U型渠道在小型农田水利灌溉工程中的应用

王一帆

（新疆库车铜场水库管理站）

0 前言

伴随全球社会经济的快速发展以及全球人口的增多，全球水资源短缺现象较为严重。当前中国经济进入新常态，处于平稳发展阶段，如何在资源短缺的严峻形势下满足社会生产生活的需求成为目前亟待解决的问题。其中农业用水在中国占据主要比例，而农田灌溉用水则是农业用水的主要方面。在农业现代化发展进程中，农业用水量伴随农业灌溉面积的扩大呈现增长趋势。通过研究水资源短缺的现状下进一步解决农业发展，特别是农田灌溉用水问题具有较强的现实意义。

1 小型农田水利灌溉内容概述

小型农田水利工程是中国为促进农业生产活动顺利进行的重要公共基础设施，在保障中国粮食安全以及社会稳定发展等方面发挥重要作用。所谓的小型农田水利工程也被称为小农水，主要是通过兴建多种农田水利设施以及其他工程措施，以通过对农田水资源情况以及地域水利条件的调节和改良，进而满足农业生产生活的用水需求，保障农业生产的顺利进行。常见的小型农田水利工程包括小型灌溉区、小型水库、蓄水池、引水工程、小型泵站等。其中农田灌溉渠道是小型农田水利工程中较为常见的一种，主要通过修建灌溉渠道等方式实现水资源的调配和利用，以为农业发展提供良好的生长条件。随着农业科学技术以及农田水利工程基础设施的日渐完善，中国小型农田水利灌溉取得较大发展。

在新疆农田发展过程中，水利灌溉是农田水利工程中的重要内容。为了改善农田生长作物发育环境、补充土壤水分，通常会修建一定的灌溉渠道等人工设施实现水资源的调配。随着新疆农业现代化进程的发展以及农业公共基础设施的日渐完善，新疆现已具备基本的灌溉系统，并且在灌溉设施的修剪技术和方式上取得较大进步。但在新疆小型农田水利灌溉事业发展的过程中，常常会出现灌溉效率低、水资源利用率低以及水利灌溉渠道设计不合理等问题，这严重影响新疆农田的可持续发展。正是基于当前小型农田水利灌溉发展中的这些问题，在水利灌溉设施设计建设的过程中，开始更多关注渠道的灌溉效率以及水资源的效率问题，尤其是如何在减少灌溉设施占地面积的同时提高渠道的使用率和利用效率。

2 U型渠道在小型农田水利灌溉渠道中优势分析

在新疆小型农田水利工程发展中，水利渠道是其重要组成部分，尤其是在防渗、防洪排涝等方面的作用更加凸显。不同设计理念的渠道在水资源利用方面以及农田灌溉方面的作用发挥具有较大不同，经过长期的理论实践发展，U 型渠道是当前新疆小型农田水利灌溉渠道中使用较多的一种。U 型渠道之所以被得以广泛使用，根源在于其所具有的其它种类渠道所不具备的优势。

U型渠道具有较强的输水能力，能够有效提升水资源利用率。所谓的U 型渠道，就是与字母U 形状相似的反拱结构，这种结构通常情况下能够提高水质的流动速度，同时借助一定的建筑材料能够使其表面更加光滑，进而减小糙率系数、增强水质的流动性，这也决定了U型渠道具备更好的输水能力。与此同时，U型渠道与其它类型的渠道相比，其更具有整体性，这决定了其在给农田输送水源的时候具有较强的防渗作用，能够有效减少水源在输送过程中的渗透率，以更好地提升水资源的利用效率。除此之外，通过借助数据模型等技术手段，不难发现U 型渠道在修建时能够通过对渠道内部面积的技术处理减小水流运输时的压力，进而使得水流速度变快，能够保证水源及时有效进行农田的灌溉。

