對灌區(qū)灌溉渠系系統(tǒng)的規(guī)劃布置探討

趙惠

（新疆兵團勘測設計院（集團）有限責任公司石河子分公司 石河子市 832000）

對灌區(qū)灌溉渠系系統(tǒng)的規(guī)劃布置探討

趙惠

（新疆兵團勘測設計院（集團）有限責任公司石河子分公司 石河子市 832000）

伴隨著農業(yè)的高速發(fā)展，在灌溉系統(tǒng)設計結構中，渠道結構以及建筑物結構應用不斷增多，如何建構科學合理的規(guī)劃布局模型，需要相關技術人員結合實際情況，積極優(yōu)化項目管理和經濟效益結構，確保其在滿足配水任務的基礎上，實現(xiàn)經濟效益和社會效益的共贏。文章分析案例，對灌區(qū)灌溉渠系系統(tǒng)規(guī)劃的基本形式、原則以及流程進行了集中闡釋，并對其防洪規(guī)劃展開了探討，旨在為相關項目管理人員提供有價值的參考建議。

灌溉區(qū)域 灌溉渠系系統(tǒng) 規(guī)劃布置 防洪

在現(xiàn)代化灌區(qū)灌溉渠系系統(tǒng)中，要合理化設計其規(guī)劃布局模型，從而實現(xiàn)設計結構之間的協(xié)調并存，滿足灌溉和排水要求。只有保證灌區(qū)灌溉渠系系統(tǒng)規(guī)劃布局的完整程度，才能落實多元化發(fā)展布局策略，確保整體管理模型效果的最優(yōu)化。

1 案例分析

某工程項目是一期工程的續(xù)建部分，典型的電力提水灌溉工程項目，總灌溉面積為7.25萬hm2，灌溉工程涉及4個直屬縣。工程項目總裝機容量約為1.21萬kW，涉及30座抽水泵站，并集中安裝了150臺抽水機組。在工程項目運行過程中，至總工程量一半時由于資金短缺，存在一段時間的停工，在此期間，骨干渠系和支渠地貌特征發(fā)生了很多變化，相關工程規(guī)劃人員對其進行了復測，并針對灌區(qū)灌溉渠系系統(tǒng)進行了二次規(guī)劃布置，結合相應的基本原則，保證設計結構順應工程項目的整體要求。

2 灌區(qū)灌溉渠系系統(tǒng)規(guī)劃布置概述

2.1 灌區(qū)灌溉渠系系統(tǒng)規(guī)劃布置的基本原則

在對灌溉區(qū)域的灌溉渠系統(tǒng)進行集中設計和綜合管理的過程中，要針對骨干區(qū)域和支渠灌溉區(qū)域進行統(tǒng)籌設計，結合其自身需求，嚴格遵守規(guī)劃要求，完成規(guī)劃布置工作[1]。其中，骨干區(qū)域的布置具有全局性意義，不僅僅是規(guī)劃結構的中心，也是整體工程項目繼續(xù)推進的關鍵，項目負責人員要結合經濟要求以及安全參數(shù)進行綜合布置，確保相關運行維度和管理機制的貼合度，結合調查研究有序完成，真正實現(xiàn)整體規(guī)劃布局的可持續(xù)發(fā)展，充分發(fā)揮布置方案的實際價值。

（1）對灌區(qū)灌溉渠系系統(tǒng)的支渠部分進行規(guī)劃設計時，也要遵循基本原則。在規(guī)劃布置過程中，技術人員要嚴格遵守灌區(qū)的具體要求，規(guī)劃布置結構要按照灌區(qū)的土地利用規(guī)劃模型以及行政區(qū)的實際規(guī)劃的相關模型規(guī)范有序進行，保證溝渠的具體參數(shù)貼合實際需求[2]。著重對支渠的間距以及長度進行機械化耕作，以保證溝渠的規(guī)劃布置切實有效。

（2）骨干渠渠系系統(tǒng)的規(guī)劃布置是整體布置系統(tǒng)中的重點，不僅僅擔負著主要的灌溉任務，也對整體灌區(qū)的經濟效益產生影響，灌區(qū)灌溉渠系系統(tǒng)是最基本的應用框架，在實際處理過程中，技術人員要充分結合規(guī)劃要求，不僅要對地形進行及時的調研，也要保證水源、地質等因素符合實際需求。首先，有效運行自流灌溉和自流排水。在灌溉渠灌溉渠系系統(tǒng)的水源水位以及排水承載區(qū)域水位的情況較為固定時，將其渠道盡量布置在高地，最大化地滿足自流灌溉區(qū)域，而排水渠道則要布置在地勢較低的區(qū)域，實現(xiàn)自流直接流于承載泄流水量的目的。也就是說，要對不同水位進行集中控制，才能真正合理化地升級灌溉區(qū)域的綜合水平。其次，在骨干渠渠系系統(tǒng)設計過程中，要將骨干區(qū)域和支渠渠道進行統(tǒng)籌布置和安排，多數(shù)情況要保持灌區(qū)內部灌溉區(qū)域和排水渠道“各自為政”，形成相互不打擾的排水模型，提高水位管理和控制水平。例如，在平原地區(qū)，灌溉渠道若是要利用布置結構優(yōu)化其實際效果，就要保證排水溝布置的合理性。最后，技術人員在應用渠道布置操作模型的過程中，要對工程量以及工程費用進行綜合考量，在滿足安全要求的基礎上，結合其地形特征，有效利用直穿和繞行等多種方式，對渠道的運行基礎展開多元化管理，從根本上減少灌區(qū)灌溉渠系系統(tǒng)的工程量，深度貫徹落實基礎處理要求，提升其整體價值[3]。

