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东西南北 2017年 9月1期·87·渠道防渗工程中的技术措施王 才青海省大通县水务局摘要：论述渠道防渗在我国节水农业中的作用。
阐述我国渠道防渗在防渗材料、防冻胀措施、衬砌结构形式与施工技术等方面的发展状况，并与国外进行了对照，指出存在的问题，阐述了需要继续深化研究渠道防渗在抗冻胀新材料、新型复合土工膜材料和新型保温复合材料、渠道防渗衬砌设备研制等方面的内容。
关键词：渠道；防渗 中图分类号：G433.6 文献标识码：A 文章编号：1000-7296(2017)9-0087-011 几种常用的渠道防渗工程技术措施1.1 减少渠床土壤透水性防渗措施①压实法。
用人工或机械夯实渠底及边坡，破坏土壤原有结构，使土壤密实，减少其透水性。
最适用于戮聚性土壤(黑土、壤土、黄土等)，对砂性壤土效果较小。
②人工淤填法。
使水中所含的钻粒或细淤泥借水流下渗，进人并堵塞原有土壤空隙，减少透水性，适用于透水性较大的砂质土壤。
1.2 建立不透水防护层防渗措施①勃土护面。
厚度一般采用10-1scm ，在潮湿状态下进行压实。
然后再在其表面盖以砂土和砾石保护层，以防干裂。
适用于透水性大的砂质和含有石膏质的土壤，但不耐冲刷，表面易生杂草。
②灰土护面。
以1:5的灰土筑成护面，耐冲刷，适用于流速较大的渠道，但表面易受水侵蚀，会逐层被剥落。
③卵石护面。
卵石除可以减少渗漏面积外，经过洪水落淤，砌石层下面和卵石间的缝隙为泥沙所充填，小孔隙亦被细粒勃土所淤填，再由于水中矿质盐类的硬化和凝结作用，形成一层稳固坚硬的防渗层，防渗、防冲效果均好。
卵石护面适用于砾石层渠床、土质渠床和陡坡建筑物的渠床。
④浆砌块石护面。
防渗效果好，抗冲耐磨，坚固持久，施工简便，群众易掌握，可就地取材，造价较低，是我国目前普遍采用的防渗形式，适宜在山丘石料丰富的地区应用。
⑤草皮护面。
可以选用滋生力强、根株密结的草类作防渗护面材料。
铺砌草皮后，由于草的成活，根部互相纠结.草皮间的缝隙经水中细粒泥土淤填，结成一体，可以减少渗漏，防止冲刷，适用于流速不大于1m/s 的渠道。
农田水利渠道工程的防渗实践与应用摘要：农田水利渠道工程的渗漏，使得宝贵的水资源受到严重浪费。
因此，加强家田水利渠道工程的防渗，显得尤为重要。
本文结合在实际施工中出现的各种衬砌渠道渗透问题，对普遍存在的渗透问题提出了针对性的改善措施，供同行参考。
关键词：水田灌溉；渗漏成因；有效策略中图分类号：tv 文献标识码：a 文章编号：作为用水大户的农业，一方面存在供水危机，另一方面农业用水又存在浪费，水利用率很低。
我国的农业用水主要是农田灌溉用水。
农田灌溉用水大多数地区使用工程水，靠渠道输水灌溉。
有相当一部分地区供水渠道由于修建时的工程技术问题，加上年久失修，渗漏严重，灌溉水的水利用率仅为 30%～40%。
有 60%的水在渠道水输的过程中被消耗掉。
工程实践表明，采用渠道防渗工程技术可以大大提高水的利用系数，此外，由于渠道防渗技术的采用，渠道渗水量大大减少，使地下水位降低。
可以有效防治土壤次生盐渍化的发生。
渠道防渗工程技术，也是节水灌溉中十分重要的一个环节。
有效地实施渠道防渗，可节约有限的水资源，缓解农业与工业和城市生活日益突出的供水矛盾，推动节水型现代化农业的发展。
因此，在我国大力推广渠道防渗工程技术很有意义。
