社上南干灌區節水改造分析

羅光琪

（江西省安福縣谷口水庫管理委員會，江西 安福 343223）

社上南干水庫始建于上世紀60年代，在近50多年運行過程中，該工程為社上南干灌區工農業生產發展做出了卓越的貢獻。但是由于前期投入資金少，配套渠系建筑物缺失。再加上后期維修養護不當，導致渠道渠系周邊建筑物老化，渠道沿途險工險段較多。且存在嚴重的坍塌漏水、渠道堵塞裂縫漏水情況，對灌區內工農生產造成嚴重影響。因此，為提高灌區農業綜合生產能力，促進農業增產、農民增收及灌區經濟發展，對社上南干灌區節水配套改造進行分析。

1 項目概況

1.1 工程概況

社上南干灌區位于江西省安福縣，渠首位于巖頭陂水庫，見圖1。渠首進水閘底板高程為131.70 m。設計引水流量12.03 m3/s。主要灌溉楓田、竹江、寮塘等8個鄉鎮，覆蓋600多個自然村，土地總面積為170.0 km2，現有耕地面積為22.56×104畝，實際灌溉面積為8.63×104畝。灌區內主要以農業糧食生產為主，雙季水稻是灌區主要農作物。

灌區多年平均氣溫在18.0℃左右，多年平均日照時數在1700.0 h左右，多年平均降水雨在1603.6 mm左右。其中4月～6月的降水量占全年的一半以上，7月～9月炎熱少雨。

圖1 社上水庫流域地理位置圖

社上南干灌區中有社上大型水庫、丁家陂及神園、宣塘、荷湖、歐田垅4座小型水庫。灌區主干渠有社上南干渠和安福渠，渠道途經嚴田、橫龍、平都、楓田、竹江、寮塘、甘洛、洲湖8個鄉鎮以及橫龍墾殖場、谷源山墾殖場的農田，設計灌溉面積12.03萬畝。區內交通比較方便，區內生產以種植水稻為主，隨著農業產業結構的不斷調整，項目區的經濟作物面積不斷增加，種植的經濟作物主要有油菜、甘蔗、大豆、紅薯、花生、蔬菜等。

1.2 運行現狀

社上南干灌區水渠渠首全長52.36 km，石渠段以含礫粘土、粉質粘土粉質壤土為主，具中等透水性。21世紀初期對該渠段進行配套加固，但是經過近20年的運行，整體社上南干灌區出現了嚴重的上游滲漏、下游淤塞情況，部分區域出現了越級取水情況。而社上南干灌區下游渠段由于長期沒有通水，導致渠道兩邊坡坍塌事故頻繁發生，致使渠道斷面底寬度逐步增加[1]。灌區渠系渠道建筑物不完善，導致灌區運行階段無法依據原定計劃配水；灌區內年內水量分配不均，每年局部洪澇、旱災發生較頻繁，嚴重制約了區域農業生產。

2 灌區存在的主要問題

（1）地質條件差，險工險段多

灌區南干渠滲漏嚴重，造成水量損失太大，危及渠道運行安全。水土流失嚴重，外堤多為填方渠堤、且當時填筑填料及填筑質量較差，滲漏嚴重。

（2）渠道淤積嚴重，影響過流，效益萎縮

南干渠的下游渠段通水少，有些渠段攔堵或栽種了莊稼。渠道兩邊坡時常有滑坡發生，致使渠道的斷面底寬越來越寬，屬典型的寬淺式，與渠道的過流量及坡降很不協調，渠道的頂寬越來越窄，不能滿足渠道維護的交通要求，堤身越來越單薄，潛伏著渠道運行時決堤的隱患。

（3）渠道邊坡陡，發生坍塌，堵塞渠道

根據查勘，社上水庫南干渠的渠道邊坡普遍較陡，邊坡系數一般小于0.5，受渠道內水的沖刷，個別地段為垂直坡，灌區建成后經過40多年運行，在渠道過流和洪水季節時，由于水流的沖刷，局部滑坡崩塌常有發生。

（4）渠系不配套，灌溉系統混亂，效益差

整個灌區渠系規劃不夠科學合理，越級取水的現象太多，各級渠道不匹配，干渠一“竿”到底太長。因渠系配套不完善，灌溉面積只能達到5.10萬畝。現有涵閘設施不全，或無人管理，灌溉時，農民隨意在干渠扒口灌田。

