節制閘在白沙灌區渠道中的應用

□胡文軍（河南省白沙水庫管理局）

節制閘在白沙灌區渠道中的應用

□胡文軍（河南省白沙水庫管理局）

白沙灌區在續建配套與節水改造中，渠道因用混凝土襯砌而出現了大部分斗農門不進水或進水流量小等問題，文章結合白沙灌區實際對節制閘的運用加以分析，對其它灌區續建配套與節水改造有一定借鑒作用。

節制閘；續建配套與節水改造；運用

1.白沙灌區概況

白沙灌區采用白沙水庫的水源，位于禹州市和許昌縣,包括大部分平原和一部分崗地。設計灌溉面積2.02萬hm2，有效灌溉面積1.36萬hm2。設計灌溉保證率為75%。白沙灌區主要由南、北、東和新北干渠組成，南、北干渠1954年開工興建，1955年建成。東干渠1958年建成，新北干在1990年建成。干支渠全長146.97km,渠道工程布局合理，已具規模。但灌區工程老化、失修，渠系水利用率低，經上級有關部門批準，白沙灌區2009年開始進行灌區續建配套與節水改造，經過3個年度的節水改造及灌區其它工程建設，已完成襯砌56.8km，占總長的38.6%。

2.出現的問題

白沙灌區續建配套與節水改造工程渠道防滲均采用混凝土襯砌，與原渠道相比，襯砌后渠道糙率大大減小（土渠段糙率為0.0275左右，干砌石勾縫段糙率為0.033左右，混凝土段為0.015左右），在流量一定的情況下，水位降低，經計算，渠道要縮小斷面，才能保證相應的水位。當時的設計方案采取砌石勾縫段拆除原砌石回填土方、土渠段回填土方后采用混凝土襯砌。但在2009年度項目北干渠段施工時發現,干砌石勾縫段拆除原砌石回填土方后用混凝土襯砌方案出現邊坡不穩、施工質量不易控制等問題。經反復論證，考慮到節省投資、方便施工及汛期渠道行洪能力保證等因素，最后變更為在原砌石上襯砌混凝土。因為北干渠多為環山渠道，斗門進水位于干支渠渠道底部、進水量受渠道水位變化影響較小，采取上述施工方案是合理可行的。在2010,2011年度項目中，在南、東干渠施工中也采用了上述方案。但因南、東干渠中部分上游斗門進水位置位于渠道中部、用混凝土襯砌后，在一定的流量下，渠道水位降低，導致許多斗農門不進水或進水量很小，因此需要采取措施抬高水位，保證斗農門按原設計流量進水。

3.解決方案的比較分析

有以下幾種方法可以抬高干支渠內水位，保證斗農門按設計流量進水。

3.1 臺堰

就是采用垂直于渠道，在渠道底部修建小型的溢流堰，直接在堰前壅高渠內水位。

3.2 抬高渠底高程

就是拆除渠底砌石，再在渠底土方回填抬高渠底高程后用混凝土襯砌、或在土渠上直接回填土方，抬高渠底高程后用混凝土襯砌。

3.3 節制閘

渠道的節制閘利用閘門的啟閉，調節上下游的水位和下泄流量，以滿足向下一級渠道分水或控制、截斷水流的需要。節制閘常建在分水閘、退水閘的稍下游，以利分水和泄水；或建在渡槽、倒虹吸管等的稍上游，以利控制輸水流量和事故搶修；并盡量與橋梁、退水閘、跌水、陡坡等相合，以取得較好的經濟效益。用節制閘壅高渠內水位效果明顯。

3.4 其它方法

調整灌溉方法，改輪灌為續灌，采用大流量放水。但這種方法加大了渠道決口的風險，同時也加大了管理所職工放水期間的工作強度，同時也不利于水費的征收（分段灌溉，分段征收，先交錢后澆地）。采用大流量放水時，放水時間會大大縮短，更會引發爭水事件的發生，產生不安全因素。

