淺談新疆木壘縣三畦村0.6萬畝節(jié)水灌溉設(shè)計

陳秀松

（新疆兵團勘測設(shè)計院（集團）有限責任公司　新疆　烏魯木齊　830000）

?

淺談新疆木壘縣三畦村0.6萬畝節(jié)水灌溉設(shè)計

陳秀松

（新疆兵團勘測設(shè)計院（集團）有限責任公司新疆烏魯木齊830000）

摘要本文主要介紹了新疆木壘縣三畦村0.6萬畝耕地的設(shè)計過程，本項目的主要特點是項目區(qū)地勢坡降較大，最大高差近90m，地塊呈階梯狀布置，設(shè)計難度較大。根據(jù)現(xiàn)場踏勘及地形圖勘測，項目區(qū)主要采用自壓滴灌方式，首部沉砂池布置在地形最高處，沉砂池附近自壓不能夠滿足的地塊采用加壓滴灌方式。項目涉及到自壓滴灌、加壓滴灌、重力式沉砂池、減壓措施、管網(wǎng)布置、管材選擇等多項內(nèi)容，本文對項目設(shè)計思路及設(shè)計過程進行了詳細闡述。

關(guān)鍵詞自壓滴灌；減壓；管網(wǎng)布置

1　工程概況

本項目位于新疆木壘縣新戶鄉(xiāng)三畦村，實施節(jié)水灌溉面積為6064畝。項目區(qū)主要種植小麥和玉米，根據(jù)地形條件，本項目首部采用重力式沉砂池，渠水通過沉砂池過濾后向項目區(qū)供水。項目共分為9個區(qū)，其中加壓部分2個區(qū)，自壓部分7個區(qū)；系統(tǒng)設(shè)計流量為0.44m3/s，自壓區(qū)通過兩條總干管向下游輸水，加壓區(qū)通過水泵直接從清水池抽取。

本項目主要建設(shè)內(nèi)容有：重力式沉砂池、泵房、高壓輸電線路、玻璃鋼管總干管、PVC總干管、系統(tǒng)管網(wǎng)PVC管道、減壓池、閥井工程、鎮(zhèn)墩支墩附屬工程等。

2　工程設(shè)計

項目區(qū)地形復雜，地勢南高北低，西高東低，總體坡度自西南向東北傾斜，東西向平均坡降18‰，南北向平均坡降15‰，局部最大坡降可達20‰～30‰。經(jīng)現(xiàn)場踏勘，項目區(qū)地塊整體呈階梯狀分布，耕地被溝、渠、路、林及村莊切割成數(shù)十片大小不等、形狀不一的地塊，耕地條田布置錯綜復雜，沒有形成統(tǒng)一的耕作格局。

2.1滴灌輸水方式的確定

根據(jù)現(xiàn)場踏勘，三期團結(jié)干渠平行項目區(qū)南側(cè)邊界布置，項目區(qū)水源采用渠水。項目地形高差近90m，東西向平均坡降18‰，南北向平均坡降15%，加壓方式選擇自壓方案。沉砂池布置于項目區(qū)的西南角地勢最高處，沉砂池附近不滿足自壓滴灌的地塊采用加壓滴灌的方式。

2.2分區(qū)選擇

項目區(qū)地塊整體呈階梯狀分布，耕地被溝、渠、路、林及村莊切割成數(shù)十片大小不等、形狀不一的地塊，耕地條田布置錯綜復雜，沒有形成統(tǒng)一的耕作格局。

設(shè)計本著尊重現(xiàn)狀，不破壞現(xiàn)有灌溉體系及耕作習慣，根據(jù)溝、渠、路、林及村莊將項目分割情況，將項目分為面積大小不等（200畝～1000畝不等）的9個區(qū)，其中加壓部分2個區(qū)，自壓部分7個區(qū)。

2.3主干管布置

主干管的布置主要從水力條件、現(xiàn)場布置條件、工程投資等方面考慮。經(jīng)現(xiàn)場踏勘，現(xiàn)狀一條防滲渠自項目區(qū)西南角出發(fā)，沿項目西側(cè)邊界南北向布置，通向項目中部位置后右拐橫穿整個項目區(qū)，渠道右岸有伴行路通過。設(shè)計考慮布置兩條主管道控制整個項目區(qū)，一條主管道沿渠道右岸伴行路布置，控制主管道南側(cè)地塊；一條主管道沿項目南側(cè)地塊邊界布置，控制剩余地塊。由于地形條件復雜，設(shè)計選線后對主管線進行了測量放線，設(shè)計人員對兩條主管道沿線進行二次踏勘，確保管線布置合理。

