貓貓洞總干渠現(xiàn)狀分析與節(jié)水改造方案設(shè)計(jì)

摘 要：針對貓貓洞總干渠由于未全面防滲加固處理、管理設(shè)施配套不全等問題，引起灌區(qū)灌溉面積減少、運(yùn)營經(jīng)濟(jì)效益下降等問題，結(jié)合工程設(shè)施現(xiàn)狀和水利要素計(jì)算成果，對貓貓洞總干渠進(jìn)行了全面節(jié)水改造設(shè)計(jì)。經(jīng)本次系統(tǒng)的節(jié)水升級改造方案設(shè)計(jì)，可以提高干渠水利用系數(shù)，有效推動貓貓洞灌區(qū)區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和灌溉效益的高效發(fā)揮。

關(guān)鍵詞：干渠；節(jié)水改造；防滲加固；方案設(shè)計(jì)

1 工程概況

貓貓洞灌區(qū)水利工程由貓貓洞水庫、洋坪水庫、棕樹水庫和17.80km灌溉渠系構(gòu)成。這三座水庫均建于長江流域?yàn)踅等砗又Я髑Х搴拥母髦Я魃希畮煲载堌埗磶烊葑畲?，且位置適中，所以以貓貓洞水利工程命名，位于安順市西北面，距市區(qū)約10km。

工程始建于1959年，設(shè)計(jì)灌面2萬畝，灌區(qū)主要包括安順市西秀區(qū)轎子山鎮(zhèn)、開發(fā)區(qū)宋旗鎮(zhèn)、普定縣白巖鎮(zhèn)。貓貓洞灌區(qū)水利工程已運(yùn)行56年，年久失修，加上1991年大洪水造成渠道垮塌淤積，渠道滲漏嚴(yán)重，致使工程效益衰減。貓貓洞干渠總長17.8km，設(shè)計(jì)流量0.97m3/s，橫斷面大部分為梯形斷面，局部為矩形，為了充分利用水資源和發(fā)揮工程效益，在2000年10月中旬，由安西灌區(qū)管理處作為項(xiàng)目業(yè)主對貓貓洞水利工程總干渠部分渠段（樁號：11+566-15+573，長4007米）進(jìn)行整改防滲加固，2001年元月中旬全面完工。

貓貓洞總干渠部分渠段整改防滲加固工程建設(shè)完成后至今14年，基本沒有進(jìn)行大規(guī)模的整改防滲加固，由于時(shí)間較久，渠道損毀部分較多，嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)。因此，2015年1月，安西灌區(qū)管理處會同運(yùn)行管理單位貓貓洞水庫管理所聯(lián)系并委托設(shè)計(jì)單位多次共同到貓貓洞總干渠勘察現(xiàn)場。經(jīng)過渠道全線勘察后，渠道受損部分太多，有的部位甚至垮塌嚴(yán)重已沒有渠堤，或是底板損壞。因此，建設(shè)單位安西灌區(qū)管理處擬對貓貓洞總干渠進(jìn)行全面防滲改造。

2 貓貓洞總干渠現(xiàn)存問題分析

貓貓洞水利工程主要由貓貓洞水庫、洋坪水庫、棕樹水庫和相應(yīng)的配套渠系、泵站組成。1987年貓貓洞水庫作為安順市供水主要水源后，為解決農(nóng)業(yè)灌溉和城鎮(zhèn)供水的矛盾，對總干渠進(jìn)行配套改造，渠道主體全部采用干砌石抹面方式進(jìn)行防滲修補(bǔ)處理。工程已運(yùn)行多年，加上1991年大洪水造成渠道垮塌淤積，渠道滲漏嚴(yán)重，致使工程效益衰減。為了充分利用水資源和發(fā)揮工程效益，在2000年10月中旬，由安西灌區(qū)管理處對貓貓洞水利工程總干渠部分渠段（樁號：11+566～15+573，長4007米）進(jìn)行局部整改防滲加固，2001年元月中旬全面完工。但由于當(dāng)時(shí)施工工藝水平不高，建設(shè)資金有限，部分渠段仍然還是采用勾縫防滲處理。

經(jīng)過渠道全線勘察后，渠道受損部分多，渠道垮塌、淤積、滲漏嚴(yán)重，洪水期造成農(nóng)田淹沒、沖毀，枯水期田地?zé)o水灌溉，致使工程效益衰減。為了充分利用水資源和發(fā)揮工程效益，結(jié)合當(dāng)下國家扶貧攻堅(jiān)政策，需對貓貓洞總干渠進(jìn)行深入的、全面的和科學(xué)的節(jié)水改造，以促進(jìn)當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)發(fā)展，人民致富。

設(shè)計(jì)擬對貓貓洞總干渠K1+685～K16+035段全面防滲加固改造。工程實(shí)施后，渠道現(xiàn)狀襯砌率達(dá)到100%，完好率100%。干渠直灌改善灌溉面積5000畝，恢復(fù)灌溉面積1000畝。

3 貓貓洞總干渠節(jié)水改造設(shè)計(jì)

貓貓洞總干渠渠道總長17.5km，本次改造長度14.35km （K1+685～K16+035）。干渠從千峰河取水口K0+000至K1+685段渠道功能已增加一項(xiàng)為安順市“引千入虹”工程引水渠段，納入“引千入虹”工程進(jìn)行升級改造，不作為本次節(jié)水改造內(nèi)容。

