农田水利灌溉渠道维护与管理方法分析

摘 要：灌溉渠道的良好运行对于农田水分供给极为重要，为保障农业生产效率，需明确农田水利灌溉渠道的重要性，认可其在当前农业生产地位。从工程技术、管理措施和政策法规3个维度系统阐述了灌溉渠道维护技术，总结了有效维护管理方法，提出了针对性建议，为农田水利灌溉渠道可持续发展提供理论支持。

关键词：灌溉渠道；农田水利；维护管理

中图分类号：S274 文献标志码：B 文章编号：2095–3305（2024）07–0-03

我国农业现代化快速推进，生态环境受此影响变化较大，灌溉渠道维护管理也面临诸多挑战，如渗漏损失、淤积堵塞等问题日益凸显，严重影响灌溉效率。探索科学有效灌溉渠道维护管理方法，提高农业综合生产能力。系统分析农田水利灌溉渠道维护技术，为相关领域研究与实践提供参考。

1 农田水利灌溉渠道概述

1.1 农田水利灌溉渠道

农田水利灌溉渠道是农业生产中用于输送分配灌溉水源的人工通道是农田水利工程重要组成部分。将水源有效引至农田能满足农作物生长的水分需求。根据其建设材料、规模功能等分为不同类型，如土质渠道、砖石渠道、混凝土渠道等。渠道有一定的坡度横断面设计，确保水流顺畅，减少渗漏蒸发损失，最大限度地提高灌溉效率。农田水利灌溉渠道建设维护有效保障农业生产的稳定性，提高水资源的利用效率，促进农业可持续发展。

1.2 农田水利灌溉渠道的作用

农田水利灌溉渠道有效调节水资源，在干旱或水资源不足地区灌溉渠道将有限水资源从水源地输送至农田，确保农作物在关键生长阶段获得必要的水分供应。通过合理水量分配，灌溉渠道实现水资源最大化利用。渠道为农田提供适宜水分，使土壤保持适度湿润状态，有利于土壤微生物活动。改善土壤结构，增强土壤肥力，为农作物生长提供更好的土壤条件。渠道具有防洪排涝作用，在雨季或洪水期间灌溉渠道承担部分排水任务，将多余洪水引至安全区域，防止农田被淹。通过合理设计管理，灌溉渠道降低地下水位，改善土壤盐碱化现状。建设高效节能灌溉系统，可提高农业生产机械化水平，降低劳动强度，提高生产效率。

2 农田水利灌溉渠道维护的工程技术

2.1 渠道防渗技术

精细化选择渠道衬砌材料，常见衬砌材料为混凝土、塑料薄膜、沥青混凝土、砌石等。每种材料均有特定适用场景，例如混凝土衬砌具有较高强度，适用于大型渠道；塑料薄膜具有重量轻、施工方便的优点，适用于小型或临时性渠道。选择衬砌材料时考虑渠道规模、水流条件，确定衬砌材料厚度，设计防渗层结构布局，考虑防渗层与渠道其他部分的连接方式。在设计中运用水力学、土壤力学等原理确保防渗结构承受水流冲刷，有效阻止水分渗漏。混凝土衬砌施工涉及模板制作、混凝土浇筑等环节，塑料薄膜铺设需要考虑薄膜搭接、焊接的连接方式。严格控制施工质量，确保防渗层的完整性。通过定期监测渠道渗漏情况，评估防渗技术的实际效果，为后续维护与改进提供依据。

塑料薄膜防渗技术利用聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）等高分子材料不透水性，通过热熔焊接或黏合剂将薄膜拼接成连续防渗层。薄膜材料厚度为0.1～0.3 mm，根据渠道使用条件选择。抗拉强度≥14 MPa，抵抗水流冲刷。延伸率≥200%，保证薄膜在温度变化时不易破裂。在紫外线下暴露5 000 h以上，性能损失不超过20%。清理渠道底部和侧壁的杂物，确保铺设面平整。按照设计尺寸裁剪薄膜，使用专用焊接机进行热熔焊接，确保焊缝密封性能良好。在薄膜上方铺设10～15 cm厚砂土，保护薄膜不受损伤。应用防渗技术前渠道渗漏率高达30%，应用后渗漏率降至5%。输水效率提高25%，灌溉周期缩短10%。

2.2 渠道加固技术

渠道整体稳定性，涉及水力学计算、土壤力学分析等复杂工程领域。计算渠道在不同工况下水流速度参数，评估渠道稳定性，确定需要加固的关键部位。在边坡加固方面，除了传统削坡、放坡等方法，还可采用先进土工合成材料。例如，土工格栅可以铺设在边坡表面，通过其高强度提高边坡抗冲刷能力。此外，喷锚支护技术是有效的边坡加固方法，将喷射混凝土与锚杆相结合，形成坚固支护结构，显著提高边坡稳定性。对渠底进行加固，除了铺设防渗材料和设置反滤层，还可考虑采用深层搅拌桩或高压旋喷桩等地基处理方法。在渠底土壤中注入固化剂，使土壤颗粒重新排列并固结成坚硬土体，提高渠底承载能力。使用渠道加固技术，如纤维增强混凝土（FRC）和高性能混凝土（HPC）等新型材料具有高强度，可用于渠道衬砌修复。无人机遥感技术和三维激光扫描技术等先进手段可被应用于渠道加固工程，实现快速准确检测。在选择加固方法时，需进行全面技术经济分析，确保所选方案满足工程需求，具有合理经济效益。严格控制施工质量，遵循相关规范标准，确保加固效果达到设计要求。

