淺談灌區(qū)節(jié)水設(shè)計及施工探討

摘要：灌區(qū)工程是重要的農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施，進(jìn)行灌區(qū)改造是保障糧食安全的需要，也是服務(wù)三農(nóng)的需要。節(jié)水灌溉是根據(jù)作物的需水規(guī)律和當(dāng)?shù)氐臍庀笏呐c土壤條件，其是相對于過去實行的傳統(tǒng)的、粗放式的灌水技術(shù)而言的，灌區(qū)的合理規(guī)劃和建設(shè)對保障我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和改善生態(tài)化建設(shè)等方面都發(fā)揮著重要的作用。結(jié)合工程實例介紹了灌區(qū)節(jié)水改造設(shè)計的實施要點，并針對其設(shè)計探討其施工要點。

關(guān)鍵詞：灌區(qū)；節(jié)水；設(shè)計

農(nóng)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)中的用水大戶，灌區(qū)又是農(nóng)業(yè)用水中的大戶，灌區(qū)是國家的重點水利設(shè)施，在經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展中具有重要作用。在充分而有效利用降水和土壤水，保證作物增產(chǎn)或不降低產(chǎn)量的前提下，通過工程的、農(nóng)藝的、生物的和管理的措施，適時-適量灌溉減少灌區(qū)的灌溉用水量，從而保證獲得最佳的經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境效益的灌水技術(shù)。灌區(qū)的節(jié)水改造技術(shù)不僅能夠有效保障灌區(qū)范圍內(nèi)農(nóng)業(yè)作物的生產(chǎn)，而且還能改善灌區(qū)的生態(tài)環(huán)境，從而更大限度地發(fā)揮土地的資源效益。

1、灌區(qū)節(jié)水改造設(shè)計存在的問題

1.1設(shè)計的先進(jìn)性問題

灌區(qū)的工程建筑物，一般來說運行年限較長，為了不致使工程在若干年后太顯落后，在續(xù)建配套和節(jié)水改造的設(shè)計中就要考慮前瞻性問題，適當(dāng)在結(jié)構(gòu)、外觀、裝修等方面有一定超前性，最起碼也應(yīng)達(dá)到目前的先進(jìn)性。

1.2高科技與技術(shù)配套問題

灌區(qū)節(jié)水改造工程的目的是為了更好地節(jié)約、利用水資源，從而更好地改善灌區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境和生態(tài)環(huán)境。因此，必須提高工程建設(shè)的科技含量，滿足新時期灌區(qū)節(jié)水改造設(shè)計的要求，在施工設(shè)計上要因地制宜，合理布局，從宏觀上進(jìn)行施工配套工作的建設(shè)。以穩(wěn)定、高效的新技術(shù)來切實完成節(jié)水目標(biāo)，降低灌溉成本，提高灌區(qū)的實際經(jīng)濟(jì)效益。

2、工程概況及其總體設(shè)計布置

項目區(qū)為某水庫農(nóng)渠灌區(qū)，提供水源的水庫和農(nóng)渠位于弄鄉(xiāng)境內(nèi)，實際灌溉鄉(xiāng)內(nèi)5各村，灌溉面積300hm²。設(shè)計流量0.50m³/s，渠水可滿足該灌區(qū)用水量要求。

該灌區(qū)原水庫農(nóng)渠流量為Q=0.5m³/s，大于最大渠道引水流量Q_水稻=0.49m³/s，復(fù)核設(shè)計流量能夠滿足灌區(qū)供水需求。水庫農(nóng)渠全場6425m，其中明渠6129m，10處隧洞278m，1座渡槽18m，渠首流量為0.5m³/s，渠底坡將1/2000，隧洞、渡槽坡降1/1000。

該次規(guī)劃節(jié)水設(shè)計主要是對水庫農(nóng)渠渠道進(jìn)行全面的防滲整治，渠道設(shè)計流量0.5m³/s，采用梯形斷面設(shè)計，CI5混凝土宰底、漿砌單磚護(hù)坡方式襯砌，擬防滲整治土渠3760m，對2369m石渠、278m隧洞、18m渡槽進(jìn)行勾縫治漏處理。

2.1渠道工程設(shè)計

根據(jù)渠道和渡槽的設(shè)計流量（Q=0.5m³/s），本著節(jié)約工程量和投資，渠道不沖不淤的原則，計劃擬定渠道護(hù)砌斷面按明渠均勻流公式：Q=wV=wC（Ri）^1/2；C=R^1/6/n。

