水利工程材料。砌块石的防渗性能极高，这与石材天然属性有直接关系。砌块石材料的应用，需综合考虑运输和成本等因素，如果农田水利建设区域本身产砌块石，可通过短距离运输作为施工材料的补充。将砌块石材料作为渠道主体结构，可提高防渗性能［6］。随着防渗材料的不断革新和优化，目前已出现了专门用于防渗的材料，如防渗薄膜等。传统的农田水利工程防渗主要是基于建筑材料来实现渠道防渗。这种专门的防渗薄膜，可用于强化农田水利工程主体的防渗能力，当建筑主体施工完成后，可在混凝土或砌石材料表面增加防渗薄膜，相当于给农田水利工程增加了一层保护，从而显著提高渠道防渗效果。

图2 渠道防渗材料

2.3 创新农田水利渠道防渗技术

农田水利工程防渗施工中，采用有效的技术手段亦可强化渠道防渗性能。渠道防渗技术主要包括模板现浇技术、混凝土振捣技术等。模板现浇技术是在农田水利工程施工区域，将模板作为施工方式，通过现浇来完成施工（见图3）。现浇技术的优势在于可确定整个农田水利工程结构，通过模板减少施工缝隙，提高浇筑控制力度，保证浇筑的质量和效果。混凝土振捣技术则是在混凝土结构施工时，通过充分的振捣，保证混凝土结构均匀、稳定。混凝土浇筑中，如果厚度不均，就会影响混凝土结构的密度，导致农田水利工程中有的部位密度大、有的部位密度小，这种情况也会加剧渗漏［7］。利用振捣技术，除了可保持混凝土结构均匀外，也可及时将混凝土内部的气泡和热量散发出去（混凝土中如果存在气泡和热量，当农田水利工程施工完毕投入使用时，就会在使用过程中不断散发，从而导致混凝土结构裂隙从内部延伸到外部，给水体更多的渗漏机会），而振捣技术则使这些问题得到了很好解决，提高了渠道的防渗能力。

图3 渠道防渗技术

2.4 解决农田水利渠道防渗问题

农田水利工程渠道防渗中需重点解决普遍性和突出性问题。从农田水利渗漏情况分析来看，伸缩缝渗漏问题非常显著，大部分农田水利工程渗漏都与伸缩缝有关。伸缩缝是在工程施工中留出的、提供工程结构热胀冷缩变形支持的结构。应对伸缩缝渗漏问题，需综合考虑伸缩缝性能及有效的防渗手段［8］。防渗技术应用中，需保持伸缩缝的特点，因此，在填充伸缩缝时，要选择具有较好伸缩性能的填充材料，如沥青等。通过沥青填充，可降低渗漏程度，同时保证伸缩缝对农田水利工程结构变形的缓冲效果。

2.5 做好农田水利渠道防渗检测

农田水利工程建设对农业领域的长足发展有着重要的推动作用，农田水利建设施工中，需针对渠道防渗进行检测。通过制订科学合理的评价体系，将所有与渠道防渗相关的要素考虑在内，包括渗漏因素、施工设计和施工方法等，对于最终的防渗检测，要制定明确的标准，这样才能有效检验农田水利渠道施工是否符合防渗要求。在防渗检测评价中，可积极应用各种检测和分析仪器，对渠道防渗性能进行测试和分析。通过声波探测仪器（见图4），可检测农田水利工程内部是否存在渗漏点，如生物因素造成的内部洞穴问题，很难通过外部观察获悉，但通过专门仪器的检测，可获得有效数据，并根据科学的数据分析和处理，得到相应的结论。这样有助于及时发现农田水利渠道的渗透点，从而采用有效的措施进行应对［9］。在施工过程中，也要根据渠道防渗检测评价标准，对每个环节的施工予以检查和判断，如施工中混凝土浇筑厚度是否符合防渗标准等。除了这些评价手段外，还要将农田水利工程评价融入日常维护管理中，通过采取必要的辅助警示和拦挡措施，防范人为因素造成的破坏。此外，要基于渠道防渗检测评价结果，对渠道进行及时修复，避免渗透影响扩大。

图4 渠道防渗检测

3 结语

渠道防渗技术是农田水利施工中的重要技术。通过渠道防渗技术的应用，能够降低渗漏问题对农田水利工程造成的不利影响，防止由于渗漏造成的农田水利工程安全隐患。在农田水利施工中发现渗漏问题时，要做好原因分析和措施应对，加强对农田水利工程的全面保护，使农田水利工程的价值得以最大化发挥。