在渠道侧壁和底部先铺设一层土工膜，进行混凝土衬砌。土工膜作为防渗层有效减少水分通过土壤颗粒间空隙渗透流失，混凝土衬砌提供强大结构支撑，抵抗水流冲刷。土工膜厚度为0.3～0.5 mm，抗拉强度≥15 MPa，延伸率≥200%。混凝土强度等级C30，抗渗等级P8，衬砌厚度15～20 cm。清理渠道，确保铺设面平整无杂物。按设计要求裁剪土工膜，应用热熔焊接技术确保焊缝密封性。安装模板浇筑混凝土，进行充分养护达到设计强度。加固前渗漏率高达25%，加固后降至3%，输水效率提高35%。

2.3 渠道清淤与疏浚技术

渠道清淤技术包括机械清淤和人工清淤，机械清淤利用挖掘机、装载机等机械设备进行作业，清淤效率高，但成本相对较高，适用于淤积物较厚、工作量较大的情况。人工清淤依靠人力使用铁锹、铁铲等工具进行清理，成本较低，效率也相对较低，适用于淤积物较薄、工作量较少情况。渠道疏浚技术是维护渠道畅通重要手段，疏浚主要目的是清除渠道内杂草、树木等障碍物，整治渠道横断面和纵坡面，恢复其原有设计形状。常见疏浚方法包括水力疏浚和机械疏浚，水力疏浚利用高压水流冲刷渠道底部，将淤积物冲刷至下游地点，适用于淤积物较松软，易冲刷情况。机械疏浚利用挖掘机、铲运机等机械设备进行挖掘运输作业，直接清除淤积物和障碍物。在应用渠道清淤与疏浚技术时，要全面勘察测量渠道，了解淤积物分布情况。选择合适清淤方法，确保作业效率。合理处理清淤过程中产生的废弃物，避免对环境造成污染。此外，还可结合无人机遥感技术应用于渠道快速巡查，智能监控渠道淤积情况。

使用挖掘机配备特制清淤斗，对渠道底部淤泥进行高效挖掘。清淤深度达1.5～2 m，挖掘效率达50～60 m3/h。利用压力高达100～150 MPa高压水射流对机械清淤难以触及区域进行冲刷。水射流有效破碎淤泥，提高清淤效率。使用专用淤泥固化剂，与挖掘淤泥进行混合，使其在短时间内固化成具有一定强度的土体。使用无人机测深仪全面勘查渠道，确定淤积严重区域。根据勘查结果使用挖掘机进行针对性清淤作业，对机械清淤后区域进行高压水射流冲刷，与固化剂混合待其固化后运往指定地点进行后续利用。某水利渠道经过1个月作业，共清理淤泥约3万 m3，渠道有效过水面积增加40%。清淤后渠道水流速度快30%，输水能力提高50%。

2.4 自动化监控与智能化管理技术

自动化监控技术依赖于各类传感器，实时采集渠道水位流量关键数据，通过无线或有线传输方式将数据发送中央监控中心。中央监控中心通过专业数据处理软件处理数据，生成各种报表为管理人员提供决策支持。引入人工智能、机器学习等算法实现对渠道的智能控制，构建灌溉渠道数学模型，利用历史数据进行模型训练优化，实现对渠道水位的精确预测。当预测到渠道水位即将超过安全阈值时智能化管理系统可自动调整闸门开度，及时降低水位，确保渠道安全运行。将智能化管理应用于渠道故障诊断，实时监测分析传感器数据，及时发现渠道异常情况，自动触发报警机制，通知管理人员进行及时处理。选择合适传感器设备，确保设备的精度与可靠性能满足相关要求。构建稳定数据传输网络，确保数据实时性。开发功能强大数据处理软件，实现对数据深度挖掘。结合智慧灌溉系统，实现对灌溉渠道全面感知，为农业生产提供强大水利保障[1]。

3 农田水利灌溉渠道的管理措施

3.1 构建组织管理体系

在构建组织管理体系过程中需要明确各级管理机构人员配置，确定渠道维护主管部门，明确各自职责范围。制定渠道维护管理制度、操作规程等，详细规定具体维护操作，确保维护工作规范性[2]。针对可能发生紧急情况制定应对措施，减少损失并尽快恢复正常运行。建立完善的培训机制，制定定期培训计划，优化培训内容，使维护人员熟练掌握渠道维护的基本知识，提高自身处理问题能力。评估维护人员绩效，了解相关人员工作表现，发现存在的问题与不足，为后续改进提供依据。注重沟通协作，各级管理机构之间、管理人员建立有效沟通渠道，确保信息的及时传递。加强对人员的协作精神培养，营造团结互助的工作氛围。

