淺談吉林省公主嶺市2017年農業綜合開發秦家屯灌區節水配套改造項目

姚慶江

吉林省合匯工程勘察設計有限公司 吉林 長春 130000

吉林省公主嶺市2017年農業綜合開發秦家屯灌區節水配套改造項目的主要任務是對北引支樁號0+100～5+307段進行節水配套改造治理。提高工程配套率與完好率，可以改善灌區引水條件，提高渠系水利用率，降低灌溉成本，節約水資源，提高灌區實灌面積。

1 工程概況

項目區位于吉林省公主嶺市秦家屯鎮、大榆樹鎮、八屋鎮和十屋鎮等4個鄉鎮級行政區域內，工程區地理位置坐標為北緯43°28′30″～43°31′30″，東經124°42′15″～124°51′00″。

工程建設主要針對北引支樁號0+100～5+307段進行節水配套改造治理。該段內渠道大部分尚未護砌，灌區田間工程沒有得到有效配套，一直以來，仍采用土渠方式灌溉（本次治理渠段除去北引支樁號0+000～0+100及少部分現有建筑物兩側銜接段已護砌外，其余段均為土渠）。灌溉期，“跑、冒、滲、漏”嚴重，導致下游水田不能有效的灌溉，灌溉期搶水現象時常發生；另外，現有渠道被挖深填筑兩側渠身，下游大部分渠道底嚴重低于兩側田地，導致渠道灌水難，所以在下游渠道臨時設置了5座簡易節制閘，給管理帶來很大不便；其中北引支樁號2+525～3+272段渠道特別容易出現冒水情況，對兩側的水田浸泡和沖毀嚴重。所以為保證當年的灌溉用水，需花大量的人力和財力進行整治。現有渠系主要建筑物完好率不到50%，以至每年春灌前都要修修補補，勉強維持輸水。例如：斗渠缺乏渠首建筑物，無控制閘門，灌溉期，在支渠邊坡“扒口”引水，非灌溉期，群眾自發用編織袋裝土封堵；再者，部分農道橋為簡易預制混凝土管，部分為混凝土蓋板橋，混凝土表面碳化嚴重，鋼筋外露，局部橋面板出現斷裂現象，橋基礎大部分均為漿砌石結構，由于常年水流沖刷、凍脹及冰推作用，填縫砂漿脫落，砌石體出現不同程度的變形破壞，已成為危橋，不能通行。而且現有橋梁中大部分橋面較低，嚴重阻水，在灌溉期嚴重影響渠道的輸水能力，制約渠道的供水能力。為此，本次有針對性的對北引支（樁號0+100～5+307段）進行了治理。

2 工程建設的必要性及可行性

2.1 工程建設的必要性

秦家屯灌區骨干工程已運行七十余年，建筑物完好率不足50%，田間工程不配套，渠系水利用系數0.58，渠道輸水能力日趨下降，灌區工程設施老化失修問題十分普遍，渠系過水能力明顯降低，急需對灌區配套工程進行節水改造。根據灌區實際情況，要求灌區配套工程提高建設標準，提高水的利用率，發展高效節水型農業，增加灌區群眾的經濟收入，增強灌區的經濟實力，要求建設經濟可行、運行安全、管理方便的灌溉體系。以滿足水利管理需求。因此，通過灌區節水配套改造工程建設，提高工程配套率與完好率，可以改善灌區引水條件，提高渠系水利用率，降低灌溉成本，節約水資源，提高灌區實灌面積，促進灌區效益的恢復與增長，發展高效農業節水潛力。灌區實施節水配套工程改造勢在必行。

2.2 工程建設的可行性

（1）目前國家和省政府在灌區節水配套改造資金方面給予了大力的保證，使得工程的啟動和運行均無后顧之憂。

（2）鎮里和村里是直接受益人，當地村民對本工程的實施期盼和熱情相當高。工程實施過程中必然要對居民生活產生的影響，當地居民都很理解并表示支持本工程的建設工作。

（3）工程建設能力有保證。經過多年的水利工程節水配套改造工程實踐。工程技術已經相當成熟，并且已經形成了在施工工藝、施工技術上都較成熟的施工隊伍。

（4）多年的水利工程運行管理機制已經形成，各鄉鎮地方政府、水管部門等在項目管理和運行管護上已經掌握了一定的經驗，可以保證工程在建成后能夠正常運行和管護。

綜上所述，本工程在資金投入、工程建設能力和建成后的運營管護等方面均有保證，并且工程所在地政府和相關部門，當地的人民群眾對工程的大力支持和熱切期盼，都是工程可以順利實施的良好基礎，由此可見，吉林省公主嶺市2017年農業綜合開發秦家屯灌區節水配套改造項目的實施是十分可行的。

