社上南干灌區(qū)節(jié)水改造分析

羅光琪

（江西省安?？h谷口水庫管理委員會，江西 安福 343223）

社上南干水庫始建于上世紀(jì)60年代，在近50多年運行過程中，該工程為社上南干灌區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展做出了卓越的貢獻(xiàn)。但是由于前期投入資金少，配套渠系建筑物缺失。再加上后期維修養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，導(dǎo)致渠道渠系周邊建筑物老化，渠道沿途險工險段較多。且存在嚴(yán)重的坍塌漏水、渠道堵塞裂縫漏水情況，對灌區(qū)內(nèi)工農(nóng)生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響。因此，為提高灌區(qū)農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力，促進(jìn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收及灌區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，對社上南干灌區(qū)節(jié)水配套改造進(jìn)行分析。

1 項目概況

1.1 工程概況

社上南干灌區(qū)位于江西省安福縣，渠首位于巖頭陂水庫，見圖1。渠首進(jìn)水閘底板高程為131.70 m。設(shè)計引水流量12.03 m3/s。主要灌溉楓田、竹江、寮塘等8個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，覆蓋600多個自然村，土地總面積為170.0 km2，現(xiàn)有耕地面積為22.56×104畝，實際灌溉面積為8.63×104畝。灌區(qū)內(nèi)主要以農(nóng)業(yè)糧食生產(chǎn)為主，雙季水稻是灌區(qū)主要農(nóng)作物。

灌區(qū)多年平均氣溫在18.0℃左右，多年平均日照時數(shù)在1700.0 h左右，多年平均降水雨在1603.6 mm左右。其中4月～6月的降水量占全年的一半以上，7月～9月炎熱少雨。

圖1 社上水庫流域地理位置圖

社上南干灌區(qū)中有社上大型水庫、丁家陂及神園、宣塘、荷湖、歐田垅4座小型水庫。灌區(qū)主干渠有社上南干渠和安福渠，渠道途經(jīng)嚴(yán)田、橫龍、平都、楓田、竹江、寮塘、甘洛、洲湖8個鄉(xiāng)鎮(zhèn)以及橫龍墾殖場、谷源山墾殖場的農(nóng)田，設(shè)計灌溉面積12.03萬畝。區(qū)內(nèi)交通比較方便，區(qū)內(nèi)生產(chǎn)以種植水稻為主，隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整，項目區(qū)的經(jīng)濟(jì)作物面積不斷增加，種植的經(jīng)濟(jì)作物主要有油菜、甘蔗、大豆、紅薯、花生、蔬菜等。

1.2 運行現(xiàn)狀

社上南干灌區(qū)水渠渠首全長52.36 km，石渠段以含礫粘土、粉質(zhì)粘土粉質(zhì)壤土為主，具中等透水性。21世紀(jì)初期對該渠段進(jìn)行配套加固，但是經(jīng)過近20年的運行，整體社上南干灌區(qū)出現(xiàn)了嚴(yán)重的上游滲漏、下游淤塞情況，部分區(qū)域出現(xiàn)了越級取水情況。而社上南干灌區(qū)下游渠段由于長期沒有通水，導(dǎo)致渠道兩邊坡坍塌事故頻繁發(fā)生，致使渠道斷面底寬度逐步增加[1]。灌區(qū)渠系渠道建筑物不完善，導(dǎo)致灌區(qū)運行階段無法依據(jù)原定計劃配水；灌區(qū)內(nèi)年內(nèi)水量分配不均，每年局部洪澇、旱災(zāi)發(fā)生較頻繁，嚴(yán)重制約了區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

2 灌區(qū)存在的主要問題

（1）地質(zhì)條件差，險工險段多

灌區(qū)南干渠滲漏嚴(yán)重，造成水量損失太大，危及渠道運行安全。水土流失嚴(yán)重，外堤多為填方渠堤、且當(dāng)時填筑填料及填筑質(zhì)量較差，滲漏嚴(yán)重。

（2）渠道淤積嚴(yán)重，影響過流，效益萎縮

南干渠的下游渠段通水少，有些渠段攔堵或栽種了莊稼。渠道兩邊坡時常有滑坡發(fā)生，致使渠道的斷面底寬越來越寬，屬典型的寬淺式，與渠道的過流量及坡降很不協(xié)調(diào)，渠道的頂寬越來越窄，不能滿足渠道維護(hù)的交通要求，堤身越來越單薄，潛伏著渠道運行時決堤的隱患。

（3）渠道邊坡陡，發(fā)生坍塌，堵塞渠道

根據(jù)查勘，社上水庫南干渠的渠道邊坡普遍較陡，邊坡系數(shù)一般小于0.5，受渠道內(nèi)水的沖刷，個別地段為垂直坡，灌區(qū)建成后經(jīng)過40多年運行，在渠道過流和洪水季節(jié)時，由于水流的沖刷，局部滑坡崩塌常有發(fā)生。

（4）渠系不配套，灌溉系統(tǒng)混亂，效益差

整個灌區(qū)渠系規(guī)劃不夠科學(xué)合理，越級取水的現(xiàn)象太多，各級渠道不匹配，干渠一“竿”到底太長。因渠系配套不完善，灌溉面積只能達(dá)到5.10萬畝?，F(xiàn)有涵閘設(shè)施不全，或無人管理，灌溉時，農(nóng)民隨意在干渠扒口灌田。

