【摘要】農田灌溉的水利渠道設計與合理施工，是保證我國農田水利工程效益的基礎與前提，對我國農業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展起著良好的作用。本文首先闡述了農田水利渠道工程設計的基本原則，對農田水利工程的渠道設計與施工進行了簡要分析。
【關鍵詞】農田水利渠道工程；設計；施工；評估
渠道是農田灌溉中不可缺少的建筑物，渠道運行的好壞，直接關系著渠道的正常輸水和灌溉效益的充分發(fā)揮。合理規(guī)劃設計水利渠道并根據(jù)設計方案付諸施工，對于提升灌溉水源利用率來說是非常重要的，所以科學地設計和合理地進行施工是保證農田灌溉順利進行的一個根本保障。
一、農田水利渠道工程設計的基本原則
水利渠道的設計原則要將水、田等各個方面的規(guī)劃設計都考慮在內，進行綜合的考量。從而使得我國農業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟效益與社會效益能夠最大化的進行有效的結合。水利渠道設計要保證灌溉用水使用的最大化效益，提高單位水量的灌溉面積與效果。水利渠道的設計不僅要滿足農田的用水需求，還要注意與農田的防洪、排澇以及工業(yè)、生活用水的有效結合，以使得農田對于干旱和洪澇都能具有有效的防護功能。對于我國農田的水利渠道設計要以實際情況為主要的設計基礎，重視實地考察的必要性與重要性，是水利渠道設計中最為關鍵的設計原則。
二.農田水利渠道工程的設計
1、渠道橫斷面設計。農田渠道橫斷面設計多選用矩形和U型斷面，一般情況下采用均勻流原理計算渠道橫斷面所用尺寸，即設計流量：其中A為過水斷面面積，i為渠道比降，R為水力半徑。設計渠道時應堅持工程量小且投資少的原則，設計最佳水利斷面，而渠道比降的選擇是否合理直接影響到工程造價高低與控制面積大小，當然也與渠道糙率、邊坡系數(shù)、穩(wěn)定渠床寬深及不沖與不淤流速有關。渠道比降是指在坡度均勻的渠段內，兩端渠底高差和渠段間距離的比值，其大小取決于渠道土質、泥沙含量和灌區(qū)地面的坡度，i越大，則v越大，使A減少，容易沖刷渠床；如i越小，使得v過小，會使渠道淤積，輸水能力降低；渠道比降的選擇。渠道邊坡系數(shù)即為邊坡水平方向投影長度（用1表示）與垂直方向投影長度（用m表示）比值；m越大則邊坡越緩，越小則邊坡越陡值要，m為零時渠道斷面為矩形；因此m值要根據(jù)渠床土壤地質與渠道深度來確定。渠道斷面的寬深比的選擇既要滿足渠道水力最優(yōu)斷面寬深比：為保證渠床穩(wěn)定，渠道流速應滿足不沖、不淤。
2、渠道縱斷面設計與水位高程的確定。渠道縱斷面設計應根據(jù)灌區(qū)地形圖，選和等高線平行線以確定其走向，再根據(jù)等高線走向、土質情況、灌溉要求、水的流量綜合確定縱坡。按縱斷面中心線確定各樁點的渠底、渠頂及水位高程，其中渠底高程為水位高程與設計水深之差，渠頂高程為水位高程與渠道水位超高a之和；重點是確定渠道縱斷面水位高程為典型點地面高程、灌溉水渠高h、各級渠道的長度和坡降與水頭損失之和。在確定好渠道水位高程后，再根據(jù)所在灌溉區(qū)域的面積與實際情況計算斗渠、支渠與干渠等渠道設計損耗流量與凈流量之和，再計算U型槽縱坡降與槽內過水流量，進而確定U型槽空斷面規(guī)格尺寸。
三、農田水利渠道工程的施工
1、混凝土預制U型槽。U型槽應用于農田水利渠道工程施工的第一步，便是預制混凝土U型槽，預制所使用的機械設備應是經(jīng)國家認證的構件成型設備，較為常見的就是型號為LZYB-1的成型設備。該設備制作流程簡單、成本投入低，在混凝土U型槽的預制上有著極大的優(yōu)勢。其次便是實施混凝土配比的試驗。以農田水利渠道工程設計的標準與要求、技術水平以及水泥砂石料為依據(jù)，進行該工程的混凝土配比試驗。最后采取合適的混凝土配比。由于工程所在地的骨料級配不能符合設計的標準要求，故適當在其中摻入早強減水劑與粉煤灰。然后就是對預制U型槽的養(yǎng)護工作，在其生產(chǎn)24小時后對其進行養(yǎng)護，特別要注意的是防凍與保濕過程，除了其強度應達到設計標準之外，還應保證其表面光滑平直。
