博斯騰灌區友誼渠防滲工程綜述

于 剛

(新疆巴州水利管理總站，新疆 庫爾勒 841000)

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博斯騰灌區友誼渠防滲工程綜述

于 剛

(新疆巴州水利管理總站，新疆 庫爾勒 841000)

為了改變灌區水利工程不配套、工程設施老化、灌水技術落后、管理水平低的狀況，新疆博斯騰灌區續建配套節水改造工程友誼渠防滲工程實施方案，該工程主要任務是防滲改造友誼渠5.15km和友誼二支渠1km，為灌區提供灌溉用水，加強流域用水統一管理，合理調配水量。防滲節水，提高水資源的利用率。為灌區中低產田改造創造條件，為“計劃用水、限額供水、推廣節水灌溉”的配水原則奠定基礎。

博斯騰灌區；節水改造；友誼渠；防滲工程

本次建設的工程項目位于博湖縣，博湖縣現轄五鄉兩鎮，該項目區水草豐美，資源豐富，氣候溫和濕潤，土地平坦肥沃，宜農宜牧，博斯騰湖是新疆最大的漁業生產基地，其中縣域還擁有豐富的水產、蘆葦、旅游、特色農副產品、石油天然氣等自然資源。博湖縣的交通、電力、通訊也十分的方便，本文主要講述博斯騰灌區續建配套與節水改造友誼渠防滲工程建設。

1 干、支渠工程現狀

現狀友誼干渠渠道長度7km，原渠道為土渠，友誼二支渠渠道長度11km，原渠道為塑膜防滲，渠道內蘆葦生長旺盛，渠道內水流速較緩。建筑物大部分運行良好，部分建筑物存在過水能力不足、工程凍脹、老化等問題，渠系建筑物完好率為75%。

2 項目建設目標

本項目建設的目標主要是達到合理改善友誼渠項目區的灌溉條件，解決渠系老化問題，合理的提高灌區灌溉保證率，最大限度地做好骨干渠道的防滲改造工作，提高節水效益，節約地表水，為灌區的工、農業用水尤其是解決灌區農業灌溉及春旱問題起到積極作用。本工程建設的最終目標是在節水灌溉的前提下使項目區從現狀年缺水狀態，通過節水改造和種植業結構的優化調整，提高干渠的利用系數，友誼渠灌區2012年比2010年節約水量2.95×104m3水，可提高項目區土地的灌溉保證率。友誼二支渠灌區可提高項目區土地的灌溉保證率。

3 項目建設方案設計

3.1 渠線設計

3.1.1 工程總體規劃布置的原則

1)渠道及其建筑物應運行安全、造價經濟、方便節水、大方實用，配備必要的管理設施。

2)盡可能少占用耕地、草場及當地居民的生產生活用地。

3)在建設過程中因取土、取料、棄土、棄渣而造成原地表植被破壞的地方，應采取有效的水土保持措施加以恢復[1]。

4)渠道上應設置方便生產生活用的交通設施。

3.1.2 渠線方案比選

經現場實地踏勘及調查分析，本次改造的灌區骨干工程經過多年的運行，灌區已經形成現狀的規模和格局，渠線大部分順直合理，而且部分支渠下游從密集居民區通過。鑒于以上原因及施工過程中“施工與灌溉矛盾”等因素，選擇兩條渠線方案進行比較。

方案一：緊鄰原渠線一側新選一條渠線，新舊渠線共用一側舊渠堤，利用原渠道進行施工導流。

優點：①由于此方案為新建渠道，施工時受灌溉影響小，有利于工程的施工與施工質量的控制。②利用原渠道進行施工導流，施工臨時費用較低[2]。

缺點：①灌區下游部分渠道穿過居民區，原渠道兩面有零星的住房、耕地或林帶，需占宅基地和耕地以及砍伐大量的林帶，補償費用較高。②新建渠道土方工程量較大。③會改變灌區現有的格局和運行管理。

