灌区节水改造工程中渠道防渗技术对比与效益分析

一、引言

我国是农业大国，农业用水在总用水量中占比居高不下，而灌区作为农业用水的主要载体，其水资源利用效率对农业发展和水资源可持续利用至关重要。传统灌区渠道渗漏导致水资源浪费和生态问题。渠道防渗技术能减少损失，提升水利用效率，是节水改造的关键。市场上多种防渗技术各有优势。对比分析这些技术有助于选择最合适的，以最大化节水改造效益。

二、灌区节水改造中渠道防渗的重要性

2.1 提高水资源利用效率

渠道渗漏是灌区水资源浪费的主要原因之一。据统计，未采取防渗措施的土渠，渗漏损失占总输水量的 30%-50% ，部分地区甚至更高。通过实施渠道防渗工程，可将渗漏损失降低至 5%-15% ，显著提高灌溉水利用系数，使有限的水资源能够灌溉更多的农田，缓解水资源供需矛盾。

2.2 保障农业生产稳定

稳定的灌溉水源是农业生产的基础。渠道防渗能够减少水资源在输送过程中的损耗，确保农田得到充足、及时的灌溉，提高农作物产量和质量。同时，防渗后的渠道水流速度加快，输水时间缩短，可有效应对干旱等自然灾害，增强农业生产的抗风险能力。

2.3 改善生态环境

渠道渗漏可能导致地下水位上升，引发土壤盐渍化，影响农作物生长。此外，渗漏的水资源还可能携带农药、化肥等污染物，对周边水体和土壤环境造成污染。实施渠道防渗工程，可有效控制地下水位，减少土壤盐渍化发生概率，降低农业面源污染，保护生态环境。

三、常见渠道防渗技术对比

3.1 混凝土衬砌防渗技术

原理与特点：混凝土衬砌防渗是通过在渠道内壁铺设混凝土板或浇筑混凝土，形成防渗层，阻止水分渗漏。该技术防渗效果好，耐久性强，能适应较大的水流速度和荷载，且便于维护。但混凝土衬砌施工成本较高，对地基条件要求严格，施工工艺相对复杂。

施工工艺：首先对渠道基础进行处理，确保地基平整、坚实；然后安装模板，浇筑混凝土或铺设预制混凝土板；最后进行混凝土养护，保证混凝土强度达到设计要求。在施工过程中，需注意混凝土的配合比设计和浇筑质量，防止出现裂缝等问题。

适用条件：适用于各种地形和土质条件的渠道，尤其是对防渗要求高、水流流速较大的骨干渠道和重要支渠。

3.2 塑料薄膜防渗技术

原理与特点：塑料薄膜防渗是利用塑料薄膜的不透水性，将其铺设在渠道内壁或底部，隔绝水分与土壤的接触，达到防渗目的。该技术具有成本低、施工简便、防渗效果显著等优点，但塑料薄膜耐久性较差，容易受紫外线、机械损伤等影响，使用寿命相对较短。

施工工艺：先对渠道基层进行平整处理，清除尖锐物；然后铺设塑料薄膜，薄膜之间采用热合或粘接方式连接；最后在薄膜上覆盖保护层，可选用土料、砂砾石等材料，防止薄膜受到破坏。

适用条件：适用于小型渠道、临时性渠道以及资金有限的灌区节水改造工程。

3.3 沥青材料防渗技术

原理与特点：沥青材料防渗是将沥青混凝土、沥青砂浆等沥青类材料铺设在渠道表面，形成防渗层。沥青材料具有良好的防渗性能和柔韧性，能适应一定的地基变形，抗冻性能较好。但沥青材料在高温下容易软化，低温下可能变脆开裂，且施工过程中会产生有害气体，对环境和施工人员健康有一定影响。

