瀟河灌區(qū)民豐干渠高填方段滲水問題處理措施

劉 燕

（晉中市瀟河流域管理局，山西 晉中 030600）

1 灌區(qū)概況

瀟河是晉中市的主要河流之一，也是汾河第二大支流，發(fā)源于昔陽縣沾尚鄉(xiāng)馬道嶺，全長137 km，流域面積3 720 km2。瀟河灌區(qū)位于山西省晉中盆地東北邊緣、瀟河流域西端，瀟河干流出山口后的平川地區(qū)，是山西省主要的糧、棉、菜基地之一，在當(dāng)?shù)剞r(nóng)村經(jīng)濟(jì)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有十分重要的地位。其渠系始建于1950年，是清洪兩用、井區(qū)結(jié)合的全國大型自流灌區(qū)。灌區(qū)受益范圍包括晉中市的榆次區(qū)、太谷縣和太原市的小店區(qū)、清徐縣，共計(jì)11個(gè)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)），134個(gè)行政村。灌區(qū)有干渠2條，總長46.28 km，控制有效灌溉面積22 160 hm2，其中民豐干渠長17.14 km，有效灌溉面積10 826.7 hm2，洪水設(shè)計(jì)流量17.1 m3/s；民生干渠長29.14 km，有效灌溉面積11 333.3 hm2；有支渠8條，總長90.17km；斗渠158條，總長286.6km；農(nóng)渠1164條，總長887.1 km。灌區(qū)共有干支渠系建筑物526件，斗農(nóng)兩級渠系建筑物5 515件，已形成一個(gè)干、支、斗、農(nóng)、毛五級渠道配套的灌溉體系。

灌區(qū)興建60余年來，在當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮了十分重要的作用。根據(jù)灌區(qū)灌溉排水經(jīng)濟(jì)效益分析計(jì)算，灌區(qū)建設(shè)以來的益本比為8∶1，灌溉效益達(dá)51%。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)由粗放型向集約化經(jīng)營的轉(zhuǎn)變，農(nóng)業(yè)種植將由單一種植轉(zhuǎn)向立體種植，蔬菜、經(jīng)濟(jì)作物種植比例將會逐漸增大，灌區(qū)需水量也會相應(yīng)增加，灌區(qū)在今后農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展中將發(fā)揮重要作用。

2 民豐干渠滲水問題

民豐干渠張慶段（k13+330—k16+634）長3 304 m，渠道右側(cè)出現(xiàn)嚴(yán)重積水，經(jīng)現(xiàn)場勘測，右渠堤普遍存在滲水現(xiàn)象，左渠堤馬村橋k15+283至弓村橋k16+634段，由于滲水致使渠堤外坡出現(xiàn)滑坡、下陷，滲出的水淹沒了周邊耕地，兩岸道路受到嚴(yán)重破壞，存在巨大的安全隱患。為確保灌溉安全，急需采取工程措施解決，否則灌溉工作將無法進(jìn)行，進(jìn)而影響榆次區(qū)永康、西河堡等村2 500 hm2農(nóng)田的灌溉和生產(chǎn)。

3 滲水原因分析

3.1 年久失修，防滲工程失效，渠堤斷面縮小

民豐干渠張慶段為高填方渠道，渠堤土質(zhì)為砂壤及粉砂土，建于1950年，為確保渠道安全運(yùn)行，曾進(jìn)行過半斷面防滲，但經(jīng)過多年凍脹破壞和水力沖刷，再加上年久失修，出現(xiàn)多處明顯的滲漏區(qū)域。另外，由于民豐干渠與村莊相鄰，渠堤局部位置鼠患嚴(yán)重，導(dǎo)致渠堤破壞。

3.2 高水位運(yùn)行，渠水通過未防滲部位滲漏

松塔水庫建成后，瀟河灌區(qū)灌溉面積擴(kuò)大，渠道輸水時(shí)間延長。民豐干渠張慶段年久失修、渠道淤積、雜草叢生，過水?dāng)嗝娌蛔?，高水位運(yùn)行時(shí)，水入滲到渠堤后無法正常蒸發(fā)。民豐干渠張慶段右側(cè)周邊處于地勢低洼位置，地下水水位較高（接近地面），現(xiàn)場分布有多處常年積水坑，渠堤含水量偏高，經(jīng)常處于飽和狀態(tài)，冬凍夏融，反復(fù)凍融破壞，出現(xiàn)下陷、滑坡，造成渠道損壞。

3.3 退水不暢，渠堤長期處于飽和狀態(tài)

位于民豐干渠左側(cè)的張慶退水渠，下游退水不暢，渠內(nèi)長期積水，而張慶退水渠與民豐干渠平行，兩渠中心相距僅10余m，平行的渠道近1 000 m，經(jīng)勘察，張慶退水渠內(nèi)積水向民豐干渠右側(cè)洼地滲漏，造成民豐干渠的凍融和失穩(wěn)。

