陡坡水庫灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造分析

侯 莉

（河南省南陽市鎮(zhèn)平縣水利局，河南南陽 474250）

1 灌區(qū)概況

陡坡水庫灌區(qū)位于鎮(zhèn)平縣城以東，潦河以西，引陡坡水庫水進(jìn)行灌溉，是鎮(zhèn)平縣一座重要的中型自流灌區(qū)，設(shè)計(jì)灌溉面積4 066.67 hm2，主要效益鎮(zhèn)平縣的老莊、柳泉鋪、彭營、遮山、安子營等5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的39個(gè)行政村。該灌區(qū)始建于1965年，目前已建成干渠I條長21.95 km，支渠、分支渠6條長28.19 km，各類渠系建筑物共240 座。渠系大部分為土渠，經(jīng)過四十多年運(yùn)行，渠道內(nèi)淤積嚴(yán)重，雜草叢生，工程老化，年久失修，干支渠輸水能力大大減小，渠系水利用系數(shù)低。同時(shí)，田間配套工程不完善，工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低，管理設(shè)施不到位，縮減了灌區(qū)的效益面積，現(xiàn)有有效灌溉面積僅1 666.67 hm2。

初步設(shè)計(jì)以節(jié)水型、數(shù)字型現(xiàn)代化灌區(qū)為目標(biāo)，設(shè)計(jì)思路與布局包括恢復(fù)灌區(qū)現(xiàn)有灌溉設(shè)施的功能，實(shí)施現(xiàn)代化達(dá)標(biāo)改造，重點(diǎn)對(duì)東西干渠進(jìn)行管道化改造，結(jié)合已有的高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)，完善灌溉分水支渠及排水系統(tǒng)，配套灌區(qū)量測水設(shè)施，完善灌區(qū)管理設(shè)施等。

2 陡坡水庫灌區(qū)續(xù)建配套工程布置

2.1 工程布置

陡坡水庫灌區(qū)灌溉干渠渠首及水庫樞紐已在2002年進(jìn)行除險(xiǎn)加固，并新建了有壓輸水隧洞，隧洞出口布置有閘閥及DN1 500 mm壓力鋼管，2019年鎮(zhèn)平縣生態(tài)用水及水系聯(lián)通對(duì)隧洞進(jìn)口進(jìn)行分級(jí)取水改造，并從陡坡水庫埋設(shè)DN1 200 mm引水管道至鎮(zhèn)平遮山水廠，水源工程現(xiàn)狀運(yùn)行工況良好；灌區(qū)大部分農(nóng)田已進(jìn)行高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，形成較為完整的灌排體系；東西干渠建設(shè)至今51 a。因此針對(duì)東西干渠維修加固，保證干渠輸水通暢。

2.2 東干渠方案比較

方案一（PE輸水管道方案）：東干渠采用渠道改管道方案，擬新建3 條輸水管，總長10.47 km，管道均采用PE 管。其中：東1 號(hào)干管從縣城供水管1+150 樁號(hào)開設(shè)一管口，管線全長2.60 km；東2 號(hào)干管從縣城供水管4+620 樁號(hào)開設(shè)一管口，管線全長2.25 km；東3號(hào)干管從縣城供水管5+605樁號(hào)開設(shè)一管口，管線全長5.61 km。

方案二（現(xiàn)澆C20混凝土仰斜式結(jié)構(gòu)襯砌方案）：東干渠樁號(hào)0+000～9+800范圍內(nèi)水損的1 145 m渠道采用C20混凝土仰斜式結(jié)構(gòu)襯砌，總長1.15 km；樁號(hào)9+800～10+120 水損渠道采用C25鋼筋混凝土矩形結(jié)構(gòu)襯砌，總長0.32 km；樁號(hào)10+120～14+800渠道采用C20混凝土仰斜式結(jié)構(gòu)襯砌，總長4.68 km；樁號(hào)14+800～21+600 渠道清淤疏浚，總長6.80 km。渠道兩側(cè)采用現(xiàn)澆C20混凝土仰斜式結(jié)構(gòu)護(hù)岸，C20混凝土貼坡頂寬0.30 m，墻底寬0.50 m，迎水面1：0.50，墻頂以上采用草皮護(hù)坡。

對(duì)兩種方案進(jìn)行分析，具體結(jié)果見表1。

表1 東干渠方案設(shè)計(jì)優(yōu)缺點(diǎn)比較表

由表1 可知，在不考慮渠系建筑物加固的情況下PE 輸水管道方案較渠道襯砌節(jié)省投資大大降低，同時(shí)考慮到東干渠現(xiàn)狀和地質(zhì)條件，PE管基本不存在淤塞的問題，沿途全封閉也可避免水質(zhì)污染，PE 輸水管道方案對(duì)地形適應(yīng)性強(qiáng)，施工方便，運(yùn)行管理方便、灌溉水利用系數(shù)高、節(jié)水高效對(duì)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)促進(jìn)作用較大而更優(yōu)，故東干渠推薦采用PE輸水管道方案。