2、U型槽的施工安裝。首先，根據(jù)設計文件提供的測量成果進行施工放線，然后進行土方的開挖和回填，回填到堤頂高程后再用挖掘機進行基槽的開挖，挖掘機開挖時預留一定的保護層，最后精確放線，人工修整成型。U型槽的運輸主要采用人工配合機械裝卸，拖拉機運輸并小心存放至已開挖好的施工渠段。由于U形槽由曲面組成，構件較薄，以致于裝卸運輸過程中受力不均勻，容易造成構件的斷裂和損壞，因此，尤其要注意減少搬運過程中的構件損耗。其次，混凝土U型槽安裝前，在檢查完溝槽開挖的成型斷面后，按設計高程從下游向上游鋪砌。在施工完好的基槽面上，在基槽一側每隔20m設置高程控制樁，兩樁之間應帶有控制線，以控制U型渠的平面與側邊，將砼U型槽置于基槽后，再以控制線為基準，水平尺橫向校正平面，以校正砼U型渠側面，經(jīng)檢查符合要求后在兩側實施回填土固定，其接頭處還須留設30mm寬的縫隙，按此鋪設一段時間后，待U型槽沉降穩(wěn)定后再校正，之后用水泥砂漿勾縫至灌實，抹平。勾縫后加強養(yǎng)護，專人負責，保持濕潤。再次，U型槽鋪設應緊貼于墊層上，自下游使接頭面向上游按正確的軸線和坡度鋪設，鋪設過程中要保持槽體受力均勻，內壁齊平、平順，當坡度較大時可取跌坎過渡；還要盡可能使軸線取直，在相鄰U型槽間預留1.5-2.0cm寬度以備勾縫，對于U型槽，可采用套接水泥砂漿填塞接縫時，以保證其穩(wěn)固而不漏水。對于放水口及節(jié)制閘應按設計圖紙進行施工，嚴格控制好放水口高程以滿足排灌需要。最后的壓頂施工可采用磚砌、漿砌、現(xiàn)澆砼等壓頂形式，按設計尺寸要求進行施工，以保證其穩(wěn)固，注意磚砌壓頂應進行水泥砂漿處理。最后，在養(yǎng)護時在U型槽基槽底嚴格按照設計高程開挖，兩側溝槽開挖略寬于結構尺寸，U型槽安裝后兩側同時對稱分層回填，嚴格控制分層厚度，采用自制木夯人工夯實。砂漿面上覆蓋濕草簾，在養(yǎng)護過程中勤灑水，保持砂漿面濕潤狀態(tài)。
四、農田水利渠道工程的評估
針對混凝土U型水利渠道，要從三個方面入手：
1、混凝土U型的水利渠道對于實際環(huán)境具有一定的改善作用，可以起到美化景觀的作用，而且，混凝土U型槽的施工較為簡便，且施工的工期短，其在施工過程中所產(chǎn)生的影響也比較小，從而保證了環(huán)境的整體性。
2、混凝土U型槽的有效使用，可以使得單位用水率得到有效的提高，從而減少塌陷、堵塞問題的發(fā)生，進而減小農田水利渠道工程的成本，為水利渠道后期的養(yǎng)護工作留下較多的資金儲備。
3、混凝土U型水利渠道對于使用的土地面積具有明顯的優(yōu)勢，而且，混凝土U型槽是利用機械進行加工、預制的，所以厚度較為均勻，并且接風較少，具有良好的防滲效果。
綜合這幾點說明，混凝土U型水利渠道對于我國農田的水利渠道工程建設有著良好的作用，不僅節(jié)約施工的成本，還在縮短工期的基礎上，提高了水利渠道工程的施工質量，避免了某些設計上的缺陷問題，從而提高了我國農田水利渠道工程的有效使用率。
結束語
當前在我國的農田水利渠道工程的設計與施工中，受到許多因素的制約。而合理、科學的農田水利渠道工程規(guī)劃與設計，以及其施工規(guī)范性與有效性的保證，對于提高農田水利灌溉效益有著積極的現(xiàn)實意義。
參考文獻：
[1]劉木蘭.淺談預制混凝土U型槽在重點縣工程建設中的應用[J].科協(xié)論壇，2010.
