若羌灌區渠道工程的規劃與設計研究

翟利偉

( 新疆巴音郭楞蒙古族自治州水利水電勘測設計院，新疆庫爾勒841000)

0 引 言

我國經濟社會不斷發展，農業經濟的重要地位日益突出，各地區對農田水利工程重視度也不斷提高，水利工程的規劃與建設項目也呈明顯的上升趨勢。新疆地處內陸干旱地區，“荒漠綠洲、灌溉農業”的典型特征決定了農田水利基本建設在農村經濟中的基礎主導作用。

在農田水利工程中，渠道是非常有效的節水工程技術之一，渠系工程的規劃設計與管理養護的好壞，直接影響到渠系工程的使用壽命及灌區的生產效益。在新疆地區，渠道工程是應用廣泛的節水措施。

對于渠道工程的規劃設計是渠道工程建設的重要基礎和前提，本文結合若羌縣水利工程中的渠道工程規劃設計，嚴格按照工程規劃的各項原則對渠道規劃設計的具體思路進行研究。

1 工程概況

若羌縣位于新疆維吾爾自治區東南部，塔克拉瑪干大沙漠東南緣，阿爾金山北麓，地處歐亞大陸腹地，屬典型的大陸性干旱氣候。

若羌縣規劃區由于蒸發強烈，降水稀少，加之水資源利用不合理，渠系不配套，灌溉定額較高，水資源浪費現象嚴重，影響農業的穩產、高產。規劃區現有的渠道存在不同程度塌坡、滲漏、長草等情況影響渠道的正常運行。對規劃區內干、支、斗渠進行全面規劃建設和防滲改造，是若羌縣農田水利工程建設的重要內容。

本次防滲改造總干渠1 條，新建總干渠2 條，防滲改造干渠2 條，防滲改造支渠16 條，列入防滲改造以及根據灌區要求需新建的斗渠總計107 條，長198.86 km。

2 灌區渠道工程規劃原則

2.1 經濟的原則

對渠線的長短和工程量規劃要遵從經濟的原則，渠線在能滿足灌排要求的情況下，應盡量做到短直，這樣能有效減少占地面積及工程量。比如在渠線規劃需要穿越村鎮時，應認真把拆遷安置費用和繞村鎮增加的工程費用進行比較選擇。如果渠線需要穿越的區域有坡崗、溝、谷等障礙，應比較挖填的方量和避讓障礙所增長渠線的工程量費用。

2.2 因地制宜的原則

在渠道工程的規劃中應貫徹因地制宜的原則，盡量就地取材，根據不同的區域情況采取不同的方針對策。結合若羌縣的實際情況，還應該堅持以人為本的原則，抓住影響提高農業用水利用率和效益的關鍵環節，對渠道工程進行規劃時兼顧經濟效益、社會效益和生態效益，注重實際效果; 立足于對已有灌區的節水改造，采取工程、技術、管理等綜合措施，最大限度提高節水灌溉綜合效益。

2.3 嚴格遵照相關規范的原則

在渠道工程規劃過程中，應按渠道的等級，設計階段，嚴格遵照相關的規范進行勘測和調查，對擬建和改造的渠道基本情況進行詳細了解和分析。對渠道土壤和建筑材料等相關資料進行全面收集，積極吸取已建渠道的防滲和防凍害經驗，引進國內外先進的技術成果，進行認真的規劃設計。若羌縣的渠道規劃過程中按照相關的規范和規程條例，將防滲、防凍害和防土壤鹽化、渠系綜合利用等規劃結合起來進行全面考慮，保證了設計方案能夠滿足灌區的總體布置要求。

2.4 堅持可持續發展的原則

若羌縣水資源面臨水土流失嚴重生態環境惡化，水污染無法得到有效控制等問題，水資源短缺制約著若羌縣經濟的發展。在渠道規劃中，人與自然和諧相處的原則顯得尤為重要。應充分考慮水資源承載能力和水環境承載能力，實現水資源的可持續利用。

在若羌縣的渠道規劃過程中，對農田水利基本建設對區域生態環境進行了綜合的分析與評價，并根據建設工程實施情況，堅持人與自然和諧相處的核心理念，建立節水型工程，發揮大自然的自我修復能力，開展綠色工程，制定出相應的水土保持方案。

