摘要：我国一些地区水资源紧缺，但却有大量淡水资源浪费导致农田灌溉水源不足，对整个农业经济的发展造成了巨大的制约。为了保证农作物种植后顺利生长，农业部门在指导农业种植时提出了“节水灌溉”的理念，以尽可能提升水资源的利用率。
关键词：混凝土；U型渠道； 节水灌溉
水利渠道是农田水利的重要组成部分，在防洪、防渗、排涝等方面发挥着极为重要的作用。混凝土U型渠道，主要建筑材料是混凝土，通过合理调配混凝土，预制相应尺寸的U型渠。混凝土U型渠道是目前公认的具有防渗效果好、输水能力强、抗冻胀、节省渠道占地等优点的一种节水灌溉设施。
1.U型渠道的特点
1.1输水能力强
由于混凝土 U 型渠道表面光滑、糙率系数小、流态好，所以其输水能力强，据相关数据可以得到，在相同的外界条件下,U型渠道流速比梯形土渠中的水流速度大。这主要是因为梯形土渠糙率值比混凝土U型渠道糙率值大得多。由于糙率值小，水流在渠道中行进时受到的阻力就小，流速便加快了。同时由于糙率值小，U型渠道输沙的能力也得到了增强。
1.2省工、省料、节省渠道占地
U型渠道的优点是水流的流速快，水流通过的断面面积比较小。随着高科技的发展，修建U型渠道可以利用机械来施工，主要的原因在于：
①利用机械来修建渠道施工效率高；
②机械施工相对于民工的修建速度更快，质量也比民工修建要好。U型渠道相对于其他的渠道而言，在一定程度上可以很好地节省材料，如建设1km的U型渠道会比建设同长度的其他渠道造价低30%左右。
1.3良好的防渗效果
由于 U 型渠道具有良好的整体性，所以在运输水的时候，具有良好的防渗效果,不会导致大量水的浪费。要达到良好的防渗效果，需要对渠道内部进行衬砌，衬砌的另一个原因在于衬砌后的渠道内表阻止水流运输的力更小，水流的速度更快。随着水源的不断减少，农业节水灌溉已成为当前必须注重的一个问题。
2.混凝土U型渠道的应用范围
2.1适用于大部分渠系整治工程
需要整治的渠道中，在设计流量和比降不变，而相同水力条件下，混凝土U型渠道十分适用于这些渠道的整治工程，因为混凝土U型渠道占地面积较小，经济成本最低，施工难度小，工期最短。
2.2适用于内径<80cm的渠道
混凝土U型渠道适用于内径 <80cm的渠道，因为混凝土U型预制件需要人工进行运输，当内径＞80cm时，运输十分不便，而且也会因为体积过大导致不易安装；即使采用半混凝土U型预制件，解决了运输问题，但也会因为不容易对接，接缝难处理等问题导致施工不易。
2.3适用于岗区或山丘区小型灌溉渠道
岗区或山丘区的小型渠系工程施工线路长，环境也复杂，大部分无法修建施工便道，比较适用于混凝土U型渠道。混凝土U型渠道使用U型预制件，施工工序简单，成本低、运输方便，可以通过人工直接运输至施工场地。但不适用于现浇混凝土衬砌，因为其成本高，且施工难度大。
3.混凝土U型渠道设计要点
3.1线路
在混凝土U型渠道建设期间，施工单位要控制好U型渠道的施工流程，尤其是渠道线路设计时更应该综合考虑。混凝土U型渠道线路的选择要参照灌溉区的实际地理状况，这样可以为后期的施工提供很大的方便。
3.2开挖
设计开挖方案是渠道施工的重点内容，开挖期间各项参数的控制决定了混凝土 U 型渠道的性能高低。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆根据水利工程的理论要求，设计渠道开挖工艺需控制挖方、填方两方面。一般要绕开挖方或填方过大的地段，保持挖方、填方基本处于均衡状态。因此，开挖设计时要充分考虑到填方的施工要求，对开挖操作中的每一个步骤严格控制，通过开挖监测来指导施工。
3.3短直
“两点之间，直线最短”，U 型渠道设计也应当遵循此原则，这种线路方案能让渠道工程使用后发挥更好的引流效果。若渠道线路弯曲则会增加施工的难度，且使得渠道施工的投资成本增加。设计阶段应尽量将线路控制为直线，如:对于平坦的地段，线路应力求短直，从而降低工程量和水头损失。对于需要转弯的，则转弯半径要大于渠道正常水面宽的5倍。