[2]覃獻基.農田水利渠道工程設計與施工[J].科技風，2012
[3]潘平安等.現(xiàn)澆清水混凝土渠道施工工藝流程與技術[J].湖南水利水電，2010
【關鍵詞】農田水利渠道工程；設計；施工；評估
渠道是農田灌溉中不可缺少的建筑物，渠道運行的好壞，直接關系著渠道的正常輸水和灌溉效益的充分發(fā)揮。合理規(guī)劃設計水利渠道并根據(jù)設計方案付諸施工，對于提升灌溉水源利用率來說是非常重要的，所以科學地設計和合理地進行施工是保證農田灌溉順利進行的一個根本保障。
一、農田水利渠道工程設計的基本原則
水利渠道的設計原則要將水、田等各個方面的規(guī)劃設計都考慮在內，進行綜合的考量。從而使得我國農業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟效益與社會效益能夠最大化的進行有效的結合。水利渠道設計要保證灌溉用水使用的最大化效益，提高單位水量的灌溉面積與效果。水利渠道的設計不僅要滿足農田的用水需求，還要注意與農田的防洪、排澇以及工業(yè)、生活用水的有效結合，以使得農田對于干旱和洪澇都能具有有效的防護功能。對于我國農田的水利渠道設計要以實際情況為主要的設計基礎，重視實地考察的必要性與重要性，是水利渠道設計中最為關鍵的設計原則。
二.農田水利渠道工程的設計
1、渠道橫斷面設計。農田渠道橫斷面設計多選用矩形和U型斷面，一般情況下采用均勻流原理計算渠道橫斷面所用尺寸，即設計流量：其中A為過水斷面面積，i為渠道比降，R為水力半徑。設計渠道時應堅持工程量小且投資少的原則，設計最佳水利斷面，而渠道比降的選擇是否合理直接影響到工程造價高低與控制面積大小，當然也與渠道糙率、邊坡系數(shù)、穩(wěn)定渠床寬深及不沖與不淤流速有關。渠道比降是指在坡度均勻的渠段內，兩端渠底高差和渠段間距離的比值，其大小取決于渠道土質、泥沙含量和灌區(qū)地面的坡度，i越大，則v越大，使A減少，容易沖刷渠床；如i越小，使得v過小，會使渠道淤積，輸水能力降低；渠道比降的選擇。渠道邊坡系數(shù)即為邊坡水平方向投影長度（用1表示）與垂直方向投影長度（用m表示）比值；m越大則邊坡越緩，越小則邊坡越陡值要，m為零時渠道斷面為矩形；因此m值要根據(jù)渠床土壤地質與渠道深度來確定。渠道斷面的寬深比的選擇既要滿足渠道水力最優(yōu)斷面寬深比：為保證渠床穩(wěn)定，渠道流速應滿足不沖、不淤。
2、渠道縱斷面設計與水位高程的確定。渠道縱斷面設計應根據(jù)灌區(qū)地形圖，選和等高線平行線以確定其走向，再根據(jù)等高線走向、土質情況、灌溉要求、水的流量綜合確定縱坡。按縱斷面中心線確定各樁點的渠底、渠頂及水位高程，其中渠底高程為水位高程與設計水深之差，渠頂高程為水位高程與渠道水位超高a之和；重點是確定渠道縱斷面水位高程為典型點地面高程、灌溉水渠高h、各級渠道的長度和坡降與水頭損失之和。在確定好渠道水位高程后，再根據(jù)所在灌溉區(qū)域的面積與實際情況計算斗渠、支渠與干渠等渠道設計損耗流量與凈流量之和，再計算U型槽縱坡降與槽內過水流量，進而確定U型槽空斷面規(guī)格尺寸。
三、農田水利渠道工程的施工
1、混凝土預制U型槽。U型槽應用于農田水利渠道工程施工的第一步，便是預制混凝土U型槽，預制所使用的機械設備應是經(jīng)國家認證的構件成型設備，較為常見的就是型號為LZYB-1的成型設備。該設備制作流程簡單、成本投入低，在混凝土U型槽的預制上有著極大的優(yōu)勢。其次便是實施混凝土配比的試驗。以農田水利渠道工程設計的標準與要求、技術水平以及水泥砂石料為依據(jù)，進行該工程的混凝土配比試驗。最后采取合適的混凝土配比。由于工程所在地的骨料級配不能符合設計的標準要求，故適當在其中摻入早強減水劑與粉煤灰。然后就是對預制U型槽的養(yǎng)護工作，在其生產(chǎn)24小時后對其進行養(yǎng)護，特別要注意的是防凍與保濕過程，除了其強度應達到設計標準之外，還應保證其表面光滑平直。
