陕西省大塑灌区渠道 防渗技术 费良军 (西安理工大学水利水电学院)
陕西省大型灌区渠道 防渗技术 费 良 军 (西安理工大学水利水电学院)
陕西省大型灌区概况 有关渠道防渗抗冻的几个问题 渠道防渗技术 四、需进一步研究的问题
一、陕西省大型灌区概况 二、有关渠道防渗抗冻的几个问题 三、渠道防渗技术 四、需进一步研究的问题
陕西省大型灌区概况 1、自然条件 陕西省年降水量500~900mm,年蒸发量 为1200~1500mm。陕西关中地区属温带大陆性 气候,多年平均气温14°C,最高气温42°C,历年 最低气温-23°C,近十年最低气温-16°C,地面 标准冻层深度0.4~0.5m。目前陕西省总灌溉面积 2147万亩,其中万亩以上灌区156处
一、陕西省大型灌区概况 1、自然条件 陕西省年降水量500～900mm，年蒸发量 为1200～1500mm。陕西关中地区属温带大陆性 气候，多年平均气温14℃，最高气温42℃，历年 最低气温－23℃，近十年最低气温－16℃，地面 标准冻层深度0.4~0.5m。目前陕西省总灌溉面积 2147万亩，其中万亩以上灌区156处
2、大型灌溉概况 12个大型灌区总耕地面积1215万亩,占全省24.3%; 总人口856.2万人,其中农业人口6878万人,占全省 248%。灌区有大中型水库11座,总库容114亿m3,各级 抽水站669处,总装机容量3467km,各类渠系建筑物 26135座。大型灌区设施灌溉面积1144万亩,有效灌溉面 积972万亩。 这些大型灌区有悠久的历史,著名的泾、洛、渭灌区已 运行五、六十年,灌区普遍存在的问题是工程老化失修、 破坏严重、设备陈旧、带病运行、效率低下、水费价格不 合理等。目前灌区的灌溉水利用系数仅为0.43~0.57,灌 区年实际损失水量高达20亿m3,其中渠道渗漏损失约占23, 田间损失约占1/3
2、大型灌溉概况 12个大型灌区总耕地面积 1215万亩，占全省24.3%； 总人口856.2万人，其中农业人口687.8万人，占全省 24.8%。灌区有大中型水库11座，总库容11.4亿m3，各级 抽水站669处，总装机容量3467km，各类渠系建筑物 26135座。大型灌区设施灌溉面积1144万亩，有效灌溉面 积972万亩。 这些大型灌区有悠久的历史，著名的泾、洛、渭灌区已 运行五、六十年，灌区普遍存在的问题是工程老化失修、 破坏严重、设备陈旧、带病运行、效率低下、水费价格不 合理等。目前灌区的灌溉水利用系数仅为0.43～0.57，灌 区年实际损失水量高达20亿m3，其中渠道渗漏损失约占2/3, 田间损失约占1/3
3、大型灌区节水改造概况 大型灌区续建配套节水改造项目实施以来,共完成干 支渠衬砌428km,改造建筑物1300座,处理险工段210处, 改造泵站10处。增加支渠输水能力60.3m3/s,新增灌溉面 积137万亩,恢复和改善灌溉面积530万亩;年均增产 16.4万吨,年平均节约水量2.1亿m3;因节水年均增加工 农业产值38亿元
3、大型灌区节水改造概况 大型灌区续建配套节水改造项目实施以来，共完成干 支渠衬砌428km，改造建筑物1300座，处理险工段210处， 改造泵站10处。增加支渠输水能力60.3m3 /s，新增灌溉面 积13.7万亩，恢复和改善灌溉面积530万亩；年均增产 16.4万吨，年平均节约水量2.1亿m3；因节水年均增加工 农业产值3.8亿元
有关渠道防渗防冻的几个问题 1、冻层深度的确定 根据陕西关中灌区近10年的实际观测资料分析,地面标准冻深与 气温的关系为: HEAF B 式中:F气一年冻结指数(℃、d),设计时选用近10~20年的最大值。 A、B一系数,由观测资料确定。 对宝鸡峡灌区:A=5.81,B=262; 对陕西泾惠灌区:A=388,B=14.0。 设计冻深 且1=k1·k2H地 式中:K1一遮荫系数。可选用K1=12; K2一频率模比系数,其大小参考“渠系抗冻胀设计规范
