淺談新疆木壘縣三畦村0.6萬畝節水灌溉設計

陳秀松

（新疆兵團勘測設計院（集團）有限責任公司　新疆　烏魯木齊　830000）

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淺談新疆木壘縣三畦村0.6萬畝節水灌溉設計

陳秀松

（新疆兵團勘測設計院（集團）有限責任公司新疆烏魯木齊830000）

摘要本文主要介紹了新疆木壘縣三畦村0.6萬畝耕地的設計過程，本項目的主要特點是項目區地勢坡降較大，最大高差近90m，地塊呈階梯狀布置，設計難度較大。根據現場踏勘及地形圖勘測，項目區主要采用自壓滴灌方式，首部沉砂池布置在地形最高處，沉砂池附近自壓不能夠滿足的地塊采用加壓滴灌方式。項目涉及到自壓滴灌、加壓滴灌、重力式沉砂池、減壓措施、管網布置、管材選擇等多項內容，本文對項目設計思路及設計過程進行了詳細闡述。

關鍵詞自壓滴灌；減壓；管網布置

1　工程概況

本項目位于新疆木壘縣新戶鄉三畦村，實施節水灌溉面積為6064畝。項目區主要種植小麥和玉米，根據地形條件，本項目首部采用重力式沉砂池，渠水通過沉砂池過濾后向項目區供水。項目共分為9個區，其中加壓部分2個區，自壓部分7個區；系統設計流量為0.44m3/s，自壓區通過兩條總干管向下游輸水，加壓區通過水泵直接從清水池抽取。

本項目主要建設內容有：重力式沉砂池、泵房、高壓輸電線路、玻璃鋼管總干管、PVC總干管、系統管網PVC管道、減壓池、閥井工程、鎮墩支墩附屬工程等。

2　工程設計

項目區地形復雜，地勢南高北低，西高東低，總體坡度自西南向東北傾斜，東西向平均坡降18‰，南北向平均坡降15‰，局部最大坡降可達20‰～30‰。經現場踏勘，項目區地塊整體呈階梯狀分布，耕地被溝、渠、路、林及村莊切割成數十片大小不等、形狀不一的地塊，耕地條田布置錯綜復雜，沒有形成統一的耕作格局。

2.1滴灌輸水方式的確定

根據現場踏勘，三期團結干渠平行項目區南側邊界布置，項目區水源采用渠水。項目地形高差近90m，東西向平均坡降18‰，南北向平均坡降15%，加壓方式選擇自壓方案。沉砂池布置于項目區的西南角地勢最高處，沉砂池附近不滿足自壓滴灌的地塊采用加壓滴灌的方式。

2.2分區選擇

項目區地塊整體呈階梯狀分布，耕地被溝、渠、路、林及村莊切割成數十片大小不等、形狀不一的地塊，耕地條田布置錯綜復雜，沒有形成統一的耕作格局。

設計本著尊重現狀，不破壞現有灌溉體系及耕作習慣，根據溝、渠、路、林及村莊將項目分割情況，將項目分為面積大小不等（200畝～1000畝不等）的9個區，其中加壓部分2個區，自壓部分7個區。

2.3主干管布置

主干管的布置主要從水力條件、現場布置條件、工程投資等方面考慮。經現場踏勘，現狀一條防滲渠自項目區西南角出發，沿項目西側邊界南北向布置，通向項目中部位置后右拐橫穿整個項目區，渠道右岸有伴行路通過。設計考慮布置兩條主管道控制整個項目區，一條主管道沿渠道右岸伴行路布置，控制主管道南側地塊；一條主管道沿項目南側地塊邊界布置，控制剩余地塊。由于地形條件復雜，設計選線后對主管線進行了測量放線，設計人員對兩條主管道沿線進行二次踏勘，確保管線布置合理。

