农田灌溉渠道防渗技术的应用及质控措施

张春娟

酒泉市肃州区洪临灌区洪水水利管理所，甘肃 酒泉 735000

0 引言

随着我国农业现代化进程的加速，对农业水资源的合理利用和保护显得尤为重要。农田灌溉渠道是农田灌溉系统的重要组成部分，其防渗工作直接关系到灌溉效率和水资源的合理利用。因此，笔者深入探讨农田灌溉渠道防渗技术的应用要点，以期为我国农田灌区节水改造工程提供有力的技术支撑。

1 农田灌溉渠道防渗技术应用的重要性

农田灌溉渠道防渗技术的应用对于农田灌区节水改造工程目标的实现具有重要意义。利用防渗技术对农田灌溉渠道进行防渗处理，有利于实现灌溉水资源的高效利用，使水资源得到优化配置，减少水资源的浪费，进一步提升灌溉效率。同时，农田灌溉渠道防渗技术的应用可减少水土流失，防止地下水位过度下降，从而起到保护生态环境的作用。此外，农田灌溉渠道防渗技术的应用可通过提升灌区的节水水平，支撑当地农业实现可持续发展，保障农产品的稳定供应［1-2］。

2 农田灌溉渠道防渗技术应用要点

2.1 土料防渗技术

土料防渗技术是利用特定的土料，如黏土、沙土和有机土等，通过特定的施工工艺实现渠道防渗的技术。该技术旨在利用土料本身的物理和化学性质，减少水分在渠道中的渗透流失，具体的应用要点如下。

2.1.1 土料的选择

在土料防渗技术的应用中，土料的选择是基础。通常可选择的土料有膨胀黏土和高岭土。膨胀黏土具有很强的黏性和较低的渗透系数，非常适合用于中小型渠道的防渗处理。其优点是成本相对较低，施工简便，缺点是在干燥条件下容易产生裂缝，影响防渗效果。高岭土的渗透系数相对较高，具有优良的黏合性和防渗性能，通常用于大型渠道的防渗处理。其优点是稳定性好，不易受外界环境影响，缺点是成本较高，需要专业设备和技术人员进行施工。施工人员需要根据实际情况选择合适的土料，以起到最大的防渗效果。

2.1.2 施工技术

施工时，在灌溉渠道的底部和两侧均匀铺设土料，厚度通常控制在30～50 cm，避免出现空隙，确保防渗效果。施工完成后，需要对防渗层进行充分的养护，确保其达到预期的防渗效果，并进行定期的检测，确保防渗层的长期稳定性。

2.2 塑料薄膜防渗技术

塑料薄膜防渗技术是指通过使用高分子材料制成的薄膜，在灌溉渠道中形成一层防渗层，从而减少水资源的浪费。相较于传统的土料防渗技术，塑料薄膜防渗技术具有更好的防渗性能和更长的使用寿命，具有施工快速、成本相对较低、防渗效果显著的优势，是农田灌区节水改造的重要技术，具体的应用要点如下。

2.2.1 塑料薄膜的选择

高密度聚乙烯（High Density Polyethylene，HDPE）和低密度聚乙烯（Low Density Polyethylene，LDPE）是常用的塑料薄膜材料，其中HDPE 因具有更好的化学稳定性、优良的防渗性能和耐候性而被广泛应用。需要注意的是，虽然塑料薄膜防渗技术在节水方面具有显著效果，但是其使用的材料可能对环境造成污染。因此，在选择材料时，应优先考虑环保型材料，减少对环境的影响；在塑料薄膜的使用寿命到期后，应及时回收处理，避免造成环境污染。

2.2.2 施工技术

首先，在施工前需要对薄膜进行仔细检查，确保无损伤或缺陷。施工时要注意保证薄膜平展，避免产生折痕或空气囊。其次，接缝部分是防渗的关键，需要使用专业设备进行焊接，确保其防渗性能。最后，在施工完成后，需要对薄膜进行定期的检查和维护，及时修复可能出现的破损或脱焊现象。

