在我们面临的现实世界，人口持续增长，粮食供应不断紧张。尤其是中国，随着经济总
量和人口总量的加大，农业资源已经迅速接近承载力的上限。平均每人拥有的耕地不到世
界平均水平的30％，每人拥有的水资源不到世界平均水平的1／4。我国水土资源严重不足
是国民经济发展、特别是农业持续发展的首要制约因素。节水农业就是以节约农业用水为
中心的农业，它是科学技术进步的产物，也是农业持续发展的重要内涵。为了既能节约用
水，又能保持农业持续发展，即最经济地利用有限的水资源和最有效地灌溉，必须有先进的
节水灌溉技术与工程为基础。节水灌溉工程是为了充分利用灌溉水资源，提高水的利用率
和利用效率，达到农作物高产高效而采取的技术措施，它是由水资源、工程、农业、管理等环
节的节水技术措施组成。
随着节水灌溉技术的成熟和教学改革的发展，《节水灌溉工程》已成为农业水利工程专
业的一门重要课程。本教材充分反映国内外节水灌溉方面的最新研究成果、应用实践及其
发展方向，着重介绍节水灌溉技术以及节水灌溉工程的规划、设计与管理。
全书共分五章，第一章绪论，内容包括节水灌溉的基本概念、节水灌溉的理论依据及主
要内容和节水灌溉的主要技术措施；第二章水资源的合理开发利用技术，内容包括水资源开
发利用概述、地面水和地下水的合理利用技术、多水源(蓄、引、提)综合利用技术、集雨利用
技术和劣质水利用技术等；第三章节水灌溉工程技术，内容包括喷灌微灌技术、低压管道输
水灌溉技术、渠道防渗技术、畦灌技术、沟灌技术和水稻节水灌溉技术等；第四章节水农业技
术，内容包括耕作保墒技术、坡地截水技术、覆盖保墒技术、培肥改土技术、抗旱品种选育技
术化学控制节水技术等；第五章节水灌溉管理技术，内容包括节水灌溉管理、节水灌溉优化
管理、灌溉系统信息现代化管理、灌溉工程自动化控制与管理、节水灌溉综合评价理论与方
法等。
参加本书编写的有浙江大学郭宗楼(第一、二、三、五章)、郑金土(第四章)，全书由郭宗
楼主编和统稿，陆琦、姚杰、姚水萍参加了部分文字编辑和文字校对工作。
本书的出版得到了浙江省高等教育重点教材基金资助，编者表示衷心感谢!由于水平
有限，书中不足和错误之处在所难免，恳请读者批评指正。
编 者
2003年1月

第三节渠道防渗技术
灌溉渠道在输水过程中，必然有部分水量由于渠道渗漏、水面蒸发等原因，在沿途损失
掉了，从而不能引入田间为作物所利用。渠道的这种输水损失，主要包括渠道的渗水损失、
漏水损失和水面蒸发损失三大部分。水面蒸发损失是指沿渠道水面蒸发掉的水量，其量甚
微，仅占渗水、漏水损失的5％以下。渠道漏水损失主要是因生物作用，或者因施工不良而
形成漏洞、隙所损失掉的水量；或者因管理不善，工程失修，渠系不配套，建筑物漏水及渠堤
决口等原因所造成的水量损失，又称施工管理损失。这部分损失水量相当大。但是，它可以
在施工中和管理中予以避免，或者在施工和管理中采取必要的技术措施予以防止。渠道渗
水损失是指通过渠底、渠坡土壤孔隙所渗漏而损失掉的水量。其损失的水量有时相当大，特
别是在透水性较大的土质上修建的渠道，渗水损失更大。影响渠道渗水损失的主要因素为：
渠床的土壤性质，渠道的断面形式及渠中水深以及沿渠线的地下水的埋深和出流状况等水
文地质条件；渠道的工作制度，是轮灌还是续灌。渠道的淤积状况和有无衬砌措施及人工排
水沟等。渠道防渗，通常指的是要采取技术措施，防止渠道的渗水损失和漏水损失。
一、渠道防渗的作用与措施分类
1．渠道防渗的作用
渠道中水大量渗漏损失，不仅浪费灌溉水，减少可能灌溉的面积，降低灌溉工程效益，增
加灌溉成本，而且还会抬高地下水位，促使灌区土壤次生盐碱化，造成渠床变形，渠堤决口，
危及道路、农田和村镇的安全。因此，渠道防渗是灌区发挥水资源潜力，实行节约用水，建立
高产稳产基本农田，提高经济效果的重要而有效的技术措施。渠道防渗主要有以下几方面
的作用：