3 工程規模

本次項目建設位于秦家屯灌區。建設以提高工程配套率和渠系水利用率為主要目標。本項目實施后，灌溉水利用系數將提高到0.65，改善水田灌溉面積0.615萬畝。

本次秦家屯灌區建設內容如下：

（1）渠道襯砌工程：總計1條，為北引支渠，總長度為5.207km；

（2）渠系建筑物工程：共136座（其中：新建斗門118座；新建農橋6座；重建排水涵管1座；重建倒虹吸2座；新建排水口1座，新建排水閘及渠下涵1座，新建人行橋7座）。本項目實施后預計改善灌溉面積0.615萬畝。

4 工程設計標準

根據《水利水電工程等級劃分及洪水標準》[1]及《灌溉與排水工程設計規范》[2]相關專業規范，秦屯灌區設計灌溉面積10.3萬畝，灌區工程等別為Ⅲ等。本灌區水田灌溉設計保證率為P=75%。設計渠道及渠系建筑物流量小于流量5m3/s，確定為5級。根據《灌溉與排水渠系建筑物設計規范》[3]中規定，確定農橋汽車荷載等級為農橋—Ⅱ級。車道荷載的效應采用乘以0.6厚的公路—Ⅱ級車道荷載，車輛荷載的效應采用乘以0.7后的公路—Ⅱ級車輛荷載。

5 設計計算

5.1 灌溉渠道設計流量的確定

（1）設計灌水率

本工程設計凈灌水率采用0.00210 m3/s/hm2。

（2）流量計算

渠道的設計流量按下式計算。

Q設= q·A/η（m3/s）

式中：

q——設計凈灌水率（m3/s·hm2），采用0.00210m3/s·hm2；

A—渠道控制灌溉面積（hm2）；

η—灌溉水利用系數，0.65；

按照《灌溉與排水工程設計規范》[2]規定，續灌渠道加大流量的加大百分數，根據灌區氣候條件，及支渠設計流量確定，取其加大流量百分數35%。

5.2 渠道橫斷面設計

（1）渠道橫斷面型式

根據現有項目區地形條件，在少占耕地、保持現狀渠道走勢和規模的情況下，支渠襯渠主要采用矩形斷面型式。

（2）渠道的水利計算

田間地勢平坦，每條支渠控制面積較相近。故渠道斷面設計均采用明渠均勻流公式設計。

明渠均勻流的按下式計算：

C=1/n·R1/6

Q=AC（Ri）1/2

C—謝才系數（m1/2/s）；

n—渠床綜合糙率系數；

R—水利半徑（m）；

Q—渠道設計流量（m3/s）；

A—渠道過水斷面面積（m2）；

i—渠底比降；

（3）渠道的縱斷面設計

渠道縱斷面設計主要按現狀渠道走向及坡降設計，同時以滿足所控制的面積自流灌溉為目的，根據實測地面高程為參考點推求各級渠道的水面高程。計算公式如下：

H分=A0+h+∑LJ+∑ψ

H分—分水口水位（m）；

A0—最難灌到的地面點高程（m）；

h—灌溉面積上灌水深度（m）；

L—各級渠道的長度（m）；

J—各級渠道的比降；

ψ—通過渠道建筑物的水頭損失（m）。

（4）渠道的超高計算

按照《灌溉與排水工程設計規范》[3]規定，4、5級渠道超高計算公式如下：

Fb=hb/4+0.2

Fb—渠道岸頂超高（m）；

hb—渠道通過加大流量時的水深（m）。

(5)渠道水利要素，如表1所示。

表1 渠道水利要素表

6 渠道結構設計

本次農業綜合開發項目中型灌區節水配套改造建設擬對北引支渠進行護砌，起點為北引支樁號0+100，終點為北引支樁號5+307。護砌長度為5207m。

北引支渠樁號0+100～5+307渠道采用現澆C25鋼筋混凝土矩形槽護砌結構。邊墻及底板厚均20cm，下設10cm素混凝土墊層。每隔10m分縫，分縫處設瀝青木板和651飛機型橡膠止水。渠道寬度由3.5m漸變至2.0m，高度由1.2m漸變至0.8m。結構砼標號為C25、F200，墊層砼標號為C15。

7 結語

工程的實施，是貫徹黨中央對抓好農業生產方針的需要，通過節水配套改造工程的實施完善了項目區的基礎農田設施，改善農業生產條件，增強了農田防災抗災減災能力,鞏固和提升了糧食綜合生產能力。提高渠系水利用率，降低灌溉成本，節約水資源，提高灌區實灌面積，促進灌區效益的恢復與增長，發展高效農業節水潛力。增加了百姓的農田經濟收入對區域經濟的持續穩定發展具有十分重要的意義。