民樂縣蘇油口灌區無喉道量水槽問題分析及改建思路

(民樂縣金水水利水電工程勘測設計院，甘肅 民樂 734500)

1 基本情況

蘇油口灌區位于甘肅省河西走廊中部的張掖市民樂縣境內西部，灌區南北長11km，東西寬18～21km，土地總面積229km2，海拔高程2000～2600m，轄11個行政村，61個村民小組，總戶數2328戶，總人口1.3萬。灌區設計灌溉面積2.62萬畝，有效灌溉面積1.8萬畝，屬大陸性荒漠草原氣候，多年平均氣溫2.8℃，極端最高氣溫31.7℃，極端最低氣溫-31.5℃，多年平均年降水量328.2mm，多年平均年蒸發量1638.5mm，干旱指數約為5，最大凍土深度1.62m。

蘇油口灌區由蘇油口、馬蹄河和河牛口3個獨立水源的灌片組成，截至2015年已建成骨干支渠35條共35.59km，修建無喉道量水槽21座，其中：蘇油口灌片14條支渠修建10座，馬蹄河灌片10條支渠修建3座、河牛口灌片11條支渠修建8座。無喉道量水槽作為灌區唯一的量水設施，在實現總量控制、定額配水、計量收費的供用水管理中發揮了重要作用。由于社會經濟原因，灌區量水設施配置不完善，已建量水槽存在隱患，在運行管理中經常出現供用水之間不和諧的局面。為此，灌區管理單位擬對已建量水槽進行徹底改建，同時在各條支渠上實現全配置，徹底改變計量收費不公的現狀。

2 量水槽存在的問題及原因分析

通過對蘇油口灌區已建無喉道量水槽在運行管理中的調查了解，其主要問題是同一槽型的量水槽在相同流量下測水尺處的水位不一，差別較大，用水者反應計量收費不公平；部分量水槽上游連接段底板中間裂縫嚴重、凸起幅度大，漏水嚴重；部分量水槽出槽水流在下游渠道連接處翻水上岸入滲渠床，冬季造成渠道凍脹破壞。究其原因主要包括以下幾個方面：

a.修建之初未考慮槽型統一及標準化建設，群眾認識上的意識形態，只是根據渠道流量因渠設置，因地制宜，才導致用水者對量水不公的顧慮。

b.施工時把關不嚴，責任不明，導致在超平、放樣、操作上不細，留下永久缺陷，造成底板縱坡誤差較大，底面不平，水流不穩，量水效果較差。

c.設計上存在缺陷，在對上游連接段設置時未充分考慮其長度對水流形態的影響，導致水流入槽時水面不平穩，晃水現象嚴重，同時對整體式底板設計厚度估計不足，上部漿砌石側墻自重大，底板承受荷載大，造成其受彎破壞中間向上凸起，出現裂縫，引發漏水。

d.下游連接段較短，達不到約束水流平順入渠的效果，由于槽底直接與下游渠道漸變連接，其底坡較大，致使出槽水流動能大，急流來不及改變流態就進入下游渠道，勢必造成翻水上岸現象發生。

3 量水槽改建思路

針對酥油口灌區支渠無喉道量水槽現狀存在的問題及原因分析，擬對量水槽采取如下改建措施，消除存在的問題，達到經濟、適用、耐久、美觀、量水準確的目的。

3.1 統一布置

3.1.1 布置位置

蘇油口灌區已建支渠基本平行于等高線布置，從運行管理方便的角度考慮，量水槽改建時均布置在與支口相接的順直渠道上，且直線距離不小于45m。

3.1.2 連接段布置

上游連接段的作用是將水流平順引入無喉道量水槽，針對入槽水流波動大的現象，參照民樂縣洪水河和大堵麻大型灌區的成功經驗，上游連接段長度統一布置為30m，其底坡統一為1/1000，可保證入槽水流平順，水面平穩，波動幅度小。下游連接段布置為2.5m，其底坡與下游渠道底坡一致，可使水流平順引入下游渠道，避免沖刷渠道(見下圖)。

無喉道量水槽布置圖 (單位：cm)