(1)节水潜力大。没有衬砌的土渠，渗漏损失量很大，一般占总灌溉引水量的一半。渗
漏严重的地区，损失更大。例如，甘肃省河西走廊一些渠道，防渗前渗漏损失约占总引水量
的60％～70％。陕西省泾、洛、渭三大灌区在干渠上实测，未防渗前每公里渗漏损失一般均
为O．4％～0．5％。每年渗漏损失相当于一个大型水库的水量。陕西省宝鸡峡塬边干渠渗
漏损失达19m3／s，相当于一个3万多hm2灌区的干渠引水流量。河北省大型灌区，一般都
有55％的水在各级渠道上渗漏损失掉了。因此，进行渠道防渗能充分发挥水资源的效益，
挖掘灌区已有水源的节水潜力，并可扩大灌溉面积。对于机电提水灌区和井灌区，渠道防渗
更能节约大量电力或燃料的消耗，降低灌溉成本。
(2)可以提高输水能力。渠道防渗后，渠床糙率显著降低，渠中流速加大，因而输水能力
明显提高，一般防渗后的渠道都比防渗前提高输水能力30％以上。同时，渠道断面和建筑
物尺寸相对可以缩小，减少了工程量，节约了投资，还提高了渠道的防冲能力，减少了渠道淤
积。
(3)可以降低地下水位，有利于改良盐碱地。渠道长期大量渗漏，会引起灌区地下水位
上升。例如，陕西省宝鸡峡塬上灌区，自1971年开灌以来，地下水位逐年上升，平均每年上
升0．97m。尤以塬间洼地上升较快，年上升1．2～1．8m，个别达3m之多，致使局部地区地
面出现明水，明水面积逐年增加。1982年5月明水面积已达268hm2，现已达913hm2，有
7561户群众搬迁。内蒙古河套灌区，水浇地灌成了盐碱地，面积也在逐年增加。1955—
1958年次生盐碱土面积占全灌区面积的13．2％，到1965—1974年就上升为58％。而渠道
防渗后，则可使灌区地下水位，特别是沿渠两侧的地下水位显著降低，有利于改良盐碱地和
沼泽地。
(4)有利于渠道的安全运用。防渗后，可以提高渠床的稳定性，防止渠道滑坡和塌陷变
形，以致溃决等事故发生。防渗还可以防止渠床长草，减少冲刷和淤积，因而可以减少大量
的防险、清淤、除草等养护、维修的工作量。
2．渠道防渗措施类别
渠道防渗措施包括管理措施和工程措施两大方面。
渠道防渗的管理措施主要是，加强灌溉管理，实行计划用水，合理调配水量，组织安排轮
灌；改建、改善不合理的渠系布置，使各级渠道及建筑物配套齐全，搞好田间工程配套；加强
渠道和建筑物的养护、维修等。我国北方灌区自50年代以来，不断试验研究和推广应用这
些管理措施，取得了显著的节水效果。
北方灌区多年来还卓有成效地试验研究和推广应用了许多种渠道防渗工程措施，采用
了砌石、混凝土、沥青、塑料薄膜等防渗材料；研究和推广应用了U型渠道防渗结构形式，也
取得了很好的节水效果。渠道防渗工程措施是防止渠道渗漏的最根本的技术措施和非常有
效的技术措施。
渠道防渗工程措施的种类很多，但就其防渗特点而言，可以分为三大类：①在渠床上加
做防渗层(衬砌护面)；②改变渠床土壤的渗漏性能；③新的防渗渠槽结构形式。选用渠道防
渗工程措施时，应在保证一定防渗效果和维持一定使用年限的前提下，根据渠道大小、水源
水量和经济条件，因地制宜，就地取材，合理确定，并应满足施工简易，造价低廉，便于管理，
养护、维修费用低等条件。 ．
一般采用夯压密实渠床土壤和挂淤等改变渠床土壤透水性的物理机械防渗措施，技术
简单，不需要建筑材料，且造价较低，多用于小型渠道上。但它的使用年限过短，防渗效果不
够理想。近年来北方灌区已很少采用这类防渗措施。采用衬砌护面，防渗效果较好，使用年
限也长，是北方现阶段采用的主要防渗措施。在各种衬砌护面工程中，以混凝土护面防渗效
果最好，使用年限最长，而且坚固，糙率小，输水能力大，抗冲力强，便于管理，是目前我国北
方灌区目前应用最广的防渗措施。新疆、甘肃等省、区的卵石丰富，多用卵石护砌；石料多的
地方，则采用块石或者条石砌护。北方有冰冻威胁的地区，土壤冻胀往往容易破坏刚性防渗
材料。近年来研究采用塑料薄膜衬铺防渗，防渗效果好且很少受冻胀破坏。目前东北、西北
