山地渠道的灌溉技术

 

    1．山地渠道的特点         
   
    渠道灌溉技术是指从水源取水、通过渠道及附属建筑物向农田供水、经由田间工程进行农田灌水的工程系统，包括渠首工程、输配水工程和田间工程三大部分。山地灌区与平原灌区比较具有以下特点：地形比较复杂，起伏剧烈，坡度陡，河床切割较深，比降较大，耕地分散，位置较高。山地灌区干渠的布置特点是渠道高程较高，比降平缓，渠线较长而且弯曲较多，深挖高填渠段较多，沿渠交叉建筑物较多。支渠的布置特点是渠道流量较小，落差较大，比降较大，对下游渠道的冲刷现象较为严重。 

    针对山地灌区的特点及干、支渠的布置特点，结合我国目前的经济状况、地方政府财力和农村经济发展情况、农民筹资能力等，在山地灌区全部实行输水管道化仍有很大的难度，渠道灌溉在很长一段时期内仍然占有一定的比重。从根本上解决好引水下山难(下山支渠)的 问题，是解决山地灌溉成败的键。    
      
    山地灌区的支渠均为垂直等高线布置，上端坡度较陡，渠道比降较大，耕地多为山坡地，渠道灌溉难度较大，绝大多数撂荒。

 原有部分支渠衬砌的渠道，由于种种原因全部破坏，其主要原因是设计上不合理，有的支渠落差大于10m，而与下游同级渠道的衔接处无消力池，造成衔接处冲毁。梯田大多集中在支渠中下端，相邻梯田高差不一致，高程变化1～5m不等，有的甚至高达10m。支渠除个别集中落差外，其余部分坡度较缓，上游的高速水流挟带泥沙又造成下游渠道的淤积，而且含大量泥沙的水灌溉作物后甚至造成减产。以上所述为落差建筑物在山地渠道灌溉中存在的问题。实际上，落差建筑物设计中*关键的问题是防止下游渠道的冲刷。根据武山东梁灌区支渠的调查研究，落差建筑物几乎普遍存在着严重的冲刷问题。影响冲刷的*主要的原因是单宽流量,其次是消力池的长度、型式、深度以及消力池与下游渠道的联接形式。根据下游渠道产生冲刷的原因分析，提出山地灌区下山渠道的设计思路。 

    2.人工加糙的设计思路      
     
    常规渠道设计为了减少水头损失，增加渠道的输水能力，均采取较小糙率的材料；而渠道灌溉中下山渠道应增大输水材料的糙率，其方法是进行人工加糙，促进渠道水流的扩散，降 低流速，改善下游流态，进一步消除水动能，保护下游渠道。其作用的大小与人工加糙的布置型式、尺寸、渠道落差等有着密切关系。现提出以下几种人工加糙的布置形式及适用范围。下山渠道进行人工加糙，迫使渠道内水流产生混乱，掺入大量空气，故水深加大，因此需要加高侧墙。糙条在高速水流的作用下，承受较大的冲击力，并很容易产生气蚀，应耐磨材料和抗气蚀材料。施工时，糙条与底板应连为一体，避免沉陷缝穿过。 

    3.下山渠道的设计型式 

    根据实地观测，落差建筑物——上游冲刷往往是由于跌水口单宽流量过大所致。因此，山地灌区下山渠道应设计为浅宽式渠道型式。 

    4．下游衔接建筑物的设计 

    保证消力池有足够的长度与深度，保证出口断面的流速分布均匀。施工时，应保证糙条的对称布置。 

    结语：山地灌溉技术模式的选择有其固有的特点，应根据当地山地坡度、土壤条件、作物种植类型、梯田宽度、相邻梯田落差、群众自筹能力以及水源条件等实际情况进行选择，本文提出的山地节水灌溉技术模式中系统布置的观点，意在起抛砖引玉的作用，共同探索适宜的山地节水灌溉模式。