一、推广农田渠道防渗工程技术的作用及意义1.利用防渗渠道进行输水可以有效减少农田水利灌溉过程中的用水量，同时可以降低灌溉过程中漏水的损失，从而对宝贵的水资源进行了合理有效的利用。
2.利用防渗渠道进行输水能够对渠床进行有效的加固，从而增加了渠床抗冲击的能力，防止了渠床受到外界因素的影响而发生坍塌的现象发生。
3.农田水利渠道防渗工程的建设施工，更好的服务了当地的农民的日常生活和农业的发展，同时提高了水资源的有效利用率。
使得水流的流速得到显著提高。
4.农田水利渠道防渗技术可以促使水流量的增加，并使沉积的淤泥减少，延长了水利渠道的寿命，从而减少了重复的和不必要的投入。
二、农田水利渠道工程渗漏成因分析1、地下水的反渗破坏地下水的反渗破坏是指土壤内摩擦角变化，使渠道混凝土板与土壤的附着力大大减小，混凝土板发生严重变形或隆起，导致整个渠道衬砌板大面积坍塌，渠坡土壤流失。
我国工程冻土及水利工程抗冻技术研究现状及展望
我国是一个冻土分布面积较广的国家，工程建设中，冻土是一项重要的地质条件。
因此，研究冻土的性质及其在工程建设中的作用显得尤为重要。
同时，随着气候变化和全球变暖的趋势，冻土破坏和融化的问题越来越突出，对水利工程的安全和稳定也提出了更高的要求。
目前，我国工程冻土及水利工程抗冻技术的研究已经取得了一定的进展。
在工程冻土方面，通过研究冻土的物理性质、力学性质和热物理性质等方面，提出了多种冻土保护和抗冻技术，如冻土结构的优化设计、加热处理、冻融循环试验等，有效地降低了冻土对工程建设的影响。
在水利工程抗冻方面，通过改善水利工程结构和抗冻性能，如加固冰区水库坝体、设置通气孔、防冻墙等，提高了水利工程的抗冻性能和安全性。
然而，目前我国工程冻土及水利工程抗冻技术的研究还存在一些不足。
一方面，对于冻土的物理性质和力学性质等方面的研究还不够深入，需要进一步加强理论研究。
另一方面，随着气候变化和全球变暖的趋势，冻土破坏和融化的问题越来越突出，对抗冻技术的研究提出了更高的要求，需要进一步加强研究和创新，并结合实际情况进行不断改进和完善。
因此，未来我国工程冻土及水利工程抗冻技术的研究需要进一步深入，加强理论研究，结合实际工程实践进行技术创新，提高研究水平和技术水平，为我国工程建设和水利工程的持续稳定发展做出更大的贡献。
明渠防渗措施1、渠道防渗的意义引水工程是近几年来水利事业的新方向，是民心工程，是社会发展进步的具体体现。
我国每年灌溉用水量约为3500亿m3，占农业用水量的90％，占我国总用水量的63％。
目前我国已建渠道防渗工程为55万多Km，仅占渠道总长的18％，80％以上的渠道没有防渗，渠系水的利用系数很低，平均不到0.50，如果我国灌溉渠系水的有效利用系数提高0.10，则每年可节约水量350亿m3左右，等于南水北调中线工程年引水量的2.7倍左右，这对缓解我国水资源供需矛盾将起到很大作用。
因此，必须首先做好渠道防渗工程，堵住这个浪费水的大洞，提高渠系水的利用率。
渠道的渗漏水量不仅降低了渠系水的利用系数，减少了灌溉面积，浪费了水资源，而且会引起地下水位上升，招致农田渍害，在有盐碱化威胁的地区，还会引起土壤的次生盐碱化，同时还会增加灌溉技术和农民的水费负担，甚至会危及工程的安全运行。
为了减少渠道输水损失，提高渠系水利用系数，一方面要加强渠系工程配套和维修养护，有计划地引水和配水，不断提高灌区管理工作水平；另一方面要采取渠道防渗工程措施，减少渗漏损失水量。
