淺談黃土丘陵溝壑區(qū)灌溉排水設(shè)計(jì)與水文地質(zhì)條件的關(guān)系應(yīng)用

袁延西

摘 要：土地整治項(xiàng)目是工程項(xiàng)目中常見的一種工程類型，本文以某土地整治項(xiàng)目為例，對(duì)灌溉排水設(shè)計(jì)與水文地質(zhì)條件的相互作用進(jìn)行描述，分析灌溉排水設(shè)計(jì)方法。

關(guān)鍵詞：灌溉排水工程;地下水系統(tǒng)

陜北黃土高原溝壑密布、干旱少雨、暴雨集中，是我國生態(tài)環(huán)境最為脆弱、水土流失最為嚴(yán)重的地區(qū)之一。近年國家十分重視這一地區(qū)的生態(tài)建設(shè)，實(shí)施退耕還林還草項(xiàng)目。為更有效的控制水土流失、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、緩解建設(shè)與保護(hù)的矛盾，延安市以治溝造地的模式，集荒溝閑置土地開發(fā)利用、鹽堿地改造、舊壩修復(fù)、壩系建設(shè)和生態(tài)建設(shè)為一體，對(duì)黃土高原丘陵溝壑區(qū)進(jìn)行綜合治理。

本文以延安某治溝造地項(xiàng)目為例，通過分析項(xiàng)目區(qū)的水文地質(zhì)條件、灌溉模式，優(yōu)化陜北黃土丘陵溝壑區(qū)灌溉排水施工設(shè)計(jì)，從而找到較為降本增效的施工方式。

一、 水文地質(zhì)條件

1.地質(zhì)地貌。項(xiàng)目區(qū)屬于陜北黃土高原南部，是以梁、峁組成的溝澗地和溝壑系統(tǒng)，全區(qū)分為三個(gè)地貌單元，北部為峁梁丘陵溝谷區(qū)，南部為梁峁丘陵溝谷區(qū)，東南部為黃土殘塬區(qū)，地形起伏較大，溝道切割較深、支溝發(fā)育，溝頭溝坡水力、重力侵蝕發(fā)育，溝坡及塬面沖溝、水土流失、滑坡、崩塌現(xiàn)象較多。

地表基本被第四系風(fēng)積沙所覆蓋，基巖于項(xiàng)目區(qū)東北部九龍泉溝、陽灣溝交匯處局部出露。地勢(shì)總體呈西高東低，南高北低。

2.水文地質(zhì)條件。項(xiàng)目區(qū)溝道內(nèi)主要為近代河床沖、洪積物，呈帶狀及串珠狀沿溝谷分布，厚度3.0～5.0m，因巖層空隙度大，導(dǎo)水性強(qiáng)，靠近地表水體，便于接受地表水及大氣降水入滲補(bǔ)給，富水性弱～中等。經(jīng)工程普探，砂礫層埋深0.5-2m不等。

溝道兩側(cè)廣泛分布淺黃色、淺棕黃色含砂質(zhì)粘土，夾鈣質(zhì)結(jié)核層，垂直節(jié)理發(fā)育、疏松、易垮落，受流水侵蝕切割構(gòu)成黃土區(qū)特有的地貌景觀。該層接受大氣降水入滲補(bǔ)給，向溝谷方向徑流，以面狀滲出為主要排泄形式，泉流量0.014～0.454L/s，富水性極弱。

3.農(nóng)田原貌。由于特殊的地質(zhì)條件，造成項(xiàng)目區(qū)溝道內(nèi)特有的壤中流現(xiàn)象，隨處可見“泉眼”涌水。區(qū)內(nèi)農(nóng)作物生長(zhǎng)良莠不齊，缺少相應(yīng)的農(nóng)田配套設(shè)施，排水不利，主要依靠坡面和溝道自然排放，導(dǎo)致道路、田塊等受雨水沖刷形成沖溝和落水坑，嚴(yán)重區(qū)塊形成下濕地，甚至次生鹽堿化而無法耕種。

二、 灌溉排水工程

結(jié)合節(jié)水灌溉理念，充分利用項(xiàng)目區(qū)地質(zhì)地貌，設(shè)計(jì)排洪溝、截水溝、排水渠等灌溉排水單體。

1.排洪溝。利用項(xiàng)目區(qū)溝道內(nèi)原始地貌，在原有溝道排水位置設(shè)計(jì)排洪溝，排水溝為項(xiàng)目區(qū)每一個(gè)單元內(nèi)最低高程，排水溝底部開挖至砂礫層。確定排洪溝溝底位置與整治后的土地平整面高程差相對(duì)平穩(wěn)。

