不同渠道襯砌型式在高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)項目中的應(yīng)用

張 程

（盤錦市水利勘測設(shè)計有限公司,遼寧 盤錦 124000）

0 前言

高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田是一定時期內(nèi)通過農(nóng)村土地整治形成的集中連片、設(shè)施配套、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、生態(tài)良好、抗災(zāi)能力強、與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營方式相適應(yīng)的基本農(nóng)田。包括經(jīng)過整治后達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的原有基本農(nóng)田和新劃定的基本農(nóng)田[1]。

盤錦高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)項目切實提高了耕地的質(zhì)量等級,形成了一勞永逸、旱澇保收的高質(zhì)量農(nóng)田,呈現(xiàn)出田成方、林成網(wǎng)、路相通、渠相連、旱能灌、澇能排的現(xiàn)代生態(tài)高效農(nóng)業(yè)景象。高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)是惠民的好政策、好項目,實現(xiàn)了社會效益、經(jīng)濟效益和生態(tài)效益共贏,贏得了盤錦廣大農(nóng)民的一致好評。建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田,不僅要以保障糧食產(chǎn)能為首要任務(wù),確?！俺缘蔑枴?而且要為消費者提供高品質(zhì)的農(nóng)產(chǎn)品奠定良好的資源環(huán)境基礎(chǔ),吃得好的同時,還要吃得健康,從而更好地滿足人民群眾對美好生活的需求,有效促進農(nóng)業(yè)科技進步。

盤錦市以科技為先導(dǎo),以實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化為目標(biāo),按照“廣覆蓋、高含量”的要求,持續(xù)加大科技投入,不斷引進先進技術(shù)。通過實施綠色稻米高產(chǎn)栽培技術(shù)、水稻工廠化育苗及農(nóng)機插秧技術(shù)、精準(zhǔn)施肥技術(shù)等科技措施,使高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田項目區(qū)良種覆蓋率達(dá)100%。通過提高項目區(qū)科技含量等方式,加快科技成果向現(xiàn)實生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)化,推動高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)向高水平深層次發(fā)展,項目區(qū)科技貢獻率達(dá)55%以上。

1 項目概況

盤錦市雙臺子區(qū)陸家鎮(zhèn)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)項目位于雙臺子區(qū)陸家鎮(zhèn)陸家村及任家村,緊鄰遼河右堤,項目區(qū)總面積9000 畝,建設(shè)規(guī)模6200 畝,均為水田。項目區(qū)隸屬于盤山灌區(qū),是遼寧省大型灌區(qū)之一,根據(jù)灌區(qū)資料統(tǒng)計,灌區(qū)內(nèi)灌溉水源以地表水為主,可供水量為75900 萬m3,灌區(qū)經(jīng)過多年的運行,總用水量74800 萬m3,能夠滿足農(nóng)作物生長需要。

2 區(qū)內(nèi)水利工程現(xiàn)狀

區(qū)內(nèi)有3 條引水總干,建有水源工程7 處,蓄水中型水庫3 座,總庫容0.55 億m3,興利庫容0.4 億m3。灌溉總干渠長度為70.2 km,干渠長度為218.9 km,支渠長度為743.9 km,農(nóng)渠長度7268.75 km。排水總干溝長度為86.67 km,干溝長度為498.22 m；支溝長度為937.11 km,農(nóng)溝長度7268.5 km。灌溉支渠以上配套建筑物工程1524 座；排水支溝以上配套建筑物工程984 座,灌排農(nóng)渠（溝）建筑物34857 座。項目區(qū)現(xiàn)有3 座泵站,29 座水閘及其他渠系建筑物,現(xiàn)運行良好,能夠保障項目區(qū)內(nèi)灌溉和排水,其余渠道均為土渠,多年以來未進行治理,渠底嚴(yán)重淤積,兩側(cè)邊坡水土流失嚴(yán)重。項目區(qū)內(nèi)田間的毛渠渠首斗門閘多年來未更換,大部門已經(jīng)破損,無法運行。項目區(qū)內(nèi)的排灌支渠均為土渠,運行多年來,支渠邊坡凹凸不平,從渠首到渠尾淤積越來越嚴(yán)重,水量滲漏損失越來越大,導(dǎo)致泡田期用水量大、用水急時上水不足,雨季水量過大需要排水時,下水又不順暢。

3 渠道襯砌設(shè)計

本工程擬修建襯砌支渠10 條,其中陸家村6 條、任家村4 條,總長度6356 m,,采用模袋混凝土和預(yù)制L 型混凝土板的襯砌型式。

3.1 支渠襯砌工程設(shè)計

3.1.1水力計算

根據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范》（GB 50288-99）規(guī)定,采取措施提高渠系水利用系數(shù),其設(shè)計值不低于表1 取值。

本項目區(qū)屬于盤山灌區(qū),盤山灌區(qū)（不包括西三場灌區(qū)）現(xiàn)有水稻灌溉面積55 萬畝,主要種植作物為水稻,根據(jù)表1可知,項目區(qū)的渠系水利用系數(shù)取0.55。根據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范》（GB 50288-99）規(guī)定水稻灌區(qū)田間水利用系數(shù)設(shè)計之不應(yīng)低于0.95,因此本次設(shè)計田間水利用系數(shù)區(qū)0.95,即灌溉水利用系數(shù)η為0.53。

表2 項目區(qū)支渠灌溉表

續(xù)表2

支渠流量計算：

式中：Q為渠道設(shè)計流量（m3/s）；M泡為水稻泡田（洗鹽）期用水量,取125m3/畝；A為支渠控制面積（畝）；T為泡田（洗鹽）期延續(xù)時間（天）,取2 天；η為灌溉水利用系數(shù),（η=η渠系×η田間）。