自壓區1＃總干管為自壓1、2、3、4、7區供水，2＃總干管為自壓5、6區供水。

1＃總干管全長2.86km，0+000～0+965段采用Φ400玻璃鋼管(剛度大于5kN/m2，壁厚大于8mm)，0+965～1+720段采用Φ355PVC管，1+720～2+310段采用Φ315PVC管，2+310～2+860段采用Φ250PVC管。1＃總干管耐壓等級均為0.4MPa。1＃總干管節點B、C、D處設減壓閥井,樁號分別為1+698、1+715、1+720。1＃總干管樁號1+910處設減壓池，減壓池上游設閥門井。減壓池為圓形鋼筋砼結構，砼強度等級為C25F200W6，減壓池直徑為3m，容積為15m3，減壓池向自壓系統7供水。

2＃總干管全長2.421km，0+000～1+434段采用Φ355PVC管，1+434～2+421段采用Φ250PVC管。2＃總干管0+000～2+021段耐壓等級均為0.4MPa，2+021～2+421段耐壓等級為0.63MPa。2＃總干管節點G處設減壓閥井，樁號為1+421。E、G閥井分別位于兩條總干管末端，閥井內需設排水閥門及排水管。

1＃總干管和2＃總干管樁號0+000處設閥門井并設通氣管；干管每1km設一座排氣閥井，遇地形變化處需增設排氣閥井。輸水干管每隔100m設一個標志樁。輸水干管每500m設置一個鎮墩，轉彎及閥井處加設鎮墩，鎮墩混凝土強度等級為C20F200。

干管溝開挖保證管頂至地面深度不小于1.7m，管溝的開挖邊坡為1∶0.5，管床要平整，管溝回填前將原基夯實，壓實度不小于0.95，遇軟弱地基應挖除并采用砂礫石換填，換填厚度不小于0.5m，砂礫石最大粒徑小于10mm。玻璃鋼管底部設置厚100mm的細砂墊層，墊層壓實度不小于0.95；管底至管頂上部300mm采用粉土分層碾壓回填，分層厚度為150mm，壓實度不小于0.95。其余部分采用開挖料回填，壓實度不小于0.95。管區回填料粒徑要求小于5mm。

1＃總干管道設8座閥門井（1座始端控制閥井，1座減壓池控制閥井，1座減壓池排空井，5座自壓分區控制閥井）、3座排氣閥井（根據地勢起伏情況選擇具體布設位置）；2＃總干管道設5座閥門井（1座始端控制閥井，2座自壓分區控制閥井）、2座排氣閥井（根據地勢起伏情況選擇具體布設位置）；閥井均采用磚砌閥井。2.4減壓井及減壓閥設置

由于項目地形高差較大，最大高差近90m，為優化管道設計、降低投資，在北側主管道上設置減壓井，降低末端管網的設計耐壓等級。減壓井的位置根據下游分區進口所需的工作壓力選擇在地形高程合適的位置。

項目7個自壓區分別從兩條總干管上分水，經水力計算，在壓力富余的分區接口處安裝減壓閥，降低分區進口壓力至設計壓力值。由于地形坡降較大，部分分區內壓力分布不均勻，區內最小壓力和最大壓力相差較大，對于這個情況設計在壓力較大的分干設減壓閥，控制區內壓力及流量在合理的范圍內。

2.5沉砂池

沉砂池布置在項目西南角地勢最高處，沉砂池南側為三期團結干渠；沉砂池通過一段新建引水渠從團結干渠節制分水閘引水，團結干渠設計流量為2m3/s，分水閘最大過流量為1.0m3/s，沉砂池引水渠設計流量為0.44m3/s。

根據地形條件，沉砂池處地形坡降為2%，可設置重力式沉砂過濾池，實現節能減排，并且可降低泥沙處理成本。沉砂池上游設清水池和泵房，下游設排沙渠道，排沙渠道設計流量為0.44 m3/s。排沙渠接原灌區輸水渠道，泥沙可通過渠道直接排入下游。

