装配式钢筋混凝土U型渠技术应用

李 民，付 红，张 磊

（1.济南天水混凝土制品有限公司，山东 济阳 251400；2.东阿县农业综合开发办公室，山东 东阿 252200）

山东省灌区面积较大，对保障全省粮食安全发挥了巨大作用。山东省灌区形式丰富，有引黄、引河、引湖灌区、水库灌区、机井灌区等。目前机井灌区由于水量分散、单井出水量较小，灌溉工程已基本趋向于管道化发展；规模较大的大、中型引黄、引河、引湖和水库灌区，已大面积地进行了续建配套与节水改造，支渠以上的渠道已进行了防渗配套改造，输水效率大大提高，但田间部分（斗、农渠及以下渠道）大多仍为土渠灌溉，渠道间距大、灌水距离长，水渗漏严重。特别是引黄、引河、引湖灌区，由于灌水畦距离长，田块平整度差，管理粗放，导致田块灌水不均匀，大水漫灌现象十分严重。

针对大、中型引黄、引河、引湖和水库灌区的田间灌溉现状，结合水利系统的中央小农水项目和农业综合开发的中低产田改造、国土系统的土地整理项目的实施，研究形成了田间装配式钢筋混凝土U型渠配套长畦短灌模式，通过田间固定的装配式钢筋混凝土U型斗渠、农渠和分水池，在田间配套输水软管，实施渠、池、管配套的畦灌模式。通过装配式钢筋混凝土U型斗渠、农渠和田间软管输配水，减小土渠的输配水和田间灌水损失，达到节水和提高灌溉均匀度的目的。

1 技术模式组成

该技术模式由装配式钢筋混凝土U型渠长畦短灌工程系统和配套工程组成。装配式钢筋混凝土U型渠长畦短灌工程系统由高于田间地面的具有一定水头的装配式钢筋混凝土U型渠系和分水池以及田间输配水软管组成，通过建设能实现田间自流的具有一定水头的渠系工程，为田间输配水软管提供基本的压力水头。农渠之间畦田灌溉不再受畦长和平整度的影响，由渠系工程分水池以下软管输配水进行均匀灌溉即可，为了解决渠道与田间排水、农机耕作之间的矛盾，配套工程设计采用与装配式钢筋混凝土U型渠长畦短灌工程系统配套的“渠、沟、路”田间工程布置模式。

1.1 装配式钢筋混凝土U型渠

装配式钢筋混凝土U型渠（如图1）是C25钢筋混凝土预制渠道，渠道每节长度3 m，经测试，渠道糙率为0.012。

图1 装配式钢筋混凝土U型渠

装配式钢筋混凝土U型渠长畦短灌所用渠道主要是斗渠（UD50型）和农渠（UD35型）。

UD50型渠深50 cm，上口宽46 cm，设计流量0.07 m3/s左右，适应控制灌溉面积53.33 hm2左右。

UD35型渠深35 cm，上口宽28 cm，设计流量0.02 m3/s左右，适应控制灌溉面积16.67 hm2左右。

UD35型渠宽36 cm，与畦埂宽度基本一致，可以安装在畦埂上面，不影响农机作业。

渠道安装采用支墩架设模式，支墩由混凝土现浇形成，机械吊装、人工调整，伸缩缝使用SD-309胶和复合式土工膜进行处理。

1.2 渠系分水池

分水池（如图2）是由混凝土预制构件组装形成的，是长畦短灌中的田间分水设施。根据水力计算，确定分水池两侧分水硬管直径不小于15 cm。分水池宽度与畦埂宽度基本一致，安装在畦埂上，不多占农田。农田灌溉时，在分水池硬管上连接输水软管，由远到近进行灌水。

图2 分水池

要保证长畦短灌及渠、池、管灌溉模式的形成和有效利用，关键是保证分水池的水位高度。由于软管输水距离50 m左右，其水头损失将近30 cm，所以分水池水位必须高出硬管30 cm，即毛渠渠底比地面高出15 cm。渠道设计高程必须根据上述要求从末端向上推算。

1.3 输配水软管

在渠系分水池的分水硬管上连接输水软管，输水软管为分段制，每段软管长50 m，固定农渠以下田间畦灌均采用软管输配水灌溉，田间灌水畦长不大于50 m，软管采用套袖法连接。

2 田间布置方式

采用渠、沟、路模式布置，渠道设置在排水沟一侧，使农机进地更加方便。装配式钢筋混凝土U型渠架设在支墩上，田块排水可以从渠道底部排出。长畦短灌布置模式根据田畦和渠道的走向可以分为：斗渠与田畦平行、斗渠与田畦垂直两种模式。

2.1 斗渠与田畦垂直布置

斗渠与田畦垂直时（如图3）需要增加横向的农渠（UD50），毛渠（UD35）与农渠连接，毛渠间隔 100 m，毛渠与地块边界间距50 m。毛渠安装在畦埂上，长度可根据田块宽度增减。毛渠上分段设置双向分水池，分水池间距不宜超过70 m。农民浇水时将软管与分水池的分水管连接，由远及近分段灌溉。

图3 斗渠与田畦垂直布置图

2.2 斗渠与田畦平行布置

斗渠与田畦平行时（如图4），直接将毛渠与斗渠连接，其他布置规则与上述模式一致。

图4 斗渠与田畦平行布置图

3 应用效果

结合水利系统的中央小农水项目和农业综合开发的中低产田改造、国土系统的土地整理项目的实施，该技术在济阳县中央小农水建设项目区、土地整理项目区和东阿县农业综合开发中低产田改造项目区进行了应用，经过项目区田间应用效果显示：该技术模式地形适应能力强，比常规的土渠、U型渠衬砌技术减少了田间渠道占地面积，节约耕地，较土渠灌溉节水15%～20%，灌水均匀度高于85%，并且采用配套的“渠、沟、路”田间工程布置模式，农机作业方便，田间排水畅通，节水效果显著。易为农民接受，是一项具有推广价值的田间节水灌溉技术。