3.4 干渠高水位運(yùn)行，破壞渠堤

民豐干渠張慶段地勢南高北低，位于渠尾（樁號17+147）的長安斗從民豐干渠直接引水灌溉。長安斗由北向南，不得不抬高水位實(shí)現(xiàn)自流灌溉。高水位運(yùn)行時(shí)，入滲到渠堤后的水無法正常蒸發(fā)，只能從渠堤向外出溢，破壞渠堤。

4 采取措施

4.1 渠道現(xiàn)狀

民豐干渠長17.14 km，洪水設(shè)計(jì)流量17.1 m3/s，根據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》，民豐干渠及其建筑物均為4級，防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年洪水重現(xiàn)期。

民豐干渠張慶段為高填方渠道，渠道現(xiàn)狀為梯形斷面，底寬4 m，渠深不小于2 m，邊坡比 1∶1，縱坡1/1 500。該段渠道原有防滲形式為：防滲高度0.5 m（清水水深），邊坡漿砌石、底板混凝土（8 cm厚）下襯0.2 mm雙層防滲塑膜。

4.2 防滲處理措施

防滲處理措施：防滲高度2.151 m，渠底寬3.76 m，邊坡 1∶1，縱坡 1/1 500，采用 10 cm 厚 C20F100現(xiàn)澆混凝土底板及10 cm厚C20F100預(yù)制混凝土塊邊坡（400 mm×500 mm）下襯復(fù)合土工布二布一膜（150 g/0.2 m/150 g）的防滲型式。現(xiàn)澆混凝土底板沿渠道縱軸線每5 m設(shè)一伸縮縫，縫寬20 mm，采用瀝青砂漿封縫，土工布上設(shè)2 cm厚的水泥砂漿過渡層。另外，增厚渠堤，對部分?jǐn)嗝媲踢M(jìn)行培高加厚。

4.3 防滲高度確定

現(xiàn)場勘察中發(fā)現(xiàn)，該段渠道邊坡失穩(wěn)的出溢點(diǎn)都在防滲高度0.5 m附近，為保證工程質(zhì)量，確保灌溉水不滲入渠堤損壞渠道，選擇能滿足設(shè)計(jì)流量及長安斗自流灌溉水深作為渠道防滲高度。

按水力學(xué)計(jì)算，滿足渠道設(shè)計(jì)流量7 m3/s的渠道水深為1.35 m，經(jīng)現(xiàn)場勘測，滿足長安斗自流灌溉的渠道的水深為2.1 m，為保持瀟河灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程防滲形式的一致，在原有防滲基礎(chǔ)上，選用7塊400 mm×500 mm的預(yù)制混凝土塊下襯復(fù)合地工布防滲，即防滲高度為2.151 m全斷面防滲。

4.4 保證措施

第一，土方回填前應(yīng)將渠底上的垃圾等雜物清理干凈，土體建基面夯實(shí)處理，回填土的含水量控制在合理范圍內(nèi)?；靥钔练謱愉仈?，每層厚度不大于30 cm，并夯實(shí)處理。回填土壓實(shí)系數(shù)不小于0.90，達(dá)到要求后，再進(jìn)行上一層的鋪土。

第二，復(fù)合土工布在防滲過程中起著重要作用，因此復(fù)合土工布的選擇和鋪設(shè)必須符合要求，經(jīng)檢驗(yàn)合格后方可使用，施工過程中，施工人員所穿工作鞋及所用施工機(jī)具不應(yīng)損傷土工布，確保土工布完好無損。土工布的粘結(jié)需檢驗(yàn)合格，粘結(jié)采用焊接形式，搭接寬度不小于20 cm。

第三，混凝土工程施工時(shí)必須嚴(yán)格按照規(guī)范，混凝土的強(qiáng)度等級、指標(biāo)必須符合設(shè)計(jì)圖紙要求，所用水泥、骨料及外加劑的質(zhì)量指標(biāo)必須符合國家相關(guān)規(guī)范規(guī)程的要求。

5 效益分析

工程實(shí)施后，可極大地減少渠道跑、漏水等諸多問題，改善工程管理和運(yùn)行狀況，減少滲漏損失，提高灌溉效益，產(chǎn)生較大的社會效益，促進(jìn)灌區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。根據(jù)初步測算，工程的實(shí)施可改善灌溉面積2 500 hm2，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)344萬元。

6 結(jié)論

綜上所述，采用全斷面混凝土下襯復(fù)合土工布防滲結(jié)構(gòu)是解決瀟河灌區(qū)民豐干渠高填方、高水位、凍脹破壞渠道運(yùn)行問題的有效途徑。本工程技術(shù)可行，經(jīng)濟(jì)合理，效益顯著，建議盡快實(shí)施，并在全灌區(qū)高填方段內(nèi)推廣使用。