方案二：保持已建渠道渠線方案不變，對已建渠道進行防滲改造。

優點：①渠段在原渠道基礎上進行防滲改造，土方工程量較小。②渠道經過多年的運行，渠基基本上處于密實穩定狀態，渠基基礎條件較好。

缺點：原渠道防滲改建的施工工期和灌溉期相矛盾。

綜合考慮兩種方案的利弊關系和項目區現狀的具體情況，本次維持老渠線。

3.2 渠道設計

3.2.1 渠道流量的復核

本次工程建設的主要內容為骨干工程，根據灌區渠道工作制度，均為續灌渠道，按灌區的設計灌溉制度和灌水率，渠道設計引水流量按以下公式確定：

Q設=q×A/η水

(1)

式中：Q設-渠道設計流量,m3/s；q為設計灌水率,m3/s/萬畝；A為灌溉面積,萬畝；ηs為該續灌渠道至田間的灌溉水利用系數。

本次渠道設計，渠道規模均在規劃的渠道規模的基礎上根據實際情況進行修正后確定的。

3.2.2 渠道縱橫斷面設計

渠道工程除滿足設計疏水流量外，還應根據地形條件和有關規范要求，選擇合理的渠底縱坡、渠床糙率、渠道邊坡系數及穩定渠床的寬深比等，同時還應從渠道的不沖、不淤流速等方面綜合考慮，以此來確定渠道的縱橫斷面[3]。

1)渠底縱坡:友誼渠沿線地形較為平坦，地形縱坡相對較緩，為了使渠道工程量最省，避免土方大搬運，因此本次改建設計中，對原渠道不合理的縱坡進行調整，并保證引水口水位的要求，盡量使渠底高于地下水位。

2)渠道斷面形式確定:綜合考慮經濟性、施工、襯砌材料和運行管理，本次工程設計渠道斷面形式采用梯形斷面。

3)防滲形式比選:根據渠道的縱坡情況、工程地質條件以及渠道防滲技術規范對各項設計指標的要求，選用的護砌材料應能考慮有較好的實用性和耐久性，并要有較好的防滲性。結合項目區地下水埋深情況、泥沙、施工難易程度以及天然建筑材料的分布和儲量，參考項目區常規的護砌材料，本次設計采用混凝土防滲襯砌，有兩種襯砌方式：現澆混凝土襯砌和預制混凝土襯形式。主要考慮因素為：①在渠道縱坡緩，渠道有灌溉期要求的采用預制混凝土板襯砌；②渠道縱坡較大、不影響原渠道灌溉的采用現澆混凝土襯砌[4]。

4)渠道糙率系數:依據《渠道防滲工程技術規范》SL18-2004，C20混凝土板襯砌渠段設計糙率系數取0.016。

5)渠道的邊坡系數:依據《渠道防滲工程技術規范》SL18-2004有關規定和地質評價報告的評價結果，內外邊坡系數≥1∶1.5，本次設計均為骨干輸水渠道，根據地質勘察報告及已建渠道經驗，確定各渠道的內邊坡系數為1∶1.5。

6)渠道安全超高的確定:根據《灌溉與排水工程設計規范》(GB50288-99)，渠道安全超高按式：△h=hb/4+0.2計算，改造后的各渠道安全超高值均滿足渠道襯砌超高值0.30-0.80m的規范要求。

7)渠道堤頂寬度的確定:根據《灌溉與排水工程設計規范》(GB50288-99)，萬畝以上灌區干渠堤頂寬度≥2m。因此由于友誼左岸2m，右岸4m；友誼二支左岸2m，右岸4m。。

8)渠道水力計算:為維持渠床的穩定和正常進行，渠道應滿足相應襯砌條件下不沖不淤流速的要求。通過水力計算，本工程中各渠道的最大流速為 0.797m/s，最小流速為0.73m/s，滿足《灌溉與排水工程設計規范》和《渠道防滲工程技術規范》中容許最大流速≤3.0m/s要求。根據目前灌區渠道的實際運行情況分析，渠道最小流速為0.5m/s時，無淤積現象。

