薄山灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造

□郭 冰(河南駐馬店市水利勘測設(shè)計(jì)研究院)

1.灌區(qū)自然條件及社會經(jīng)濟(jì)條件

薄山灌區(qū)位于駐馬店市東南部，確山、汝南兩縣境內(nèi)，薄山水庫下游，臻頭河兩岸，共轄11個鄉(xiāng)鎮(zhèn)117個行政村，總?cè)丝?0萬人，其中農(nóng)業(yè)人口27萬人，人均耕地面積1266.73m2。薄山水庫于1952年興建，1954年建成。灌區(qū)始建于1958年，1959年開始灌溉，當(dāng)時設(shè)計(jì)灌溉面積為3.8萬hm2，全部種植旱作物，灌溉保證率為75%。灌區(qū)內(nèi)土壤肥沃，水源可靠，是駐馬店市主要糧產(chǎn)區(qū)和經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)。

灌區(qū)現(xiàn)有總干渠1條，長7.6km；干渠2條，長66.452km。支渠6條，長48km，其中南干支渠3條，長18.5km，北干支渠3條，長29.5km，干支渠建筑物426座，灌區(qū)工程的興建，極大地改善了該區(qū)域的自然條件，提高了當(dāng)?shù)乜褂禐?zāi)害的能力，為該地區(qū)社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展提供了重要支撐和保障。

但是，灌區(qū)運(yùn)行60年來，由于缺乏資金，只依靠原有水利工程功能，一直未得到較好的養(yǎng)護(hù)維修，導(dǎo)致目前渠道滲漏、塌方、淤積嚴(yán)重，水利設(shè)施損毀嚴(yán)重，配套設(shè)施不全，工程功能大大降低，灌溉效益逐年下滑。不利于灌區(qū)水資源高效利用，也難以保障灌區(qū)社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。因此，對灌區(qū)進(jìn)行全面的續(xù)建配套與節(jié)水改造是非常必要的。

2.灌區(qū)水供需平衡分析與續(xù)建配套

薄山水庫城鎮(zhèn)供水已經(jīng)建成，隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和地下水資源的日益短缺，水庫城區(qū)供水比例逐年增加，至2015年，確山縣城區(qū)供水規(guī)劃為3萬t/B，供水保證率為95%。

在農(nóng)田灌溉用水和城鎮(zhèn)供水發(fā)生矛盾時，優(yōu)先考慮城鎮(zhèn)用水，供水保證庫容按兩個月的供水量確定，相應(yīng)水位為灌溉停止水位，供水專用庫容為1230萬m3。

根據(jù)上述計(jì)算條件，對水庫來用水進(jìn)行平衡分析可知，在灌溉面積2.3萬hm2的情況下，灌區(qū)多年平均來水時1.79億m3，農(nóng)田及城鎮(zhèn)供水1.2億m3，實(shí)際供水1.1億m3，缺水0.1億m3，棄水0.69億m3，有4年農(nóng)田灌溉較大破壞，灌溉保證率為83.8%，從平衡結(jié)果看，灌區(qū)節(jié)水改造配套工程節(jié)水效果總體上是顯著的，對確保灌區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展和人民生活水平的提高將起到重大作用。對于規(guī)劃水平年所缺水量，還需進(jìn)一步加強(qiáng)灌溉節(jié)水技術(shù)推廣、優(yōu)化用水結(jié)構(gòu)和加大節(jié)水力度及合理調(diào)度等措施加以解決。

3.節(jié)水改造

3.1 渠道整治、防滲襯砌工程

本年度工程安排對南干渠16+505-34+203段渠道進(jìn)行渠道工程整治，對南干渠16+505-29+100段渠道進(jìn)行渠道防滲護(hù)砌。

渠道縱斷面按原規(guī)劃設(shè)計(jì)，橫斷面使用現(xiàn)存的梯形渠道，堤頂寬度主要考慮保證一側(cè)管理需要和防汛物資運(yùn)輸?shù)男枰?，堤頂寬一?cè)為4m，一側(cè)為3m。

南干渠16+505～34+203段渠道，由于現(xiàn)狀斷面底寬不足5m，個別渠段需要按原設(shè)計(jì)底寬擴(kuò)寬渠道；為保證灌溉面積，南干渠沿線建了很多節(jié)制閘以壅高水位，本次不改變原設(shè)計(jì)要素，設(shè)計(jì)渠深仍為1.97～2.44m，渠底寬5～6m，根據(jù)南干渠堤防不同情況，堤防填筑分別采用內(nèi)培或外幫，使堤防達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)斷面。內(nèi)邊坡系數(shù)為1.5～1.75，外坡坡度達(dá)到1:1.5。

