淺析渠道防滲的節(jié)水效果與經(jīng)濟效益

　　[摘要]通過對渠道滲漏量的計算以及對輸水損失的測定，探討減少輸水損失的防滲措施，分析渠道防滲的節(jié)水效果與經(jīng)濟效益。

　　[關(guān)鍵詞]渠道防滲，節(jié)水效果，經(jīng)濟效益，分析　

　　1、渠道滲漏量的推算

　　由武漢大學(xué)編寫的《農(nóng)田水利學(xué)》（第三版）一書中介紹渠道滲漏量的推算。書中認為要較準(zhǔn)確推算渠道滲漏量，應(yīng)通過實測方法確定；在沒有實測資料時，可用經(jīng)驗公式推算。書中推薦了未防滲渠道用經(jīng)驗公式或經(jīng)驗系數(shù)估算輸水損失水量。

　　首先用經(jīng)驗公式求出渠道輸水損失系數(shù)

　　σ=A/100Qmn（1）

　　式中：Q為每公里渠道輸水損失系數(shù)；Qn為通過渠道的凈流量；A、m分別為不同土質(zhì)的透水系數(shù)和透水指數(shù)。

　　然后，再用公式計算渠道輸水損失量；

　　Ql=σLQn（2）

　　式中：Ql為渠道輸水損失流量；L為渠道長度。

　　書中還推薦有防滲層渠道的滲漏量估量公式:

　　S防=α/S（3）

　　式中:α/為滲漏量減少系數(shù)。其中�；炷�土襯砌渠道α/=0.05-0.15。

　　目前，惠州市混凝土襯砌渠道其混凝土厚度一般為6cm左右，所以滲漏量減少系數(shù)取0.1較合適。

　　渠道輸水損失包括渠道內(nèi)水面蒸發(fā)與水蒸騰損失（與是否防滲有關(guān)）和滲漏損失。從式①與②可知，混凝土襯砌防滲渠道的滲漏量只是為襯砌渠道輸水損失的10%。

　　2、輸水損失與灌水損失

　　灌溉水主要是從水庫、河流引來或提取的地表水，或用水泵從井內(nèi)提取的地下水，通過采用必要的工程技術(shù)措施，引水到田間被作物吸收利用。灌溉水從水源引入到田間作物吸收利用，在這個過程中的水量損失，可分解成渠系輸水損失和田間灌水損失兩部分。因此輸水損失相應(yīng)包含渠道輸水損失以及水田田間滲漏損失兩部分。

　�、偾�道輸水損失測量

　　渠道損失水量測定方法分為動水測定法及靜水測定法。

　　a.動水測定法

　　根據(jù)渠道沿線的水文地質(zhì)條件，選擇有代表性的渠段，中間無支流，其長度應(yīng)滿足以下要求：流量小于lm3/s時，渠道長不小于lkm；流量為1～l0m3/s時，渠道長不小于3km；流量為10～30m3/s時，渠道長不小于5km；流量大于30m3/s時，渠道長不小于l0km。觀測上、下游兩個斷面相同時段的流量，其差值即為損失水量。

　　b.靜水測定法

　　選擇一段具有代表性的渠段，長度50～l00m，兩端堵死，渠道中間設(shè)置水位標(biāo)志，然后向渠中充水，觀測該渠段內(nèi)水位下降過程，根據(jù)水位變化即可計算出損失水量和渠系水利用系數(shù)。

　　渠段的水量損失測出后，換算成單位長度水量損失率σ，即可計算出渠道水利用系數(shù)：

　　ηS=1-σL（4）

　　式中：L為渠道長度(km)。

　　田間水利用系數(shù)的測定法。在灌區(qū)中選擇有代表性的灌溉地塊，通過實測灌水前后1-3天內(nèi)土壤含水量的變化，計算凈灌水定額，用下式算出田間水利用系數(shù)：

　　（5）

　　式中：β1、β2分別為灌水前后作物計劃濕潤層的土壤含水率(以干土重的百分數(shù)表示)；γ為土的干容重(t/m3)；H為作物計劃濕潤層深度(m)；其余符號意義同前。

　　渠道輸水損失測量在惠州市矮陂灌區(qū)各級渠道選擇有代表性的渠段共31段，總長度為109.5km，采用流速儀和堰板（梯形堰和三角堰兩種），按技術(shù)規(guī)范要求，進行渠道輸水損失測量。

　　實測資料表明：襯砌渠道的輸水損失僅為未襯砌渠道的20%。我認為此比例偏小，建議采用25%較妥。如前所述，混凝土襯砌渠道的滲漏量只是為襯砌渠道的10%，而渠道輸水過程中的水面蒸發(fā)及水蒸騰量應(yīng)占輸水損失的15%，合計為25%。

　�、谒�田田間滲漏量的調(diào)查

　　我們對水田田間滲漏量進行調(diào)查。采用有底（測水天騰發(fā)量）、無底（測水田滲漏量和騰發(fā)）和水面蒸發(fā)量三測箱為一組，對灌區(qū)內(nèi)部土、壤土、沙土與坡地（含礫石壤土）的滲漏量進行實測。根據(jù)國際慣用的田間灌溉效率資料，結(jié)合惠州市矮陂灌區(qū)的實際，經(jīng)分析，田間灌溉的效率表見表1。

　　綜合灌區(qū)的情況，田間灌區(qū)效率取0.9-0.93。

　　3、分析

　　按以上實測得出經(jīng)驗公式計算，惠州市矮陂灌區(qū)全面防滲后的合成輸水效率為77.4%。設(shè)田間綜合灌溉效率為90%，防滲后水利用率可以高達69%。

　　輸水渠道采用防滲措施，在經(jīng)濟上是否合算？為此我們選用輸水量分別為0.5、1、5、10m/s4種情況進行分析，輸水渠道長均為1km。流量0.5-1m3/s，采用U形槽防滲，流量在5-10m3/s時，采用厚5cm的混凝土預(yù)制塊襯砌。渠道輸水時間按6.5個月200d計。計算成果見表1。

　　表1防滲渠道經(jīng)濟分析表                          

　　從表1中可見:

　�、� 過流量越小，即小渠道，其損失率越高。

　�、� 按一年渠道過水200d計，1km渠道節(jié)水達幾10萬m3至100多萬m3，年公里節(jié)水量相當(dāng)可觀，效益極為明顯，而相應(yīng)的造價約為10萬-31萬元。

　�、� 設(shè)某渠道公里損失率為σ%，過流量為Q，流經(jīng)X公里后，其余流量為Q=(1-σ)X*Q。如沙土，過流量為0.5m3/s。損失率為8.8%，經(jīng)10km后，余流量Q余=(1-0.088)*0.5=0.2（m3/s）。經(jīng)20km后，余流量只有0.08m3/s。

　�、� 渠道防滲后，年節(jié)約1m3的造價約為0.2-0.35元。渠道襯砌每節(jié)約1m3的水，只需投入2-3.5分錢（壽命按10年算）。若壽命按15年算或更長算，成本更低�！