2、U型槽的施工安裝。首先，根據(jù)設計文件提供的測量成果進行施工放線，然后進行土方的開挖和回填，回填到堤頂高程后再用挖掘機進行基槽的開挖，挖掘機開挖時預留一定的保護層，最后精確放線，人工修整成型。U型槽的運輸主要采用人工配合機械裝卸，拖拉機運輸并小心存放至已開挖好的施工渠段。由于U形槽由曲面組成，構件較薄，以致于裝卸運輸過程中受力不均勻，容易造成構件的斷裂和損壞，因此，尤其要注意減少搬運過程中的構件損耗。其次，混凝土U型槽安裝前，在檢查完溝槽開挖的成型斷面后，按設計高程從下游向上游鋪砌。在施工完好的基槽面上，在基槽一側每隔20m設置高程控制樁，兩樁之間應帶有控制線，以控制U型渠的平面與側邊，將砼U型槽置于基槽后，再以控制線為基準，水平尺橫向校正平面，以校正砼U型渠側面，經(jīng)檢查符合要求后在兩側實施回填土固定，其接頭處還須留設30mm寬的縫隙，按此鋪設一段時間后，待U型槽沉降穩(wěn)定后再校正，之后用水泥砂漿勾縫至灌實，抹平。勾縫后加強養(yǎng)護，專人負責，保持濕潤。再次，U型槽鋪設應緊貼于墊層上，自下游使接頭面向上游按正確的軸線和坡度鋪設，鋪設過程中要保持槽體受力均勻，內壁齊平、平順，當坡度較大時可取跌坎過渡；還要盡可能使軸線取直，在相鄰U型槽間預留1.5-2.0cm寬度以備勾縫，對于U型槽，可采用套接水泥砂漿填塞接縫時，以保證其穩(wěn)固而不漏水。對于放水口及節(jié)制閘應按設計圖紙進行施工，嚴格控制好放水口高程以滿足排灌需要。最后的壓頂施工可采用磚砌、漿砌、現(xiàn)澆砼等壓頂形式，按設計尺寸要求進行施工，以保證其穩(wěn)固，注意磚砌壓頂應進行水泥砂漿處理。最后，在養(yǎng)護時在U型槽基槽底嚴格按照設計高程開挖，兩側溝槽開挖略寬于結構尺寸，U型槽安裝后兩側同時對稱分層回填，嚴格控制分層厚度，采用自制木夯人工夯實。砂漿面上覆蓋濕草簾，在養(yǎng)護過程中勤灑水，保持砂漿面濕潤狀態(tài)。
四、農田水利渠道工程的評估
針對混凝土U型水利渠道，要從三個方面入手：
1、混凝土U型的水利渠道對于實際環(huán)境具有一定的改善作用，可以起到美化景觀的作用，而且，混凝土U型槽的施工較為簡便，且施工的工期短，其在施工過程中所產(chǎn)生的影響也比較小，從而保證了環(huán)境的整體性。
2、混凝土U型槽的有效使用，可以使得單位用水率得到有效的提高，從而減少塌陷、堵塞問題的發(fā)生，進而減小農田水利渠道工程的成本，為水利渠道后期的養(yǎng)護工作留下較多的資金儲備。
3、混凝土U型水利渠道對于使用的土地面積具有明顯的優(yōu)勢，而且，混凝土U型槽是利用機械進行加工、預制的，所以厚度較為均勻，并且接風較少，具有良好的防滲效果。
綜合這幾點說明，混凝土U型水利渠道對于我國農田的水利渠道工程建設有著良好的作用，不僅節(jié)約施工的成本，還在縮短工期的基礎上，提高了水利渠道工程的施工質量，避免了某些設計上的缺陷問題，從而提高了我國農田水利渠道工程的有效使用率。
結束語
當前在我國的農田水利渠道工程的設計與施工中，受到許多因素的制約。而合理、科學的農田水利渠道工程規(guī)劃與設計，以及其施工規(guī)范性與有效性的保證，對于提高農田水利灌溉效益有著積極的現(xiàn)實意義。
參考文獻：
[1]劉木蘭.淺談預制混凝土U型槽在重點縣工程建設中的應用[J].科協(xié)論壇，2010.
[2]覃獻基.農田水利渠道工程設計與施工[J].科技風，2012
[3]潘平安等.現(xiàn)澆清水混凝土渠道施工工藝流程與技術[J].湖南水利水電，2010
