不同渠道襯砌型式在高標準農田建設項目中的應用

張 程

（盤錦市水利勘測設計有限公司,遼寧 盤錦 124000）

0 前言

高標準基本農田是一定時期內通過農村土地整治形成的集中連片、設施配套、高產穩產、生態良好、抗災能力強、與現代農業生產和經營方式相適應的基本農田。包括經過整治后達到標準的原有基本農田和新劃定的基本農田[1]。

盤錦高標準農田建設項目切實提高了耕地的質量等級,形成了一勞永逸、旱澇保收的高質量農田,呈現出田成方、林成網、路相通、渠相連、旱能灌、澇能排的現代生態高效農業景象。高標準農田建設是惠民的好政策、好項目,實現了社會效益、經濟效益和生態效益共贏,贏得了盤錦廣大農民的一致好評。建設高標準農田,不僅要以保障糧食產能為首要任務,確保“吃得飽”,而且要為消費者提供高品質的農產品奠定良好的資源環境基礎,吃得好的同時,還要吃得健康,從而更好地滿足人民群眾對美好生活的需求,有效促進農業科技進步。

盤錦市以科技為先導,以實現農業現代化為目標,按照“廣覆蓋、高含量”的要求,持續加大科技投入,不斷引進先進技術。通過實施綠色稻米高產栽培技術、水稻工廠化育苗及農機插秧技術、精準施肥技術等科技措施,使高標準農田項目區良種覆蓋率達100%。通過提高項目區科技含量等方式,加快科技成果向現實生產力的轉化,推動高標準農田建設向高水平深層次發展,項目區科技貢獻率達55%以上。

1 項目概況

盤錦市雙臺子區陸家鎮高標準農田建設項目位于雙臺子區陸家鎮陸家村及任家村,緊鄰遼河右堤,項目區總面積9000 畝,建設規模6200 畝,均為水田。項目區隸屬于盤山灌區,是遼寧省大型灌區之一,根據灌區資料統計,灌區內灌溉水源以地表水為主,可供水量為75900 萬m3,灌區經過多年的運行,總用水量74800 萬m3,能夠滿足農作物生長需要。

2 區內水利工程現狀

區內有3 條引水總干,建有水源工程7 處,蓄水中型水庫3 座,總庫容0.55 億m3,興利庫容0.4 億m3。灌溉總干渠長度為70.2 km,干渠長度為218.9 km,支渠長度為743.9 km,農渠長度7268.75 km。排水總干溝長度為86.67 km,干溝長度為498.22 m；支溝長度為937.11 km,農溝長度7268.5 km。灌溉支渠以上配套建筑物工程1524 座；排水支溝以上配套建筑物工程984 座,灌排農渠（溝）建筑物34857 座。項目區現有3 座泵站,29 座水閘及其他渠系建筑物,現運行良好,能夠保障項目區內灌溉和排水,其余渠道均為土渠,多年以來未進行治理,渠底嚴重淤積,兩側邊坡水土流失嚴重。項目區內田間的毛渠渠首斗門閘多年來未更換,大部門已經破損,無法運行。項目區內的排灌支渠均為土渠,運行多年來,支渠邊坡凹凸不平,從渠首到渠尾淤積越來越嚴重,水量滲漏損失越來越大,導致泡田期用水量大、用水急時上水不足,雨季水量過大需要排水時,下水又不順暢。

3 渠道襯砌設計

本工程擬修建襯砌支渠10 條,其中陸家村6 條、任家村4 條,總長度6356 m,,采用模袋混凝土和預制L 型混凝土板的襯砌型式。

3.1 支渠襯砌工程設計

3.1.1水力計算

根據《灌溉與排水工程設計規范》（GB 50288-99）規定,采取措施提高渠系水利用系數,其設計值不低于表1 取值。

本項目區屬于盤山灌區,盤山灌區（不包括西三場灌區）現有水稻灌溉面積55 萬畝,主要種植作物為水稻,根據表1可知,項目區的渠系水利用系數取0.55。根據《灌溉與排水工程設計規范》（GB 50288-99）規定水稻灌區田間水利用系數設計之不應低于0.95,因此本次設計田間水利用系數區0.95,即灌溉水利用系數η為0.53。

表2 項目區支渠灌溉表

續表2

支渠流量計算：

式中：Q為渠道設計流量（m3/s）；M泡為水稻泡田（洗鹽）期用水量,取125m3/畝；A為支渠控制面積（畝）；T為泡田（洗鹽）期延續時間（天）,取2 天；η為灌溉水利用系數,（η=η渠系×η田間）。

