陡坡水庫灌區續建配套與節水改造分析

侯 莉

（河南省南陽市鎮平縣水利局，河南南陽 474250）

1 灌區概況

陡坡水庫灌區位于鎮平縣城以東，潦河以西，引陡坡水庫水進行灌溉，是鎮平縣一座重要的中型自流灌區，設計灌溉面積4 066.67 hm2，主要效益鎮平縣的老莊、柳泉鋪、彭營、遮山、安子營等5個鄉鎮的39個行政村。該灌區始建于1965年，目前已建成干渠I條長21.95 km，支渠、分支渠6條長28.19 km，各類渠系建筑物共240 座。渠系大部分為土渠，經過四十多年運行，渠道內淤積嚴重，雜草叢生，工程老化，年久失修，干支渠輸水能力大大減小，渠系水利用系數低。同時，田間配套工程不完善，工程建設標準低，管理設施不到位，縮減了灌區的效益面積，現有有效灌溉面積僅1 666.67 hm2。

初步設計以節水型、數字型現代化灌區為目標，設計思路與布局包括恢復灌區現有灌溉設施的功能，實施現代化達標改造，重點對東西干渠進行管道化改造，結合已有的高標準農田建設，完善灌溉分水支渠及排水系統，配套灌區量測水設施，完善灌區管理設施等。

2 陡坡水庫灌區續建配套工程布置

2.1 工程布置

陡坡水庫灌區灌溉干渠渠首及水庫樞紐已在2002年進行除險加固，并新建了有壓輸水隧洞，隧洞出口布置有閘閥及DN1 500 mm壓力鋼管，2019年鎮平縣生態用水及水系聯通對隧洞進口進行分級取水改造，并從陡坡水庫埋設DN1 200 mm引水管道至鎮平遮山水廠，水源工程現狀運行工況良好；灌區大部分農田已進行高標準建設，形成較為完整的灌排體系；東西干渠建設至今51 a。因此針對東西干渠維修加固，保證干渠輸水通暢。

2.2 東干渠方案比較

方案一（PE輸水管道方案）：東干渠采用渠道改管道方案，擬新建3 條輸水管，總長10.47 km，管道均采用PE 管。其中：東1 號干管從縣城供水管1+150 樁號開設一管口，管線全長2.60 km；東2 號干管從縣城供水管4+620 樁號開設一管口，管線全長2.25 km；東3號干管從縣城供水管5+605樁號開設一管口，管線全長5.61 km。

方案二（現澆C20混凝土仰斜式結構襯砌方案）：東干渠樁號0+000～9+800范圍內水損的1 145 m渠道采用C20混凝土仰斜式結構襯砌，總長1.15 km；樁號9+800～10+120 水損渠道采用C25鋼筋混凝土矩形結構襯砌，總長0.32 km；樁號10+120～14+800渠道采用C20混凝土仰斜式結構襯砌，總長4.68 km；樁號14+800～21+600 渠道清淤疏浚，總長6.80 km。渠道兩側采用現澆C20混凝土仰斜式結構護岸，C20混凝土貼坡頂寬0.30 m，墻底寬0.50 m，迎水面1：0.50，墻頂以上采用草皮護坡。

對兩種方案進行分析，具體結果見表1。

表1 東干渠方案設計優缺點比較表

由表1 可知，在不考慮渠系建筑物加固的情況下PE 輸水管道方案較渠道襯砌節省投資大大降低，同時考慮到東干渠現狀和地質條件，PE管基本不存在淤塞的問題，沿途全封閉也可避免水質污染，PE 輸水管道方案對地形適應性強，施工方便，運行管理方便、灌溉水利用系數高、節水高效對現代農業促進作用較大而更優，故東干渠推薦采用PE輸水管道方案。

2.3 西干渠方案比較

方案一（PE 輸水管道方案）：西干渠現狀渠道長9.90 km，西干管采用渠道改管道方案，擬新建1 條輸水管，從縣城供水管0+532樁號開設一管口，管道采用PE管，全長5.87 km。

