水利工程渠道设计探究

水利工程渠道设计探究

蒋晓艳

淮安市水利勘测设计研究院有限公司   江苏 淮安 223005

【摘要】水利工程建设是一项十分重要的民生项目，渠道设计对于工程整体质量有直接影响。水利工程中的渠道设计有利于水利灌溉达到较好的布局，起到节水作用，因此在渠道设计时需要结合多种工程原理与工程项目进行综合考量，且渠道施工阶段也需要得到合理的施工管理与现场控制，这样才能够得到施工有效性的增强，提高水利工程的建设质量。

【关键词】水利工程；渠道设计

0引言

当今我国的农业经济进入了高速发展时期，在追求增长农业经济效益的同时，水利工程渠道工程往往容易被人们忽视，极易导致农田面积、水资源、农户人力财力等严重浪费，不仅无法有效增长农户的经济效益，也不利于水利工程的长远发展，更加威胁着当地的生态系统平衡。

1.水利工程中渠道设计原则

在渠道设计过程中，有许多原则，如适用性原则，即在工程设计方面，它需要能够满足灌溉计划的要求，此外，无论是建设方案还是技术都应符合区域实际。就科学原理而言，需要科学合理地进一步明确建设方案，以充分发挥项目在农业生产过程中的作用。根据经济性原则，要求尽可能减少占地面积，相关经济指标也要相应优化，并且，要尽可能增加灌溉水的效益。此外，对于渠道的设计，有必要考虑相关的功能，通过遵循相关原则，它可以为社会和经济进步提供更高层次的服务。

2水利工程渠道设计内容

2.1整体规划

在水利工程渠道的设计中，流量设计是非常重要的一项项目，其包括排水渠道与流量渠道两类流量设计。流量设计前应做好当地农田实际情况，尤其是需水量调查，随后设计流量。假设作业地点存在降水量不稳的问题，也就是灌溉水量与灌溉面积变数比较大时，应尽可能的扩大流量渠道设计上限、设计下限。此外渠道流量损失的控制也是需要重视的问题，渠道设计时，需要做好蒸发量、渗漏量的控制，合理利用水量。总之渠道流量设计必须围绕当地实际条件及时、灵活改变。

2.2原材料选择

对水利工程渠道工程来说，设计方案是骨架，设计材料是皮肉，二者的质量共同决定着水利项目的质量好坏。所以为保障渠道质量，优选材料非常重要。水利工程渠道在使用中会接触到成分复杂、种类繁多的物质。其本身的质量受到自身材料的质量影响，也就是说渠道所用材料决定着渠道的长久性与稳定性。选择优质材料才能够在延长渠道寿命的同时，发挥更大的价值。渠道材料应选择耐受性强、抗老化性突出的材质用于应对不同环境下的工程使用问题。此外工程接缝对工程质量的影响也比较突出，所以还要选择接缝少材料作为主材。在控制工程成本的同时，最大化工程利益是每一类工程的出发前提，所以还要选择高性价比材料。

3.部分水利渠道设计要点

3.1U型槽断面的渠道设计

U型混凝土渠作为一种非常常用的衬砌的形式，因为U型混凝土渠的断面形状与最佳水利断面的形状是非常接近的，因此U型混凝土渠的过水能力是非常强的，另一方面，其实际的断面开口是比较小的，使得其实际的占地面积是比较小的，其能够有效的满足山东地区地质状况的实际情况，所以其应用是非常广泛的。现阶段，一般常见的预制板包括两种：D60以及D80，然后在预制板的下面铺聚乙烯塑膜，有的情况下铺设的材料也可以是风积砂或者砂砾石作为垫层，如果出现D80渠道的设计没有实现要求时，一般会采用U型板加插块的形式来进行弥补，以这样的方式来满足相关的过流要求。这样渠道的施工具有一定的难度，如果板下的土不容易进行夯实意义铺设砂砾石和风积砂，这样就很难实现使用的基本要求，就很容易使得其使用的年限较短。

3.2衬砌设计

要想进一步提高渠道中水资源的利用率，必须注重提高农业水利工程渠道的防渗能力，基于此，在实际的渠道防渗设计中，设计人员先要充分掌握水利工程所在区域的地质条件与气候条件等，然而进行全面地分析与准确地计算，获得相对精确的结论，再对其中涉及的相关技术、施工工艺与勘测结果进行匹配试验，从中挑选出最为适宜的防渗技术，这样才能提高整个水利工程渠道的防渗性能。同时，设计人员需要把控好设计中的防渗材料、防渗工艺、防渗结构，其中选择复合土工膜加以防渗处理，既能显著提高渠道的强度，还能获得更加理想的防渗能力与抗老化性能，以此减少过渡层的设置。

