關(guān)于阿瓦提縣中型灌區(qū)渠道工程設(shè)計(jì)研究

傅曉松

新疆宏圖工程勘測(cè)設(shè)計(jì)有限公司 新疆 阿克蘇 843000

1 工程總體布置

本次項(xiàng)目計(jì)劃防滲改建渠道5條，總長(zhǎng)34.754km。分別為吐曼拜什西分干；吐曼拜什西分干一支渠、二支渠；豐收渠三號(hào)閘東一支渠、二支渠。

2 渠道工程布置原則與方案

2.1 渠道設(shè)計(jì)原則

根據(jù)GB50288—2018《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，本次渠線設(shè)計(jì)原則如下：

（1）老灌區(qū)渠系改造，應(yīng)充分結(jié)合灌區(qū)現(xiàn)狀，盡量維持現(xiàn)有的灌排關(guān)系，對(duì)于灌區(qū)現(xiàn)有的灌排關(guān)系不做大的改造；

（2）對(duì)于灌區(qū)中部有條件改線的渠段，盡量在不占用耕地以及房屋的情況下進(jìn)行改線；對(duì)于部分彎曲而不規(guī)則的渠段，盡量裁彎取直采用新渠線。新渠線施工時(shí)既不影響灌區(qū)的農(nóng)業(yè)灌溉，又可以組織全年進(jìn)行施工，保證工程的施工工期和質(zhì)量。

2.2 項(xiàng)目區(qū)渠線布置

吐曼拜什西分干。吐曼拜什西分干從英艾日克干渠二號(hào)閘吐曼拜什節(jié)制分水閘閘前已建分水口引水，灌溉范圍包括吐曼拜什村、拉特勒克村、吐熱村和帕萬(wàn)拉村和艾西曼荒漠區(qū)新建的生態(tài)林基地，面積3.57萬(wàn)畝，全長(zhǎng)8.79km。渠道0+000～1+808段渠道走向自東向西，渠道沿用老渠線，渠道左側(cè)為耕地和居名點(diǎn)，渠道右側(cè)平行著一條田間道路，砂礫石路面，路況較好，可以滿足工程施工以及今后運(yùn)行管護(hù)需求；1+808～2+550段渠道走新線，走向自西北向東南，兩側(cè)均為耕地，工程建設(shè)需要征用部分耕地，中途2+402位置處與英艾日克干排交叉，需修建渠下涵一座；2+550～3+605段渠道也是走新線，右側(cè)為風(fēng)積沙丘，左側(cè)為耕地，渠道走向自北向南；3+605～4+159段渠道走老渠線，走向由東向西，這段渠道兩側(cè)均為耕地，沒(méi)有現(xiàn)成的道路可以利用，需要在渠道右側(cè)新建一條運(yùn)行管護(hù)道路兼做施工交通道路，4+159位置處與鄉(xiāng)道交叉（柏油路面）；4+159～5+594段渠道左側(cè)為耕地，右側(cè)伴行一條農(nóng)田機(jī)耕道，條件較差，需要整修；5+594～8+790段渠道走新渠線，自北向南，7+372處與在建的縣道（沙井子鎮(zhèn)-英艾日克鄉(xiāng)）交叉，這一段渠道兩側(cè)均為棄荒地，局部有零星棉田。

吐曼拜什西分干一支渠。吐曼拜什西分干一支渠接吐曼拜什西分干末尾8+790節(jié)制分水閘，全長(zhǎng)5.619km,灌溉面積0.73萬(wàn)畝。這一段渠道右側(cè)為風(fēng)積沙丘，左側(cè)為吐熱村和帕萬(wàn)拉村的棉田，渠道走向自北向南，右側(cè)計(jì)劃布置一條4.5m寬的運(yùn)行管護(hù)道路。

吐曼拜什西分干二支渠。吐曼拜什西分干二支渠接吐曼拜什西分干8+790節(jié)制分水閘，全長(zhǎng)7.501km,灌溉面積1.71萬(wàn)畝。這一段渠道左側(cè)為風(fēng)積沙丘，右側(cè)為艾西曼防風(fēng)固沙基地，渠道走向自北向南，左側(cè)計(jì)劃布置一條4.5m寬的運(yùn)行管護(hù)道路。

豐收渠三號(hào)閘東一支渠。豐收渠三號(hào)閘東一支渠自豐收渠三號(hào)閘上游7.23km處已建的無(wú)節(jié)制分水閘，全長(zhǎng)5.8km,灌溉范圍為秋馬克村、武警支隊(duì)農(nóng)場(chǎng)等單位，灌溉面積2.277萬(wàn)畝。渠道周圍是耕地和排渠，為了不打亂現(xiàn)有的灌排系統(tǒng)，本次改建工程選用了老渠線，在現(xiàn)有渠床上加以改造；渠道0+000～1+385段渠道左右兩側(cè)為棉田，其中左側(cè)渠堤較寬，可以兼做管理道路，右側(cè)渠堤伴行一條排水渠，渠道走向自西向東；1+385～3+926段渠道走向自北向南，左右兩側(cè)均為棉田，同上段渠線一樣，左側(cè)渠堤較寬，可以兼做管理道路；3+926～5+800段渠道走向自西向東，左右兩側(cè)均為棉田，同上段渠線一樣，左側(cè)渠堤較寬，可以兼做管理道路，右側(cè)渠堤外有一條排水渠。