与其它渠道相比，U 型渠道占地面积较小，能够较大程度提高农田土地的使用率。U 型渠道与其它类型渠道在修建时能够有效减少人工材料的使用，并且受结构构造的不同，其占地面积相对较小。据相关数据表明，建设1 km 的U 型渠道能够比建设相同长度的其它构造的渠道造价低30%，这足以说明U型渠道在农田水利工程建设中的优势。与此同时，随着技术科学的发展进步，U 型渠道的建设能够使用机械手段修建，进而大大缩减人工费用、提高水利工程修建速度。在水利灌溉基础设施的使用过程中，不难发现U型渠道的使用寿命和使用效率相对较高。在水利灌溉渠道过程中遇到渠道堵塞、淤泥等问题，U 型渠道相对更加容易疏通和维护使用。除此之外，U 型渠道在水力条件、抗冻能力以及外形美观等方面都优于其它构造的灌溉渠道。

3 U型渠道在小型农田水利灌溉渠道中的应用探究

尽管U 型渠道相交其它构造的渠道而言，具有较强的优势。但在实际的应用发展中，由于U 型渠道的断面不同，U 型渠道也具有不同的类型，且在实际的应用中表现出来的效果也不尽相同。为了让U 型渠道在小型农田水利灌溉渠道建设中能够充分兼顾经济效益和生态效益，需要针对不同灌溉类型的农田进行分类探讨。

圆弧斜边型U 型渠道在小型农田水利灌溉渠道中的应用。所谓圆弧斜边型U 型渠道主要是指其底部为半圆形或者弧形，并且在渠道上不具有一定倾角的直线段的断面形式。这种U型渠道的优势在于其修建断面与水力最优断面较为接近，因而具有较强的输水、输沙能力，并且其占据耕地面积相对较小，能够最大程度减少对农田土地的使用。与此同时，圆弧斜边型U型渠道在建设过程中组装速度较快，能够在有效节约建设时间的基础上节约建筑材料。这种类型的U 型渠道通常可以被用在泥沙含量大、水量充足的地区，能够减少泥沙淤积造成的灌溉渠道堵塞情况的发生。除此之外，鉴于圆弧斜边型U型渠道在修建时其整体性相对较好，这使得其抗冻胀破坏的性能较好，能够在地质条件恶劣的地区广泛使用。

抛物线形U 型渠道在小型农田水利灌溉中的应用。所谓的抛物线形U型渠道，顾名思义是因为其形状像抛物线。者正是由于像抛物线的这种特点使得这种U 型渠道能够具备较强的连续性，能够在模具制造以及施工现场中简单地计算和质量控制。与此同时，与其它类型的U 型渠道相比，其具有较强的受力能力，能够抵御较强的外部水压力。其作为U型渠道的一种，因而也具有U 型渠道具备的优势，具备较好的输沙能力和过水能力，并且在强大的输水过程中抵抗较强的冲刷力。通过对抛物线形U形渠道的优势深入分析，以及根据现实的工程需要，这种U型渠道常常在水利水电渠道输水工程以及水流较急的地区广泛使用。

悬链线形断面U 型渠道在小型农田水利灌溉中的应用。与上述两种类型的U 型渠道相比，其具有受力条件较好的优势。在中国部分地区修建农田水利灌溉渠道时，对施工渠道的深度有严格要求，甚至部分地区要求不能对农田灌溉渠道进行深挖。这就需要在选用U型渠道时，选择灌溉渠道深度不大又能满足过水流量的渠道断面。悬链线形断面U 型渠道则适用于深度不大，且地区水量较好的农田灌溉渠道修建。但在修建的过程中需要关注到这种类型渠道的水面宽度，不能过宽以影响耕地面积的使用，甚至降低水利灌溉渠道的综合效益。因此，悬链线形断面U 型渠道虽然具有施工简单、断面线性连续性好的优势，但在小型农田水利灌溉工程建设中要慎重使用。

4 结语

综上所述，农田水利灌溉渠道作为新疆农业生产发展的重要基础设施，在保障农业安全发展、维护国家粮食安全、社会和谐稳定等方面发挥重要作用。U 型渠道是当前新疆建设小型农田水利灌溉渠道中被广泛使用的渠道类型，其与其它构造类型的渠道相比具有不可比拟的优势。因此，在修建农田水利灌溉渠道中，要将这种优势发挥到极致，以在保障农业安全生产的前提下最大限度提高水资源利用率。