引沙補(bǔ)源工程的規(guī)劃與設(shè)計(jì)

□韓 莉（項(xiàng)城市水利局）

引沙補(bǔ)源工程的規(guī)劃與設(shè)計(jì)

□韓 莉（項(xiàng)城市水利局）

項(xiàng)城市引沙補(bǔ)源工程實(shí)施后，通過溝渠開挖、疏浚和橋、涵、閘等配套建筑物的建設(shè)，灌區(qū)能整體發(fā)揮效益，為灌區(qū)內(nèi)農(nóng)田提供充足水源，還可補(bǔ)充地下水，改善工業(yè)和生活用水條件，使灌區(qū)水資源短缺的矛盾得到緩解，為灌區(qū)農(nóng)業(yè)的旱澇保收與工業(yè)的發(fā)展提供條件。

灌區(qū)；引沙補(bǔ)源；工程；規(guī)劃；設(shè)計(jì)

0 前言

沙河項(xiàng)城灌區(qū)位于項(xiàng)城市城區(qū)北部沙河右岸，是一處灌排結(jié)合，以補(bǔ)源灌溉為主的大型灌區(qū)，規(guī)劃灌溉面積為20000hm2，包括汾河以北的南頓、鄭郭、丁集、永豐、范集、高寺、王明口、官會鎮(zhèn)和花園、千佛閣辦事處。為做好沙河項(xiàng)城灌區(qū)待建取水工程的選址，項(xiàng)城市水利局組織工程技術(shù)人員對項(xiàng)城長虹運(yùn)河以北的花園辦事處5個(gè)村和沙河鄭埠口閘西部商水縣黃寨鄉(xiāng)2個(gè)村的地物、地貌進(jìn)行了查勘。

1 規(guī)劃范圍和目標(biāo)任務(wù)

1.1 規(guī)劃范圍

規(guī)劃范圍為長虹運(yùn)河以北至商水黃寨鄉(xiāng)童崗以南的黃橋溝、楊營渠、趙黃溝、潘莊溝、張橫溝、駙馬溝等6條溝渠。

1.2 目標(biāo)任務(wù)

通過對引沙工程建設(shè)，使規(guī)劃城區(qū)河湖生態(tài)用水問題得到初步解決。利用商水縣黃寨鄉(xiāng)黃橋溝下游沙河防洪閘引沙河水，項(xiàng)城市規(guī)劃城區(qū)河湖內(nèi)需常年儲水量320萬m3。

2 工程規(guī)劃

2.1 規(guī)劃建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)

2.1.1 渠溝及引排建筑物級別

《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50288-99）規(guī)定：引水渠道的級別應(yīng)根據(jù)引水流量的大小確定，引水流量50～200m3/s的渠道級別為3級，引水流量10～50m3/s的渠道級別為4級，引水流量＜10m3/s的渠道級別為5級；水閘建筑物的級別根據(jù)其過流量確定，過流量5～20m3/s的為4級建筑物，過流量＜5 m3/s的為5級建筑物。根據(jù)以上規(guī)定確定本工程溝道及建筑物工程級別如下：

駙馬溝規(guī)劃流量57.90m3/s，為3級渠道；黃橋溝規(guī)劃流量11.40m3/s，張橫溝規(guī)劃流量10.45m3/s，為4級渠道。

灌排建筑物：本工程擬建的水閘溝渠建筑物設(shè)計(jì)過流量均＜20m3/s，建筑物級別均為4級。

2.1.2 橋梁工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)

工程修建橋梁生產(chǎn)橋設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)按公路—II級折減，其中車道荷載采用公路—II級車道荷載效應(yīng)的0.80倍，車輛荷載采用公路—II級車輛荷載效應(yīng)的0.70倍；交通橋設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)按公路—Ⅱ級，高速引道交通橋設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)按公路—Ⅰ級。

2.1.3 規(guī)劃排澇標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50288-99）,結(jié)合當(dāng)?shù)厮こ贪l(fā)展現(xiàn)狀，本工程各引水溝渠排水面積均＜100km2，設(shè)計(jì)排澇標(biāo)準(zhǔn)按5a一遇。

2.2 工程布局

本工程引水線路自沙河黃橋閘引水至入長虹運(yùn)河口自上而下共需治理溝渠6條，其中新挖渠道1條，清淤疏浚溝道5條。具體為：黃橋溝：自黃橋閘沿黃橋溝往西至商水縣黃寨鄉(xiāng)楊營村北，長700m；楊營渠：自楊營村北往東北方向至趙營村西，長3200m；趙黃溝：自趙營村西至潘莊北，長1900m；潘莊北溝：自潘莊北部趙黃溝沿現(xiàn)有生產(chǎn)路往西至張橫溝，長600m；張橫溝：自潘莊西北至腰莊西入駙馬溝，長1900m；駙馬溝：自腰莊西沿駙馬溝往東南方向入長虹運(yùn)河，長1450m。