9)渠道橫斷面實用經濟斷面復核計算:對于常用的梯形渠道，按水力最佳斷面設計的渠道斷面往往是窄深式的。這種窄深式渠道對施工是很不利的，不能達到經濟的目的，在實際應用中有很大的局限性[5]。為此，應求一個寬淺式的梯形斷面，使其水深和底寬有一個較廣的選擇范圍以適應各種情況的需要，而在此范圍內又能基本上滿足水力最佳斷面的要求，這種斷面稱為實用經濟斷面。

10)混凝土強度指標設計:采取預制混凝土板防滲，混凝土強度等級為C20，抗凍等級為F200，抗滲等級為W6。

11)封頂板設計:渠頂設封頂板，封頂板寬30cm，厚6cm。封頂板混凝土強度等級為C20現澆混凝土板。

12)分縫設計:分縫間距：渠道邊坡板與地板對接處設一條縱縫，渠道邊坡、渠底現澆混凝土板每3m設一橫向伸縮縫，邊坡預制混凝土板每6m設一橫向伸縮縫。

分縫材料及形式：縫寬2cm，上部(迎水面)采用聚氨酯止水，2cm×2cm，下部采用苯板填縫。

13)防腐蝕方案設計:根據地質資料：根據場地含鹽量及場地環境論證，渠線(自然地面0-3.0m范圍內)土層為中-強腐蝕性土，沿渠線地表水和地下水無腐蝕，渠道沿線渠堤土對混凝土有腐蝕性，由于設置了墊層，建議對友誼渠及友誼二支渠防滲可不考慮防腐。

14)渠道抗凍設計:本工程為中小型渠道，根據《渠系工程抗凍脹設計規范》(SL23—2006)要求。

方案一：采用砂礫石換填，其厚度可取設計凍深的，因此本工程砂礫石換填厚度設計為60cm。

方案二：保溫法就是消除基土產生凍脹的負溫因素。根據《渠系工程抗凍脹設計規范》(SL23—2006)，保溫層厚度按工程設計凍深Zd的1/10-1/15取用，計算苯板6cm。本次設計友誼渠苯板厚度均取6cm。方案一與方案二比較表見表1。

表1 方案一與方案二比較表

從工程的抗凍設計效果來看，兩種方案均能滿足設計要求；從投資來看，方案一戈壁墊層比方案二苯板墊層投資高；從自籌資金籌措看，渠道換填戈壁料可采用農民投工投勞的方式解決，有利于自籌資金落實到位，另外根據工程地質該處地下水位較高如若采用苯板，地下水的頂托作用易破壞渠道；兩者都可以滿足抗凍設計要求，但根據項目區具體情況建議采用戈壁墊層換填的襯砌形式。

4 結 語

為了改變灌區水利工程不配套、工程設施老化、灌水技術落后、管理水平低的狀況，新疆博斯騰灌區續建配套節水改造工程友誼渠防滲工程實施方案，該工程主要任務是防滲改造友誼渠5.15km和友誼二支渠1km，為灌區提供灌溉用水，加強流域用水統一管理，合理調配水量。防滲節水，提高水資源的利用率。為灌區中低產田改造創造條件，為“計劃用水、限額供水、推廣節水灌溉”的配水原則奠定基礎。

[1]張曉鋒.續建配套節水改造工程渠道防滲抗凍脹技術淺析——以陜西省交口抽渭灌區為例[J].吉林農業，2011(07):269-270.

[2]段惠.對文峪河灌區續建配套節水改造工程建設過程中存在問題的探討[J].山西水利科技，2014(03):84-86.

[3]謝紹紅.新疆一干渠灌區續建配套與節水改造工程建設管理做法及經驗[J].陜西水利，2016(03):44，25.

[4]陳剛.瀟河灌區續建配套與節水改造工程環境影響分析與保護措施[J].山西水利科技，2014(02):83-85.

[5]徐維國，陳金波.通河縣岔林河灌區續建配套節水改造工程規劃[J].水利科技與經濟，2013(08):81-82.

1007-7596(2017)03-0067-03

2017-02-22

于剛(1976-)，男，四川三臺人，工程師，從事水利工程管理工作。

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