式中：Q加大為渠道設計流量,m3/s；J為渠道流量加大系數,本次設計取J=30%。即可算出各支渠的設計流量、加大流量（見表3）。

表3 項目區支渠灌溉流量計算表

3.1.2襯砌方式的確定

渠道襯砌方式較多,較為常用的為預制混凝土L 型板襯砌和模袋混凝土襯砌兩種,預制混凝型板襯砌方法優點為施工較為簡單,工期較短,適用于邊坡較陡的渠道,不增加占地面積,結構穩定性好,對地形改變較小[2],缺點為造價貴；模袋混凝土襯砌方法優點為外形美觀,防滲效果好,運行時受凍脹破壞較小,不急受損,適用于邊坡較緩的渠道,施工采用一次性噴灌成型,簡便,速度快[3]。

綜合考慮,本項目支渠襯砌采用模袋混凝土襯砌及預制L 型板的襯砌方法,根據現狀渠道的特點選擇合適的襯砌形式,即陸家村支渠2（陸-Q2）-支渠6（陸-Q6）及任家村支渠1（任-Q1）-支渠4（任-Q4）采用模袋混凝土襯砌,支渠1（陸-Q1）采用預制混凝L 型板襯砌,保證渠道美觀而堅固,更加符合高標準農田建設項目條件。

3.1.3結構型式

1）預制混凝土L 型板襯砌設計

混凝土強度等級為C25, 渠底現澆混凝土的強度為C25,混凝土的抗凍標號F200,抗滲標號W4。

支渠邊坡坡底及渠底清淤整形,清淤整形土方回填至預制混凝土L 型板立墻墻后,預制L 型混凝土板立墻墻頂寬度0.13 m、墻根寬度0.16 m、底板厚度0.16 m、底板寬度0.763 m,立墻高度1.6 m；渠道兩側預制混凝土L 型板之間采用現場鋼筋澆筑混凝土護底,預制混凝土L 型板底板預留鋼筋,與現澆混凝土φ10 鋼筋進行綁扎,然后進行混凝土澆筑,現澆混凝土底板8 m 設置一處分縫,采用瀝青木板分縫。

圖1 預制混凝土L 型板襯砌示意圖

2）模袋混凝土設計

模袋采用機織土工模袋, 混凝土強度等級為 C25, 抗凍標號 F200,抗滲標號 W4。基本技術指標見表4。

表4 機織土工膜袋基本技術指標

支渠邊坡削坡整形,保證淤泥全部清走,邊坡坡比不小于1∶1,模袋混凝土厚0.12 m,模袋根據支渠設計橫斷面進行布設；支渠頂端各留出0.5 m 的搭接面, 防止模袋混凝土下滑。

圖2 模袋混凝土襯砌示意圖

3.2 支渠橫斷面設計

灌區支渠經多年運行,現行運行水位滿足地塊上水要求,按穩定均勻流進行灌溉支渠橫斷面尺寸和支渠輸水能力驗算。穩定均勻流計算公式中所需糙率（n）、邊坡（m）、比降（i）等參數均按本次灌溉支渠縱斷面設計值,依照《灌溉與排水工程設計規范》（GB 50288-99）及參照既有支渠實測斷面所采用值。穩定均勻流計算公式如下：

1）梯形渠道

2）矩形渠道

式中：A為過水斷面面積,m2；b為渠道設計底寬,m；h為渠道設計水深,m；R為水力半徑,R=A/x,x為濕周；C為謝才系數；n為渠床糙率,取值為0.0275（根據《灌溉與排水工程設計規范》（GB 50288-99）附錄E 渠床糙率取值）；Q為設計流量,m3/s；i為渠底比降；m為渠道邊坡系數。

經驗算,其干渠、支渠、斗渠現狀斷面的輸水能力及控制水位均能滿足輪灌[4]配水方式所要求的設計流量及灌溉要求水位。

根據計算結果,結合測量現有的支渠橫斷面形式,支渠的安全超高,確定襯砌深度以及斷面尺寸,成果見表5。

表5 支渠襯砌工程設計成果表

4 結語

通過對不同地形條件的渠道進行綜合比較分析,盤錦市雙臺子區陸家鎮高標準農田建設項目渠道襯砌工程選用了兩種不同襯砌型式,既不占地,又方便百姓,同時又滿足高標準農田建設項目實施要求。項目的實施,使項目區農業基本生產條件得到了改善,增強了農業生產抗御自然災害的能力。項目實施后,通過優良品種種植,糧食產量不僅得到了保障而且得到大幅度的提高,提高了項目區的經濟效益。