2.2明渠水力計算

明渠渠底坡將1：2000，渠道糙率n=0.015，邊坡系數(shù)m=0.5，渠底寬b=1.2m，水深h=0.8m，超高Δh=0.3m，則過水?dāng)嗝鎤=1.28m²，濕周X=2.99m，水力半徑R=w/X=0.43，C=43.44，V=0.52m/s，Q_假設(shè)=0.66m³/s。經(jīng)試算，Q_假設(shè)=0.66m³/s與渠道設(shè)計流量Q=0.5m³/s相差太大，應(yīng)調(diào)整假設(shè)的各種參數(shù)。調(diào)整渠底寬b=0.8m，明渠渠底坡降1：2000，渠道糙率n=0.015，邊坡系數(shù)m=0.5，水深h=0.8，超高Δh=0.3m，則過水?dāng)嗝鎤=0.96m²，濕周X=2.59m，水力半徑R=w/X=0.37，C=42.38，V=0.58m/s，Q_假設(shè)=0.5m³/s，經(jīng)試算，Q_假設(shè)=0.5m³/s與渠道設(shè)計流量Q_假設(shè)=0.5m³/s相等，符合設(shè)計要求，各種設(shè)計參數(shù)見表1。

表1" 明渠水力計算成果表

2.3根據(jù)原石渠、渡槽、隧洞斷面尺寸，復(fù)核流量

原1座渡槽矩形斷面尺寸為：渠底寬b=0.8m，渠水深1.2m，超高Δh=0.3m，渡槽比降為1：1000，其水力計算結(jié)果見表2。

圖2" 渡槽水力計算成果表

石渠矩形斷面尺寸為：渠底寬b=0.8m，渠水深1.3m，超高Δh=0.3m，比降為1：2000，其水力成果表見表3.

表3" 石渠水力計算成果表

根據(jù)復(fù)核成果，原渡槽、石渠、其流量分別為0.55、0.53、0.53m³/s，流速0.69、0.51、滿足設(shè)計要求。

3.1結(jié)構(gòu)設(shè)計

3.11渠道防滲設(shè)計

對1座渡槽18m、10處隧洞378m、2369m石渠M10砂漿勾縫治漏處理，對3760m土渠采用M7.5漿砌磚襯砌，M10砂漿抹面，渠口看1.6m，底寬0.8m，水深0.8m，超高部分用高0.3m，寬0.4m的漿砌磚蓋頂，考慮周邊群眾通行方便，每50m遠(yuǎn)設(shè)一人行橋，人行橋用長2.5m的鋼筋混凝土預(yù)制板鋪設(shè)，寬0.5m。

3.12施工技術(shù)要點

土方施工應(yīng)根據(jù)《渠道防滲工程技術(shù)規(guī)范》的要求，對防滲渠道基土，應(yīng)特別注意渠坡新土、老土的結(jié)合，填筑時，應(yīng)將原渠坡挖成臺階狀，再在上面夯填新土，整修成設(shè)計要求的渠道斷面；開挖時，僅挖去填筑時加寬50 cm的部分土體，然后修整渠道基槽，達(dá)到設(shè)計要求。本次渠道設(shè)計護(hù)坡采用M7.5漿砌單磚砌筑，標(biāo)準(zhǔn)單磚規(guī)格尺寸為240 mm x115mmx53 mm，砌筑前灑水潤濕，控制磚的含水率在10%-15%，砌筑時，應(yīng)先C15混凝土墊底后再砌渠坡，砌渠坡時，從坡腳開始，由下而上分層砌筑，水平灰縫砂漿的飽滿度應(yīng)≥80%，厚8~12 mm；渠線直段平直、彎道圓滑順暢。

此外，在澆筑混凝土前，土渠基應(yīng)先灑水浸潤，在巖石渠基上澆筑混凝土，或需要與早期混凝土結(jié)合時，應(yīng)將基巖或早期混凝土鑿毛并刷洗干凈，鋪一層厚度為1~2cm的水泥砂漿，水泥砂漿的水膠比，應(yīng)較混凝土小0.03~0.05；混凝土應(yīng)采用機(jī)械拌和，拌和時間應(yīng)≥2 min，混凝土應(yīng)隨拌、隨運、隨用，因故發(fā)生分離、泥塑漏漿、嚴(yán)重泌水和坍落度降低等問題時，應(yīng)在澆筑地點重新拌和，若混凝土初凝，應(yīng)按廢料處理；現(xiàn)場澆筑混凝土完畢，應(yīng)及時收面，收面后，混凝土表面應(yīng)密實、平整、光滑，且無石子外露。

4、結(jié)語：

隨著我國對農(nóng)業(yè)水利工程投入的不斷加大，灌區(qū)的節(jié)水設(shè)計的也在不斷實施與強(qiáng)化。在對灌區(qū)進(jìn)行節(jié)水改造設(shè)計的過程中應(yīng)做好組織管理工作，加強(qiáng)節(jié)水工程建設(shè)，建立長效的管理機(jī)制，切實保障工程長期穩(wěn)定運行。

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