湖北梅川水库干渠砌石防渗

段美生，张进秋，张 群，张灿明

(1.黄冈市防汛抗旱服务队，湖北黄冈438000;2.罗田县水电工程处，湖北 黄冈438200;3.湖北兴龙水利水电公司，湖北黄冈438000;4.武穴市梅川水库，湖北黄冈435400)

梅川水库位于鄂东的武穴市，有效库容0.271亿米3，担负着7.8万亩农田的灌溉任务。1960至1968年间实测水库多年平均入库径流量(扣损，下同)1371.7 万米3，亩灌溉毛水量仅 175.9 米3，供需水矛盾十分突出。1969年以后，虽然通过引相邻流域客水，多年平均径流量达到1947.3万米3，亩灌溉毛水量增加到249.7米3，但仍未解决供需水之间的矛盾，加之渠道渗漏严重，据测算1960至1977年间，平均每年仅东西干渠渗漏损失的水量就达到579万方左右，更加剧了供需水矛盾。为了提高水库灌溉利用率，保证灌溉效益的发挥，1977年冬，对总长40.45公里的东西干渠进行了衬砌防渗。其中，平砌块石勾缝26.731公里，占总长的66.1%。浆砌块石2.328公里，占总长的5.8%。浆砌马蹄形暗渠1.469公里，占总长的3.6%。运行至今，效益十分显著。

1 衬砌型式与衬砌施工

梅川水库灌区地处丘陵，多为砂壤土。灌区渠线较长，渗漏严重，沿渠有可供开采并且质量较好的石料场。灌区群众具有较高的砌石施工技术。为了发挥当地优势，并根据投资情况，除淤积严重和挖方较深的渠段采用马蹄形暗渠或浆砌块石衬砌外，主要采用干砌块石勾缝两面衬砌(衬砌两边坡，不衬砌渠底)的衬砌形式，实际衬砌结果，这种衬砌型式占衬砌总长的87.6%。其干砌块石勾缝衬砌有关参数的选择与施工介绍如下。

图1 衬砌横断面

当时根据交通的要求，衬砌后的渠道堤岸兼作机耕路，宽度为3.5米，并尽量少占耕地。结合原强风化花岗岩(当时称麻固土)渠道的情况，衬砌边坡采用衬砌前边坡 1:0.5［1］。

衬砌高度取渠道设计水深加上超高0.2米。衬砌厚度:底部0.5米，顶部0.3米，并嵌入基础深0.2米。衬砌横断面如图1。

石料全部采用块石，要求是“体积不太小，不允许采用风化石及锥石乱石”。

施工要点概括讲是:稳、平、紧、错、实。即:砌后块石要稳定。衬砌表面平整。利用块石的不同形状互相咬紧连接紧密，使块石互相紧挤，并使石缝错开，以增强抗冲能力。块石间的缝隙要用小碎石填实，缝隙表层用大小合适的小石块填塞，并用小锤敲击，使之楔进挤紧，然后采用80#水泥砂浆勾缝。工程量、材料及造价如表1。由表1可以看出，这种衬砌型式每米造价仅3.34元。现在即使考虑材料涨价和人工费等因素，相对其它衬砌形式，造价也是比较低的。

表1 工程量、材料及造价表

2 衬砌效益分析

2.1 防渗效果较好，可减少渗漏损失，增加灌溉效益

衬砌前渠道渗漏严重，渠道水利用系数仅为0.64。衬砌后通过实测，平均利用系数达到0.85。渗漏率由每公里1.8%左右减少到0.75%左右，按水库历年灌溉放出水量多年平均1609.1万米3计算，1年可节约水量337.9万米3，相当于修建了一座小型水库。

衬砌渠道由于表面糙率小，水利用率高，灌溉进度一般可提高30%左右，可提高农田抗旱标准，保证灌溉质量，使作物正常需水得到有效保障。同时，采用衬砌渠道可有效地避免因渠道渗漏致使地下水位抬高而引起的作物减产，从而提高农业生产水平和土地产出率，增加灌溉效益［2-3］。据统计，渠道防渗后，平均每亩粮食单产增幅在20kg～50kg。

2.2 减少渠道糙率，缩短流时

衬砌后，渠道断面比较标准，破面平整。干砌勾缝衬砌段糙率，东干渠由原来的0.028减少为0.0255，西干渠减少为0.0249。流速普遍加快，干渠流时由原来的近80小时缩短为20小时，减少3/4，从而能保证及时供水。

2.3 减少对地下水的补给

衬砌渠道有利于控制灌区地下水位上升，使农田渍害和土壤盐碱化得到改良和控制，从而改善灌区的生产条件和生态环境［4］。

2.4 有利于渠道的安全运行

土质渠道的渗漏大，往往引起渠道的塌坡、变形，影响安全行水。渠道衬砌后基本截住渗漏水，提高渠床稳定性，有利于安全运行［5］。此外，防渗渠道可防止渠床滋生杂草，减少冲刷和淤积，因而可减少大量的防险、清淤、除草和维修工作量，节约管理费用，降低水的成本［6］。

2.5 防止渠道变形淤积，减少工程管理和维修费用

衬砌后，渠道边坡相对比较稳定，不易变形。减少淤积，防止杂草从生，减少工程管理和维修费用［7-9］。衬砌前，每年都要上数千劳力进行渠道清淤2～3次，费工费时效果也不佳。现在，只需十几名专业管理人员和十个护渠专业户常年管理，基本上保证了渠道的正常运行。

3 几点体会

山丘区渠道，渠区分散，渠线长渗漏严重，但石料丰富。在目前投资有限的情况下，采用砌石防渗，是一项节约用水、提高灌溉效益的有效措施。

干砌块石衬砌边坡系数，从梅川水库情况来看，M=0.5对于强风化花岗岩(麻固土)渠道是较为合适的［1］。对于粘性土渠道M值应适当提高一些。

在衬砌前，作好整体规划是非常重要的。梅川水库干渠的衬砌，在设计中充分考虑了灌溉区发展的远景来确定灌溉流量，并结合渠道改线，建筑物基本一次配套。这样，避免了衬砌后又扩渠改线。

不论采用哪种衬砌形式，都应根据实际情况确定。在考虑防渗同时，应结合考虑防淤。这对于山丘区渠道尤为重要。这样，既可节约投资，又可获得较好效益。

在填方渠道上干砌块石衬砌时，要慎重对待。一定要待填方渠道沉陷一两年后才能衬砌，并采用缓边坡。梅川水库干渠衬砌由于做到了这一点，共长3000米的填方渠道，到现在尚未发现什么问题。

［1］渠道防渗工程技术规范(SL18-2004)中华人民共和国水利部2004年颁布实施［S］.

［2］李宗尧.节水灌溉技术［J］.中国水利水电出版社，2000.

［3］李如荣，许厚棋，金焱鑫，胡译弘，杨玉坤.农田防渗渠道的作用和效益分析［J］.中国农机化，1999(S1).

［4］李安国.我国渠道防渗工程技术综述［J］.防渗技术，2000(1).

［5］建功.试谈渠道防渗在解决我国水资源危机中的作用［J］.中国建筑防水，1998(5).

［6］祁辉.浅谈渠道防渗类型最优方案的选定［J］.地下水，2011(1).

［7］陈永军.灌溉渠道管理养护措施分析［J］.现代农业科技，2008(12).

［8］郝永生.灌溉渠道的常规养护和维修［J］.农业与技术，2013(7).

［9］罗金耀，魏永曜.灌溉渠系优化设计方法的研究［J］.水利学报，1990(6).