二、有关渠道防渗防冻的几个问题 1、冻层深度的确定 根据陕西关中灌区近10年的实际观测资料分析，地面标准冻深与 气温的关系为： 式中：F气—年冻结指数（℃、d）,设计时选用近10～20年的最大值。 A、B—系数，由观测资料确定。 对宝鸡峡灌区:A=5.81, B=26.2； 对陕西泾惠灌区： A＝3.88 , B＝14.0。 设计冻深 式中： K1－遮荫系数。可选用K1＝1.2； K2－频率模比系数，其大小参考“渠系抗冻胀设计规范”。 H AF B 地 ＝ 气 1/ 2 － 设 H地 H k k 1 2 =
2、冻胀量的确定 建议按下式计算 a·f·H h 100 式中:a一荷载系数,可选α=10; f—土壤平均冻胀深度,见“渠系抗冻胀设计规范”。 若h>2cm,则必须采取防冻措施; h>5cm,则必须采取高标准的防冻措施
2、冻胀量的确定 建议按下式计算 式中： αp－荷载系数，可选αp=1.0； f－土壤平均冻胀深度，见“渠系抗冻胀设计规范”。 若h>2cm，则必须采取防冻措施； h>5cm，则必须采取高标准的防冻措施。 100 f H h α p 设 =
3、渠道水利用系数的确定 每公里渠道输水损失量S(m3s·km)与入渠流量Q关系为 S=aQ 渠道一次输水过程的渠道水利用系数n为 77 O L) 式中:Q一渠道一次输水过程中第时段的流量; 渠道长度 n一渠道一次输水过程流量变化次数。 年渠道水利用系数为: ∑ 7渠 N 式中:N为一年内渠道过水次数
3、渠道水利用系数的确定 每公里渠道输水损失量S（m3 /s·km）与入渠流量Q关系为 S＝aQb 渠道一次输水过程的渠道水利用系数η渠j为 式中：Qi— 渠道一次输水过程中第i时段的流量； L — 渠道长度； n — 渠道一次输水过程流量变化次数。 年渠道水利用系数为： 式中：N为一年内渠道过水次数。 渠 (1 Q L） n 1 1 1 = − = − n i b j a i N N i 1 j = = 渠 渠 η
渠道防渗技术 渠道防渗的要求:输水能力强、输沙能力大、防渗和抗 冻效果好,占地少、造价低、耐久时间长、施工简便等。 (一)衬砌渠道断面 渠道断面形式与防渗抗冻效果密切相关,对于干渠应尽 量采用弧脚梯形断面,对支渠应尽量采用弧底梯形断面,条 件具备者最好采用U形断面。在膨胀土地区,U形渠可采用 隔水排水法加设渠口横向支撑措施。对斗以下田间渠道一律 采用U型渠道断面
三、渠道防渗技术 渠道防渗的要求：输水能力强、输沙能力大、防渗和抗 冻效果好，占地少、造价低、耐久时间长、施工简便等。 （一）衬砌渠道断面 渠道断面形式与防渗抗冻效果密切相关，对于干渠应尽 量采用弧脚梯形断面，对支渠应尽量采用弧底梯形断面，条 件具备者最好采用U形断面。在膨胀土地区，U形渠可采用 隔水排水法加设渠口横向支撑措施。对斗以下田间渠道一律 采用U型渠道断面
1、弧底梯形渠道和弧角梯形渠道 (1)特点 ①断面流速大、输沙能力强,对多泥沙水源引水有 利;②水位高便于向下一级渠道自流输水;③渠道断面 无尖角,不易形成冻胀力的应力集中,且圆弧处为一反 拱,能在一定程度上减轻冻胀的不均匀性,较梯形渠道 断面具有较强的抗冻性能;④特别适宜于梯形断面的渠 道改造,且工程量小
1、弧底梯形渠道和弧角梯形渠道 （1）特点 ①断面流速大、输沙能力强，对多泥沙水源引水有 利；②水位高便于向下一级渠道自流输水；③渠道断面 无尖角，不易形成冻胀力的应力集中，且圆弧处为一反 拱，能在一定程度上减轻冻胀的不均匀性，较梯形渠道 断面具有较强的抗冻性能；④特别适宜于梯形断面的渠 道改造，且工程量小