小中甸水利樞紐灌區工程管道供水可行性研究

黃思嵐 王煜森 韓任遠

摘 要：小中甸水利樞紐灌區工程在壩址下游碩多崗河左右兩岸I、Ⅱ級階地上。初步設計方案為在壩址下游河道修筑擋水堰，抬高水位，I級階地明渠自流引水，Ⅱ級階地泵站提水后布置明渠進行供水。通過現場調查并結合工程區的實際，從工程布置、結構設計、施工組織、工程建后管理、工程投資及工程效益等方面綜合分析后，認為應合理利用建壩后抬高的水頭，將灌區明渠自流方案改為管道供水方案.并對方案的可行性進行了分析論證，供業主和設計單位參考。

關鍵詞：小中甸水利樞紐；灌區工程；明渠；管道供水：可行性研究

一、灌區工程概況

小中甸水利樞紐為碩多崗河流域綜合治理開發的控制性工程，為“一庫七級”梯級開發的上游龍頭水庫，工程規模為Ⅱ等大（2）型水利樞紐.工程主要由主副壩（主壩最大壩高52.7m）、壩后式電站（裝機容量18MW）發電廠房、引水隧洞及壓力鋼管、升壓站、灌區供水等主要建筑物組成.灌區工程位于壩址下約4.5km的碩多崗河兩岸階地上.共劃分為4個片區。壩下左岸由I、Ⅱ級階地組成，Ⅱ級階地高程在3194～3230m之間.為一號灌區：I級階地在3142～3160m之間.為二號灌區：壩下右岸亦由I、Ⅱ級階地組成.其中I級階地高程在3136～3162m之間.為三（1）號灌區：Ⅱ級階地高程在3163～3212m之間，為三（2）號灌區。總規劃灌區面積16120畝（1畝=1/15hm2，下同）。

二、灌區原設計方案

灌區為典型的高原地區高山之間夾小塊平地的地形.田高水低.大部分人居住在這之間.灌區大多為牧場或耕地.部分為灌木叢。灌區地層為第四系含泥質砂卵礫石層夾粉質黏土：表層0.4～2.5m為粉質黏土.局部為礫質黏土。灌區地表以下多分布有較厚的砂礫石層.透水性較強。樞紐上下游兩岸階地發育.階地一般寬1～2km.最寬處達2.5km。區內土壤類型以草甸土、亞高山草甸土為主，土壤肥沃.有機質含量豐富.普遍達4%～5%，土層深厚，土壤pH值約為6.5～7，土壤質地疏松.結構良好.適宜于青稞、馬鈴薯以及球根花卉的生長需要。壩址下游左岸、小中甸鎮鎮政府及其下游一帶Ⅲ級階地臺面上規劃的灌區.高程為3194～3230m。地層為第四系粉質黏土夾黏土質礫或含黏土礫：表層為0.8～2.5m的粉質黏土.局部為礫質黏土.具微～極微透水性.大多為牧場或耕地.部分為灌木叢。

壩址下游左岸I級階地臺面上規劃的灌區.臺面高程3142～3160m。地層為第四系砂卵礫石、黏土質礫或含黏土礫夾粉質黏土.具中等～強透水性：表層0.4～1.0m為礫質黏土或砂質黏土.局部為砂壤土.具弱～微透水性.大多為耕地.局部為牧場。

壩址下游右岸I級階地臺面上規劃的灌區.臺面高程3136～3162m。地層為第四系砂卵礫石、黏土質礫或含黏土礫夾粉質黏土.具中等～強透水性：表層0.4～1.0m為礫質黏土或砂質黏土.局部為砂壤土.具弱～微透水性，大部分為耕地，局部為牧場。

壩址下游右岸Ⅲ級階地臺面上規劃的灌區.臺面高程3163～3212m。地層為第四系粉質黏土夾砂卵礫石、黏土質礫或含黏土礫：表層0.6～1.5m為粉質黏土或砂質黏土.局部為礫質黏土。具弱～微透水性.大部分為牧場或耕地.局部為灌木叢。

灌區規劃設計水平年為2020年.灌溉設計保證率取P=80%.本階段規劃設計灌區的灌溉面積為16120畝.灌溉引水流量1.42m3/s.裝機提水流量0.88m3/s.提水單站裝機功率0.028萬kW。

三、灌區新設計方案

（1）將灌區明渠全部改為管道。為充分利用建壩后的水頭，灌區供水主管直接從壩后預留生態基流管取水（已在壩體預埋鋼管DN600mm，流量為1.42m3/s），降低灌區提水高度（主要為#1總干渠控制灌溉面積3900畝，#3-2總干渠控制灌溉面積2296畝），并將原設計提水泵站取消，在管道上增設管道增壓泵，縮減泵站裝機（#1總干管管道增壓泵電機功率60kW，#3-2總干管管道增壓泵電機功率44kW），裝機較渠道方案減少796kW，年提水動力成本減少約14.4萬元，工程年運行成本也相應降低。

（2）根據長期以來灌區居民的用水習慣、灌區土質、種植結構調整等情況，從節約利用水資源的角度出發，擬采用管道灌溉模式對灌區進行全面規劃調整，經初步統計、復核后按節水灌溉方式（噴灌和滴灌）擬定灌區取水總量為1.02m3/s（與原明渠引水方案總引水流量減少0.4m3/s）。各灌區分片與原設計基本一致，控制灌溉面積略有調整。具體設計優化方案如下：從主壩壩后預留生態基流管引水，增加主管道DN600mm鋼管，管道長度約3200m，增加壩下游左岸灌溉面積1190畝，主管開口接支管，設計引用流量0.12m3/s；#1總干管埋設與原干渠路線基本一致，取水初步估算流量為0.22m3/s，擬采用PE管埋設，在合適的位置增設管道增壓泵，保證水庫在最低水位時能保證灌區用水；#2、#3-1總干管埋設與原干渠路線基本一致，#2干管初步估算取水流量為0.14m3/s，#3-1干管初步估算取水流量為0.26m3/s，擬采用PE管埋設，在最枯季節可完全滿足自流灌溉；#3-2總干管埋設位置與原設計線路進行適當調整，灌溉面積略有減少，#2干管初步估算取水流量為0.28m3/s，但在水庫高水位時可將設置在管道沿線的蓄水池蓄滿進行供水，同時考慮在合適的位置增設管道增壓泵，保證水庫在最低水位時也能滿足灌區用水。

四、結束語

（1）明渠改為管道后灌區可實現以自流灌溉為主、提水灌溉為輔的方式，供水管線布置較為靈活、方便，輸水水量損失也大為降低，節水灌溉效益明顯。同時可在灌區合適位置布置相當容積的高位蓄水池，在水庫高水位時自流蓄滿，滿足灌區用水需求，一定程度上可緩解發電用水與灌溉用水的矛盾，區域水資源利用更為充分。

（2）明渠改為管道后，工程永久占地面積大大減少，降低征占地征用協調難度及補償費用，對生態環境影響減弱。

（3）#1總干管與#3-1總干管的管道增壓泵裝機容量大幅降低，水工建筑物數量相應減少，值守人員減少，建后管理及運行維護成本大大降低。

（4）灌區內的大小牲畜出行不受任何影響，建后日常管理難度降低。

（5）按同等價格進行投資分析比較后，直接工程費用增加426萬元，但工程總投資減少約758萬元，投資效益更為顯著。

參考文獻

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