2、渠道防渗方式简介渠道防渗可分为：①土料防渗；②水泥土防渗；③砌石防渗④塑料薄膜防渗(内衬薄膜后再用土料、混凝土或石料护面)⑤沥青混凝土防渗；⑥混凝土防渗等。
其中混凝土衬砌是当今渠道衬砌的主要形式。
3、渠道防渗层的结构⑴．土料防渗。
土料防渗层的厚度应根据防渗要求通过试验确定。
为增加防渗层的表面强度，根据渠道流量大小，表层采用水泥砂浆抹面和涂刷硫酸亚铁溶液的办法。
⑵．水泥土防渗。
水泥土防渗层的配合比应通过试验确定。
防渗层的厚度宜采用8～10cm，小型渠道不应小于5cm。
水泥土预制板的尺寸，应根据制板机、压实功能、运输条件和渠道断面尺寸等功能确定，每块预制板的重量不宜超过50kg。
板间用砂浆挤压、填平，并及时勾缝与养护。
因水泥土的抗冻性较差，故对耐久性要求高的明渠水泥土防渗层，宜用塑性水泥土铺筑，表面再用水泥砂浆、混凝土预制板、石板等材料作保护层。
试析水利渠道工程的防渗设计摘要：目前来说，我国正大大力推进节水灌溉的覆盖面积和技术措施。
作为节水灌溉方面一个重要组成部分的水利渠道，在节水灌溉的大工程中起着非常重要的作用。
但是，有部分渠道渗漏很严重，整体来水水利渠道的“防渗效果”不是很理想。
一般情况下，渠道渗水量占到渠道饮水量的大约百分之三十，在灌溉设备较差的地区，渗水量甚至高达百分之五十。
渠系数量的减少，会直接导致水利用率降低、灌溉面积降低、水资源严重浪费。
接下来，本文将根据笔者多年的工作经验，详细分析水利渠道工程的防渗设计。
关键字：水利工程；防渗设计；混凝土水利工程的施工过程中，几乎每个环节都存在着不同程度的病险问题，这些问题还会随着时间的增加产生非常严重的“渗透破坏”现象，降低了水利工程的使用寿命和整体质量。
这些渗漏大部分是来自于水利渠道的渗漏，水资源发生了严重的浪费。
加强对水利渠道防身设计，是摆在我们面前的一个重要课题。
一、现阶段，我国水利渠道防渗规划时应该遵循的原则水利渠道经常受到多种方面因素的影响，比如说，气象、水位、地形、地质等多个方面，一旦出现渗漏的问题就会导致大量的水资源浪费。
这个问题已经引起了水利部门和政府部门的高度重视和关注。
现阶段，对于这项技术的研究也取得了很大的成果，对于防渗工作中所涉及到的特殊地基地质的处理，施工断面的处理以及各种防渗材料的选用都已经形成了一定的体系。
但是在这个过程中也存在着许多的问题，这些问题的存在会导致多方面的不良后果，比如说工程质量的施工、水资源的浪费等等。
因此，现阶段积极的实施渠道防水工程，是一个非常重要的任务。
首先，要按照建筑物的设计阶段和等级，遵照相关的规定对现场进行调查和勘察，对于要兴建水利渠道的整体信息和基本情况以及建筑材料和渠道土壤等相关数据资料，要加以充分的掌握和收集，吸取已修建渠道的防冻害与防渗方面的相关经验，和国内外成功的科学技术成果，对水利渠道的防渗设计进行研究和规划。
其次，在设计渠道的时候，要根据相关的规程以及相关规范，将防土壤盐渍化，防渗，防冻害，渠系综合利用以及路、田、山、林的规划结合起来，进行综合的考虑，最大限度的使设计方案满足本地区的灌溉要求。
我国渠道防渗防冻胀方法研究进展发表时间：2019-05-16T17:10:18.037Z 来源：《电力设备》2018年第33期 作者： 黄涛 韦道嘉[导读] 摘要：我国渠系遍布全国，渠道渗漏、冻胀一直是制约渠系高效输水的两大技术难题。