2.截水溝。黃土丘陵溝壑區(qū)內(nèi)，土壤主要為黃綿土、水稻土，土體疏松、軟綿，壤中流豐富。項(xiàng)目實(shí)施前，因壤中流造成的鹽堿地、下濕地多處存在，且嚴(yán)重影響治溝造地中各單體工程的施工條件。在壤中流豐富區(qū)，結(jié)合道路、涵洞、排洪溝、灌溉渠的布設(shè)，垂直壤中流水流方向開挖截水溝，旨在高效利用壤中流，變其害為寶。在與壤中流水流方向垂直、平行于道路且在地塊兩端開挖截水溝，截水溝底部至砂礫層，約1.5m深。斷截項(xiàng)目區(qū)內(nèi)壤中流，起到地塊控水、排水的作用。

3.排水渠。項(xiàng)目區(qū)排水渠道分斗渠、灌排一體渠，根據(jù)各渠道的功能作用和流向，計(jì)算上游來水量，設(shè)計(jì)渠道的截面大小。

常見排水渠道為混凝土渠，考慮到項(xiàng)目區(qū)的冬季溫度較低，且地下水位淺，距地表約0.5-2m間距，為保持渠道穩(wěn)定性減少損壞速度，在渠道底部開挖至持力層，基礎(chǔ)加固采用拋石和灌漿，渠壁采用M7.5漿砌石砌筑。

三、 灌溉設(shè)計(jì)施工要考慮的工程技術(shù)

考慮項(xiàng)目區(qū)水文地質(zhì)條件及氣候因素，在該地區(qū)進(jìn)行灌溉設(shè)計(jì)主要注重設(shè)計(jì)施工的技術(shù)及材料等情況，包括以下幾方面：

1.基礎(chǔ)處理。項(xiàng)目區(qū)溝道主要由礫石、砂質(zhì)粘土組成，呈帶狀及串珠狀沿溝谷分布，導(dǎo)水性強(qiáng)，不同程度的有軟基，另溝道兩側(cè)接受大氣降水入滲補(bǔ)給，向溝谷方向徑流，渠道底部、側(cè)部易受水沖蝕，形成渠道空洞、坍塌。因此，為保障施工質(zhì)量及施工安全，設(shè)計(jì)時(shí)要進(jìn)行前期勘探，設(shè)計(jì)底部位置于穩(wěn)定層。

2.施工材料。項(xiàng)目區(qū)砌體工程應(yīng)用范圍較廣，多用于農(nóng)田灌溉、水庫大壩、河堤橋涵等工程。石料可就近取材、砌筑技術(shù)簡(jiǎn)易，可考慮渠道施工材料選用石料砌筑，另因當(dāng)?shù)仄鍪こ淘跍系纼?nèi)易出現(xiàn)凍脹損毀等影響工程質(zhì)量的問題，在設(shè)計(jì)施工階段對(duì)石料選材要進(jìn)行規(guī)范，選用耐寒耐凍、硬度高、耐腐蝕等性能的石材，并對(duì)石材面進(jìn)行水泥抹面等措施，確保施工質(zhì)量。

3.施工措施。項(xiàng)目區(qū)凍期較長(zhǎng)，一般為10月下旬至下年的4月上旬。且晝夜溫差較大，渠道側(cè)壁填方冰水交替，渠道凍脹變形量大使得渠道凍脹破裂，施工應(yīng)避免冬季施工，或做好保溫的措施。

4.回填土。設(shè)計(jì)渠道兩側(cè)渠間，選用回填土要求土質(zhì)高、含水量底，施工過程中要進(jìn)行多層壓實(shí)。

四、 結(jié)語

黃土丘陵溝壑區(qū)水文地質(zhì)條件多樣，在進(jìn)行施工設(shè)計(jì)前，要對(duì)項(xiàng)目區(qū)進(jìn)行較為完善的水文地質(zhì)條件勘察及其相應(yīng)的踏勘測(cè)量。通過分析水文地質(zhì)條件，在灌溉排水中計(jì)算用水量和工程規(guī)格的最大需求，從而保障灌溉排水工程在黃土丘陵溝壑區(qū)土地整治項(xiàng)目中經(jīng)濟(jì)實(shí)用、經(jīng)久耐用。

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