自壓區(qū)1＃總干管為自壓1、2、3、4、7區(qū)供水，2＃總干管為自壓5、6區(qū)供水。

1＃總干管全長2.86km，0+000～0+965段采用Φ400玻璃鋼管(剛度大于5kN/m2，壁厚大于8mm)，0+965～1+720段采用Φ355PVC管，1+720～2+310段采用Φ315PVC管，2+310～2+860段采用Φ250PVC管。1?？偢晒苣蛪旱燃壘鶠?.4MPa。1?？偢晒芄?jié)點B、C、D處設(shè)減壓閥井,樁號分別為1+698、1+715、1+720。1?？偢晒軜短?+910處設(shè)減壓池，減壓池上游設(shè)閥門井。減壓池為圓形鋼筋砼結(jié)構(gòu)，砼強度等級為C25F200W6，減壓池直徑為3m，容積為15m3，減壓池向自壓系統(tǒng)7供水。

2?？偢晒苋L2.421km，0+000～1+434段采用Φ355PVC管，1+434～2+421段采用Φ250PVC管。2?？偢晒?+000～2+021段耐壓等級均為0.4MPa，2+021～2+421段耐壓等級為0.63MPa。2?？偢晒芄?jié)點G處設(shè)減壓閥井，樁號為1+421。E、G閥井分別位于兩條總干管末端，閥井內(nèi)需設(shè)排水閥門及排水管。

1?？偢晒芎??？偢晒軜短?+000處設(shè)閥門井并設(shè)通氣管；干管每1km設(shè)一座排氣閥井，遇地形變化處需增設(shè)排氣閥井。輸水干管每隔100m設(shè)一個標志樁。輸水干管每500m設(shè)置一個鎮(zhèn)墩，轉(zhuǎn)彎及閥井處加設(shè)鎮(zhèn)墩，鎮(zhèn)墩混凝土強度等級為C20F200。

干管溝開挖保證管頂至地面深度不小于1.7m，管溝的開挖邊坡為1∶0.5，管床要平整，管溝回填前將原基夯實，壓實度不小于0.95，遇軟弱地基應挖除并采用砂礫石換填，換填厚度不小于0.5m，砂礫石最大粒徑小于10mm。玻璃鋼管底部設(shè)置厚100mm的細砂墊層，墊層壓實度不小于0.95；管底至管頂上部300mm采用粉土分層碾壓回填，分層厚度為150mm，壓實度不小于0.95。其余部分采用開挖料回填，壓實度不小于0.95。管區(qū)回填料粒徑要求小于5mm。

1?？偢晒艿涝O(shè)8座閥門井（1座始端控制閥井，1座減壓池控制閥井，1座減壓池排空井，5座自壓分區(qū)控制閥井）、3座排氣閥井（根據(jù)地勢起伏情況選擇具體布設(shè)位置）；2?？偢晒艿涝O(shè)5座閥門井（1座始端控制閥井，2座自壓分區(qū)控制閥井）、2座排氣閥井（根據(jù)地勢起伏情況選擇具體布設(shè)位置）；閥井均采用磚砌閥井。2.4減壓井及減壓閥設(shè)置

由于項目地形高差較大，最大高差近90m，為優(yōu)化管道設(shè)計、降低投資，在北側(cè)主管道上設(shè)置減壓井，降低末端管網(wǎng)的設(shè)計耐壓等級。減壓井的位置根據(jù)下游分區(qū)進口所需的工作壓力選擇在地形高程合適的位置。

項目7個自壓區(qū)分別從兩條總干管上分水，經(jīng)水力計算，在壓力富余的分區(qū)接口處安裝減壓閥，降低分區(qū)進口壓力至設(shè)計壓力值。由于地形坡降較大，部分分區(qū)內(nèi)壓力分布不均勻，區(qū)內(nèi)最小壓力和最大壓力相差較大，對于這個情況設(shè)計在壓力較大的分干設(shè)減壓閥，控制區(qū)內(nèi)壓力及流量在合理的范圍內(nèi)。

2.5沉砂池

沉砂池布置在項目西南角地勢最高處，沉砂池南側(cè)為三期團結(jié)干渠；沉砂池通過一段新建引水渠從團結(jié)干渠節(jié)制分水閘引水，團結(jié)干渠設(shè)計流量為2m3/s，分水閘最大過流量為1.0m3/s，沉砂池引水渠設(shè)計流量為0.44m3/s。

根據(jù)地形條件，沉砂池處地形坡降為2%，可設(shè)置重力式沉砂過濾池，實現(xiàn)節(jié)能減排，并且可降低泥沙處理成本。沉砂池上游設(shè)清水池和泵房，下游設(shè)排沙渠道，排沙渠道設(shè)計流量為0.44 m3/s。排沙渠接原灌區(qū)輸水渠道，泥沙可通過渠道直接排入下游。

沉砂池由引水系統(tǒng)（節(jié)制分水閘和引水渠）、沉砂池、排沙渠道組成。

2.5.1引水系統(tǒng)