3.4交叉
农田灌溉渠道建设必须严禁交叉问题，如:防止U型渠道与道路、河流、建筑物或其他渠道交叉，否则会对渠道本身及交叉对象造成破坏作用。农田节水灌溉策略执行后，所设计的 U 型渠道要保持合理的线路途经，为施工人员的操作创造有利的条件，如:交通运输、水源供应等都是设计时需要考虑的，遇到交叉路段时应尽量绕开或重新选择渠道线路。
4.U型渠道的施工步骤与技术要求
4.1 U型渠道的土方施工
①要对 U 型渠道的轴线、边线及高程进行控制，则需要进行放样，放样的目的在于保证渠道的轴线、边线符合建设设计的要求，而且能对开挖高程进行控制；
②在进行土方开挖时，要合理地设计渠底高程以及坡度，同时在设计高程和边坡坡度时也要根据当地地质的情况而定；
③在对要建设 U 型渠道进行机械开挖时，为了防止在开挖的时候扰动了设计标高以下的原状土，可以在设计标高上方保留一定厚度的原状土，这些原状土只能由人工来清理；
④在对放水口及节制闸进行施工时，必须严格地按照设计图纸上的标注来施工。同时在修建 U 型板放水口时，需要考虑灌溉的具体要求，根据不同的要求来设计、修建放水口，以便满足不同的排水要求。
4.2技术要求
在修建 U 型渠道之前，需要做的工作有：
①需要先进行渠网测量，以便找到最好的路线来修建渠道，同时也为了能够相互调水；
②进行定线测量。定线测量是修建 U 型渠道之前很重要的阶段，目的是对要修建的渠道进行定线，即确定那条线路更适合修建渠道。
在修建渠道的过程中，必须严格根据设计来修建，同时需要对修建的部分进行检查和核对，核对的内容有渠道的位置、高程、坡度的大小等。填方是U型渠道施工的主体工程，对于不同型的U型渠道，土堤高度是不同的，主要是为了避免降雨量大的时候将大量的地下水吸渗于混凝土内，造成冻胀破坏，影响渠道的使用寿命。
对渠道进行填方需要注意的几个方面是：
①在进行填方前，需要先清除渠道边的杂草等；
②要先把基础压实后，再进行分层填土，每填一层土都需要把土压实，同时用于填土的土料中不应该含有杂草、砖瓦块等，应在指定地点取土。
5.混凝土U型渠道的应用效果分析
5.1提高水资源利用率
混凝土U型渠道的防渗、防堵塞、防塌陷性能高，在农田灌溉中合理有效的利用混凝土U型渠道，有利于实现水资源的高效利用。
5.2施工简单，外形美观
混凝土U型渠道施工流程和施工工艺相对简单，易施工，能大大节省施工时间。同时，混凝土U型渠道在施工过程中不易受外部环境影响，这样就大大提高了施工效率和施工质量。另外，混凝土U型渠道外观美观，这样不仅能实现农田灌溉的需求，还能起到美化环境的作用。
5.3经济效益明显
混凝土U型渠道施工简单，大大减少了投工投劳，后期维护成本低，大大提高了水利工程的经济效益。另外，混凝土U型渠道能直接配水至田间，既减少了灌溉用工，又减少了提水（燃油）费用，还能把节约下来的水量用于提高作物种植的复种指数，从前浇不上水，使用电抽井水灌溉的情况不复存在。
结语：
农田灌溉是农业种植的关键工作，其直接影响了农作物生长的成活率，关系着农民的经济收入高低。未来我国农副产品种类日趋繁多，农业种植会成为农民致富的有利途径。新时期节水灌溉理念提出后，政府需积极搞好水利工程建设，引进混凝土U型渠道提高灌溉效率。另外，在日常农业种植期间需倡导节水理念，这样才能为农业种植户创造更多的收益。
参考文献：
[1]唐元才.混凝土U型渠道路线设计需考虑的几点问题[J].水利工程设计，2010
[2]马红侠.浅析混凝土U型渠道在节水灌溉的应用[J].大科技,2015
[3]马孝义.节水灌溉新技术[M].北京:中国农业出版社，2000
论文作者:霍纯青
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第29期
论文发表时间:2018/3/5
标签：渠道论文; 混凝土论文; 适用于论文; 线路论文; 农田灌溉论文; 高程论文; 节水灌溉论文; 《建筑学研究前沿》2017年第29期论文;