正大力推广应用，但要特别注意塑料薄膜的衬垫和铺设技术。
3．渠道防渗工程措施的选择
渠道防渗工程措施的种类很多，各地应根据具体条件因地制宜选择。选择时应注意以
下主要原则：①防渗效果好，有一定的耐久性；②因地制宜，就地取材，施工简易，造价低廉；
③能提高渠道的输水能力及抗冲能力，以及减小渠道断面尺寸；④便于管理，养护、维修费用
低。
我国幅员辽阔，各地气候、土质、材料、劳力、水源等条件不尽相同，要以当地材料和行之
有效的方法为主。特别是南北方之间气候差异很大，防渗措施往往不同，或是同样的措施，
具体构造也不同。例如，因受冰冻影响，二合土、三合土衬砌在长江以北一般不宜采用；混凝
土衬砌，北方要比南方厚些等等。灰土(二合土、三合土)护衬用于附近产石灰处，而且一般
只适用于中、小渠道上。沥青防渗效果很好，老化问题不严重，随着我国石油工业的飞速发
展，沥青产量必将逐年增加，用沥青材料防渗有很广泛的发展前途。
对于较大渠道，则应对其可能采用的几种防渗工程措施，通过小范围试验，取得经验和
资料，然后再进行推广。必要时可进行经济比较，以供选择时参考。
二、渠道防渗工程措施
1．土料类护面防渗
土料类护面防渗是指用压实素土、黏砂混合土、灰土、三合土、四合土等土料进行渠槽护
面防渗而言。通常利用土料类护面防渗能就地取材，造价低，施工简便。土料类护面防渗效
果(允许最大渗漏量)为O．07～0．17m。／(m2·d)，使用年限为5～25年。
对土料类护面防渗的一般技术要求主要有以下几点：①土料类护面防渗层的渗透系数
不应大于1×10叫cm／s；②素土和黏砂混合土在水中不应发生崩解现象，否则，应改换素土
和调整粘砂混合土的配合比；③灰土的配合比一般可采用石灰和土的比例为(1：3)～
(1：9)；三合土的配合比一般采用石灰与土砂总重的比例为(1：4)～(1：9)。其中，土重为
土砂总重的30％～60％；四合土可在三合土配合比的基础上加入25％～35％的卵石或碎
石；粘砂混合土中，高液限黏质土与砂石重之比应为l：1；④最佳含水量，灰土采用20％～
30％；三合土、四合土可采用15％～20％；素土、黏砂混合土应控制在塑限±4％以内；⑤混
合土应拦合均匀，边铺料边夯实，达设计干容重为止。一般要求素土或黏砂混合土夯压后的
干容重在1．5～1．7t／m。；防渗层厚度，对于一般小型渠道为1Scm左右，大型渠道常用25～
40cm。对于灰土、三合土、四合土等防渗层，一般要求压实后干容重在1．65t／m。左右，防渗
层厚度约20～40cm。渠坡或侧墙防渗层厚度一般应比渠底防渗层厚度稍大。
为增强土料类护面防渗层的表面强度，可采取下列措施处理：①根据渠道流量的大小，
分别采用(1：4)～(1：5)水泥砂浆，或1：3：8水泥石灰砂浆，或1：1的贝(贝壳灰)灰(石
灰)砂浆抹面，抹面厚度一般为0．5～1．Ocm；②在灰土、三合土或四合土防渗层表面，涂刷一
层(1：10)～(1：15)硫酸亚铁溶液保护层。
2．水泥土护面防渗
水泥土是一种性能较好而且比较价廉的新型地方性建筑材料。它主要由土料、水泥和
水等原料按一定比例配合拌匀后，在渠槽表面铺衬，并经过压实和养护之后而形成的防渗护
面。水泥土护面防渗具有一定的强度和耐久性，可就地取材，施工也较容易，造价较低，但抗
冻性较差。适用于气候温暖、且渠道附近有壤土和砂壤土的地区，其防渗效果(即允许最大
渗漏水量)为O．06～O．17m。／(m2·d)，使用年限为8～30年。
水泥土衬砌渠道防渗一般有压实干硬性水泥土护面防渗和浇筑塑性水泥土护面防渗两
种方法。所谓干硬性水泥土，是指按最优含水量配制的压实水泥土，它适用于现场铺筑或预
制块铺砌的防渗护面工程，我国多用制块机制成水泥土块，其抗冻性能较好，适用于北方寒
冷地区。塑性水泥土，是指一种施工时稠度与建筑砂浆类似的由土、水泥和水拌合而成的混
合物，适用于现场浇捣的南方地区渠道防渗护面。