3.2 制定维护与运行管理制度

定期全面细致地检查灌溉渠道，包括渠道本体、闸门、泵站等关键部位。巡检应按照既定频次进行，确保无遗漏。巡检过程中重点关注渠道渗漏裂缝的异常情况，以及闸门启闭是否灵活、电气设备运行是否正常等。巡检记录详细完整，为后续维护提供准确依据。对渠道及相关设备进行预防性维护，延长使用寿命。清理渠道内杂物、淤积物，保持渠道畅通[3]。对闸门、泵站等设备进行润滑维护，对电气设备进行除尘防潮处理。根据设备重要性和使用频率制定维护与运行管理制度，确保关键设备得到有效维护。及时解决故障问题，遵循“先急后缓、先重后轻”原则，优先处理影响渠道安全运行故障。维修过程中严格遵守操作规程，确保维修人员安全。详细记载故障原因，处理过程和结果，为后续故障预防提供经验借鉴。根据农田灌溉需求、水源状况等因素合理调度渠道内水流，考虑上下游、左右岸用水需求，实现水资源的合理分配。健全安全责任制，明确各级管理人员安全职责。制定完善安全操作预案，确保在紧急情况下迅速有效应对[4]。

3.3 加强水量调度与分配管理

严格管理水源，确定水源可用水量、水质状况等。通过定期水文观测，掌握水源动态变化情况，为水量调度提供准确数据支持。制订有针对性的用水计划，指导后续调度决策。例如，结合泵站提水能力进行综合分析，确定各灌溉区域供水时间。遵循公平高效原则，确保水资源合理分配。安装渠道水位计监测设备，实时掌握渠道输水情况，确保调度决策的准确执行。及时发现处理输水异常情况，保障灌溉的顺利进行。对比实际灌溉效果，评估水量调度与分配管理成效，发现问题，为后续改进提供依据[5]。

部署水位传感器、流量传感器和土壤湿度传感器，实时监测渠道水位。建立农田水利数据库，存储历史数据。分析预测不同时间段灌溉需水量，利用遥感GIS地理信息系统，对农田进行空间分析。制定水量分配计划，确保水资源在时空合理分配。采用智能算法对渠道网络进行优化调度，确定各渠道开关状态。根据实时监测数据和调度算法生成控制指令，通过通信网络发送给远程执行机构。定期对农田灌溉效果进行评估，包括农作物生长情况、产量，调整优化水量调度与分配策略。通过实时监测智能调度，农田灌溉效率提高25%，减少灌溉过程中的水资源浪费。作物得到充足水分供应，平均产量提高10%。每年节约灌溉用水15%，改善农田盐碱化现象，优化土壤环境。实施系统前该地区农田灌溉水有效利用系数仅为0.45，即仅有45%的灌溉水被作物吸收利用。通过精确调度分配，农田灌溉水有效利用系数提高0.6，即60%灌溉水被有效利用[6]。

3.4 加强与农户的沟通与协作

建立多样化沟通渠道，定期召开专项会议向农户传达灌溉计划，确定水量分配信息，收集农户反馈建议，形成双向信息交流。成立农户灌溉协会小组，让农户参与灌溉计划制定、水量调度决策工作。开展技术培训安全教育活动，提高农户维护能力，使农户更好配合支持灌溉渠道管理工作。在灌溉渠道维护管理中，明确农户的权利与义务。按照计划合理使用水资源，参与渠道日常维护。确保农户从灌溉系统中获得实际利益，提高作物产量，改善灌溉条件。增强农户责任感，促进其与管理者紧密合作。为及时解决问题，建立冲突解决机制。设立专门调解机构，建立明确调解程序，提供必要法律援助。定期收集农户反馈意见，对管理服务进行持续改进。关注新技术、新方法应用，提高灌溉效率，为农户提供优质高效服务。

4 结束语

通过实施科学有效维护管理方法，保障灌溉渠道正常运行，延长使用寿命，提高灌溉效率，减少水资源浪费。重视农田水利灌溉渠道维护管理工作，不断完善相关制度，创新管理模式，适应新形势下农业生产需求。

参考文献

[1] 周玉龙.农田水利灌溉渠道工程运行维护与管理对策[J].乡村科技，2022，13（11）：146-149.

[2] 李艳润.农田水利灌溉渠道维护与管理的有效措施[J].科技创新与应用，2022，12（18）：146-149.

[3] 赵奋东.秦安县农田水利灌溉渠道工程运行维护及管理措施[J].乡村科技，2022，13（10）：155-158.

[4] 张志军.农田水利灌溉渠道工程运行维护与管理[J].农业开发与装备，2022（8）：110-111.

[5] 刘娟娟.农田水利灌溉渠道工程运行维护及管理探析[J].农业科技与信息，2022（10）：90-92.

[6] 李鸣洲.农田水利灌溉渠道维护与管理对策[J].新农业， 2022（21）：75-76.