2.3 沥青防渗技术

沥青防渗技术是利用沥青或沥青混合材料在农田灌溉渠道中的底部和两侧施加一层防渗层，实现渠道防渗的技术。沥青具有良好的防水性、耐候性和黏附性，是一种非常有效的防渗材料。该技术具体的应用要点如下。

2.3.1 沥青的选择

沥青防渗技术常用的材料有纯沥青、乳化沥青和改性沥青。纯沥青具有良好的防水和黏附性能，施工简单，成本较低，对渠道的适应性强，即使在渠道发生微小变形的情况下，也可保持良好的防渗效果。但纯沥青的耐温性能较差，容易在高温下变软，在低温下变脆，导致防渗层破裂。乳化沥青是将沥青乳化成水溶性液体，便于施工和运输，可节约能源，减少环境污染。但乳化沥青的强度较低，耐磨损能力不如纯沥青，而且干燥时间较长，施工后需要较长时间才能投入使用。改性沥青通过加入聚合物或其他添加剂改善了纯沥青的性能，具有更好的耐温性和耐老化性，使用寿命更长。但改性沥青的成本较高，施工要求也较为严格，需要专业的设备和技术人员进行操作，如果施工不当，可能会影响防渗层的性能。因此，施工人员需要根据灌溉渠道实际情况和当地条件合理选择材料。

2.3.2 施工技术

首先，清除渠道底部和两侧的杂物和土壤，确保其平整，然后进行基础压实，以增强渠道的稳定性。其次，将沥青加热到一定的温度（通常为120～150 ℃），以保证其流动性，方便施工。再次，在合适的温度下，使用沥青喷洒车或专门的沥青涂布机，均匀地在渠道的底部和两侧涂布沥青，形成一层均匀的防渗层［3］，确保涂布的厚度满足设计要求，通常为2～5 cm。最后，施工完成后，沥青需要一段时间冷却和固化，以确保其完全硬化并形成有效的防渗层。

2.4 砌石防渗技术

砌石防渗技术主要是利用自然石材（如石块、石片等）堆砌在农田灌溉渠道的底部和两侧，形成一道物理阻隔，从而达到防渗的效果。自然石材兼具稳定性和美观性，是一种经久耐用的防渗材料。该技术具体的应用要点如下。

2.4.1 石材的选择

在挑选石材时，施工人员不仅需要重视其物理特性，如花岗岩、石灰石、鹅卵石等的密度和耐腐蚀性，还需兼顾其美观性，以满足工程施工和美化需求。石材的选择应基于工程所在地理环境、气候条件及预期的使用寿命，确保石材可以承受所在区域的环境压力。例如，花岗岩以其高密度和耐磨性优于其他多数类型石材，适用于流速较快的水域；石灰石则因其良好的加工性能及美观的表面质感，常用于要求美观和结构一致性的渠道防渗工程。在石块的大小和形状选择上，施工人员应优先考虑能够提供良好插接和摩擦力的不规则形状，这样更容易堆砌成稳定的结构。同时，石块的选择应考虑其在防渗体系中的具体作用，如在防渗层中较大块的石材可以起到加重和稳定作用，而较小块的石材可以用于填缝和调整结构紧密度。在实际应用中，要综合考虑石材的物理特性和工程需求，通过专业的设计和精确的计算，以确保砌石结构的整体稳定性和长期的防渗效果。

2.4.2 施工技术

首先，清除渠道底部和两侧的杂物和土壤，确保其平整，并根据需要进行基础压实或铺设一层砂床，以增强渠道的稳定性。其次，石块通常需要经过清洗和整形处理，以去除表面的杂质并确保石块之间紧密堆砌。再次，从渠道的底部开始，逐层堆砌石块。每一层石块都应采用交叉堆砌的方式，以增强防渗层的稳定性。最后，石块之间的缝隙需要进行填充，可以使用砂浆、黏土或其他适当的填充材料。