2.3 西干渠方案比較

方案一（PE 輸水管道方案）：西干渠現(xiàn)狀渠道長9.90 km，西干管采用渠道改管道方案，擬新建1 條輸水管，從縣城供水管0+532樁號(hào)開設(shè)一管口，管道采用PE管，全長5.87 km。

方案二（現(xiàn)澆C20混凝土仰斜式結(jié)構(gòu)襯砌方案）：渠道兩側(cè)采用現(xiàn)澆C20 混凝土仰斜式結(jié)構(gòu)護(hù)岸，C20 混凝土貼坡頂寬0.30 m，墻底寬0.50 m，墻高1.30 m（其中基礎(chǔ)埋深0.20 m），迎水面1：0.5，墻頂以上采用草皮護(hù)坡。

上述兩種方案工程量及造價(jià)的比較可知，西干渠采用PE輸水管道方案較渠道襯砌節(jié)省投資，同時(shí)考慮到西干渠現(xiàn)狀大部分渠道為邊山渠道，部分渠道因村民建設(shè)房屋等已經(jīng)損毀甚至斷流，渠道襯砌會(huì)經(jīng)常淤塞，PE管基本不存在淤塞的問題，對(duì)地形適應(yīng)性強(qiáng)，施工方便，運(yùn)行管理方便、灌溉水利用系數(shù)高，結(jié)合節(jié)水高效產(chǎn)業(yè)園發(fā)展，故西干渠推薦采用PE輸水管道方案。

3 節(jié)能設(shè)計(jì)

3.1 主要建筑物設(shè)計(jì)

主要建筑物設(shè)計(jì)過程中，始終堅(jiān)持合理利用資源，提高資源利用效益的原則，貫徹節(jié)能降耗設(shè)計(jì)思想。設(shè)計(jì)中節(jié)能減耗措施主要體現(xiàn)在以下方面：第一，在工程布置中，根據(jù)各建筑物功能結(jié)合工程地形、地質(zhì)、施工等條件，進(jìn)行方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合論證，選擇合理的布置格局。第二，在滿足工程安全的情況下，優(yōu)化建筑物結(jié)構(gòu)體型，減小工程數(shù)量，達(dá)到節(jié)材減耗的目的。第三，建筑物的外環(huán)境能有效地影響建筑物的防熱節(jié)能，在各水工建筑物建成以后，通過在各建筑物周圍適當(dāng)位置種草、植樹，形成平面與立體相結(jié)合的綠化環(huán)境，改善各建筑物四周的微氣候，可以有效地起到防熱節(jié)能的功效。在建筑物周圍將自然水體和景觀水體相結(jié)合可以通過水體的蓄熱降低環(huán)境溫度，使進(jìn)入建筑物的熱量減少，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

3.2 空調(diào)、照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)

首先，防熱、保溫，減少機(jī)械通風(fēng)、空調(diào)的容量。工程所在地區(qū)屬于副熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，多年平均氣溫17.70 ℃，極端最高氣溫40.40 ℃，極端最低氣溫-13.10 ℃，因此在建筑設(shè)計(jì)時(shí)以夏季防熱節(jié)能作為建筑物節(jié)能重點(diǎn)。

在滿足建筑物強(qiáng)度等設(shè)計(jì)要求的前提下，將水工建筑物的墻體作為保溫隔熱節(jié)能的設(shè)計(jì)重點(diǎn)，建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用混凝土空心砌塊，提高熱工效率。為減少外墻傳熱造成熱損失，外墻擬貼外保溫膨脹聚苯板。屋面需保溫隔熱，保溫隔熱材料采用導(dǎo)熱系數(shù)小蓄熱系數(shù)大的擠塑聚苯板。并采用倒置屋面，K值≤0.70 W/（km2·k）；建筑物門窗是圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱影響區(qū)，在滿足室內(nèi)光環(huán)境質(zhì)量要求的前提下，合理確定建筑物窗、墻比，以確保最佳的節(jié)能效果，合理選擇熱阻大、傳熱系數(shù)小的門窗材料。滿足有關(guān)防雷規(guī)范前提下，房屋面采用導(dǎo)熱系數(shù)小蓄熱系數(shù)大的保溫隔熱材料設(shè)計(jì)，采用倒置屋面。

其次，有效利用自然光，減少人工照明容量。根據(jù)各功能設(shè)備室結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，盡量開設(shè)玻璃窗戶，充分利用自然光線。室內(nèi)頂棚墻面批蕩、拋光，提高光線反射率，頂棚、墻面、地面采用較淺色材料，減少光線吸收率，更加有效利用光能。

4 結(jié)論

此次陡坡水庫灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造建設(shè)與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展相適應(yīng)，結(jié)合本灌區(qū)特點(diǎn)、現(xiàn)狀條件和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、信息化、生態(tài)文明建設(shè)要求，因地制宜，與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)等相關(guān)規(guī)劃協(xié)調(diào)銜接。灌區(qū)渠道改管道后，根治了“卡脖子”地段，加大了渠道輸水能力，提高了灌溉水利用系數(shù)，不僅能保證及時(shí)灌溉，在防汛期間提高了渠道排洪能力，確保了工程安全，最大限度地減輕了洪災(zāi)損失。