3.1.3 槽底高程

無喉道量水槽槽底水平，且出口端布置落差不小于0.3m的帶有斜面的小跌坎，保證出槽水流為自由流，滿足量水的精度要求。當在對口支渠上同時布置無喉道量水槽時，水平槽底高程統一，可消除用水者對量水不公的疑慮。

3.2 統一槽型

蘇油口灌區由蘇油口、馬蹄河和河牛口3個獨立水源的灌片組成，灌片灌溉面積、所屬支渠流量不同，量水槽應根據不同灌片及其所屬支渠流量統一設置槽型，水槽超高利于供用水管理，打消量水矛盾。分灌片槽型見下頁表。

分灌片量水槽槽型尺寸數據表

3.3 統一結構

灌區共計配套無喉道量水槽35座，實現支渠量水設施全覆蓋，每座均由上游連接段、無喉道量水槽段、下游連接段組成，各部位統一采用混凝土現澆結構。

3.3.1 量水槽段

無喉道量水槽為矩形斷面水平槽底，槽底為整體承重式結構，其厚度為0.5m，長度和寬度根據選擇的槽型確定；側墻采用直立式，直接坐落在底板上，兩端厚度為0.5m，喉寬處對應厚度為0.80m ，其高度按槽內水深加超高確定。

3.3.2 上游連接段

斷面形式統一為矩形，并將底板和側墻分離，其底板厚度為0.2m，側墻為重力式，其底部厚度為0.5m，頂部厚度為0.3m，底板以下埋深0.5m，擋水高度同量水槽段。整個連接段沿長度方向每5m設置一道伸縮縫，且底板與側墻丁縫對應布置。

3.3.3 下游連接段

其橫斷面由梯形斷面漸變為下游渠道斷面，襯砌厚度底、坡均為0.12m，采用砂礫石置換處理作為防凍脹措施，置換厚度根據量水槽所處的基土特性通過抗凍脹計算確定。

3.4 統一模板

混凝土結構的成型尺寸受模板影響很大，模板的材質、強度、尺寸、架設等元素均影響混凝土的成型質量。針對槽形，施工前應聯系專業鋼結構廠家，制作定型鋼模板，做到標準化、系列化施工作業，使量水槽的澆筑質量和工藝標準滿足相關規范要求，同時可拆卸重復使用，降低工程造價。

4 施工注意事項

4.1 把好放樣關

施工放樣是施工是否準確的關鍵，也直接關系到工程效益的發揮，必須給予充分的重視。放樣的準確與否直接關系到量水槽的位置、軸線、標高的準確與否，必須對放樣數據反復校核，放樣作業反復檢查，保證準確無誤。

4.2 把好程序關

按照施工操作規范要求，嚴格規范施工程序和施工行為，層層把關，凡技術參數達不到要求的重新返工，直至合格。根據上游連接段設計底板和側墻分離的要求，施工時先將側墻以5.0m間隔距離隔倉澆筑，避免不均勻沉降造成墻體開裂和傾斜現象發生，并待側墻澆筑完成并沉降基本穩定后再隔倉澆筑底板，避免底板受側墻重壓而受彎變形產生裂縫。

4.3 把好質量關

施工質量的優劣直接關系到量水槽的耐久程度，施工時必須把好混凝土骨料、配合比、和易性、振搗、養護等標準，并嚴格執行質量規范，避免因施工人員疏忽大意造成質量缺陷。

4.4 把好工藝關

量水槽建成后，工藝是決定其美觀的第一要素，面平線直是視覺的第一美觀反應。五面六線規整，不但提高群眾的視覺效果，而且其對量水設施的認知度也有所提高，打消量水不公的疑慮。

5 結 語

無喉道量水槽是灌區進行計量收費的主要依據，只有完善準確的量水設施，才能保證計量準確，合理收費，維護供用水雙方的權益，減少或避免因計量不準而發生的供水糾紛。對蘇油口灌區而言，量水槽配置按照灌區統一布置，分灌片統一槽型，同時從優化結構尺寸、注重定型模板制安、加強施工質量方面著手，不但可以提高計量精度，消除供用水矛盾，而且為灌區實現信息化管理帶來方便，也為打造現代化灌區奠定基礎。