汾南灌溉片區(qū)節(jié)水改造工程實施方案簡述

呂慶平

（山西省水利水電勘測設(shè)計研究院，山西 太原 030024）

1 灌溉片區(qū)概況

山西省禹門口引黃灌區(qū)位于黃河左岸的運城市和臨汾市。禹門口引黃灌區(qū)包括以黃河干流為主要水源的禹門口灌區(qū)、西范灌區(qū)、北趙灌區(qū)和回龍灌區(qū)；以汾河干流為水源的汾南灌區(qū)、木贊灌區(qū)、北莊灌區(qū)；以當(dāng)?shù)氐乇硭疄樗吹臐液庸鄥^(qū)；以泉水為灌溉水源的鼓水灌區(qū)、利民灌區(qū)和以當(dāng)?shù)氐叵滤疄樗吹南宸诰鄥^(qū)共11處現(xiàn)有灌區(qū)，總控制灌溉面積達到167253.33hm2。

汾南灌溉片區(qū)位于山西省運城市稷山和萬榮兩縣汾河南岸的二級階地，高程在450～525m之間，地形南高北低，南北寬15km，地面坡度1/200～1/300。汾南灌溉片區(qū)設(shè)計灌溉面積15093.33hm2，有效灌溉面積7666.67hm2，灌溉范圍包括稷山、萬榮6個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、70余個村莊，受益人口15萬余人，1966年開始興建，1970年開始使用，屬典型的“三邊”工程。

汾南灌溉片區(qū)汾河水源泵站設(shè)計規(guī)模6級6站，泵站位置均位于稷山縣境內(nèi)，設(shè)計提水流量4.5m3/s，總揚程157m，原安裝機組26臺，總裝機容量10200kW，取水方式為低壩樞紐，側(cè)向引水。一級、二級泵站位于下費村東，三級泵站位于清河鎮(zhèn)北辛莊村西南，四級泵站位于清河鎮(zhèn)秦家莊村內(nèi)，五級泵站位于清河鎮(zhèn)清河村西，六級泵站位于太陽鄉(xiāng)塢堆村內(nèi)。灌區(qū)現(xiàn)有一至六級總干渠，長11.85km；分干渠8條，長85km；支渠84條，長165km。共有各類骨干渠道建筑物2803座。

2 改造原則及內(nèi)容

汾南灌溉片區(qū)渠道均建成于20世紀(jì)70年代，采用預(yù)制混凝土板防滲的梯形斷面。渠道經(jīng)過多年運行，渠基沉陷，防滲面板損毀嚴(yán)重。閘門及啟閉機等設(shè)施損壞、缺失嚴(yán)重。在已有改造完成的基礎(chǔ)上，根據(jù)項目設(shè)計委托任務(wù)書的計劃安排，確定實施方案。

渠道改造防滲形式的確定。渠道均在原渠線基礎(chǔ)上進行布置，走向與原渠線保持一致，縱坡維持不變。結(jié)合現(xiàn)狀渠道斷面的情況和已改造的渠道防滲形式，并從過流能力、水力條件、渠床穩(wěn)定性、挾沙能力，以及最大限度減小工程量、節(jié)約投資等方面，進行綜合對比確定?？紤]對于流量較大的干渠、支渠采用弧底梯形斷面，流量較小的支渠、斗渠和農(nóng)渠采用U形渠道。

渠系建筑物改造原則。對于主體結(jié)構(gòu)完好并滿足過流的建筑物根據(jù)現(xiàn)狀情況只進行局部維修；對于原建筑物毀壞不能正常運行的，需拆除重建；對于不滿足過流能力的建筑物需拆除重建；新建建筑物應(yīng)根據(jù)多年的實際運行情況需要新增。

原汾南灌區(qū)六級泵站取水口位于五干西支渠6+420處，泵站位于烏堆村內(nèi)。近年來隨著農(nóng)村建設(shè)的發(fā)展，泵站四周新建了大量民房，泵站處于約10m的深坑內(nèi)，無法在原有泵站的基礎(chǔ)上進行改造，因此需新建六級泵站。新建泵站位于五干西支渠6+000處，由于原五干東支渠沿線建有大量民房，不宜采用渠道輸水，因此宜采用壓力管道輸水。五干西支渠經(jīng)泵站提水后匯入原渠線，采用渠道輸水。

工程建設(shè)主要內(nèi)容：新建六級泵站，西范東擴向汾南供水的輸水管道，六級泵站東西支渠以及支渠以下斗農(nóng)渠進行防滲處理，并對渠系有關(guān)建筑物進行配套改造。

