大沙河水庫灌溉工程輸水方案比較

黃再堅

(貴州省水利水電勘測設計研究院，貴陽550002)

大沙河水庫灌溉工程輸水方案比較

黃再堅

(貴州省水利水電勘測設計研究院，貴陽550002)

隨著我國經濟的發展和社會的進步，水利工程建設項目不斷增多，水庫灌溉工程是水利工程中的重要部分，也是我國主要的水資源利用方式，雖然我國是一個水資源豐富的國家，但水資源分布不均的實際情況使得水資源通過各種渠道被用于社會。文章以大沙河水庫灌溉工程為例探討了水庫灌溉工程輸水方案的比較。

大沙河;水庫灌溉;方案比較;管道設計

0 引言

灌溉輸水方案的選擇不僅關系到工程總投資的大小，同時關系到對灌區沿線生態環境的影響及灌溉水利用系數，只有綜合多方面的因素，才能選擇出最優的輸水方案。

1 工程簡介

大沙河水庫灌溉工程位于道真仡佬族苗族自治縣北部，水庫樞紐建在長江流域烏江水系的芙蓉江支流凌霄河上游河段，即大小沙河匯口以下約900 m處，距縣城52 km，交通便利。

凌霄河發源于道真縣大沙河自然保護區，由北向南流，在燒雞灣處轉入地下成為明暗交替的河流，于白果坪附近又流出地表轉向南流在河口鄉注入梅江。

梅江屬長江流域烏江水系的二級支流，發源于重慶市南川縣筍子山，向西南流經南川、道真兩縣于楊柳灣匯入芙蓉江。大沙河水庫位于梅江支流凌霄河的上游河段。

大沙河水庫灌溉工程的工程任務為:農田灌溉和灌區人畜飲水，受水區為道真縣三橋鎮、陽溪鎮和河口鄉。

本工程主要包括樞紐工程(大壩、溢洪道、老龍洞引水系統)和灌區輸水系統工程兩部分。

其中輸水系統工程分為東部片區和西部片區，東部片區從林場隧洞取水，其后接東干管、陽溪分干渠、陽壩分干渠及梅江、凌霄、五臺、河口4條支渠;西部片區從康家山隧洞取水其后接接龍干管和三會干管。

2 輸水方案比較

在滿足灌溉要求的前提下，選取渠道方案(以下簡稱方案Ⅰ)和管道方案(以下簡稱方案Ⅱ)進行比較:

2.1 工程投資比較

表1 工程投資對照表

2.2 其余各項比較

通過以上綜合比較，管道輸水方案線路短，并且采用埋管，大部分植被可恢復，對生態環境影響小，占用土地少。

同時，管道輸水方案每年節約用水量138萬m3，多余水量一方面可用于灌區附近即將新建的工業園區，另一方面可供給灌區末端增加的灌面，為本工程帶來更大得經濟效益［1-3］。

本工程處于大沙河沙河自然保護區，若采用對生態環境影響小的方案施工，對保護區的建設和發展貢獻是不能用貨幣可以估算的［4-6］。工程線路短縮短工程施工期，節省工程施工期管理費，同時對自然保護區的影響時間縮短。所以，選擇管道輸水方案為推薦方案。

表2 輸水方案比較表

3 管道方案設計(以東干管為例)

3.1 管徑及管材選擇

按壓力管道經濟流速初估管道直徑，計算公式為:

初估輸水管道直徑取 DN =0.9 m，V =2.012 m/s，滿足供水管道管經濟流速V=1～3 m/s。根據近年來實施的灌區工程和市場調查，綜合考慮價格、采購及施工難易程度，選取玻璃鋼夾砂管和球墨鑄鐵管進行管材比較［7-9］。

經比較，輸水管道采用玻璃鋼夾砂管道，管道壓力控制在2.5 MPa以內，剛度為SN7500。

表3 管材比較成果表

3.2 水頭損失計算

沿程水頭損失和局部水頭損失按下式計算:

沿程水頭損失:

局部水頭損失:

東干管布置為:單管DN 900 mm玻璃鋼夾砂管，管道實長為3 518.330 m，玻璃鋼夾砂管糙率值n取0.009。水頭損失計算成果見表4。

表4 東干管水頭損失計算成果表

3.3 連接池及出水池設計

3.3.1 水池消能區長度的確定

根據水面旋滾消能理論和試驗，按原蘇聯A.A.特瑞卡柯夫提出的出水池長度計算公式計算:

式中:h淹最大為出水管口最大淹沒深度;K為系數，可根據《泵站》查得或插值法求得［10］。具體計算可見表5。

表5 水池消能區長度計算成果表

3.3.2 水池其他尺寸確定

1)管口下緣至池底的距離P主要用以防止池中泥沙或雜質物等淤塞出口水，一般采用:P=100～200 mm，本次設計P值采用200 mm。

3.3.3 管口上緣最小淹沒深度

一般采用下式計算:

計算結果見表6:

表6 管口上緣最小淹沒深度計算表

3.3.4 水池寬度B

從施工和水力條件考慮，最小單管出流寬度為:

計算得 B =1.8～2.7 m，本次設計中值采用2.5 m。

4 結語

道真大沙河水庫灌溉工程主要工程任務是農田灌溉和灌區人畜飲水，輸水系統為本工程主要組成部分之一，輸水系統均處于大沙河自然保護區內，渠道沿線地形較陡，渠道征地面積較大，且多為林地。綜合各方面因素考慮，推薦管道輸水方案為本工程輸水系統實施方案［11-14］。

［1］龔文生.隴南宕昌理川截引灌溉工程樞紐方案的優化設計［J］. 甘肅科技，2006(06):112，121-122.

［2］韋斌.東雷抽黃續建灌溉支斗渠工程設計研究［J］.科技信息，2010(27):744，750.

［3］李可科.淺談梯級攔蓄灌溉工程的規劃設計［J］.廣東科技，2007(15):95-96.

［4］陳汝津，吳強.廣西樂灘水庫引水灌區工程取水口設計［J］.企業科技與發展，2009(24):101-103.

［5］石世平.引大入秦灌溉工程設計概論［J］.甘肅水利水電技術，1995(03):12-14，43.

［6］袁靜，喬軍輝.寶雞市馮家山水庫灌區灌溉效益現狀分析與對策［J］.陜西水利，2008(06):34-35.

［7］石世平.引大入秦灌溉工程設計概論［J］.甘肅水利水電技術，1995(03):82.

［8］楊賓.大同市節水灌溉回顧與思考［J］.科技情報開發與經濟，2009(07):220-221.

［9］李可科.淺談梯級攔蓄灌溉工程的規劃設計［J］.廣東科技，2007(15):95-96.

［10］丘傳忻 .泵站［M］.北京:中國水利水電出版社，2002:425.

［11］劉洪友，徐萬江，崔潤利.芻議訥全灌區渠系建筑物凍害分析及防治措施［J］.黑龍江水利科技，2010，37(05):93.

［12］程瑞蓀.伊拉克阿布·格里伯灌溉工程的施工及工程質量控制［J］.浙江水利科技，1987(04):38-43.

［13］張祺.禹門口提水工程水源工程布置方案比選［J］.科技情報開發與經濟，2009(03):227-228.

［14］畢樹根.廣州市西江引水工程取水頭部及取水泵站順利開閘通水［J］.珠江現代建設，2010(05):2.

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1007-7596(2014)06-0125-03

2013-12-09

黃再堅(1986-)，男，貴州修文人，助理工程師，從事水工設計工作。