某有機高粱高標準基地示范區(qū)灌溉工程設計分析

鄧小琴

（仁懷市水務局，貴州 仁懷 564500）

1 工程概況

1.1 基本情況

項目為仁懷市茅臺酒釀造用有機高粱高標準種植基地大壩鎮(zhèn)示范園區(qū)，涉及大壩鎮(zhèn)簸箕壩村、小耳溝村、紅陽村、新田村4個行政村，建設工期4個月。大壩鎮(zhèn)為中低山丘陵地貌，屬典型的丘陵、壟崗地帶，海拔900～1 350 m。涉及灌溉工程面積297.62 hm2，均采用管灌方式；通過整治山塘、維修渠道、新建水池、輸水管道及灌溉設施為灌區(qū)提供水源保證。①整治山塘4座；②渠道維修20.56 km；③新建水池8座，維修水池2座；④新建灌溉管道37 396 m，加壓設備2套。⑤新建排水溝4 270 m。

1.2 建（構）筑物工程條件

①固定集中水源區(qū)域，恢復、維修、改造治理原有山塘、溝渠等方式；②分散水源區(qū)域，修建匯水流溝、水窖、水池、水罐等多種集雨蓄水方式；③水源較遠區(qū)域，修建輸水渠、輸水管網、水窖、水池等方式；④山洪多發(fā)區(qū)域，修建排洪渠、引水溝。

1.3 排灌系統(tǒng)骨干設施狀況

①灌溉設施。現(xiàn)場踏勘灌溉設施部分損壞，大部分溝渠年久失修無法滿足灌溉，簸箕壩噴灌工程也存在壓力不夠，無法灌溉的情況。現(xiàn)狀以天然降雨灌溉為主，部分溝渠也能夠灌溉少許地塊。項目區(qū)水利化程度較低，灌溉設施運行年久，缺乏更新改造配套，灌溉效益不佳，不能為高粱生產提供保障。②排水設施。經調查大部分地方排水不暢。高粱基地內存在部分排水溝，雜草叢生，已無排水功能。

2 灌溉工程設計

2.1 水源工程

2.1.1 渠道維修

項目區(qū)目前有2個村莊采用灌溉渠道進行農田灌溉，分別是簸箕壩村和小耳溝村。灌溉渠道維修工程共分2部分，清淤工程和維修工程。①清淤：由于渠道運行時間較長，并未進行過系統(tǒng)的維修處理等，淤積嚴重，故本次設計灌溉渠道20.56 km全部進行清淤處理。②維修：維修工程主要針對渠道滲漏、斷裂、坍塌、掩埋部位，進行防滲、按原尺寸拆除重建等處理措施。具體維修內容詳表略。

2.1.2 山塘維修

項目區(qū)有山塘4座，有水3座，空山塘1座。綜合考慮山塘集水面積、發(fā)展灌溉面積，地質條件、投資大小等因素，確定維修山塘1座，主要維修內容有清淤、新建混凝土襯砌、鋪設防滲鋪蓋、增設防護欄桿等。山塘維修工程量表略。

2.1.3 山泉水

目前項目區(qū)可利用山泉水水源較多，分別位于各個村，集山泉水后根據工程實際情況采用自流方式對農田進行灌溉，蓄水池工程量計入蓄水池工程量表。

2.2 灌溉工程

2.2.1 灌溉面積

工程通過渠道及山塘維修、集蓄山泉水和坡面洪水增加灌溉面積283.41 hm2，見表1。

表1 項目區(qū)灌溉面積統(tǒng)計表

2.2.2 灌溉管網工程

2.2.2.1 管網布置

項目區(qū)大部分為低壓管道灌溉及少部分明溝灌溉，每個水源為一個獨立灌溉系統(tǒng)，管道分為干管（輸水）、支管（配水）、斗管（配水）三級固定管道。管網布置采用支管垂直于干管布置，根據地形情況，干管布置在地塊邊界，平行等高線布置，支管垂直等高線布置，干管向支管采用雙向或單向分水，輸水管道管材采用優(yōu)質PE材料，部分緊靠路邊采用鋼管。

干管、支管、斗管鋪設深度滿足凍土層及耕作要求，管道埋深0.70 m。支管、斗管的起始處布置控制閥井，干管沿路布置，隨地勢布設支管，按階梯地塊要求布置斗管，斗管基本平行等高線布置，單側供水斗管上每120 m左右設給水栓一個。

