淺談小型農田水利工程建設項目中灌溉水源工程溢流壩的設計計算

程鵬

摘 要 陜南山區的水資源豐沛，農業灌溉用水的取水方式多樣化，應因地制宜、以勢取水。基于此，以陜西省安康市石泉縣2015年高標準基本農田建設項目為例，淺談陜南山區小型農田水利工程中灌溉水源工程水工建筑物設計計算。

關鍵詞 高標準農田建設項目;灌溉水源工程;溢流壩設計

中圖分類號：TV652.1 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.09.091

1 項目區概況

項目區位于石泉縣兩河鎮金盆村，水資源豐富，水質較好，可作為灌溉水源。河道下游100 m處左岸有旱地約8 hm2，耕地較為平整，相對連片，多年來群眾想“旱改水”，因工程投入較大，無力實施。設計擬修建工程取水灌溉。

1.1 取水方案

項目區臨近的中心村有利用河水灌溉的水田，均為自流灌區，灌溉成本低，深受群眾歡迎。設計可灌耕地采用自流灌溉形式，但因河槽與田面高差大，需有工程措施引水，初擬方案有無壩取水與有壩取水[1]。無壩取水的河道內渠線長，跨行政村域或村民小組調水，管理不便，取水處周邊群眾不受益，建設協調困難，但投資略低;建壩取水的河道內渠線短，用水矛盾少，渠道清淤及管理方便，但投資略高。依據地形及當地群眾意見，設計采用建壩取水。經方案論證后，確定采用建壩。

1.2 溢流壩選址

上游壩址選在距渠道進地點100 m處，能夠滿足取水要求。壩址處河道直順，河道較窄，岸坡穩定，壩基座落在原狀河床構層上，滿足建壩要求。

1.3 壩址工程地質

在壩址附近，用“探坑法”揭露地層剖面，探深4 m，未見基巖出露，調查當地群眾，該段河道基巖埋深在6 m以上，檢測探坑剖面，均由沖積形成的砂卵石構成，上層卵石粒徑較小，下部粒徑漸大，砂卵石自然級配，較為密實。新建溢流壩壩基持力層位于砂卵石層，經檢測承載力滿足建壩要求，可修建溢流壩工程。

2 溢流壩壩頂高程及壩高確定

灌溉渠道采用當地群眾習慣使用的矩形渠道，斷面尺寸40 cm×40 cm，渠道比降選用1∶500。通過實測地形圖確定擬建壩址區河床高程，確定渠道進水點高程后，通過計算確定壩頂高程和壩高度。

4 溢流壩結構設計

新修溢流壩壩高0.6 m（河床以上），壩長18 m，壩體采用折線型實用堰形式。低壩按沙卵石基礎設計壩體，壩前設有河卵石鋪蓋，壩后設消力池，護坦的結構形式。壩型采用折線型實用堰形式，設計壩高3.1 m（壩體河床以上1.5 m），河床以下埋深1.6 m，壩頂寬度為1.15 m，上游壩面垂直于河床，下游壩面坡比為1∶1，壩長度為3.8 m，下游壩體低于河床0.4 m。壩體采用M 7.5漿砌塊石，壩體表面采用C25現澆鋼筋混凝土護面。在壩體表面布設20 cm厚的C25鋼筋砼保護面層。

4.1 上游鋪蓋

壩體上游設混凝土鋪蓋，鋪蓋頂面與上游河床平齊，依據陜西省地方標準《土地整治高標準農田建設》第1部分至第7部分（DB 61/ T 991.1—2015～DB 61/?T 991.7—2015），“鋪蓋長度宜為3～5倍壩前水頭”，設計鋪蓋長3 m，厚30 cm，鋪蓋與壩體間設置止水橡膠板。

4.2 消力池

消力池為M 7.5漿砌石結構，依據陜西省地方標準《土地整治高標準農田建設》第1部分至第7部分（DB 61/ T 991.1—2015～DB 61/ T 991.7—2015），“消力池池深不宜小于0.5 m，池板厚不宜小于0.3 m，池長為3～5倍壩前水頭”。設計池長3 m，深0.5 m，池底砌石厚度0.5 m，并設有豎向PVC排水管，消除揚壓力。

4.3 下游護坦

在壩下游設M 7.5漿砌石護坦，依據陜西省地方標準《土地整治高標準農田建設》第1部分至第7部分（DB 61/ T 991.1—2015～DB 61/ T 991.7—2015），“漿砌石護坦厚度不宜小于0.5 m”。設計護坦厚0.5 m，長4 m，下游設置齒墻。

5 溢流壩穩定計算

5.1 壩穩定計算條件

穩定計算依據廣梅溝處于枯水期，壩體上游水位與壩頂面平齊，且淤沙，下游水位與河床平齊，是對壩安全最不利的狀況。

5.2 壩體穩定計算

本次擬定壩型是否安全，需進行穩定校核。

5.2.1 計算條件

穩定計算選擇對壩體最為不利的時段，即枯水季節，上游水面與壩頂平齊，下游水面到河床。

5.2.2 抗滑穩定計算

6 結語

陜南山區水田種植面積較多，取地表水自流灌溉較為普遍，取水方式靈活，既要經濟合理，又要長久耐用，主要要與當地群眾長期以來的灌溉模式相結合，便于后期運行管理，才能發揮長久效益。

參考文獻：

[1] 陳美揚.小型水工建筑物[M].北京：中國水利水電出版社，1995.

（責任編輯：趙中正）