截潛流取水在山區(qū)農(nóng)水工程中的應(yīng)用

楊俊斌

（柳林縣水利局，山西 柳林 033300）

1 基本情況

柳林縣地處晉西呂梁山西麓，全縣國(guó)土面積1 288 km2，轄15個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)257個(gè)行政村，573個(gè)自然村，全縣總?cè)丝?4.42萬(wàn)，其中農(nóng)業(yè)人口28.86萬(wàn)。地形地貌以黃土丘陵溝壑區(qū)為主，屬于暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，由于夏季多受副熱帶海洋性氣團(tuán)影響，冬季受極地大陸氣團(tuán)控制，各季氣候差異懸殊，形成春季干旱多風(fēng)少雨，夏季炎熱多暴雨，秋季涼爽多陰雨，冬季寒冷雨雪稀少的氣候特點(diǎn)。四季分明，年降雨量少，多年平均降雨量502.3 mm，降雨大部分集中在汛期7—9月。加之采煤漏水，地表小泉小水基本枯竭，旱情頻繁發(fā)生。干旱缺水是制約該區(qū)域內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收的瓶頸。

柳林縣現(xiàn)有農(nóng)田有效灌溉面積0.5萬(wàn)hm2，灌溉水源除引用黃河水外，基本以儲(chǔ)蓄溝道內(nèi)的小泉小水和攔蓄河道內(nèi)卵石層徑流水為主，但由于近年來(lái)煤礦的大量開采，溝道內(nèi)小泉小水基本枯竭，給全縣農(nóng)水工程取水造成嚴(yán)重困擾，為此合理有效利用河道內(nèi)卵石層徑流水成為農(nóng)水工程的主要水源保障。

2 截潛流取水的原理及優(yōu)點(diǎn)

截潛流取水又稱地下攔河壩，是在河底砂卵石層內(nèi)，垂直河道主流修建截水墻，同時(shí)在截水墻上游修筑集水廊道，將地下水引入集水廊道的取水工程。適應(yīng)于谷底寬度不大、河底砂卵石層厚度不大、而潛流量較大的地段。

截潛流取水是民間自發(fā)建設(shè)的一種截取河道地表水和地下徑流的一種取水工程，屬于有壩取水，即采用“截”的方法將河道內(nèi)卵石層中徑流水截取儲(chǔ)蓄。該取水一般水量充足、水質(zhì)較好，且使用壽命較長(zhǎng)，因取蓄水建筑位于河床之下，適宜一年四季取水。其優(yōu)點(diǎn)一是保障行洪暢通。因取水工程建于河床之下，其頂部高程一般低于河面0.5～1.0 m，沒有抬高河床，使洪水能夠安全通過。二是減少泥沙淤積。該取水是經(jīng)反濾料濾水后進(jìn)入集水廊道，較其它河道直接取水減少了泥沙的進(jìn)入，水質(zhì)較為清澈，對(duì)集水廊道的淤積較小，增加了工程使用年限。三是提高水利用率。截潛流取水雖然屬于有壩取水，但由于水面是封閉式，減少了日常的水面蒸發(fā)量，很大程度地提高了水利用率。四是工藝簡(jiǎn)單、投資較小。該取水工程為一般河道截流，與大江、大河截流有很大的不同，施工難度較小，且工程材料可以就地取材，很大程度地減少了工程投資，適宜在小農(nóng)水工程中利用。

3 截潛流工程設(shè)計(jì)

截潛流取水工程包括擋水墻、集水廊道、反濾層、取水口等幾部分。

3.1 擋水墻

由于山區(qū)河道流量較小，為充分利用河床內(nèi)徑流，必須設(shè)置擋水墻。擋水墻垂直河流方向布置修建，一般分完整式和非完整式兩種。完整式擋水墻穿透含水層，基礎(chǔ)座落在基巖之上，可有效將河床徑流全部截?fù)酰峭暾經(jīng)]有穿透含水層，但基礎(chǔ)座落在相對(duì)不透水層上，只能攔截部分河床徑流。其結(jié)構(gòu)采用漿砌石或現(xiàn)澆混凝土，表面采用防滲水泥砂漿抹面，在擋水墻下游采用石籠子或鉛絲籠塊石鋪襯，防止因行洪倒流沖刷擋水墻。

3.2 集水廊道

集水廊道主是用于截潛流取水的儲(chǔ)蓄水，一般采用矩形斷面，長(zhǎng)度可根據(jù)河床寬度具體設(shè)定，寬度一般為3.0～3.5 m，布置在擋水墻上游與擋水墻連體。下游墻利用擋水墻墻體，上游墻采用漿砌石和干砌石混合結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)采用1.0 m高漿砌石，保證墻體的基礎(chǔ)穩(wěn)定，之后采用干砌石，用以增加滲水效果。左右岸側(cè)墻緊靠河岸采用漿砌石砌筑，表面采用防滲水泥砂漿抹面。底板采用C15混凝土澆筑，厚度為10～15 cm，以減少滲漏。頂板采用C25鋼筋混凝土現(xiàn)澆而成，頂部覆蓋0.5～1.0 m厚河卵石。

3.3 反濾層設(shè)計(jì)

為了對(duì)河流來(lái)水進(jìn)行過濾，使其取水水質(zhì)清澈，需在集水廊道上游迎水面鋪設(shè)反濾層，一般最少鋪設(shè)三層，堅(jiān)持層間厚度外厚里薄、上厚下薄，粒徑外細(xì)里粗、上細(xì)下粗的原則，其排序由里到外一般為第一層鋪設(shè)塊石料層，厚度0.5～1.0 m，粒徑20～30 cm；第二層鋪設(shè)卵石或石子，厚度1.0～1.2 m，粒徑5～8 cm；第三層為砂礫料，厚度1.2～1.5 m，粒徑小于2 cm。

3.4 取水口

取水口一般分為兩種，一種是在集水廊道兩側(cè)取水，這種取水是在集水廊道現(xiàn)澆頂板時(shí)預(yù)留直徑0.6～0.8 m的孔，然后采用漿砌石或砌磚砌筑，高出河道面1.0～1.5 m，內(nèi)部設(shè)置檢修爬梯，頂部用C25鋼筋混凝土現(xiàn)澆蓋頂。另一種是將取水口設(shè)置在截潛流下游，在集水廊道中安裝管道，通過擋水墻將水引到下游，在下游河道岸邊修建豎井取水。

4 結(jié)論

通過實(shí)踐證明，截潛流取水工程有效利用了河道內(nèi)卵石層中徑流水，不僅為全縣小農(nóng)水工程提供了可靠的水源保障，而且對(duì)區(qū)域內(nèi)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，具有一定的推廣和利用價(jià)值。