青藏高原高寒地区农田渠道发生冻害的原因及防治措施

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1、农业工程学现代农业科技2010年第10期青藏高原高寒地区农田渠道发生冻害的原因及防治措施赵刚(青海省互助县水务局，青海互助810500)摘要分析了青藏高原高寒地区气温变化和灌区灌溉的特征，指出在负气温下冻胀对渠道衬砌体的破坏作用，并提出防治措施，以为高寒地区渠道冻害的防治提供参考。关键词渠道冻害；防治措施；高寒地区；青藏高原中图分类号$275．3文献标识码A文章编号1007—5739(2010)10—0236-021区域特征高，为14．8℃，极端最高气温29℃，最低气温一33．1oC，土壤互助县位于青海省东北部，

2、地理坐标界于北纬36。31～一般从每年11月下旬开始冻结，翌年3月解冻，冻土层平37~09．东经101o46～102。45之间，是青藏高原与黄土高原均在90cm左右。的嵌接地带。互助县属高原大陆性气候，冬季受来自西伯利由表1可知，互助县南门峡镇却藏滩5cm地温稳定通亚西北干冷空气的影响，气候干燥寒冷，降水量少，春季气过O℃的时间为245d，10cm地温稳定通过0℃的时间为温上升缓慢，干旱多风，夏季受来自西南暖湿气流和东南沿248d：互助县威远镇5cm地温稳定通过0℃的时间为253海台风的影响，降水量较多，气温凉爽

3、，气温变化垂直分布d，10cm地温稳定通过0℃的时间为250d，所以互助县地温明显，年平均气温3．4℃，其中1月最低，为一10．6℃，7月最在0℃以下的时间平均不到120d。表1互助县各地5～10cm地温稳定通过0℃的初、终期由表2可知，互助县冬灌和坐底水的时间都在当年11钢筋混凝土，或对一般渠道进行钢丝网抹面处理并铺设复月至翌年2月之间，正处于地温0℃以下的范围内，负气合防渗材料。渠道与建筑物的连接处用75#浆砌石连接，温造成渠道衬砌体的冻害和冰害是相当严重的。防治措做扭面处理。建筑物主要有倒虹吸、渡槽、涵洞、

4、跌水等几施不当和管理疏忽就很容易出现较大的灾难事故和经济种。目前已建成引水流量在O．5m3／s以上的干渠渠道长260损失。km。这样长的渠线和复杂的地质结构，渠道输水在负温下时间较长后冻结成冰，体积发生膨胀。当这种膨胀作用引表2互助县典型灌区灌溉时间起的应力超过材料强度，即产生裂缝并增大吸水性，经过多次反复循环而导致衬砌材料的破坏，从而影响渠道的正常运行【“。2．2冰体挤压碰撞造成渠体破坏现象冬季输水渠道，遇到一次寒流气候连续几天负温，冰体由岸冰向渠中心扩大，形成封冻冰盖，冰层加厚，对两岸砌体产生冰压力和冰推力造

5、成衬砌体破坏或将砌体推上坡：在冬灌和坐底水灌水期间，渠道输水，常常结冰，经过当水面封冻时，上游的浮冰源源不断而来。钻到冰面以下或冰絮、岸冰、流冰、封冻、解冻等过程，流冰中的冰塞、冰坝和以上，浮冰和冰块在建筑物前(如桥、闸)或渠道拐弯处积壅高将对渠道建筑物和渠道两侧起到破坏作用。因此，渠道累，减小过水断面，逐渐封堵形成冰塞、冰坝，水流将漫溢渠设计、施工和运行中必须防治冻害和冰害。顶，造成决口，破坏渠堤，对堤外造成淹没或塌方。2冻胀对渠道衬砌体的破坏现象2-3基土冻融变化。破坏防渗体现象2．1衬砌体重量轻。抗冻胀能力

6、弱负温、土质和水分是导致基土冻结的三大要素。土体含水量高、渠道水渗漏、地下毛管水上升．在负温情况下土壤互助县兴建的渠道主要形式有C∞混凝土“U”形现浇和水冻结而土体膨胀，使刚性衬砌体开裂、隆起；在春季消融预制块衬砌。混凝土“U”形现浇渠道衬砌厚度一般在8～10时，土体失去强度，使衬砌体塌陷或滑动。衬砌体开裂、隆em之间，每6m设一伸缩缝；预制块衬砌渠道断面为“U”形起、塌陷和滑动的结果，造成衬砌体破坏、防渗膜料外露，遭和梯形2种，“U”形大小在30em~30em～50emx50cm之间；到破坏和老化，导致渠道渗漏

7、，维修也十分困难闭。梯形断面较大，预制块厚度8～10cm。填方渠道一般浇筑为3渠道防冻措施作者简介赵刚(1969一)，男，青海互助人，工程师，从事水分工程设计3．1从设计的源头抓起及质量监督工作。收稿日期2010—03—30在渠道设计时，坚决执行抗冻胀设计的2个规范，即赵刚：青藏高原高寒地区农田渠道冻害的原因及防治措施《水工建筑物抗冰冻设计规范》(SL211—98)和《渠系工程抗季行水渠道，在负温期必须连续行水，并保持在最低水位以冻胀设计规范》(SL23—91)。“规范”规定标准冻深大于10cm上运行。同时，应及

8、时维修各种排水设施，保证排水畅通。停的衬砌渠道和暗管、标准冻深大于50cm的水闸、涵洞等，水期间及时排除渠内和两侧排水沟内的积水。非运行期间，渠系建筑物均应进行防冻胀设计『引。处在非稳定地质结构上经常组织人员检查，发现问题，认真分析，及时处理。做到的渠道及渠系建筑物，设计时在处理好地基的前提下尽量“三分建，七分管”，使管理工作经常化、规范化，防患于未考虑采用抗拉材料，如钢