2.2.2.2 管道水力計算

式中：hf為沿程水頭損失，m；i為單位管長沿程水頭損失；L為管段長度，m；C為海曾威廉系數(shù)，鋼管、混凝土管及內襯水泥砂漿金屬管為120～130，取125。Q為管道流量，m3/s；D 為管道內徑，m；局部水頭損失按沿程水頭損失的10%計算。

紅陽村管網、小耳溝村及新田村水力計算表略。

2.2.2.3 管道管槽設計

管道縱坡與地面坡降一致，只考慮凍土深度及管頂耕作要求，埋深0.70 m（管頂至地面）。在管道鋪設的局部高點安裝自動進排氣閥，以便將管內空氣及時排出。

管溝開挖寬度0.80 m，兩邊坡度為1∶0.50，采用機械和人工開挖相結合，機械先開挖至設計挖深預留20 cm 時，換成人工開挖修底做為管床。溝槽開挖的土方堆放在管溝的一側。鋪好后及時進行管道打壓試水,最后分層回填土方。管道兩側和管頂以上20 cm范圍內的回填土應由溝槽兩側對稱填入槽內，并用人工分層輕夯壓實，分層填土厚度不應超過20 cm，回填土壓實度不小于90%，填土時不得含有雜物及凍土。

2.2.3 管線建筑物工程

在管線局部高點設進排氣閥；當長距離無局部高點的管段，每隔1 km 左右設一處進排氣閥。排氣閥直徑按管道直徑的1/8～1/12選取；在管道低洼處設排水閥，排水閥直徑按管道直徑的1/3～1/5 選取；在輸水管道的始末端分別設一個控制閥。管道靜水壓力超過100 m時設加壓池或減壓閥井，減壓池容積50 m3，工程量列入蓄水池工程。工程管道建筑物共883座，其中新建給水栓425套,各類閥井458座。

2.3 排水工程

2.3.1 防洪標準與雨洪計算

項目區(qū)截流溝按5級防洪標準設計，重現(xiàn)期10年。坡面洪水計算時，依據《貴州省暴雨洪水計算實用手冊》的“雨洪法”計算坡面洪峰流量。考慮到沖溝較多、且面積較小，計算主要采用簡化公式。根據現(xiàn)場洪水調查，采用坡面匯流公式等方法驗證，是較為符合當?shù)貙嶋H情況的。

式中：Q 為洪峰流量（m3/s）；C 為洪峰徑流系數(shù)，0.75～0.86；Sp為設計暴雨強度（mm）；F為集水面積（km2）。

設計暴雨強度Sp是根據仁懷氣象站多年平均最大一日降雨量轉換計算后，結合貴州省相關等值線圖確定，通過計算，10年一遇設計暴雨強度62.40 mm，5年一遇51.70 mm。

2.3.2 斷面尺寸確定

根據明渠均流公式，用試算法求解溝渠斷面。

式中：W 為渠道過水斷面（m2）；b 為底寬（m）；m 為邊坡系數(shù)，取m=0；h為水深（m）；x為濕周（m）；R為水利半徑（m）；C為謝才系數(shù)；n為糙率取0.025；i為渠道水力坡度。

排水流量計算出設計過水能力，最佳斷面設計得出截流溝設計參考值，排水溝設計過水能力Q應大于排水流量Qs。

項目區(qū)整修排水溝7條，長4 270 m。排水溝斷面寬×深分別為0.30 m×0.30 m、0.50 m×0.50 m、0.80 m×1.00 m、1.50 m×1.50 m、2.00 m×2.00 m，M10漿砌石結構，壁厚及底板厚度詳見單體圖（此略），每隔10 m設沉陷縫寬2 cm，用聚乙烯閉孔泡沫板填縫止水。排水溝工程量統(tǒng)計詳表略。

2.4 蓄水池工程

各村內適當位置修建高位蓄水池，新建蓄水池共8 座，維修蓄水池2座，利用原有水池1座。新建水池采用封閉式圓形鋼筋混凝土結構，由底板、池壁、頂板、支撐柱等組成。采用半地下式，池頂高出地面1 m，池頂覆土0.50 m，調蓄水池詳細尺寸詳見圖紙（此略）。維修水池鑿毛抹面及加水池蓋板的模式。

3 結語

綜上可知，認識工程概況，針對仁懷市茅臺酒釀造用有機高粱高標準種植基地大壩鎮(zhèn)示范園區(qū)灌溉工程，主要圍繞水源、灌溉、排水和蓄水池工程等方面進行設計分析。