滕州市截污導(dǎo)流續(xù)建灌區(qū)工程設(shè)計(jì)

岳 磊，滿冠軍，張鵬翔

（1.棗莊市鴻禹水利工程監(jiān)理中心，山東 棗莊 277101；2.滕州市城鄉(xiāng)供水中心，山東 滕州 277500；3.滕州市馬河水庫管理處，山東 滕州 277533）

滕州市截污導(dǎo)流工程建設(shè)以后，滕州市規(guī)劃續(xù)建配套工程，在城河、漷河、北沙河3條河道上新建和維修了12座橡膠壩提水灌溉工程，以充分發(fā)揮攔蓄工程效益并最大程度地消耗攔蓄中水，總規(guī)劃灌溉面積7 866.67 hm2。自2010年以來先后建設(shè)完成了東滕城、劉樓、楊崗、北滿莊4座橡膠壩提水灌區(qū)工程，在工程設(shè)計(jì)中積累了一些經(jīng)驗(yàn)。

1 灌區(qū)灌溉現(xiàn)狀及規(guī)劃情況

截污導(dǎo)流橡膠壩提水灌區(qū)位于滕州市滕西平原區(qū)，現(xiàn)狀多屬于機(jī)井灌區(qū)，以地下水為灌溉水源，在田塊高點(diǎn)打井，通過土渠或地埋管道輸水至田間溝、畦。機(jī)井灌溉在改善灌區(qū)農(nóng)田生態(tài)環(huán)境和保障灌區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展中起到了相當(dāng)重要的作用，但由于灌區(qū)在機(jī)井建設(shè)方面缺乏科學(xué)合理的規(guī)劃和有效監(jiān)督，致使一些區(qū)域出現(xiàn)了地下水位下降、提水費(fèi)用增加、機(jī)井報(bào)廢等問題，不但影響了灌區(qū)地下水資源的可持續(xù)發(fā)展與利用，而且造成了灌區(qū)實(shí)際灌溉面積減少，灌溉水利用系數(shù)降低。

規(guī)劃截污導(dǎo)流橡膠壩提水灌區(qū)水源為河道攔蓄中水，均為灌溉面積小于0.2萬hm2的小型工程，其中已建4座，未建8座。

2 灌溉形式的選擇

目前，灌溉面積較小的灌區(qū)灌溉形式多采用渠道灌溉和低壓管道灌溉兩種方式。

2.1 渠道灌溉

渠道灌溉輸水量大，但有輸水損失大、占地多、地形適應(yīng)能力差、凍脹影響變化大、維修管理困難、使用壽命短等多方面的缺陷。一般在水位滿足自流條件的情況下考慮使用。

2.2 低壓管道灌溉

管道灌溉系統(tǒng)，在節(jié)水、節(jié)能、節(jié)地、省工、方便管理等方面具有較大的優(yōu)越性，與渠道灌溉形式相比，管道灌溉設(shè)備比較簡單，技術(shù)成熟容易掌握，適應(yīng)性強(qiáng)，管理方便，用水量便于控制和計(jì)量，輸水損失小，渠系水利用率高，不僅能減少大量的田間建筑物，而且可以適應(yīng)噴灌、微灌等灌水方法，為農(nóng)業(yè)機(jī)械化、自動化的發(fā)展創(chuàng)造有利條件，使用壽命長。

3 管材的選擇

管材是低壓灌溉管道系統(tǒng)的主要組成部分，占投資比重大，對工程投資大小和效益能否充分發(fā)揮起決定性作用。為搞好灌溉管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)沿線地形、地質(zhì)情況，外部荷載、施工維護(hù)和材料供應(yīng)價(jià)格等條件，綜合比選，確定管材種類和規(guī)格。

3.1 性能必須優(yōu)良

性能是衡量管材優(yōu)劣與否的重要指標(biāo)。因此，在選擇管材時(shí)應(yīng)重點(diǎn)從水力條件、衛(wèi)生性能、是否影響水質(zhì)、密封性能是否優(yōu)良以及使用年限長短等方面綜合考慮。

