汾河灌區(qū)清徐片渠系配套項(xiàng)目設(shè)計(jì)簡(jiǎn)述

張曉葦

（山西省汾河流域管理局，山西 太原 030002）

1 工程概況

清徐縣是太原市的農(nóng)業(yè)大縣，小型農(nóng)田水利工程在全縣農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著舉足輕重的作用。汾河灌區(qū)清徐片渠系配套項(xiàng)目涉及柳杜、孟封兩鄉(xiāng)鎮(zhèn)25個(gè)行政村，共有耕地面積4 346.4 hm2，人口33 163人，屬典型的農(nóng)業(yè)村。項(xiàng)目村從汾河灌區(qū)東西干渠取水，通過斗渠、農(nóng)渠對(duì)大田作物進(jìn)行灌溉。區(qū)內(nèi)大部分渠道為土渠，斗渠為梯形斷面，底寬0.5～0.8 m，深度0.8～1.2 m；農(nóng)渠底寬2.0 m左右，深度0.5～0.8 m。

1.1 存在的主要問題

項(xiàng)目區(qū)農(nóng)田水利設(shè)施大多建于20世紀(jì)60～70年代，運(yùn)行期間未做過系統(tǒng)的維護(hù)，受技術(shù)、資金條件限制，很多工程設(shè)施配套不完善。主要存在輸配水渠道淤積，達(dá)不到設(shè)計(jì)過水能力，渠系建筑物跑水、漏水嚴(yán)重等問題，浪費(fèi)了寶貴的水資源，導(dǎo)致農(nóng)田不能正常灌溉。

1.2 水量供需平衡分析

本次項(xiàng)目采用清徐縣2002年縣域節(jié)水型社會(huì)項(xiàng)目研究中全縣水資源分析評(píng)價(jià)成果，項(xiàng)目區(qū)多年平均過境水徑流量為2 190萬m3。

按照作物的種植比例及灌溉制度計(jì)算灌水率，最大灌水率為4.8 m3/（s·萬hm2）。根據(jù)灌區(qū)內(nèi)作物種植比例，進(jìn)行綜合灌溉定額的加權(quán)計(jì)算，75%保證率下，綜合灌溉凈定額為3 075 m3/hm2，50%保證率下，綜合灌溉凈定額為2 475 m3/hm2。經(jīng)計(jì)算75%保證率下農(nóng)業(yè)灌溉用水量為1 782萬m3，50%保證率下農(nóng)業(yè)灌溉用水量為1 434.3萬m3。區(qū)域內(nèi)水資源能夠滿足項(xiàng)目區(qū)內(nèi)作物需水。

1.3 工程建設(shè)任務(wù)

在對(duì)區(qū)域內(nèi)農(nóng)田水利工程現(xiàn)狀和水資源狀況調(diào)查、分析的基礎(chǔ)上，制定小型農(nóng)田水利工程建設(shè)實(shí)施方案，項(xiàng)目完成后區(qū)域內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件明顯改善、農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力明顯提高、抗御自然災(zāi)害能力明顯增強(qiáng)。具體任務(wù)為：改善灌溉面積3 546.67 hm2，新增灌溉面積800 hm2。主要建設(shè)內(nèi)容以末級(jí)渠道防滲及配套渠系建筑物為主，包括：渠道防滲107.28 km；配套橋涵閘等渠系建筑物407座。

2 工程設(shè)計(jì)

農(nóng)渠采用D 80U型渠，渠道從斗渠上修建的進(jìn)水閘引水，通過丁字閘、十字閘等分水建筑物進(jìn)行輸配水，農(nóng)渠設(shè)置出水口，作物通過出水口進(jìn)行灌溉。

2.1 農(nóng)渠設(shè)計(jì)