3.3渠道分水建筑物

该项工作中有着很多的设施，而排水建筑物是非常重要的，通常对于其设计方案来讲，和地质条件有着很大的联系，比如当地质有着很好的稳定性，可以通过对混凝土的使用，来实现对衬砌断面的建立，如果处于坍塌的地段，应当实施组合的设计方案，也就是针对挡墙以及埋石混凝土，将两者进行有效的结合。当对排水建筑物进行设计时，同样需要遵循有关的原则，比如易于施工、结构科学等，若条件允许的话，对于建筑物的美观度，应当加大关注力度。

3.4流量设计

农业水利工程设计渠道的目的在于保障农作物生长，实现科学灌溉，节约水资源。实际设计中，应针对流量进行科学控制，减少输水损失，提高流量设计的精确度。首先，需要对当地农田灌溉对水源的实际需求量进行调查，得到具体参数后，在此基础上对工程进行综合考虑。对水流量进行具体分析和设计，保证工程与灌溉之间的匹配程度，提高渠道的实用性。为了保证渠道施工后，能够更持久的应用在农田灌溉工作中，并结合农业规模对灌溉量进行

预估，保证渠道使用年限延长的同时，做出渠道承载量提升空间设计。确保渠道在当地灌溉流量需求量增大时，能够承载更大流量保障农田灌溉需求。

3.5渠道防冻设计

在我国寒冷地区灌溉渠道衬砌冻胀工程过程中，地基土受到冻胀的影响是根本原因，而温度也是这一过程中的核心原因。一旦温度低了，渠道的地基就会出现特别严重的冻胀问题。因此，铺设在渠道地基土上的渠道成型内衬材料、泡沫水泥材料和珍珠岩制品均制成工程建筑材料。在这种情况下，应合理采用地基土保温施工技术。只有采取适当的保温措施，才能充分发挥其导热性，从而有效降低热能在隧道地基土中的排出和进入速率，并逐渐减弱地基

土中水热耦合的影响，从而构成人工分布的冻土层深度和冻结系数。由于地基土的冻胀现象明显减弱，可以充分体现高寒地区灌区渠道衬砌的抗冻胀效果。在有效应用基土隔热性能技术的过程中，厚度约为10cm聚苯乙烯泡沫板，使其保温施工效果在项目实施过程中得以有效发挥。

4渠道设计注意事项

 首先，对于不同的农田类型和其分布的实际情况，设计出不同的渠道方案，从而把渠道设计的作用及其科学性有效体现出来。其次，对水位高低、水流量的控制调节以及渠道纵横断面面积的设计也要合理。第一，水位高低的设计中一般把灌溉区域内部地面的高度当作参考点，进而按照渠道中的水流折损对水位高低加以确认。第二，对水流量的控制要结合当地的具体情况，将设计方案进行及时调整，进而提高或降低水流能力，满足农田灌溉的各项需求。第三，对于渠道的纵横断面，必须按照当地规范计算渠道的比降，设置稳定渠道性能的梯形结构，最终，根据农田水源的具体位置，使其和分水点、上级渠道水位高程以及地面的坡度等按不同比降，确定水位线以及高程线，进而连接下级渠道，同时，各级渠道间要安置节制闸，并且对水流折损进行科学的估算。  

最后，在设计过程中，必须考虑到针对不同区域的施工要采用相对应的材料。材料的质量如果出现问题，将对小型农田的灌溉、引水等造成不良影响，从而降低农作物的质量和产量，使农户的经济效益大大减少。因此，在材料选取的设计过程中，应该以不增加额外成本为前提，选取优质、新型的材料。材料要具有耐久性以及抗老化的特点，并且在施工中便于运输、安装且接缝小，从而为渠道设计提供保障，也能控制甚至降低投入的成本。

5结语

农田水利工程渠道能够对地区间灌溉用水的运输起到保障效果。在渠道设计中，由于多级渠道的干扰与地形地势的影响，经常容易造成渠道的混乱与施工的失误。因此在渠道设计上需要重视设计的原则性把握，并根据设计要点严格设计，在施工过程中也需要根据设计方案与现场施工情况进行综合的监督与管理，保障施工过程的严谨性与科学性，提高施工质量。

参考文献

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