3 渠道工程規劃步驟

3.1 準備與勘察

1) 規劃之前需要對當地的水文、地質和地形進行資料收集及勘察，從而獲得相關的水文、泥沙、水質以及工程地點的氣溫、凍融期、凍土深度、風向、風速等水文氣象信息。

2) 渠道的沿線應按相關的規程、規范要求來進行詳細的地質勘測，從而取得巖土的分類、斷層、裂隙、滑坡和隱患等地質情況。

3) 還應該對土壤的含水率、干密度、孔隙率以及凍脹特性等進行調查。

若羌縣規劃區地處山前洪積沖積扇平原區中下部的細土平原地帶，海拔768 ～6 900，氣候干燥且多大風天氣，地形閉塞，降水稀少; 凍融侵蝕區位于縣境南部，氣候極低，降水在300 mm左右。根據規劃區地形、地貌、水資源特征和土壤、氣候及行政區劃、社會經濟狀況、水利工程等情況，將規劃區劃分為若羌河、瓦石峽河以及塔什薩依3個灌區。

3.2 測量定線

按照一定比例對經過查勘定下來的渠線，測量帶狀地形圖，帶狀地形圖的測量范圍應該由初定的渠道中心線向兩側拓展。對渠道水位的沿程變化進行周密分析，在帶狀地形圖上確定出渠道中心的確切位置，確定出渠線的彎道半徑。渠道的比降應結合沿線地形和輸水量要求來進行計算確定。在平原地區進行渠道設計時，為了保證渠道水位能夠有足夠的控制高程，渠道設計水位通常要比地面高出一定距離;丘陵山區的坡度較大時，應按渠道中心線的地面高程來對渠道的水位進行設計。為了積極推進水利信息化建設，在若羌縣渠道工程的規劃測量與定線中，利用現代信息技術的實時監控技術、計算機技術、通信技術、3S 技術等，建設水利系統專用廣域網絡，建立基礎數據庫，提高了信息采集、傳輸、處理的時效性和精確性，也有效提高了渠道規劃設計的工作效率。

3.3 定線測量

定線測量就是將帶狀地形圖上的渠道中心線如實反映在地面上，然后通過打樁的方式進行測量放線。打樁時需要對沿線的木樁進行編號，并根據地形的變化來確定間距和位置。

4 渠道設計

4.1 渠道布置形式的確定

渠道的布置形式應該充分考慮其田、林、路的交叉影響因素，在資金允許的情況下，盡量減少交叉建筑物。灌溉渠道在設計時，應盡量做到: ①布置在高程較高和分水嶺處;②根據若羌的地形和地勢條件，結合工程實際，應盡量利用天然的排水溝作為灌溉渠道的排水設施，避免出現相互干擾的情況; ③渠道線應該做到短、直，避開地質不良地帶和施工困難地段。

若羌干渠沿線地形較為平坦，但縱坡較大，為了使渠道工程量最省，避免土方大搬運，保證引水口水位的要求，因此，干渠縱坡大都與地形一致，大部分縱坡在1/100 左右。若羌縣輸水溝、毛渠均采取輪灌方式，3 塊條田為1個輪灌組，共分3個輪灌組，1條斗渠控制9 塊條田。

4.2 渠道流量設計

渠道的流量主要包括加大流量、設計流量和最小流量。最小流量可通過最小灌水模數和最小灌溉面積來確定;利用設計灌水模數和設計灌溉面積便可以確定出設計流量;通常加大流量按照設計流量150%來確定。若羌灌區斗渠為輪灌渠道，分6個輪灌組，每組8個斗渠同時灌溉，斗渠設計流量為0.58 m3/s。農渠設計流量根據輪灌分組，農渠均在2 d內灌完，結合灌溉制度可計算出農渠的田間凈流量及農渠凈流量。計算得農渠設計流量為0.05 m3/s。

4.3 渠道斷面的確定

渠道斷面設計分為橫斷面設計和縱斷面設計，以灌溉渠道的設計流量為基礎進行設計。渠道斷面設計應該保證渠道能夠滿足全灌區的水位，保證其有足夠的過水能力，并保證有滿足穩定條件的渠道斷面。若羌灌區渠道橫斷面尺寸按明渠均勻流公式設計確定，渠道是在原干渠基礎上進行改建，應結合原渠道實際的橫斷面情況設計合理的斷面，保證渠道工程量較小。渠道超高部分按《灌溉與排水工程設計規范》( GB 50288—99) 中有關規定計取，因若羌干渠為急流渠道，臨界水深大于正常水深，因此，渠道超高計算中以臨界水深為基數計算。渠道邊坡系數根據地質條件和選用的渠道護砌材料決定。

5 結 論

農田水利工程的渠道規劃項目是一項非常復雜且具體的工作，在渠道工程的規劃過程中，必須進行深入調查和周密的研究，對灌區的自然社會條件和水土資源情況進行科學地分析，然后根據農業生產實際，來進行全面、細致、科學的渠道規劃工作。

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