（中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司 云南昆明 650051）
摘要：我国渠系遍布全国，渠道渗漏、冻胀一直是制约渠系高效输水的两大技术难题。本文系统分析了渠系渗漏、冻胀破坏产生的原因；并通过理论分析、试验研究、实际工程研究三方面对渠道渗漏冻胀破坏进行探讨，对国内渠道防渗防冻涨方法进行归纳、总结，并对不足之处进行讨论；最后提出展望和思考，为发展节水事业奠定基础。
关键词：渠道；渗漏；冻胀 Advances on seepage and frost heave control of canal methods in China Abstract: Canal system of China is throughout the country, and canal seepage, frost heave are always two super technical problems for canalsystem with water efficiency. This paper analyses the causes of the leakage and frost heave of canal system; then the author make research on these twoproblems by theoretical analysis,experimental research, and practical engineering research three aspects, introduce, summary, and discuss the methodsused for seepage and frost heave control of canal; at last, the author put forward forecast and thinking, to lay the foundation for the development ofwater-saving. Key words： cannal；seepagee；frost heave 1 背景
我国水资源匮乏，人均只有2300m3，仅为世界平均水平的1/4，耕地平均分摊水量只有世界平均数的3/4[1]。农业用水比重很大：据统计，2011年农业用水量3743.5亿m3占全国总用水量6107.2亿m3的61.3%。但农业用水普遍存在灌溉效率低和用水浪费严重的现象，其灌溉水利用系数仅为0.51 [2] 。渠道防渗是目前世界各国应用最广泛的节水灌溉工程技术措施之一，可以极大地减少渠道输水过程中的渗漏损失[3]。
我国渠道普遍存在不同程度渗漏问题，北方地区渠道冻胀问题也比较常见。冻胀剥蚀、冻胀裂缝、冻融塌陷等不良现象时有发生，渠道冻胀又会加深渠道渗漏问题，对渠道管理运行等造成不良影响。为提高水资源的利用率，许多地区通过衬砌、铺设防渗膜、掺加其他防冻胀材料，合理设置渠道体型，采用适当结构等措施减少渠道渗漏预防渠道冻胀破坏，并取得了一定成果。本文对国内渠道渗漏冻胀问题进行研究，借鉴成功经验，对存在问题进行讨论，为我国渠道防渗防冻胀建设提供理论基础。 2 渠道渗漏、冻胀产生的原因 2.1 渠道渗漏产生的原因