3 灌區(qū)節(jié)水改造技術(shù)分析

3.1 灌區(qū)節(jié)水改造總體設(shè)計

依據(jù)《國家農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)中型灌區(qū)節(jié)水配套改造項目管理實施辦法》及農(nóng)發(fā)辦(2005)2號文《農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)水利骨干工程項目初步設(shè)計報告編制提綱》有關(guān)規(guī)定，設(shè)定灌區(qū)總體工程量，土方開挖及回填4.08×104m3，砂礫墊層及混凝土施工1.78×104m3，漿砌塊石及模板7.00×104m3；新增27套信息化工程項目與測水量水儀器；整體工程計劃周期24個月，項目建設(shè)資金主要來源于中央撥款及地方財政、水利部門資金，總投資1.59×104萬元。

3.2 渠道橫斷面設(shè)計改造

灌區(qū)渠道橫斷面設(shè)計改造過程中，主要以《節(jié)水灌溉工程技術(shù)規(guī)范》(GB/T 50363-2018)、《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL 252-2017)為依據(jù)。利用過流能力計算公式，對現(xiàn)有渡槽、隧道、拱涵等主要建筑物過流能力進(jìn)行核對。主要計算公式為：

經(jīng)計算，該灌區(qū)渡槽過流能力在6.19 m3/s～12.06 m3/s之間，均滿足設(shè)計過流要求；而隧洞及拱涵過流能力分別為9.610 m3/s、12.06 m3/s，與設(shè)計要求相符。同時考慮到南干渠沿線具有嚴(yán)重的襯砌老化、邊墻失穩(wěn)及滲漏情況，可以防滲加固作為主要設(shè)計要點。依據(jù)《渠道防滲工程技術(shù)規(guī)范》（SL 18-2004）第1.0.4條要求，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)水文條件，進(jìn)行渠道防滲方案的合理選擇。在灌區(qū)渠道防滲方案選擇階段，考慮到該灌區(qū)實際需求，可選擇漿砌塊石襯砌方案。

3.3 分水涵改造

在施工方案確定之后，針對該灌區(qū)建筑物不完善導(dǎo)致的水資源浪費情況，主要以分水涵、泄水閘為要點，進(jìn)行建筑物加固施工。其中在分水涵施工方案設(shè)計階段，根據(jù)前期踏勘結(jié)果，采用深水取水有閘控制的方式，對灌區(qū)內(nèi)支渠分水、斗渠分水涵進(jìn)行重新建設(shè)。并封堵區(qū)域內(nèi)分水涵洞。同時為保證渠道和灌區(qū)建筑物正常安全運行，根據(jù)洪水標(biāo)準(zhǔn)、集雨面積、來水量設(shè)置泄水閘，通過上述過流能力計算公式，得出該灌區(qū)渠泄流能力，見表1。

表1 泄洪閘設(shè)計洪水復(fù)核表（局部）

在分水涵涵管斷面施工階段，主要采用C25鋼筋砼，設(shè)定斷面為0.6 m×0.9 m的矩形結(jié)構(gòu)。管壁厚度為0.20 m，縱坡為1/50。進(jìn)口與渠底位于同一水平面，出口直接與灌溉渠道連接。管身采用10 m以上的涵管，設(shè)置1道2.0 m的伸縮縫?？p內(nèi)嵌填由閉孔薄膜板及銅片止水裝置；管身設(shè)置兩道高度為50.0 cm的截水環(huán)；管底設(shè)置厚度為10 cm的C10砼墊層。設(shè)計成果見表2。

表2 南干渠泄洪閘（堰）泄流能力（局部）

4 效益分析

灌區(qū)節(jié)水改造后，為區(qū)域內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展提供了充足的水源，為新增農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)能力及產(chǎn)值提升提供依據(jù)。灌區(qū)節(jié)水改造規(guī)劃項目實施后，灌區(qū)內(nèi)復(fù)種指數(shù)由2.03提高至2.45，水稻畝產(chǎn)量由以往的640 kg提升至647 kg，其他秋雜作物畝產(chǎn)量也具有一定程度的上升。而農(nóng)作物單產(chǎn)量及復(fù)種指數(shù)的上升，也將直接促使區(qū)域灌溉效益提升[3]。

灌區(qū)節(jié)水改造項目實施，促使整體灌區(qū)形成系統(tǒng)的灌溉渠網(wǎng)，保證水源的充足灌溉，為社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供充足的水力資源支持。

灌區(qū)節(jié)水改造工程，通過邊坡加固及建筑物改造，有效降低了區(qū)域水土流失率，保證灌區(qū)植被及地貌完整穩(wěn)定，具有較高的生態(tài)效益。

5 結(jié)語

水利工程中灌區(qū)節(jié)水改造具有較高的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益及生態(tài)效益，可為灌區(qū)穩(wěn)定發(fā)展提供充足支持。結(jié)合灌區(qū)實際情況，利用過流能力公式，結(jié)合國家農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)中型灌區(qū)節(jié)水配套改造項目管理實施辦法，確立水利工程中灌區(qū)總體方案及橫斷面方案。依據(jù)橫斷面設(shè)計結(jié)果，結(jié)合灌區(qū)建筑物不完善導(dǎo)致的水資源浪費現(xiàn)狀，從分水涵、泄洪閘等方面，對灌區(qū)內(nèi)水渠進(jìn)行節(jié)水改造及建筑物加固整改，重新建設(shè)灌區(qū)內(nèi)支渠分水、斗渠分水涵。結(jié)合洪水標(biāo)準(zhǔn)、集雨面積、來水量，合理設(shè)置泄水閘，保證水利工程中灌區(qū)內(nèi)建筑物穩(wěn)定、安全運行，最大限度降低灌區(qū)水渠水資源滲漏問題，保證灌區(qū)水資源應(yīng)用效益。