農(nóng)渠設(shè)計(jì)遵循以下原則：渠道縱坡按原設(shè)計(jì)不變；盡量按原農(nóng)渠走向、利用原有建筑物。

根據(jù)項(xiàng)目區(qū)農(nóng)渠的實(shí)際情況，結(jié)合汾河灌區(qū)歷年末級(jí)渠系防滲改造的經(jīng)驗(yàn)，本次設(shè)計(jì)農(nóng)渠采用D 80U型渠道進(jìn)行防滲。農(nóng)渠采用C 20混凝土預(yù)制，U型渠厚度為60 mm，渠道下部為半徑0.4 m的156°圓弧，上部?jī)蓚?cè)開口向外12°，渠道深度為0.8 m，渠道預(yù)制塊以U型對(duì)稱線分兩塊，每塊長(zhǎng)度為0.5m，每延米為4塊，采用水泥砂漿砌筑，縫寬20 mm，壓頂采用C 20素混凝土。渠道輸水能力根據(jù)明渠均勻流公式計(jì)算。

2.2 渠系建筑物設(shè)計(jì)

渠系建筑物設(shè)計(jì)包括進(jìn)水閘、節(jié)制分水閘、丁字閘、十字閘、出水口及農(nóng)橋等設(shè)計(jì)。

設(shè)計(jì)原則為：滿足渠道輸水、分水和防洪的要求；在保證安全運(yùn)行、便于管理的前提下，建筑物的數(shù)量力求最少；流態(tài)穩(wěn)定，水頭損失小，能控制較大的灌溉面積。

2.2.1 進(jìn)水閘設(shè)計(jì)

農(nóng)渠通過建于斗渠上的進(jìn)水閘進(jìn)水，進(jìn)水閘與斗渠呈90°分水角。采用磚砌閘室，閘孔尺寸為0.9 m×0.84 m，閘底板厚度為300 mm，閘室順?biāo)鞣较驗(yàn)?.48 m，左右閘墩寬度均為0.36 m，閘室、底板均采用水泥砂漿抹面，厚度不小于20 mm?；缀粚?shí)，壓實(shí)系數(shù)不小于0.95。閘門采用木閘門，厚度60 mm，寬度為1.0 m，高度為0.8 m。

2.2.2 節(jié)制分水閘設(shè)計(jì)

在農(nóng)渠上每200 m設(shè)置一座節(jié)制閘，其主要功能為節(jié)制水流、壅高水位。閘孔尺寸為0.8 m×0.65 m，門槽尺寸為1.0 m×0.8 m，閘門采用木閘門，閘門尺寸為1.0 m×0.8 m，厚度為60 mm，可采用兩塊或三塊板拼裝，方便操作。閘門基礎(chǔ)采用C20 W4 F150混凝土，兩側(cè)閘墩采用0.4 m寬，0.8 m高的C 20混凝土，基礎(chǔ)埋深不小于0.4 m。閘門下游側(cè)、閘墩頂部安裝0.5 m寬，1.6 m長(zhǎng)的鋼筋混凝土橋面板方便通行。節(jié)制閘前后采用2.0 m長(zhǎng)混凝土扭面與上下游銜接，上下游扭面與閘總長(zhǎng)度為4.8 m。

2.2.3 丁字閘設(shè)計(jì)

根據(jù)項(xiàng)目區(qū)的實(shí)際情況，分水閘采用丁字閘與十字閘兩種形式。

丁字閘其形狀像個(gè)“丁”字，渠道一個(gè)方向來水，其他兩個(gè)方向走水，主要位于兩條農(nóng)渠垂直相交的位置。在下游渠道設(shè)置兩座閘孔，閘孔尺寸為0.8 m×0.65 m，門槽尺寸為1.0 m×0.8 m，閘門采用木閘門，閘門尺寸為1.0 m×0.8 m，厚度為60 mm，可采用兩塊或三塊板拼裝，方便操作。閘門基礎(chǔ)采用C20 W4 F150混凝土，厚度為0.4 m，基礎(chǔ)平面尺寸為2.4 m×1.6 m，下游閘墩均采用0.4 m寬，0.8 m高的C 20混凝土澆筑，基礎(chǔ)埋深不小于0.4 m，基礎(chǔ)與閘墩整體澆筑。閘門下游側(cè)、閘墩頂部安裝0.5 m寬，1.6 m長(zhǎng)的鋼筋混凝土橋面板方便通行。丁字閘前后采用2.0 m長(zhǎng)混凝土扭面與上下游銜接，上下游扭面與閘總長(zhǎng)度為6.4 m，另一側(cè)閘室與U型渠道采用2.0 m長(zhǎng)C 20混凝土扭面銜接，扭面與閘室總長(zhǎng)度為4.1 m。