2.5 风积砂换填防渗技术

风积砂的颗粒大小和结构特点使其在某些条件下具有较低的渗透系数。风积砂换填防渗技术是一种利用风积砂替换原有的渠底土壤，从而达到降低土壤渗透性的目的，提高农田灌溉渠道的防渗性能，具体的应用要点如下。

2.5.1 风积砂的选择

风积砂的选取需要进行实验室试验，测定其渗透系数，以确保其满足防渗要求，通常应选择粒径均匀、无杂质、结构致密的风积砂。

2.5.2 施工技术

首先，对风积砂进行清洗和筛选，去除杂质和过大或过小的砂粒，确保砂粒的一致性和质量。其次，根据原渠底土壤的渗透系数、风积砂的渗透系数和设计要求确定换填深度。最后，将原有的渠底土壤挖除到一定深度，然后在渠底均匀铺设风积砂，并采用机械或人工方式进行压实，确保风积砂层的均匀性和稳定性。

2.6 复合防渗技术

复合防渗技术是指结合两种或多种防渗技术，针对特定的地理、气候和土壤条件，优化整合不同的材料和方法，以获得更为高效和持久的农田灌溉渠道防渗效果。该技术的关键在于如何整合不同的技术，以获得最佳的防渗效果，具体的应用要点如下。

2.6.1 材料的选择

在确定防渗材料时，必须根据工程的具体条件和目标来选择最适合的材料组合。例如，在地下水位较高、土壤透水性较强的风积砂区域，可以将塑料薄膜与风积砂相结合。这种组合能有效阻隔水分向下渗透，适用于较为简易的农业灌溉渠道或临时的水体存储设施。砌石与沥青材料相结合的方法适用于土壤结构较为稳固、要求长期耐用且防水性强的渠道。这种组合通常用于永久性的水利工程，如运河和水库，尤其适用于那些需要经受较大水压或者环境条件较为苛刻的地区。

2.6.2 施工技术

首先，根据选择的材料确定相应的防渗层，选择一种主要的防渗材料作为基础层，如沥青或塑料薄膜，确保其完整无缺。其次，在首层防渗材料之上铺设次层材料，如风积砂或砌石，为渠道提供额外的保护，增强稳定性。最后，确保不同的防渗层按照正确的顺序和方法施工，避免材料之间相互影响。

3 农田灌溉渠道防渗技术应用的质控措施

3.1 做好前期准备工作

第一，进行细致的地质勘察和土壤分析。相关部门需要深入了解农田灌溉渠道所在地的地质结构、土壤类型、地下水位等信息，可以为选择合适的防渗技术和材料提供科学依据。第二，制订详细、符合实际的工程设计方案。相关部门需要根据地质勘察和土壤分析结果，结合实地情况和防渗需求，合理选择防渗技术和材料，制订既科学合理又实用的工程设计方案，并对各种可能的风险因素进行预估和规避。第三，建立完善的项目管理机制。相关部门需要强化项目的日常管理，确保工程进度、质量和安全均得到有效控制。通过定期的检查和评估，及时发现并纠正可能出现的问题，确保工程顺利进行。

3.2 规范各个施工环节

施工环节是决定渠道防渗工程成功与否的关键。施工过程中，应持续监控和检查每一个施工步骤，确保其严格按照设计方案和施工规范进行，确保每一个环节都满足规范要求，以减少施工中的错误和延误。例如，在施工土料防渗层时，需要确保土料的混合比、压实度和厚度都达到预定标准。还需要特别注意渠道的坡度、曲线和连接部分的处理，确保其平整、稳固。对于使用的防渗材料，如塑料薄膜、沥青或砌石，都需要按照厂家提供的技术规范进行施工，确保材料的性能得到最大化的发挥［4-5］。

4 结束语

农田灌溉渠道防渗技术的应用对于提高农田灌溉效率、确保水资源的可持续利用有着不可替代的作用。随着技术的不断进步，未来我国的农田灌溉渠道防渗工作将更加成熟、高效。但也需要不断加强技术研发和实践应用，以满足我国日益增长的农业水资源需求。