放水時東干渠和南干渠聯合放水。東干渠放水時可以讓水庫直接通過潁河河道向其設在水庫下游20km處的攔河壩供水，也可讓水庫通過南干渠2號退水閘供給。南干渠放水時直接從水庫輸水洞出口十三孔分水閘引水。

東干渠和南干渠聯合放水時，東干渠所需水量通過南干渠2號退水閘把水放入涌泉河，再入潁河進入到東干渠在水庫下游20km處潁河上的攔河壩，這樣就能保證南干渠2號退水閘以上渠段的水位。

3.5 對比分析

3.5.1 投資

抬高渠底高程時不僅要拆除原渠底砌石，而且要回填大量的土方，所以投資比修建臺堰和節制閘要大得多。經過計算，每隔5km修一座節制閘投資最少。

3.5.2 施工難易程度

抬高渠底高程先要拆除原渠底砌石，再進行土方回填，拆除原渠底砌石時不可避免地要震動環邊的坡砌石，土方回填夯實時，也會對原砌石造成不良的影響，施工質量難以控制。

修建臺堰每個斗門后都需修建一個，數量眾多，施工時點多面廣太過分散，且渠道上施工道路不暢，這都會大大加大施工難度。

修建節制閘只需每隔5km左右修建一座，數量相對于臺堰要大大減少。相對來說容易施工。

3.5.3 運行管理

每當汛期和放水過后，臺堰前都會有大量的淤積，每年都需清理幾次，且臺堰眾多，影響渠道的過流能力。放水期間上游的每個行政村都會利用木板等工具加高臺堰，以提高其村澆地的效率，上游的村澆不完，下游村就澆不成，極易造成上下游村的用水矛盾，不利于水利事業的長期發展。

而節制閘只需在汛期前和放水前開啟到一定的高度，定期進行保養即可。一座節制閘，5km內可不設臺堰，且在放水前利用節制閘和退水閘聯合運用，淤積可以利用水流的沖力沖走。

3.5.4 有些地方客觀條件不適宜建臺堰

東干渠全線無跌水，如在東干渠上修建過多的臺堰，則會在臺堰前、倒虹前及橋梁進口前形成大量的淤積，如堆積雜物過多，則會影響倒虹及橋梁上下游水位差，甚至會導致倒虹進口上游水位發生漫堤、決口等險情的發生。

綜合以上各種因素分析，修建節制閘施工簡單，投資不多，經濟效益好，技術合理，管理方便，在調配上下游用水方面能夠發揮重大作用。

4.節制閘的應用

4.1 節制閘一般與橋梁、退水閘、跌水、陡坡相結合

設在倒虹、渡槽的上游，設在分水閘、退水閘的稍下游，這樣利于分水和退水，當遇到險情時利于處理。一座節制閘一般可以控制5～8個斗門為益。

4.2 節制閘的形式

節制閘從材料上來說有鋼制閘門、鑄鐵閘門、木閘門、混凝土閘門。從閘門的形式上一般有弧形閘門、平板閘門。針對白沙灌區，因渠道斷面小，因此在干、支渠上一般采用平板鋼制閘門，這種閘門操作簡單、容易保養。

4.3 節制閘的控制能力

節制閘根據開啟高度的不同，可以流過不同的流量，可以根據需要進行調節，這對分段輪灌配水十分重要。

4.4 投資合適

一座節制閘經計算需投資8000～20000萬元，相對于修建眾多的臺堰來說這是合適的。

5.結論

節制閘形式簡單，投資適宜，易于建設，后期管理運用方便，在實際運用中能夠發揮重要作用，適宜在續建配套及節水改造中推廣運用。如渠道斷面大、流速高，則容易對節制閘下渠底及邊坡沖刷，需和退水閘、跌坎聯合運用，或在其下修建消能池等防沖設施。

2012-12-06

趙 鑫）