3 汾南灌溉片區(qū)改造實施方案

3.1 六級泵站改造

新建六級泵站位于白池村西南約1km處，泵站從五干西支渠6+000處取水，主要向六干東支、西支和塢墩村北供水，六級泵站共布置5臺機組。根據(jù)汾南灌溉片區(qū)的現(xiàn)狀，結(jié)合歷次改造情況，六干東支控制灌溉面積293.33hm2，設(shè)計流量0.147m3/s，泵站地形揚程30.0m，設(shè)計揚程34.0m，總裝機為3×25kW；六干西支控制面積348hm2，設(shè)計流量0.12m3/s，泵站地形揚程50.0m，設(shè)計揚程55.0m，總裝機為1×110kW；塢墩村北控制面積133.33hm2，設(shè)計流量0.044m3/s，泵站地形揚程16.0m，設(shè)計揚程19.0m，總裝機為1×15kW。泵站由主廠房、前池、進出水管、出水池等組成。

主廠房上部采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，單層布置，廠房寬7.2m，長28.2m（其中檢修間長6.36m），高4m（至梁底）。室內(nèi)地坪、安裝間地面高程503.80m，屋頂采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土屋面板。主廠房下部為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，邊墻高5.8m，厚0.6m；底板厚0.8m。廠房基礎(chǔ)處理采用0.2m厚C20混凝土墊層和樁徑0.5mC25混凝土灌注樁處理方式。

進水池為矩形，采用C25現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，池長19.0m，寬2.0m，深5.65m，邊墻厚0.4m，底板厚0.4m，基礎(chǔ)下墊0.2m厚C20混凝土墊層，墊層下為C25混凝土灌注，樁徑0.5m。

進、出水管采用鋼管，1號機組進水管直徑為0.3m，出水管直徑為0.25m，出廠房后采用1根DN300球墨鑄鐵管輸水至塢墩村北斗渠。2號機組進水管直徑為0.35m，出水管直徑為0.30m，出廠房后采用1根DN500球墨鑄鐵管輸水至六干西支出水池。3—5號機組進水管直徑為0.35m，出水管直徑為0.30m，出廠房后采用1根DN700球墨鑄鐵管輸水至六干東支管。

東支、西支出水池均為矩形，采用C25現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，池長5.0m，寬4.0m，深1.8m，邊墻厚0.2m，底板厚0.3m，基礎(chǔ)下墊0.3m厚的3∶7灰土。

3.2 六級東、西支渠防滲改造

六級東支渠采用管道輸水，始于泵站出水管，采用球墨鑄鐵管，管徑為DN700，管線長5.73km。

六級西支渠本次改造樁號0+000—2+892.55渠段，渠道防滲設(shè)計將原土渠改造為現(xiàn)澆C20U形渠道（混凝土抗凍等級F100，抗?jié)B等級W4）。U形渠道，坡腳半徑0.4m，邊坡傾角12°，襯砌厚度為8cm，渠深根據(jù)設(shè)計水深加安全超高為0.9m?；炷烈r砌每4m設(shè)1條伸縮縫，縫寬2cm，縫內(nèi)填充瀝青水泥砂漿和聚氯乙烯膠泥。夯實土壓實系數(shù)不小于0.94，渠道頂部兩側(cè)各設(shè)20cm寬現(xiàn)澆混凝土封頂板。

六干東支共設(shè)斗渠7條，設(shè)計流量0.007~0.018m3/s，渠道總長度8.6km，其中斗渠D50的U形渠道，長度為7.6km，D40的U形渠道，長度為1.0km；六干西支共設(shè)斗渠9條，設(shè)計流量0.007~0.024m3/s，渠道總長度12.1km，其中斗渠D60U形渠道，長度為0.7km，斗渠D50U形渠道，長度為2.8km，D40U形渠道，長度為8.6km；塢墩村北斗渠總長度5.2km，渠道斷面為D40U形渠道。

3.3 西范東擴供水管道

西范東擴供水管線自塢墩村西出水池，出水池水位531.30m，設(shè)計流量2.59m3/s，供水管線總長16.29km。自出水池樁號0+000—9+769.69段，采用PCCP管管徑為DN1400，長度為9.77km。在樁號9+769.69處給五級干渠分水，分水流量為0.48m3/s。樁號9+769.69—樁號12+989.49，設(shè)計流量2.11m3/s，采用PCCP管，管徑為DN1200，長度為3.22km。在樁號12+989.49處給四級干渠分水，分水流量為1.46m3/s。樁號12+989.49—樁號16+294.02，設(shè)計流量0.65m3/s，采用球墨鑄鐵管，管徑為DN600，長度為3.30km。沿線共布置建筑物22座，其中檢修閥室6座，排水井7座，排氣井6座，分水閥室2座，流量計井1座。

4 結(jié)語

經(jīng)過灌溉片區(qū)節(jié)水改造后，可使灌區(qū)恢復(fù)部分設(shè)計灌溉面積，同時使現(xiàn)狀灌溉水利用系數(shù)更加接近原設(shè)計成果，對充分發(fā)揮灌區(qū)效益，促進當(dāng)?shù)貒窠?jīng)濟可持續(xù)發(fā)展有重要的支撐作用。