式中：Q加大為渠道設(shè)計流量,m3/s；J為渠道流量加大系數(shù),本次設(shè)計取J=30%。即可算出各支渠的設(shè)計流量、加大流量（見表3）。

表3 項目區(qū)支渠灌溉流量計算表

3.1.2襯砌方式的確定

渠道襯砌方式較多,較為常用的為預(yù)制混凝土L 型板襯砌和模袋混凝土襯砌兩種,預(yù)制混凝型板襯砌方法優(yōu)點為施工較為簡單,工期較短,適用于邊坡較陡的渠道,不增加占地面積,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好,對地形改變較小[2],缺點為造價貴；模袋混凝土襯砌方法優(yōu)點為外形美觀,防滲效果好,運行時受凍脹破壞較小,不急受損,適用于邊坡較緩的渠道,施工采用一次性噴灌成型,簡便,速度快[3]。

綜合考慮,本項目支渠襯砌采用模袋混凝土襯砌及預(yù)制L 型板的襯砌方法,根據(jù)現(xiàn)狀渠道的特點選擇合適的襯砌形式,即陸家村支渠2（陸-Q2）-支渠6（陸-Q6）及任家村支渠1（任-Q1）-支渠4（任-Q4）采用模袋混凝土襯砌,支渠1（陸-Q1）采用預(yù)制混凝L 型板襯砌,保證渠道美觀而堅固,更加符合高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)項目條件。

3.1.3結(jié)構(gòu)型式

1）預(yù)制混凝土L 型板襯砌設(shè)計

混凝土強度等級為C25, 渠底現(xiàn)澆混凝土的強度為C25,混凝土的抗凍標(biāo)號F200,抗?jié)B標(biāo)號W4。

支渠邊坡坡底及渠底清淤整形,清淤整形土方回填至預(yù)制混凝土L 型板立墻墻后,預(yù)制L 型混凝土板立墻墻頂寬度0.13 m、墻根寬度0.16 m、底板厚度0.16 m、底板寬度0.763 m,立墻高度1.6 m；渠道兩側(cè)預(yù)制混凝土L 型板之間采用現(xiàn)場鋼筋澆筑混凝土護底,預(yù)制混凝土L 型板底板預(yù)留鋼筋,與現(xiàn)澆混凝土φ10 鋼筋進行綁扎,然后進行混凝土澆筑,現(xiàn)澆混凝土底板8 m 設(shè)置一處分縫,采用瀝青木板分縫。

圖1 預(yù)制混凝土L 型板襯砌示意圖

2）模袋混凝土設(shè)計

模袋采用機織土工模袋, 混凝土強度等級為 C25, 抗凍標(biāo)號 F200,抗?jié)B標(biāo)號 W4。基本技術(shù)指標(biāo)見表4。

表4 機織土工膜袋基本技術(shù)指標(biāo)

支渠邊坡削坡整形,保證淤泥全部清走,邊坡坡比不小于1∶1,模袋混凝土厚0.12 m,模袋根據(jù)支渠設(shè)計橫斷面進行布設(shè)；支渠頂端各留出0.5 m 的搭接面, 防止模袋混凝土下滑。

圖2 模袋混凝土襯砌示意圖

3.2 支渠橫斷面設(shè)計

灌區(qū)支渠經(jīng)多年運行,現(xiàn)行運行水位滿足地塊上水要求,按穩(wěn)定均勻流進行灌溉支渠橫斷面尺寸和支渠輸水能力驗算。穩(wěn)定均勻流計算公式中所需糙率（n）、邊坡（m）、比降（i）等參數(shù)均按本次灌溉支渠縱斷面設(shè)計值,依照《灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范》（GB 50288-99）及參照既有支渠實測斷面所采用值。穩(wěn)定均勻流計算公式如下：

1）梯形渠道

2）矩形渠道

式中：A為過水?dāng)嗝婷娣e,m2；b為渠道設(shè)計底寬,m；h為渠道設(shè)計水深,m；R為水力半徑,R=A/x,x為濕周；C為謝才系數(shù)；n為渠床糙率,取值為0.0275（根據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范》（GB 50288-99）附錄E 渠床糙率取值）；Q為設(shè)計流量,m3/s；i為渠底比降；m為渠道邊坡系數(shù)。

經(jīng)驗算,其干渠、支渠、斗渠現(xiàn)狀斷面的輸水能力及控制水位均能滿足輪灌[4]配水方式所要求的設(shè)計流量及灌溉要求水位。

根據(jù)計算結(jié)果,結(jié)合測量現(xiàn)有的支渠橫斷面形式,支渠的安全超高,確定襯砌深度以及斷面尺寸,成果見表5。

表5 支渠襯砌工程設(shè)計成果表

4 結(jié)語

通過對不同地形條件的渠道進行綜合比較分析,盤錦市雙臺子區(qū)陸家鎮(zhèn)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)項目渠道襯砌工程選用了兩種不同襯砌型式,既不占地,又方便百姓,同時又滿足高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)項目實施要求。項目的實施,使項目區(qū)農(nóng)業(yè)基本生產(chǎn)條件得到了改善,增強了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)抗御自然災(zāi)害的能力。項目實施后,通過優(yōu)良品種種植,糧食產(chǎn)量不僅得到了保障而且得到大幅度的提高,提高了項目區(qū)的經(jīng)濟效益。