豐收渠三號(hào)閘東二支渠。豐收渠三號(hào)閘東二支渠自豐收渠三號(hào)閘上游4.9km處已建的無(wú)節(jié)制分水閘，全長(zhǎng)7.044km,灌溉面積2.095萬(wàn)畝。該渠道走向自西向東，非常順直，渠道右側(cè)是棉田，左側(cè)有一條伴行的排水渠，沒(méi)有選新線的余地和必要，因此全段采用老渠線。渠道全段（0+000～7+044段）渠道走向自西向東，左右兩側(cè)為棉田，左側(cè)渠堤伴行一條排水渠，左側(cè)渠堤較寬，可以兼做管理道路。

3 渠系沿線建筑物工程設(shè)計(jì)

3.1 渠系建筑物布置

因?yàn)槭抢瞎鄥^(qū)改造項(xiàng)目，原有渠道沿線分水口、橋等建筑物眾多。渠線所經(jīng)之地為少數(shù)民族聚居區(qū)，為尊總其生產(chǎn)生活習(xí)慣，保證居民的生產(chǎn)、出行不受影響，建筑物布置原則上盡量滿足現(xiàn)有的灌溉和交通要求。

3.2 節(jié)制分水閘設(shè)計(jì)

節(jié)制分水閘均采用開敞式整體結(jié)構(gòu)，閘前采用現(xiàn)澆砼扭面銜接，閘室后均設(shè)置交通橋或人行工作橋，閘后根據(jù)下游水位設(shè)置跌差不等的跌水，然后接消力池。消力池兩側(cè)采用重力式擋土墻，而后設(shè)置扭面與下游渠道連接。

（1）閘孔尺寸確定采用《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》SD133為84附錄A中以下公式計(jì)算：

式中：B為閘孔凈寬（m）；Q為設(shè)計(jì)流量（m3/s）；ε為側(cè)面收縮系數(shù)一般為0.85～0.95，本次設(shè)計(jì)計(jì)算取0.92；σs為淹沒(méi)系數(shù)，按hs/H0由表A.0.1-2查得σs值；hs為下游堰頂水深（m）；H0為計(jì)入行近流速的上游堰頂水深（m）；m為流量系數(shù)。

根據(jù)上述公式及各參數(shù)的確定，即可算出確定閘孔尺寸。

（2）消能防沖計(jì)算

①消力池深度計(jì)算：按最不利組合進(jìn)行驗(yàn)算，即過(guò)閘設(shè)計(jì)流量時(shí)，閘前水深采用設(shè)計(jì)水深，閘后水深取設(shè)計(jì)流量的40%所對(duì)應(yīng)的水深值，按以下方法進(jìn)行計(jì)算:

收縮水深hc可按下式計(jì)算

式中：hc為為收縮水深（m）；T0為由消力池底板頂面算起的總勢(shì)能（m）；q為過(guò)閘單寬流量(m3/s)，（其中取閘孔總寬度）；α為水流動(dòng)能校正系數(shù)，可采用1.0～1.05；φ為流速系數(shù)。

消力池深度d可按下式計(jì)算：

式中：σ為水躍淹沒(méi)系數(shù)，可采用σ0=1.05～1.1；hs為下游水深（m）。

②消力池長(zhǎng)度計(jì)算

消力池長(zhǎng)度可按SL265—2001《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》中的公式（6）和公式（7）進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算公式如下：

式中：Lsj為消力池長(zhǎng)度（m）；Ls為為消力池斜坡段水平投影長(zhǎng)度（m）；β為為水躍長(zhǎng)度校正系數(shù)，可采用0.7～0.8；Lj為為水躍長(zhǎng)度（m）。

（3）節(jié)制閘后海漫末端沖深

根據(jù)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》，海漫末端的河床沖刷深度采用下式計(jì)算：

式中：dm為沖刷深度；qm為單寬流量，底寬取節(jié)制閘的總凈寬度；[v0]為河床土質(zhì)允許不沖流速；hm為下游水深；

3.3 農(nóng)橋設(shè)計(jì)

農(nóng)橋均采用鋼筋混凝土簡(jiǎn)支板橋結(jié)構(gòu)，交通橋跨度為4.5m～6.0m，橋板厚為25cm～30cm，橋面寬度4.5m～7.5m，橋墩采用重力式擋土墻結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)汽車荷載等級(jí)采用公路為Ⅱ級(jí)，由于本次設(shè)計(jì)橋涵為鄉(xiāng)鎮(zhèn)道路，重型車輛較少，其橋涵設(shè)計(jì)所采用的公路為Ⅱ級(jí)車道荷載的效應(yīng)乘以0.8的折減系數(shù)，車輛荷載的效應(yīng)乘以0.7的折減系數(shù)。

3.4 無(wú)節(jié)制分水閘設(shè)計(jì)

無(wú)節(jié)制分水閘均采用帶閘室開敞式的現(xiàn)澆砼結(jié)構(gòu)，閘前以八字墻與渠道邊坡連接，閘墻墩頂厚度0.4m。閘門采用定型成套設(shè)備，啟閉架和砼閘墻澆筑在一起，啟閉機(jī)采用全封閉手推帶鎖式啟閉機(jī)。

3.5 渠系建筑物金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

豐收中型灌區(qū)節(jié)水配套改造工程初步設(shè)計(jì)階段金屬結(jié)構(gòu)部分主要指節(jié)制閘、分水閘閘門（含埋件）及啟閉機(jī)。本工程共設(shè)84扇閘門，設(shè)手電兩用螺桿式啟閉機(jī)12臺(tái)，設(shè)全封閉手推帶鎖螺桿式啟閉機(jī)72臺(tái)。

4 結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó),農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的順利進(jìn)行,是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要保障,因此只有充分做好灌區(qū)渠道工程前期的勘測(cè)設(shè)計(jì)工作才能保證工程按期保質(zhì)順利完成任務(wù)，必須要給予足夠的重視。