薄山渠道護(hù)砌采用C20現(xiàn)澆混凝土防滲護(hù)砌方案。為防止因面板尺寸過大斷裂，板塊尺寸一般在3.0m×3.0m之間，板塊之間留20mm寬伸縮縫，伸縮縫使用閉孔泡沫板。襯砌板厚采用100mm。

3.2 建筑物工程

本期規(guī)劃新重建、維修建筑物34座，其中總干渠2座、南干渠29座、北干渠1座。

3.2.1 水閘跌水設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)跌水重建仍布置在老址處，為控制渠道水位，跌水前建節(jié)制閘，跌水由進(jìn)口段連接、閘室段、跌水出口段及消能防沖段等部分組成。

進(jìn)口連接段：長10m，底部高程同溝底高程為29m，底板自下而上為100mm厚C10混凝土和200mm厚C20鋼筋混凝土。兩岸邊坡為1：1.75，采用M7.5漿砌塊石砌筑。

閘室段：長9.5m，共布置2孔，每孔凈寬為2.3m，采用開敞式平底板C20鋼筋混凝土整體結(jié)構(gòu)。閘底板厚0.6m，中墩厚0.9m，邊墩厚0.8m；布置兩扇鑄鐵閘門，閘頂設(shè)操縱平臺，其上布置兩套QL-120-S/D固定螺桿式手電兩用啟閉機(jī)，上有啟閉機(jī)房。

跌水出口及消能防沖段：跌水陡坡段長3.0m，后為13.0m長的底流式消能消力池，池寬6m，由消能計(jì)算求得池長13m，池深0.6m，采用扭曲面型式，消力池底板厚0.4m，底部設(shè)垂直排水孔，下設(shè)150mm厚粗砂層和200g/m2土工布兩層反濾；側(cè)墻為M7.5砂漿砌石扭曲面擋土墻，兩側(cè)擋土墻設(shè)排水孔。消力池后為10m長的海漫段，扭曲漸變段底寬6m，底部為C20混凝土護(hù)底，厚200mm，兩側(cè)為400mm厚M7.5砂漿砌石護(hù)坡，邊坡為1：1.75。

3.2.2 斗農(nóng)渠設(shè)計(jì)

干支斗渠進(jìn)水閘采用涵洞式水閘，洞身采用鋼筋混凝土蓋板涵，上部設(shè)操縱室，配以平面鑄鐵閘門和螺桿啟閉機(jī)，支斗渠進(jìn)水閘上部不設(shè)操縱室。閘室出口設(shè)海漫，翼墻采用M7.5漿砌石重力擋土墻，底板為M7.5漿砌石。

閘門采用球墨鑄鐵平板閘門。啟閉機(jī)采用電手動螺桿啟閉機(jī)，一門一機(jī)，支渠斗門采用封閉式手動啟閉機(jī)。

3.2.3 倒虹設(shè)計(jì)

倒虹采用鋼筋混凝土箱涵，上下均設(shè)置7m長鋼筋“U”型槽連接段，防止洞口處漏水，并設(shè)置足夠長的漿砌石連接段以保證水流均勻穩(wěn)定地進(jìn)出倒虹，上游砌石連接段加設(shè)深0.4m沉砂池，防止推移質(zhì)雜物進(jìn)入洞內(nèi)。為便于維修倒虹，提高灌溉保證率，尤其是城區(qū)供水保證率，倒虹前加設(shè)2孔疊梁閘，以供檢修用。

3.2.4 橋梁工程設(shè)計(jì)

干支生產(chǎn)橋單跨跨徑約為8m，橋面凈寬5m，毛寬6m，上部采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆板結(jié)構(gòu)，下部結(jié)構(gòu)采用C25鋼筋混凝土墩柱結(jié)構(gòu)，因此橋梁結(jié)構(gòu)結(jié)算主要是墩柱承載力計(jì)算。永久作用荷載主要為結(jié)構(gòu)重力，可變作用荷載按公路－Ⅱ級汽車車輛荷載折減計(jì)算。

4.結(jié)論

薄山灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造實(shí)施后，灌區(qū)的渠系水利用系數(shù)有所提高，由現(xiàn)狀約0.35提高到0.4，可節(jié)約灌溉用水66萬m3，節(jié)余水量可用于流域的生態(tài)系統(tǒng)用水，增加下游其他地區(qū)用水，對改善生態(tài)系統(tǒng)起到積極作用。由于薄山水庫兼顧向確山縣城區(qū)供水任務(wù)和發(fā)電任務(wù)，節(jié)約水量可用于擴(kuò)大供水和發(fā)電，相應(yīng)增加節(jié)水效益8.6萬元。