沉砂池由引水系統（節制分水閘和引水渠）、沉砂池、排沙渠道組成。

2.5.1引水系統

節制分水閘采用C20F200現澆素砼澆筑，節制閘寬1.0m，分水閘寬1.5m，分水閘設計流量0.44m3/s，節制閘和分水閘均采用機閘一體式鑄鐵閘門。分水閘后接引水渠道，引水渠設計流量為0.44m3/s，采用C20F200現澆素砼澆筑，引水渠底寬1.5m，渠深0.7m，全長70m，縱坡0.001。引水渠末端分別接沉砂池進水閘。

2.5.2沉砂池

沉砂池為自動沖砂重力式沉砂池，由四條沖砂槽、兩個清水池和一條集污槽組成。沉砂池上游接引水鋼管和進水閘閥井，下游接沖砂鋼管和排沙閥井，經沉砂池過濾后的清水經引水鋼管通向上游吸水池，自壓區和加壓區均從吸水池取水；沖砂鋼管下游接預制U型排沙渠道。

清水池及沖砂槽均采用C25F200W6現澆鋼筋砼澆筑，沉砂池沖砂槽外側邊坡采用C25F200W6現澆砼板襯砌。沉砂池首端設4道平板鋼閘門分別與四條沖砂槽連接，沖砂槽末端接沖砂鋼管，鋼筋砼每隔10m設一道伸縮縫，現澆板邊坡每隔3m設一道伸縮縫，填縫采用中密度苯板和聚氨酯密封膏。清水池底坡為0.005，沖砂槽底坡為0.02。沉砂池池底設復合土工膜（兩布一膜，250g/m2，0.3mm，250g/m2）

2.5.3排沙渠道

排沙渠道為預制U型排沙渠道，上口寬0.6m，渠深0.6m，底坡0.016，總長130m，排沙渠道下游接原灌區灌溉渠道。排沙渠上游100m為蓋板暗渠，下游30m為明渠。

2.5.4泵房

管理房用彩鋼板材料加工制作，將水泵、施肥器等設備布置在管理房內。管理房分為2間，分別為首部系統和肥料儲存間、管理人員值班間，總建筑面積24m2。

2.5.5過濾及施肥方案

由于本工程渠道水引自上有水庫，水質較好。本工程采用重力式沉砂過濾池，渠水可通過沉砂池不銹鋼濾網（100目）進行初級過濾，下游每個分區首部再設置一級網式過濾器即可滿足要求。

施肥可利用沉砂池集中施肥，也可在每個分區首部設置施肥罐施肥。由減壓井供水的分區可直接在減壓井內施肥。

2.5.6支毛管的選擇及布置

支管選擇Φ90PE軟帶，毛管選擇Φ16滴灌帶，滴頭流量為2.1L/h，滴頭間距0.3m。根據地形特點，支毛管均采取順逆坡布置；支管布置一般按逆坡40m，順坡60m布置，支管逆坡長度不超過40m，順坡長度不超過65m；毛管雙側長度不超過100m，毛管一般按逆坡40m，順坡60m布置，遇到坡度大于2%的地形，逆坡長度按30m，順坡長度按70m布設。

2.5.7輪灌制度的確定

為便于管理，提高勞動效率，輪灌組的劃分盡量集中。本次設計一次開啟相臨兩條分干上的4條支管，一條分干開啟一個出地樁兩側的兩條支管。為減少水頭損失，出地樁管選擇Φ110PVC管。

3　結語

本工程地形較為復雜，設計難度大，涉及自壓、加壓滴灌、減壓井、減壓閥等。本設計的關鍵點主要包括主管線的選線布置、系統分區、區內管網布置以及減壓閥的設計，管網的布置要反復的推敲和詳細的水力計算，在保證管道安全的情況下盡量使灌水區壓力均衡，提高灌水均勻度。重力式沉砂池的應用也是本設計的亮點，重力式沉砂池不僅可滿足水力沖砂要求，減少清淤和管理費用，而且還起到過濾水質的作用；整個系統基本采用自壓滴灌方式，節省了動力費用，達到了工程的節能環保要求。陜西水利

（責任編輯：李蕊）

中圖分類號：S275

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