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新疆生产建设兵团北疆典型区、内蒙古河套灌区渠道防渗防冻胀技术应用模式与经验中国灌溉排水发展中心中国灌溉排水发展中心-I-目录一、我国渠道防渗防冻胀技术应用概况.........................................................................-1-二、新疆兵团北疆典型区渠道防渗防冻胀技术应用.....................................................-2-（一）概况.....................................................................................................................-2-（二）典型区渠系工程基本情况.................................................................................-4-1、自然和社会经济概况.............................................................................................-4-2、渠系工程地质条件.................................................................................................-4-3、渠系工程现状情况.................................................................................................-5-（三）渠道冻胀破坏的影响因素分析.........................................................................-6-1、大气负温................................................................................................................-6-2、渠床土质................................................................................................................-7-3、地下水埋深............................................................................................................-7-4、渠道运行方式........................................................................................................-8-（四）典型渠道防渗工程及抗冻胀技术措施.............................................................-8-1、典型渠道防渗工程.................................................................................................-8-2、典型渠道防冻胀措施...........................................................................................-12-（五）渠道防渗防冻胀技术要点...............................................................................-14-1、渠道设计..............................................................................................................-14-2、渠道施工..............................................................................................................-16-3、运行管理..............................................................................................................-16-三、内蒙古河套灌区渠道防渗防冻胀技术应用...........................................................-17-（一）河套灌区概况...................................................................................................-17-1、灌区地理位置......................................................................................................-17-中国灌溉排水发展中心-II-2、水文、气象及水资源条件...................................................................................-17-3、水文地质与工程地质条件...................................................................................-20-4、社会经济状况......................................................................................................-23-5、灌区渠道防渗工程现状.......................................................................................-24-（二）河套灌区衬砌工程采取防冻胀措施的必要性...............................................-24-（三）河套灌区节水改造工程渠道防渗防冻胀措施应用情况...............................-27-1、河套灌区渠道防渗结构形式...............................................................................-27-2、河套灌区渠道防冻胀结构形式...........................................................................-27-3、河套灌区渠道防渗防冻胀技术措施应用...........................................................-28-4、几点体会..............................................................................................................-32-中国灌溉排水发展中心-1-一、我国渠道防渗防冻胀技术应用概况灌溉渠道是灌区水利工程的主要组成部分，是把灌溉水从水源输配到田间不可缺少的工程设施。采用各种渠道防渗衬砌技术措施，不仅可以有效减少渠道输水过程中水的渗漏损失，大幅度提高渠系水的利用系数，而且可以显著提高渠道运行的安全性和输水效率，是灌区节水改造工程建设的主要内容。然而，在我国北方寒冷地区，由于负温的作用和影响，很多已建的渠道衬砌与防渗工程都不同程度遭受到冻胀破坏，不仅影响了工程的正常运行，增加了工程管理维护的难度和费用，也影响了防渗效果，有的甚至完全失去了防渗的作用。其主要原因是没有充分认识渠基土的冻胀规律，多数渠道衬砌与防渗工程规划设计时，没有充分考虑负温作用下基土特有的物理力学性质以及渠道冬季运行的特点。因此，在新建或改建渠道衬砌与防渗工程设计时，必须根据工程所在地的具体情况，采取必要的冻害防治措施，减轻或避免冻害破坏，提高其抗冻胀性能，延长工程的使用寿命，充分发挥渠道衬砌与防渗工程的作用和效益。我国渠道衬砌与防渗常用混凝土、石料、膜料、沥青混凝土、土料和水泥土等材料作为防渗层，以达到防渗的目的。随着科学技术的进步与发展，防渗新工艺、新结构和新材料的应用，使我国渠道衬砌与防渗技术得到较快的发展，近年来将高分子材料应用在渠道防渗方面，尤其是高分子复合材料和复合结构研究方面取得了大量成果，成为今后研究和推广的方向。在防渗材料方面，普遍采用膜料、复合土工膜等作为防渗材料，一般可减少渗漏量的90%以上，而且埋入地下后避免了紫外线和光的照射，大大延缓了老化速度，延长了使用寿命，一般使用可达20～30年左右；在渠道防渗断面形中国灌溉排水发展中心-2-式方面，多采用U形、弧形渠底梯形和弧形坡脚梯形等新的形式，这些断面形式具有防渗效果好、水流条件佳、占地少、适应冻胀变形能力强、技术经济性好、使用寿命长等优点。U形适宜于小型渠道，弧形渠底梯形适宜于中型渠道，弧形坡脚梯形适宜于地下水位埋深浅的大、中型渠道；在防治冻害技术方面，我国经多年研究和实践，提出了“允许一定冻胀位移量”的设计标准，采用“适应削减冻胀”的防冻害原则和技术措施，大大降低了工程造价，通过采用新的断面形式、结构形式、铺设保温板、换填非冻土材料以及加强运行管理等技术措施，可有效治理渠道冻害，提高渠道防渗工程的建设质量和使用寿命。二、新疆兵团北疆典型区渠道防渗防冻胀技术应用（一）概况新疆生产建设兵团位于新疆维吾尔自治区境内，总人口258.47万人，土地总面积745.62万hm2。兵团所处地区属内陆干旱区域，年均降水量稀少，降水多分布在冬季非灌溉季节，雨水补给灌溉水极少，年蒸发量则相当于年降雨量的十到几十倍，属于“没有灌溉就没有农业”的完全灌溉农业区。兵团多年平均可利用的水资源总量为143.26亿m3，水利工程年供水能力为135.42亿m3，总灌溉面积1946.49万亩。多年来，兵团大力开展了农田水利工程建设，已建成较为完善的水利设施，基本形成了引、蓄、输、灌、排功能齐全的农业灌排水系统，建成水库125座，总库容32.73亿m3，拥有机电井12892眼，水闸114座，堤防建设2374.57公里；建成各级灌溉渠道10万余公里及配套的渠系建筑物，已防渗渠道2.77万公里，渠道防渗率（按长度计算）27.70%，其中：斗渠以上渠道总长度44282.75公里，已防渗25065.52公里，防渗率56.60%（干渠中国灌溉排水发展中心-3-总长度8958.35公里，已防渗5755.27公里，防渗率64.24%；支、斗渠总长度35324.40公里，已防渗19310.25公里，防渗率54.67%）。近年来，为进一步提高兵团水资源利用效率和效益，兵团通过采取政策引导等措施千方百计争取资金，不断加大水利投资，大力发展节水灌溉，到2009年12月，兵团应用高新节水灌溉面积已超过1000万亩，有效地提高了田间用水效率，