渠道渗漏发生在渠道内水位高于地下水位时，由于渠道衬砌遭到破坏，渠道内水渗漏到周边土壤中造成渠系输水浪费。通过对国内渠道渗漏渠系进行研究，发现渠道渗漏破坏主要来自以下几个方面：1灌区渠道伸缩缝破坏造成渗漏。渠道衬砌时一般均要设置纵、横向伸缩缝满足变形需要。伸缩缝发生老化等不良现象必然会造成渠道渗漏损失。2灌区渠道冻胀脱落造成渗漏，这是冻土地区渠道渗漏最主要的因素。冻胀损坏渠道结构，迫使衬砌混凝土板出现鼓起、松动、错位等不良现象造成渗漏，冬季气温较低的新疆、甘肃、黑龙江、内蒙古、黑龙江、宁夏、陕西、河南、吉林、西藏、辽宁等均存在渠道冻胀破坏引起渗漏的问题。3渠道周边环境影响。我国部分地区，杂草杂树横生，致使渠系所处位置多虫蚁，这些虫蚁生活在渠道周边，它们挖洞等行径对渠道造成不同程度的破坏，致使渠道发生渗漏现象，不仅如此，杂草杂树根系若深入渠道周边土层结构，也会破坏渠道原有结构，造成渗漏现象发生。4保护意识淡薄。对渠道运行管理不善或农民对渠道缺乏保护意识，会直接或间接造成渠道破坏，发生渗漏现象。对渠道管理不善主要体现在对发生破坏渠道不及时维修、渠道运行过程中水位猛升或猛降、部分渠道冬天或长时间不过水；缺乏保护意识造成破坏主要体现为就渠道周边取土、挖沟甚至人为的直接破坏。5勘测或设计环节有误。渠道设计时部分单位缺乏责任感，贪多求快，没有充分做好勘测工作，对基础地形地质构造资料、土壤性质没有清晰，造成渗漏破坏等不稳定隐患。6施工不达标。施工不达标主要体现在渠道施工时基础处理不到位、现浇混凝土施工时架模出现误差、预制混凝土衬砌伸缩缝处理不当[4]三方面。 2.2 渠道冻胀破坏产生的原因
渠道冻胀破坏主要是指衬砌混凝土面板承受不住由于基土冻胀变形而产生的冻胀应变，尤其是不均匀冻胀变形的的作用力混凝土护板出现鼓起、松动、错位等现象。常见的冻胀破坏表现为冻胀剥蚀、冻胀裂缝、冻融塌陷等。
渠道冻胀破坏的原因可归结为以下五点：1气温因素。较长时间的负温是渠道产生冻胀破坏的必要条件。2灌区土壤成分中含有粘土和壤土，属于冻胀性土质[5]。3水分的存在。渠道发生冻胀破坏离不开水分的存在，这些水分主要有两个来源，一是某些渠道为冬季输水渠道，渠道存在大量水分，二是冬季灌区地下水位较高，渠道中有残余水分。工程实践表明，残余水分的存在造成的冻胀破坏明显高于冬季正常输水灌区冻胀破坏。4渠道结构设计。弧形坡脚梯形渠衬砌U型渠道可以大大减轻冻胀破坏，是抗冻胀最有利的断面形式[6]。5渠道自身结构的破坏的影响。渠道的破坏若不及时处理会加重冻胀的发生，这是因为结构破坏后，渠道将发生较大渗漏，基土中的含水量超过冻胀临界含水量必然引起冻胀破坏。
工程表明渠道冻胀和渠道渗漏是紧密相关的，在严寒地区发生渗漏破坏的渠道都会发生不同程度的冻胀破坏，冻胀破坏的产生又会加重渗漏破坏的程度。 3防渗防冻胀研究现状
对渠道防渗防冻胀研究分为理论探讨、试验研究、实际工程建设三方面。理论研究包括传统理论研究以及数学模型法，传统理论研究是指通过改变试验条件，寻求渠道冻胀破坏关键问题，该方法一般无试验支撑，仅为渠道防渗防冻胀提供参考依据，数学模型研究是通过ANSYS、HYDRUS-2D等数学模型探讨渠道渗漏、冻胀机理，为灌溉渠道防渗防冻胀提供依据；试验研究是指通过模拟达到相似条件寻找适当措施预防渗漏冻胀破坏的发生；实际工程建设是防渗防冻胀最直观最有效的方式。 3.1理论探讨 3.1.1传统理论研究
传统理论研究是指通过改变试验条件，寻求渠道冻胀破坏关键问题，进而避免工程中出现该类型破坏。该方法并无试验支撑，只为渠道防渗防冻胀提供参考依据，其可靠性有待进一步研究。本文仅以宋玲[7]研究成果做简要说明。