3.2 安裝管護(hù)方便

選擇管材時(shí)，不僅要考慮供水管道在建設(shè)安裝時(shí)其本身連接是否方便，還要考慮是不是與其它管道附件連接方便。另外，應(yīng)考慮到管材配件是不是齊全，以便于日后及時(shí)對管道維護(hù)、管理和改造。

3.3 因地制宜原則

應(yīng)根據(jù)灌區(qū)地形、地質(zhì)、地貌情況，選擇不同類別的管道，比如平原地區(qū)土質(zhì)好，管線直，在管道建設(shè)中敷設(shè)供水主管時(shí)宜選擇U-PVC 管、PE 管或RPM 管；山區(qū)因?yàn)槭瘔K多，開挖難度大，埋設(shè)深度很難達(dá)到設(shè)計(jì)要求，管材選擇以預(yù)應(yīng)力混凝土管。

3.4 經(jīng)濟(jì)適用原則

由于生產(chǎn)工藝和原材料不同，各種類別管材、同種管材不同管徑之間均存在不同程度價(jià)格差異，規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)依據(jù)計(jì)算管徑和工程總投資，在滿足性能要求的前提下合理選擇管材類別。

本設(shè)計(jì)中，灌區(qū)位置均位于平原區(qū)，管道接口和開口較多，考慮當(dāng)?shù)厥┕すに囁胶桶惭b施工方便，按著一次投資、長期收益的原則，選擇PE 管作為設(shè)計(jì)管材，但在設(shè)計(jì)中應(yīng)注意避免或者減少大管徑工程量。

4 灌溉工作制度和管道布設(shè)

灌溉工作制度是管道的輸水工作方式，分為續(xù)灌和輪灌。根據(jù)續(xù)灌和輪灌兩種不同灌溉制度的優(yōu)勢和弊端，一般干、支管道采用續(xù)灌，斗管以下采用輪灌，以提高灌水工作效率，保持各用水單位收益均衡。但具體在灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，個(gè)別管道采用傳統(tǒng)的灌溉工作制度往往出現(xiàn)設(shè)計(jì)主管道管徑過大、各工作組分水不均衡等問題。

因此，根據(jù)選定的灌溉工作制度，合理的優(yōu)化管道布設(shè)，直接影響著工程投資和工程效益的發(fā)揮。下面以趙坡橡膠壩提水灌區(qū)管道布設(shè)和灌溉工作制度方案比選為例，介紹在設(shè)計(jì)過程中如何優(yōu)化管道布設(shè)方案和合理選擇灌溉工作制度。

5 應(yīng)用實(shí)例

趙坡橡膠壩提水灌區(qū)位于滕州市北沙河上，規(guī)劃設(shè)計(jì)灌溉面積0.16萬hm2，根據(jù)前期外業(yè)勘察調(diào)查資料，選定的管道走向，擬定干、支、斗三級管道，對管道布設(shè)和灌溉工作制度擬定以下3個(gè)方案，分別計(jì)算灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量、設(shè)計(jì)揚(yáng)程、管材用量，通過比選確定最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。方案比選見表1。

通過對各方案的管材工程量及投資進(jìn)行比選可知，與方案1 相比，方案2 和方案3 出站即對主管道分支，雖然增大了總設(shè)計(jì)流量，但大大降低了主管道管徑。從總管材工程量來看，方案2、方案3在控制管材投資上也有明顯優(yōu)勢；與方案2 相比，方案3 進(jìn)行支管輪灌，雖然支管管徑稍有增大，管材工程量稍大，但縮短了灌溉時(shí)間，減少了輸水損失，更有利于提高灌水工作效率。綜合比選，選定方案3 確定的管道布設(shè)方案和灌溉工作制度。

表1 趙坡灌區(qū)設(shè)計(jì)方案比選表

6 結(jié) 語

灌區(qū)工程前期設(shè)計(jì)工作的理念和思路直接關(guān)系到工程的投資、施工和運(yùn)行管理，在灌區(qū)工程進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)各灌區(qū)不同的地形條件、灌溉習(xí)慣等因素綜合考慮，在灌溉模式、灌溉制度等方面進(jìn)行對比選優(yōu)，真正做到最大限度的節(jié)水和效益增效。