2.3 主要工程措施和建設(shè)內(nèi)容

本工程主要采用措施有溝道整治工程、水系連通工程、護(hù)岸工程。

2.3.1 溝道整治工程

本次規(guī)劃清淤疏浚溝道5條，清淤疏浚長6550m；規(guī)劃建水閘1座、橋梁11座，累計(jì)橋面積900m2。

2.3.2 水系連通工程

溝道連通：新開挖楊營渠水系連通工程，長3200m，新建分水閘1座、建橋梁8座。

2.3.3 護(hù)岸工程

渠道防滲可采用多種型式，工程中常用的有混凝土襯砌防滲，漿砌塊石護(hù)坡防滲，土工膜鋪設(shè)防滲等?；炷烈r砌防滲可減少水滲透損失85%～95%，漿砌塊石護(hù)坡防滲可減少水滲透損失60%～70%，土工膜鋪設(shè)防滲可減少水滲透損失90%左右。本工程的各溝渠段為引沙干渠，從防滲效果、施工工藝、工程投資、使用年限等方面綜合比較，確定采用現(xiàn)澆混凝土和混凝土框格護(hù)砌方案。

2.4 引沙工程流量計(jì)算

2.4.1 引水流量

項(xiàng)城市規(guī)劃城區(qū)河湖儲水量320萬m3。每年2次全部換水，每次充水時(shí)間擬定10d，引水量損失（包括蒸發(fā)和滲漏）按20%計(jì)算，經(jīng)計(jì)算引水流量為5m3/s.

2.4.2 除澇流量

2.4.2.1 設(shè)計(jì)洪峰流量計(jì)算方法：平原區(qū)設(shè)計(jì)洪峰流量采用平原排澇模數(shù)法，公式如下：

式中：Q—洪峰流量（m3/s）；R—24h設(shè)計(jì)暴雨徑流深（mm）；F—流域面積（km2）；α—洪峰折減系數(shù)；K—峰量關(guān)系綜合系數(shù)。

2.4.2.2 河道設(shè)計(jì)洪峰流量計(jì)算

設(shè)計(jì)暴雨：時(shí)段采用24h，設(shè)計(jì)暴雨參數(shù)均值和變差系數(shù)由2005年《河南省暴雨參數(shù)圖集》查流域重心點(diǎn)得到：

產(chǎn)流計(jì)算：用24h設(shè)計(jì)雨量查70對口水文次降雨徑流關(guān)系P+Pa～R查得24h設(shè)計(jì)凈雨量，本流域采用對口2線；5a一遇設(shè)計(jì)凈雨R為66.20mm。

匯流計(jì)算：設(shè)計(jì)洪峰流量采用平原排澇模數(shù)公式計(jì)算；考慮市境內(nèi)河道附近地形條件，洪峰折減系數(shù)5a一遇取1；峰量關(guān)系綜合系數(shù)K，本次計(jì)算取0.04。

2.5 河道治理工程

項(xiàng)城引沙骨干工程為利用現(xiàn)有溝道黃橋溝、趙黃溝、張橫溝、潘莊北溝、駙馬溝等排水溝引水，故這些溝道為灌排合一溝道，溝道斷面同時(shí)滿足引水和除澇要求。

沙河黃橋閘正常蓄水位為42.50m，考慮非正常蓄水期，暫定蓄水位為42m，規(guī)劃水深2m，取水口處渠底高程為40m。

河道疏浚采用梯形斷面，引水流量5m3/s，按照曼寧公式推求渠道斷面，并用滿足溝道5a一遇除澇斷面校核，取二者較大值。

2.6 水系連通工程

楊營渠是本次新挖的引沙水系連通工程，源于黃橋溝，自北向南流入趙黃溝，全長3200m。規(guī)劃成果為底寬1m，水深2m，坡比12，慥率0.03，比降1/6000，土方89600m3。

2.7 護(hù)岸工程

本次溝渠護(hù)岸工程結(jié)構(gòu)型式采用現(xiàn)澆混凝土和混凝土框格兩種形式，引水水位以下采用現(xiàn)澆混凝土形式，厚度0.12cm；引水水位以上采用混凝土框格。規(guī)劃對所有清淤和開挖溝渠段實(shí)施護(hù)岸工程，岸坡防護(hù)總長19500m。