3.1 渠道設(shè)計(jì)流量

貓貓洞總干渠為已成渠道，原設(shè)計(jì)引水流量為1.0m3/s，并兼有防洪排水功能。因年久失修，滲漏損失大，本次改造僅作防滲、整改處理。根據(jù)《貴州省行業(yè)用水定額》DB52/T725-2011，此項(xiàng)目屬于黔中溫和中春、夏旱區(qū)（Ⅰ區(qū)），保證率P=80%下，水稻按“淺、薄、濕、曬”灌水方式進(jìn)行灌溉，則水稻凈灌溉定額為300m3/畝；油菜采用溝灌，凈灌溉定額為55m3/畝，根據(jù)《節(jié)水灌溉技術(shù)規(guī)范》（SL207-98）相關(guān)規(guī)定，灌區(qū)渠系水利用系數(shù)取0.76，田間水利用系數(shù)取0.85，則灌溉水利用系數(shù)η=0.65，根據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》 （GB50288-99），渠道設(shè)計(jì)流量按公式Q=AW最大旬/3600tη進(jìn)行計(jì)算，式中：Q-設(shè)計(jì)流量（m3/s）；A-該渠道的控制灌溉面積（畝）；W最大旬-設(shè)計(jì)保證率P=80%的灌水期內(nèi)最大旬用水量（m3/畝）；t-最大旬用水量持續(xù)的時(shí)間（10天）；η-渠系水利用系數(shù)，取0.67。經(jīng)計(jì)算，總干渠各斷面均滿足設(shè)計(jì)流量要求。

3.2 渠道斷面結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)

渠道糙率n取0.017。根據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》 （GB50288-99），渠堤襯砌超高值取Δh=0.3m，渠道斷面尺寸根據(jù)公式Q=ωC計(jì)算。式中：Q-設(shè)計(jì)流量（m3/s）；ω-過水?dāng)嗝婷娣e（m2）；C-謝才系數(shù)（m1/2/s）；R-水力半徑（m）；i-渠道比降[1]。結(jié)合渠道橫斷面水力要素計(jì)算成果，渠道斷面結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)成果為：（1）樁號1+685～5+800段，在原有渠道上采用10cm厚C15混凝土澆筑，干渠底部寬度為2m，高度為1.3m，設(shè)計(jì)坡度為1：0.2。（2）樁號5+800～5+595、6+174～7+700、8+300～11+526段，在原有渠道上采用10cm厚C15混凝土澆筑，干渠底部寬度為2.2m，高度為1.3m，設(shè)計(jì)坡度為1：0.2。（3）樁號11+566～12+462、12+550～13+035、13+077～14+525、14+582～17+491段，在原有渠道上采用10cm厚C15混凝土澆筑，干渠底部寬度為2.036m，高度為1.3m，設(shè)計(jì)坡度為1：0.2。（4）樁號12+462～12+550段，在原有渠道上采用10cm厚C15混凝土澆筑，干渠底部寬度為2.4m，高度為1.3m，邊坡豎直。（5）樁號13+035～13+077、14+525～14+582段，在原有渠道上采用10cm厚C15混凝土澆筑，干渠底部寬度為2.4m，高度為1.3m，設(shè)計(jì)坡度為0～1：0.2。

3.3 配套工程設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)考慮在樁號11+566位置新建一座閘門房，閘門底部過水高程為1399.08m，分為兩個(gè)閘門，閘門過水?dāng)嗝鏋?.5m×2m，閘門房高度為6.6m，房屋墻體為M7.5磚墻，板、梁等為C25現(xiàn)澆混凝土，地面為陶瓷地磚，內(nèi)墻和頂板為刮瓷飾面（3道），外墻為瓷磚飾面，屋面為細(xì)石混凝土剛性屋面。閘門房二樓安裝兩臺LQ-5型手電兩用螺桿啟閉機(jī)，便于提閘放水。

為方便當(dāng)?shù)鼐用竦耐ㄐ藕蜕教凉芾淼男枰陆ü窐?座，新建排水橋6座，新建人行橋17座，改造人行橋7座。排水橋橋面板采用25cm厚C25鋼筋混凝土，兩側(cè)擋墻采用20cm厚C20素混凝土，凈跨2.1m～4.5m，橋?qū)?.3m～1m，橋長3.1m～5.5m，擋墻高0.4～0.7m。人行橋橋面板采用25cm厚C25鋼筋混凝土，兩側(cè)擋墻采用20cm厚C20素混凝土，橋?qū)?.2m，橋長3.6m～5.4m，擋墻高0.4～0.7m。公路橋橋面板采用25cm厚C25鋼筋混凝土，凈跨2.8m，橋?qū)?.0m，橋長4.0m。

4 結(jié)束語

貓貓洞總干渠具備持續(xù)發(fā)展?jié)摿?，搞好灌區(qū)防滲節(jié)水改造和續(xù)建配套，對保障灌區(qū)設(shè)計(jì)效益與區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。通過科學(xué)合理節(jié)水改造方案優(yōu)化和工程實(shí)施，可以確保干渠各水利要素得到明顯改善，保障干渠水資源的合理開發(fā)利用和灌溉效益的高效發(fā)揮。

參考文獻(xiàn)

[1]李宏健.博格達(dá)爾干渠現(xiàn)狀分析與節(jié)水改造方案設(shè)計(jì)[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2015（07）：128-130.

作者簡介：楊山波（1988，11-），男，漢族，籍貫：山東菏澤，學(xué)歷：大學(xué)本科，職稱：助理工程師，主要從事水利水電工程設(shè)計(jì)工作。