除此之外，在灌區(qū)灌溉渠系系統(tǒng)規(guī)劃布置過程中，要嚴格遵守因地制宜的原則，確保其布置模型貼合當?shù)匾螅眉械乃宦洳顚崿F(xiàn)發(fā)電要求，短距離排水溝兼做航道，進行貨物運輸。

2.2 灌區(qū)灌溉渠系系統(tǒng)規(guī)劃布置的基本形式

在灌區(qū)灌溉系系統(tǒng)規(guī)劃布置模型建立過程中，要滿足經濟需求和管理框架體系的實際要求。基本組成結構主要包括灌區(qū)取水樞紐、不同級別的輸水渠道、不同級別的配水渠道以及排水和泄水區(qū)域等[4]。目前，較為普遍的灌區(qū)灌溉渠系系統(tǒng)主要包括兩種形式，一種是山丘、丘陵區(qū)的灌區(qū)灌溉渠系，另一種是平原型灌區(qū)灌溉渠系。而在實際布置形式中，干渠沿等高線布置和干渠沿分水嶺布置是較為常見的布置方式。

（1）干渠沿分水嶺布置。主要地形指的是地面崗脊線較多的情況，整體布置結構的沿線方向要保證等高線垂直，設計干渠比要依據(jù)地面的實際坡度進行綜合測定。而對于該區(qū)域的支渠結構，要在干渠的兩側有效分出，從而滿足大規(guī)模灌溉的要求。一般而言，在淺丘崗地的灌區(qū)多采用這種“上段盤山下端沿脊線”的方式，減少了干渠結構和天然河溝的交錯問題，不僅工程量較少，且建筑物數(shù)量也較為合理。值得一提的是，在山丘地區(qū)，干渠要結合實際情況修建銜接建筑物，利用泄洪建筑以及沿渠道的山坡截留溝渠進行綜合管控，優(yōu)化其對于山洪的抗擊能力[5]。

（2）干渠沿高線布置。主要指的是干渠的位置沿著灌溉區(qū)域的上部邊緣進行集中布置，整體布置結構是為了更好的滿足其全面灌溉的要求，利用支渠對其進行側面引出，多應用于分水嶺地形結構中。由于地面等高線等位置和主要河流的方向呈現(xiàn)的是平行狀態(tài)。并且，在灌溉區(qū)域內，山溪以及河流等都可以當做干溝模型以及支溝模型。值得一提的是，在干渠沿高線布置過程中，由于干渠的渠線線路較長，要針對渠道底部進行緩坡設計，集中水位落差滿足發(fā)電目要求。需要著重注意的是，在干渠沿高線布置結構中，干渠的位置要適中，從根本上滿足設計優(yōu)化原則，真正優(yōu)化其布置位置，不宜過高或者過低。總之，結構設計人員要結合實際要求，綜合考量地形特征，確保設計維度能貼合經濟要求以及灌區(qū)灌溉系統(tǒng)的具體參數(shù)體系[6]。

2.3 灌區(qū)灌溉渠系系統(tǒng)規(guī)劃布置的基本流程

在灌區(qū)灌溉渠系系統(tǒng)規(guī)劃項目推進過程中，相關項目負責人員要按照基本流程步驟有序開展，在滿足相關要求的同時，充分發(fā)揮灌溉渠系系統(tǒng)的優(yōu)勢。

（1）對渠線進行初步勘察。在設計項目開始初期，要對整體情況和地理要求進行系統(tǒng)化分析，并在地圖上進行整理，按照渠道布置的基本原則，對渠系系統(tǒng)的大致結構進行勾畫。值得一提的是，在建立灌溉渠系系統(tǒng)模型之前，技術人員需要對當?shù)馗刹咳罕娺M行走訪，確保設計維度能貼合當?shù)氐膶嶋H要求，制定不同的方案，反復比較并進行有效的甄別。初步勘察非常關鍵，利用儀器對干渠的控制點進行集中處理，一般采用的是等渠道比降參數(shù)，并標注相對位置以及高程結構，按照實際要求對支渠的分水口和渠線的具體方向進行有效標定，從而更好地對支渠控制范圍進行全面劃分和處理。只有保證受益的田地以及支渠的渠線位置完整有序，才能在滿足地質特征評估的基礎上，符合當?shù)氐膶嶋H需求[7]。