方案二（現澆C20混凝土仰斜式結構襯砌方案）：渠道兩側采用現澆C20 混凝土仰斜式結構護岸，C20 混凝土貼坡頂寬0.30 m，墻底寬0.50 m，墻高1.30 m（其中基礎埋深0.20 m），迎水面1：0.5，墻頂以上采用草皮護坡。

上述兩種方案工程量及造價的比較可知，西干渠采用PE輸水管道方案較渠道襯砌節省投資，同時考慮到西干渠現狀大部分渠道為邊山渠道，部分渠道因村民建設房屋等已經損毀甚至斷流，渠道襯砌會經常淤塞，PE管基本不存在淤塞的問題，對地形適應性強，施工方便，運行管理方便、灌溉水利用系數高，結合節水高效產業園發展，故西干渠推薦采用PE輸水管道方案。

3 節能設計

3.1 主要建筑物設計

主要建筑物設計過程中，始終堅持合理利用資源，提高資源利用效益的原則，貫徹節能降耗設計思想。設計中節能減耗措施主要體現在以下方面：第一，在工程布置中，根據各建筑物功能結合工程地形、地質、施工等條件，進行方案技術經濟綜合論證，選擇合理的布置格局。第二，在滿足工程安全的情況下，優化建筑物結構體型，減小工程數量，達到節材減耗的目的。第三，建筑物的外環境能有效地影響建筑物的防熱節能，在各水工建筑物建成以后，通過在各建筑物周圍適當位置種草、植樹，形成平面與立體相結合的綠化環境，改善各建筑物四周的微氣候，可以有效地起到防熱節能的功效。在建筑物周圍將自然水體和景觀水體相結合可以通過水體的蓄熱降低環境溫度，使進入建筑物的熱量減少，達到節能降耗的目的。

3.2 空調、照明系統設計

首先，防熱、保溫，減少機械通風、空調的容量。工程所在地區屬于副熱帶季風氣候區，多年平均氣溫17.70 ℃，極端最高氣溫40.40 ℃，極端最低氣溫-13.10 ℃，因此在建筑設計時以夏季防熱節能作為建筑物節能重點。

在滿足建筑物強度等設計要求的前提下，將水工建筑物的墻體作為保溫隔熱節能的設計重點，建筑物圍護結構采用混凝土空心砌塊，提高熱工效率。為減少外墻傳熱造成熱損失，外墻擬貼外保溫膨脹聚苯板。屋面需保溫隔熱，保溫隔熱材料采用導熱系數小蓄熱系數大的擠塑聚苯板。并采用倒置屋面，K值≤0.70 W/（km2·k）；建筑物門窗是圍護結構傳熱影響區，在滿足室內光環境質量要求的前提下，合理確定建筑物窗、墻比，以確保最佳的節能效果，合理選擇熱阻大、傳熱系數小的門窗材料。滿足有關防雷規范前提下，房屋面采用導熱系數小蓄熱系數大的保溫隔熱材料設計，采用倒置屋面。

其次，有效利用自然光，減少人工照明容量。根據各功能設備室結構特點，盡量開設玻璃窗戶，充分利用自然光線。室內頂棚墻面批蕩、拋光，提高光線反射率，頂棚、墻面、地面采用較淺色材料，減少光線吸收率，更加有效利用光能。

4 結論

此次陡坡水庫灌區續建配套與節水改造建設與當地經濟社會發展相適應，結合本灌區特點、現狀條件和農業現代化、信息化、生態文明建設要求，因地制宜，與農業可持續發展、高標準農田建設等相關規劃協調銜接。灌區渠道改管道后，根治了“卡脖子”地段，加大了渠道輸水能力，提高了灌溉水利用系數，不僅能保證及時灌溉，在防汛期間提高了渠道排洪能力，確保了工程安全，最大限度地減輕了洪災損失。