2.2.4 十字閘設(shè)計(jì)

十字閘因其形狀像個(gè)“十”字而得名，渠道一個(gè)方向來水，其他三個(gè)方向走水，主要位于兩條農(nóng)渠垂直交叉的位置。在下游渠道方向設(shè)置三座閘孔，閘孔尺寸為0.8 m×0.65 m，門槽尺寸為1.0 m×0.8 m，閘門采用木閘門，閘門尺寸為1.0 m×0.8 m，厚度為60 mm，可采用兩塊或三塊板拼裝，方便操作。閘門基礎(chǔ)采用C20 W4 F150混凝土，厚度為0.4 m，基礎(chǔ)平面尺寸為2.4 m×1.6 m，下游閘墩均采用0.4 m寬，0.8 m高的C 20混凝土澆筑，基礎(chǔ)埋深不小于0.4 m，基礎(chǔ)與閘墩整體澆筑。閘門下游側(cè)、閘墩頂部安裝0.5 m寬，1.6 m長(zhǎng)的鋼筋混凝土橋面板方便通行。十字閘上下游方向采用2.0 m長(zhǎng)混凝土扭面與上下游銜接，上下游扭面與閘總長(zhǎng)度為6.4 m，另一側(cè)閘室與前后U型渠道均采用2.0 m長(zhǎng)C 20混凝土扭面銜接，扭面與閘室總長(zhǎng)度為6.6 m。

2.2.5 出水口設(shè)計(jì)

渠道灌溉通過出水口進(jìn)行灌溉，U型渠道每20 m設(shè)置一個(gè)出水口，灌溉為單向灌水，灌溉方式為輪灌。

出水口采用磚砌體砌筑，出水口位于U型渠半腰間，寬度占半塊U型渠，進(jìn)口寬度0.5 m，兩側(cè)磚砌體寬度為0.24 m，基礎(chǔ)深度0.3 m左右，底板120 mm，門槽寬0.06 m，閘孔尺寸為0.35 m×0.5 m，閘門采用木閘門，尺寸為0.5 m×0.6 m，厚度60 mm。

2.2.6 農(nóng)橋設(shè)計(jì)

農(nóng)橋垂直農(nóng)渠布置，U型渠穿越橋中間，橋板凈跨1.60 m，橋板采用簡(jiǎn)支現(xiàn)澆混凝土板式結(jié)構(gòu)。橋板支撐長(zhǎng)度為0.3 m，寬度為4.0 m。農(nóng)橋設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)為汽-10級(jí)。

橋面板鋪裝采用C 15細(xì)石混凝土，鋪裝層厚度0.05～0.08 m，路面排水橫坡1.5%。橋面板采用C 25鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土抗凍等級(jí)F 150，板厚為0.25cm；橋墩采用C 20素混凝土重力式擋墻結(jié)構(gòu)，混凝土抗凍等級(jí)F 150，抗?jié)B等級(jí)W 6，橋墩頂寬0.6 m，墩帽截面采用L型鋼筋混凝土，墩帽與橋面板之間接縫寬度50 mm，縫內(nèi)填GB嵌縫材料，基礎(chǔ)埋深為滿足抗凍要求確定為0.8～1.0 m，橋墩高度為1.80 m。

3 結(jié)語

工程實(shí)施后，可改善項(xiàng)目區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，提高灌溉水利用率，有效地保水保土保肥，改善生態(tài)環(huán)境，農(nóng)民通過優(yōu)化作物種植結(jié)構(gòu)，加快農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，從而促進(jìn)農(nóng)村和諧發(fā)展，加快建設(shè)高效、生態(tài)、可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)。