3 灌區節水改造技術分析

3.1 灌區節水改造總體設計

依據《國家農業綜合開發中型灌區節水配套改造項目管理實施辦法》及農發辦(2005)2號文《農業綜合開發水利骨干工程項目初步設計報告編制提綱》有關規定，設定灌區總體工程量，土方開挖及回填4.08×104m3，砂礫墊層及混凝土施工1.78×104m3，漿砌塊石及模板7.00×104m3；新增27套信息化工程項目與測水量水儀器；整體工程計劃周期24個月，項目建設資金主要來源于中央撥款及地方財政、水利部門資金，總投資1.59×104萬元。

3.2 渠道橫斷面設計改造

灌區渠道橫斷面設計改造過程中，主要以《節水灌溉工程技術規范》(GB/T 50363-2018)、《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL 252-2017)為依據。利用過流能力計算公式，對現有渡槽、隧道、拱涵等主要建筑物過流能力進行核對。主要計算公式為：

經計算，該灌區渡槽過流能力在6.19 m3/s～12.06 m3/s之間，均滿足設計過流要求；而隧洞及拱涵過流能力分別為9.610 m3/s、12.06 m3/s，與設計要求相符。同時考慮到南干渠沿線具有嚴重的襯砌老化、邊墻失穩及滲漏情況，可以防滲加固作為主要設計要點。依據《渠道防滲工程技術規范》（SL 18-2004）第1.0.4條要求，結合區域地質水文條件，進行渠道防滲方案的合理選擇。在灌區渠道防滲方案選擇階段，考慮到該灌區實際需求，可選擇漿砌塊石襯砌方案。

3.3 分水涵改造

在施工方案確定之后，針對該灌區建筑物不完善導致的水資源浪費情況，主要以分水涵、泄水閘為要點，進行建筑物加固施工。其中在分水涵施工方案設計階段，根據前期踏勘結果，采用深水取水有閘控制的方式，對灌區內支渠分水、斗渠分水涵進行重新建設。并封堵區域內分水涵洞。同時為保證渠道和灌區建筑物正常安全運行，根據洪水標準、集雨面積、來水量設置泄水閘，通過上述過流能力計算公式，得出該灌區渠泄流能力，見表1。

表1 泄洪閘設計洪水復核表（局部）

在分水涵涵管斷面施工階段，主要采用C25鋼筋砼，設定斷面為0.6 m×0.9 m的矩形結構。管壁厚度為0.20 m，縱坡為1/50。進口與渠底位于同一水平面，出口直接與灌溉渠道連接。管身采用10 m以上的涵管，設置1道2.0 m的伸縮縫。縫內嵌填由閉孔薄膜板及銅片止水裝置；管身設置兩道高度為50.0 cm的截水環；管底設置厚度為10 cm的C10砼墊層。設計成果見表2。

表2 南干渠泄洪閘（堰）泄流能力（局部）

4 效益分析

灌區節水改造后，為區域內農業生產發展提供了充足的水源，為新增農產品生產能力及產值提升提供依據。灌區節水改造規劃項目實施后，灌區內復種指數由2.03提高至2.45，水稻畝產量由以往的640 kg提升至647 kg，其他秋雜作物畝產量也具有一定程度的上升。而農作物單產量及復種指數的上升，也將直接促使區域灌溉效益提升[3]。

灌區節水改造項目實施，促使整體灌區形成系統的灌溉渠網，保證水源的充足灌溉，為社會經濟發展提供充足的水力資源支持。

灌區節水改造工程，通過邊坡加固及建筑物改造，有效降低了區域水土流失率，保證灌區植被及地貌完整穩定，具有較高的生態效益。

5 結語

水利工程中灌區節水改造具有較高的經濟效益、社會效益及生態效益，可為灌區穩定發展提供充足支持。結合灌區實際情況，利用過流能力公式，結合國家農業綜合開發中型灌區節水配套改造項目管理實施辦法，確立水利工程中灌區總體方案及橫斷面方案。依據橫斷面設計結果，結合灌區建筑物不完善導致的水資源浪費現狀，從分水涵、泄洪閘等方面，對灌區內水渠進行節水改造及建筑物加固整改，重新建設灌區內支渠分水、斗渠分水涵。結合洪水標準、集雨面積、來水量，合理設置泄水閘，保證水利工程中灌區內建筑物穩定、安全運行，最大限度降低灌區水渠水資源滲漏問題，保證灌區水資源應用效益。