節(jié)制分水閘采用C20F200現(xiàn)澆素砼澆筑，節(jié)制閘寬1.0m，分水閘寬1.5m，分水閘設(shè)計流量0.44m3/s，節(jié)制閘和分水閘均采用機閘一體式鑄鐵閘門。分水閘后接引水渠道，引水渠設(shè)計流量為0.44m3/s，采用C20F200現(xiàn)澆素砼澆筑，引水渠底寬1.5m，渠深0.7m，全長70m，縱坡0.001。引水渠末端分別接沉砂池進水閘。

2.5.2沉砂池

沉砂池為自動沖砂重力式沉砂池，由四條沖砂槽、兩個清水池和一條集污槽組成。沉砂池上游接引水鋼管和進水閘閥井，下游接沖砂鋼管和排沙閥井，經(jīng)沉砂池過濾后的清水經(jīng)引水鋼管通向上游吸水池，自壓區(qū)和加壓區(qū)均從吸水池取水；沖砂鋼管下游接預制U型排沙渠道。

清水池及沖砂槽均采用C25F200W6現(xiàn)澆鋼筋砼澆筑，沉砂池沖砂槽外側(cè)邊坡采用C25F200W6現(xiàn)澆砼板襯砌。沉砂池首端設(shè)4道平板鋼閘門分別與四條沖砂槽連接，沖砂槽末端接沖砂鋼管，鋼筋砼每隔10m設(shè)一道伸縮縫，現(xiàn)澆板邊坡每隔3m設(shè)一道伸縮縫，填縫采用中密度苯板和聚氨酯密封膏。清水池底坡為0.005，沖砂槽底坡為0.02。沉砂池池底設(shè)復合土工膜（兩布一膜，250g/m2，0.3mm，250g/m2）

2.5.3排沙渠道

排沙渠道為預制U型排沙渠道，上口寬0.6m，渠深0.6m，底坡0.016，總長130m，排沙渠道下游接原灌區(qū)灌溉渠道。排沙渠上游100m為蓋板暗渠，下游30m為明渠。

2.5.4泵房

管理房用彩鋼板材料加工制作，將水泵、施肥器等設(shè)備布置在管理房內(nèi)。管理房分為2間，分別為首部系統(tǒng)和肥料儲存間、管理人員值班間，總建筑面積24m2。

2.5.5過濾及施肥方案

由于本工程渠道水引自上有水庫，水質(zhì)較好。本工程采用重力式沉砂過濾池，渠水可通過沉砂池不銹鋼濾網(wǎng)（100目）進行初級過濾，下游每個分區(qū)首部再設(shè)置一級網(wǎng)式過濾器即可滿足要求。

施肥可利用沉砂池集中施肥，也可在每個分區(qū)首部設(shè)置施肥罐施肥。由減壓井供水的分區(qū)可直接在減壓井內(nèi)施肥。

2.5.6支毛管的選擇及布置

支管選擇Φ90PE軟帶，毛管選擇Φ16滴灌帶，滴頭流量為2.1L/h，滴頭間距0.3m。根據(jù)地形特點，支毛管均采取順逆坡布置；支管布置一般按逆坡40m，順坡60m布置，支管逆坡長度不超過40m，順坡長度不超過65m；毛管雙側(cè)長度不超過100m，毛管一般按逆坡40m，順坡60m布置，遇到坡度大于2%的地形，逆坡長度按30m，順坡長度按70m布設(shè)。

2.5.7輪灌制度的確定

為便于管理，提高勞動效率，輪灌組的劃分盡量集中。本次設(shè)計一次開啟相臨兩條分干上的4條支管，一條分干開啟一個出地樁兩側(cè)的兩條支管。為減少水頭損失，出地樁管選擇Φ110PVC管。

3　結(jié)語

本工程地形較為復雜，設(shè)計難度大，涉及自壓、加壓滴灌、減壓井、減壓閥等。本設(shè)計的關(guān)鍵點主要包括主管線的選線布置、系統(tǒng)分區(qū)、區(qū)內(nèi)管網(wǎng)布置以及減壓閥的設(shè)計，管網(wǎng)的布置要反復的推敲和詳細的水力計算，在保證管道安全的情況下盡量使灌水區(qū)壓力均衡，提高灌水均勻度。重力式沉砂池的應用也是本設(shè)計的亮點，重力式沉砂池不僅可滿足水力沖砂要求，減少清淤和管理費用，而且還起到過濾水質(zhì)的作用；整個系統(tǒng)基本采用自壓滴灌方式，節(jié)省了動力費用，達到了工程的節(jié)能環(huán)保要求。陜西水利

（責任編輯：李蕊）

中圖分類號：S275

文獻標識碼：B