（2）進行二次復查。在二次復查過程中，要對干渠的線路進行集中的二次查驗，利用視距測量機制以及水準測量機制對不同控制點的相對位置和高程進行有效處理。例如，在處理過程中，要對經濟效益、工程量、工程施工難易程度等進行深度分析和集中處理。在對干渠進行復查后，整體灌區(qū)灌溉渠系系統(tǒng)的大致方案已經確定，對于相應參數(shù)要進行及時的登記。

（3）對系統(tǒng)進行初測。在二次復查后，項目負責人員要對渠線進行初步測量，渠道兩側實際寬度控制在（100～200）m之間。初測工作要保證導線結構和渠道中線的匹配程度，并對渠道沿線的土壤、地質等參數(shù)進行集中審核和標注，并把渠系系統(tǒng)中涉及的建筑位置以及材料的開采地點進行綜合分析，只有保證建筑物類型以及主要尺寸貼合實際要求，才能真正落實設計項目，記錄人員要將初測結果以及相應數(shù)據(jù)進行集中匯總。

（4）紙上定線操作。在測量工作告一段落后，要進行集中的定線，結合地形圖的基本框架，對渠道中心線的平面位置以及縱斷面位置進行確認。按照比例尺等高距（0.5～1.0）m的標準對測量數(shù)據(jù)進行地形圖繪制[8]。另外，在進行中心線位置定位之前，相關項目負責人要對渠道入口到渠道平渠之間的平均縱坡參數(shù)進行系統(tǒng)化計算，結合實際流量和土質條件，合理布置縱坡，設計標準橫斷面等。并計算渠道比降參數(shù)，結合灌區(qū)灌溉渠系系統(tǒng)的沿線地形結構以及實際輸水量要求，通過精密計算以保證設計框架貼合實際。只有確定了灌區(qū)灌溉渠系系統(tǒng)內渠道彎道的最小曲率半徑、水頭損失等參數(shù)，才能完成定線要求。

（5）定線測量。在定線測量工序開展后，要在實地對渠道中心線進行有效劃定，并按照中心線各個樁號的實際位置測繪出縱斷面。只有保證定線測量過程的完整度，才能實現(xiàn)整體管理效果的升級。在地質勘查項目運行和管控過程中，要對地質條件、土石分界線以及塌方問題等進行綜合預估，并對危險區(qū)域進行集中加固。

3 灌區(qū)灌溉渠系系統(tǒng)規(guī)劃的防洪功效

灌區(qū)灌溉渠系系統(tǒng)除了對田地進行灌溉外，也能利用自身的防洪規(guī)劃保證渠道排水出路順暢，相關項目負責人要在結合防洪要求的基礎上，對渠道沿線的經濟情況等客觀因素進行綜合考量，嚴格遵守防洪規(guī)劃的原則，有序推進規(guī)劃體系的運作。在規(guī)劃制定和運行過程中，要盡量采用立體交叉排洪建筑物，減少渠道承載的負擔。并對進入渠道的洪水進行洪峰流量設計，以保證灌溉區(qū)域以外的地面水從邊界處的截水溝直接排走[9]。

4 結語

總而言之，灌區(qū)灌溉渠系系統(tǒng)規(guī)劃項目在實際應用過程中，需要相關技術人員結合實際情況，建構系統(tǒng)化且完整的管理方案和設計模型，在深入調查社會經濟條件以及地形、人文等基本參數(shù)后，建立分析比對體系。與此同時，根據(jù)灌溉需求深度落實綜合治理原則，保證灌區(qū)灌溉渠系系統(tǒng)規(guī)劃布置結構的最優(yōu)化，也為農業(yè)灌溉項目的可持續(xù)發(fā)展奠定堅實基礎。

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[3]劉曉俊.瀟河灌區(qū)農田灌溉渠系配套工程建設分析研究[J].農業(yè)與技術,2015,22(04)：31-31.

[4]宋松柏,呂宏興.灌溉渠道輪灌配水優(yōu)化模型與遺傳算法求解[J].農業(yè)工程學報,2014,20(02)：40-44.

[5]韓宇,呂宏興,余國安，等.兩種運行方式下灌溉渠道的非恒定流數(shù)值模擬[J].長江科學院院報,2015,27(03)：29-33.

[6]劉領,史峰,賀小近，等.灰色系統(tǒng)模糊綜合評估法在水利工程招標中的應用——以西藏自治區(qū)某灌溉渠系為例[J].河南科技（上半月）,2015,11(12)：32-33.

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[8]曹虎.山東濱州灌溉渠道及其環(huán)境景觀設計研究——以張肖堂東干渠及其環(huán)境景觀設計為例[D].蘇州：蘇州大學,2013. [9]陸洪昌.對灌區(qū)灌溉渠系系統(tǒng)的規(guī)劃布置探討[J].水利科技與經濟,2013,19(01)：87-88.

2017-02-10）

趙惠（1973-），男，陜西人，大學本科，工程師，研究方向或主要工作性質，水利工程設計。