2.8 配套建筑工程

2.8.1 橋梁工程

①橋梁現(xiàn)狀情況。項(xiàng)城市城區(qū)引沙工程6條溝渠共有橋梁8座，多是20世紀(jì)50-70年代所建，一般為磚砌。受當(dāng)時(shí)條件制約，橋梁設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低，橋跨小，過流能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足防洪要求。這些橋梁經(jīng)過幾十年運(yùn)用，現(xiàn)狀普遍存在著橋板單薄、斷裂，橋墩裂縫，橋面損壞，欄桿缺失等問題，項(xiàng)目區(qū)有部分橋梁為漫水橋，河道行洪時(shí)橋面過水，不僅嚴(yán)重阻礙洪水下泄，而且橋上不能通行，阻斷兩岸交通，給兩岸群眾生產(chǎn)生活帶來極大不便。②橋梁規(guī)劃。根據(jù)溝渠橋梁現(xiàn)狀情況，本次規(guī)劃對原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低、阻水嚴(yán)重、橋況差、河道疏浚對橋梁影響較大的橋梁拆除重建9座，新建橋梁10座。

本次規(guī)劃累計(jì)建設(shè)橋涵面積1340m2。重建橋梁根據(jù)各河道規(guī)劃斷面要求確定橋長，橋面寬度生產(chǎn)橋凈寬5m，交通橋7m，兩側(cè)設(shè)鋼筋混凝土防撞墩，穿越高速公路引道的橋面凈寬20m；橋梁上部結(jié)構(gòu)均采用裝配式鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力空心板，下部采用雙柱式摩擦灌注樁基礎(chǔ)和砼墩基礎(chǔ)2種型式。

2.8.2 涵閘工程

①涵閘現(xiàn)狀情況：項(xiàng)城市引沙工程取水口處現(xiàn)有黃橋溝閘1座，該閘為近期修建，運(yùn)行狀況較好，能滿足本次規(guī)劃引水的要求。②涵閘規(guī)劃：黃橋溝是商水縣黃寨鄉(xiāng)的主要排澇溝，排澇流量11.40m3/s，因引沙工程是通過黃橋溝引水倒流至楊營渠，為防止汛期黃橋溝澇水流入楊營渠，規(guī)劃在楊營渠首新建分水閘1座；為滿足商水縣對黃橋溝的灌排要求，規(guī)劃在楊營渠分水閘處的黃橋溝上游新建節(jié)制閘1座。

規(guī)劃楊營渠分水閘采用涵洞平底板型式，閘孔取1～2×2.5m（孔-寬×高）；黃橋溝節(jié)制閘按20a一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)，均采用開敞式平底板型式，閘孔根據(jù)所在河段相應(yīng)防洪流量確定，規(guī)劃選取1～3×3m（孔-寬×高）。

3 工程投資估算及工程效益

工程估算總投資4713.20萬元，其中：渠道開挖疏浚及護(hù)砌3210萬元，引水閘工程494.00萬元，橋梁工程1009.20萬元。（本工程未考慮占地及拆遷補(bǔ)償費(fèi)用）

本規(guī)劃工程實(shí)施后，共有8個(gè)鎮(zhèn)、2個(gè)辦事處的20000hm2耕地和40.80萬人受益，年增加農(nóng)業(yè)產(chǎn)值3000萬元，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。

4 結(jié)語

項(xiàng)城市引沙補(bǔ)源工程實(shí)施后，通過溝渠開挖、疏浚和橋、涵、閘等配套建筑物的建設(shè)，灌區(qū)能整體發(fā)揮效益，為灌區(qū)內(nèi)農(nóng)田提供充足水源，還可補(bǔ)充地下水，改善工業(yè)和生活用水條件，使灌區(qū)水資源短缺的矛盾得到緩解，為灌區(qū)農(nóng)業(yè)的旱澇保收與工業(yè)的發(fā)展提供條件。同時(shí)還可以通過合理灌排對地下水位進(jìn)行調(diào)控，防止次生鹽堿化發(fā)生，使生態(tài)環(huán)境向良性循環(huán)的方向發(fā)展。地表水源也會得到及時(shí)補(bǔ)充，有利于灌區(qū)內(nèi)農(nóng)民發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)，增加農(nóng)民收入，改善農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)組成。

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1673-8853（2017）09-0052-02

2017-8-14

編輯：劉長垠 韋詩佳