传统衬砌渠道中柔性薄膜料厚度较小，温度低于0℃后易变硬、变脆、延伸率差，不能起到对渠道应有的防渗防冻胀作用的现状，宋玲[7]对渠道渗漏冻胀问题进行了研究。发现改性沥青防水卷材从力学指标上满足要求，可用做刚性材料作为护面板的“双防”渠道防渗衬砌形式，其物理力学性能指标见表1。
表 1 改性沥青防水卷材物理力学性能指标
3.1.2 数学模型研究
数学模型方法是指科研工作者应用现有成熟或者较为成熟的理论公式以及数学模型软件，通过边界条件、初始条件等限制条件，建立完整模型方程，进而通过求解，确定所需未知量，进而指导工程。现阶段对渠道防渗防冻胀的研究所采用的数学模型法主要有有限元法（如ADINA等）、HYDRUS-2D、非恒定流模拟方法。不同数学模型法各有优劣，下面对这几种方法进行简要介绍和评价。
有限元法是较为成熟的一种数学模型方法，广泛应用在结构分析、流态模拟等方面，在渠道防渗方面也有重要地位。黄炜[8]采用有限元法建立渗流模型，对南水北调中线工程陶岔至鲁山段含透水层渠基的挖方渠道渗流问题进行研究。通过数值模拟对比分析了降水井和防渗墙方案的渗控效果，并提出相应渗控措施，模拟结果很好的应用在了工程实际中，有效地保证渠道正常输水。有限元中应用较为成熟的软件为ADlNA软件。刘旭东[9]应用ADlNA软件对混凝土衬砌“适变断面”渠道冻胀进行数值模拟，计算渠道冻胀的温度场、变形场和应力场，研究衬砌板应力和变形规律，量化了“适变断面”的优点，但具体参数（断面渠道缝位置及个数、水力最佳断面等）对渠道抗冻胀产生的影响有待进一步研究。王正中[10]利用ADINA对渠道进行模拟研究，研究了设置对冻胀的影响，数值模拟结果与工程实践基本一致。研究成果表明有限元法能够为季节冻土区渠道设计提供科学依据。 HYDRUS-2D是用来模拟二维空间上饱和—非饱和介质中水、热及溶质运移的软件HYDRUS-2D可以灵活处理各类水流边界（包括定水头边界和变水头边界、定流量边界、大气边界等）。毛晓敏[11]用HYDRUS-2D对渠道渗漏和土壤水分分布进行数值模拟研究，模型中垂向二维情况下的饱和—非饱和土壤水运动采用Richards方程进行描述：
(1)
式中：x和z分别表示水平向坐标和垂向坐标，m；t为时间，d；θ是土壤体积含水率，m3/m3；h为压力水头（在非饱和带为负，表示基质势），m；K（θ）是与土壤含水率有关的导水率，m/d。
模拟结果和实测渗漏量、实测渠道周边土壤含水率等吻合较好，但该HYDRUS-2D模型是基于确定性模型建立的，在实际情况中，当土壤层状结构差异较大、初始土壤含水率较小时，有可能出现不同于该现象的指流情况，此时模型的建立与毛晓敏不再相同，因此模型的适用性有待进一步验证。
与毛晓敏[11]类似，孙美[12]渠床含有夹砂层情况下的渠道渗漏规律进行HYDRUS-2D模拟，对比均质土（砂壤土）和层状土（含夹砂层）条件下的室内渠道渗漏试验结果，总体来说基于 Richards 方程的饱和—非饱和土壤水分运动模型能够对含有夹砂层渠床的渠道渗漏及土壤水分运动进行模拟，但由于渠床中禁锢气体的存在可能阻碍湿润锋行进，使模拟结果产生误差。
李抗彬等[13]对采用渠道非恒定流模拟方法—圣维南方程组对石头水库东干渠不同水流情况下的运行状态进行数值模拟，对渠道渗漏检测的可行性进行分析。圣维南方程组如下：