施工工艺：施工前需对渠道基层进行清理和处理，确保基层表面平整、干燥；然后将沥青材料加热熔化，采用喷涂、浇筑或铺设等方式施工；最后进行表面处理和养护。

适用条件：适用于寒冷地区、地基有一定变形的渠道，以及对防渗和

抗冻要求较高的工程。

3.4 土料压实防渗技术

原理与特点：土料压实防渗是通过对渠道土料进行分层压实，减少土壤孔隙率，提高土壤密实度，从而降低土壤的透水性。该技术施工简单，成本低廉，无需特殊材料和设备，但防渗效果相对较差，防渗层厚度较大，占用渠道空间较多。

施工工艺：选择合适的土料，控制土料的含水量在最优含水量范围内；然后分层铺填土料，每层厚度不宜过大，采用夯实机械进行压实，达到设计的压实度要求。

适用条件：适用于小型渠道、临时性渠道以及对防渗要求不高的灌区，或作为其他防渗技术的辅助措施。

四、渠道防渗技术效益分析

4.1 经济效益

节水效益：不同防渗技术的节水效果直接影响其经济效益。以混凝土衬砌防渗技术为例，假设某灌区改造前灌溉水利用系数为 0.4，采用混凝土衬砌防渗后提高至 0.8，灌区年总引水量为 1000 万立方米，则每年可节约水资源 400 万立方米。按照当地农业用水价格计算，可节省大量的水费支出。

增产效益：渠道防渗保障了农田灌溉用水，促进农作物增产增收。例如，某灌区实施防渗改造后，农作物平均亩产量提高 10%-20% ，农民收入显著增加。同时，减少了因水资源不足导致的灌溉设备投入和运行成本。

工程寿命周期成本：虽然混凝土衬砌防渗技术初期投资较高，但其耐久性强，使用寿命长，后期维护成本低；而塑料薄膜防渗技术初期投资低，但由于使用寿命短，需要频繁更换，总体成本并不低。因此，在选择防渗技术时，需综合考虑工程寿命周期成本。

4.2 社会效益

提高灌溉保证率：渠道防渗技术有效减少了水资源渗漏损失，提高了灌溉水的输送效率和可靠性，使更多农田能够得到及时灌溉，提高了灌溉保证率，保障了农业生产稳定，有助于国家粮食安全。

促进农村经济发展：节水改造后，节约的水资源可用于扩大灌溉面积或发展其他产业，促进农村产业结构调整和经济发展。同时，灌溉条件的改善也减轻了农民的劳动强度，提高了劳动生产效率。

改善农村生态环境：渠道防渗减少了土壤盐渍化和农业面源污染，改善了农村生态环境，提高了居民的生活质量，促进了农村生态宜居建设。

4.3 生态效益

保护水资源：渠道防渗减少了水资源的无效损耗，增加了可利用水资源量，有助于维持区域水资源平衡，保护水资源。同时，减少了渗漏对地下水的补给，避免了因地下水位变化引发的生态问题。

改善生态环境：防渗后的渠道减少了水土流失，防止了渠道周边土壤沙化和盐碱化。此外，稳定的水流条件为水生生物提供了适宜的生存环境，有利于维护生物多样性，改善生态系统结构和功能。

五、结论

在实际工程中，应综合考虑灌区的自然条件、工程需求、资金状况等因素，科学合理地选择渠道防渗技术，以实现节水改造工程效益的最大化。同时，随着技术的不断发展和创新，应积极探索和应用新型渠道防渗技术，进一步提高灌区节水改造水平，推动灌区可持续发展，为保障国家粮食安全和生态环境改善做出贡献。

参考文献

[1]尚奇.灌区节水改造工程中渠道防渗关键技术分析[J].水上安全,2024,(05):166-168.

[2] 辛福德. 灌区节水改造中的渠道防渗技术研究[J]. 科技资讯,2023,21(22):156-159.

[3]段丽芳.灌区节水改造工程中农田灌溉渠道防渗关键技术研究[J].南方农机,2023,54(18):178-180.