貓貓洞總干渠現狀分析與節水改造方案設計

摘 要：針對貓貓洞總干渠由于未全面防滲加固處理、管理設施配套不全等問題，引起灌區灌溉面積減少、運營經濟效益下降等問題，結合工程設施現狀和水利要素計算成果，對貓貓洞總干渠進行了全面節水改造設計。經本次系統的節水升級改造方案設計，可以提高干渠水利用系數，有效推動貓貓洞灌區區域社會經濟發展和灌溉效益的高效發揮。

關鍵詞：干渠；節水改造；防滲加固；方案設計

1 工程概況

貓貓洞灌區水利工程由貓貓洞水庫、洋坪水庫、棕樹水庫和17.80km灌溉渠系構成。這三座水庫均建于長江流域烏江水系三岔河支流千峰河的各支流上，三座水庫以貓貓洞庫容最大，且位置適中，所以以貓貓洞水利工程命名，位于安順市西北面，距市區約10km。

工程始建于1959年，設計灌面2萬畝，灌區主要包括安順市西秀區轎子山鎮、開發區宋旗鎮、普定縣白巖鎮。貓貓洞灌區水利工程已運行56年，年久失修，加上1991年大洪水造成渠道垮塌淤積，渠道滲漏嚴重，致使工程效益衰減。貓貓洞干渠總長17.8km，設計流量0.97m3/s，橫斷面大部分為梯形斷面，局部為矩形，為了充分利用水資源和發揮工程效益，在2000年10月中旬，由安西灌區管理處作為項目業主對貓貓洞水利工程總干渠部分渠段（樁號：11+566-15+573，長4007米）進行整改防滲加固，2001年元月中旬全面完工。

貓貓洞總干渠部分渠段整改防滲加固工程建設完成后至今14年，基本沒有進行大規模的整改防滲加固，由于時間較久，渠道損毀部分較多，嚴重影響當地農業生產。因此，2015年1月，安西灌區管理處會同運行管理單位貓貓洞水庫管理所聯系并委托設計單位多次共同到貓貓洞總干渠勘察現場。經過渠道全線勘察后，渠道受損部分太多，有的部位甚至垮塌嚴重已沒有渠堤，或是底板損壞。因此，建設單位安西灌區管理處擬對貓貓洞總干渠進行全面防滲改造。

2 貓貓洞總干渠現存問題分析

貓貓洞水利工程主要由貓貓洞水庫、洋坪水庫、棕樹水庫和相應的配套渠系、泵站組成。1987年貓貓洞水庫作為安順市供水主要水源后，為解決農業灌溉和城鎮供水的矛盾，對總干渠進行配套改造，渠道主體全部采用干砌石抹面方式進行防滲修補處理。工程已運行多年，加上1991年大洪水造成渠道垮塌淤積，渠道滲漏嚴重，致使工程效益衰減。為了充分利用水資源和發揮工程效益，在2000年10月中旬，由安西灌區管理處對貓貓洞水利工程總干渠部分渠段（樁號：11+566～15+573，長4007米）進行局部整改防滲加固，2001年元月中旬全面完工。但由于當時施工工藝水平不高，建設資金有限，部分渠段仍然還是采用勾縫防滲處理。

經過渠道全線勘察后，渠道受損部分多，渠道垮塌、淤積、滲漏嚴重，洪水期造成農田淹沒、沖毀，枯水期田地無水灌溉，致使工程效益衰減。為了充分利用水資源和發揮工程效益，結合當下國家扶貧攻堅政策，需對貓貓洞總干渠進行深入的、全面的和科學的節水改造，以促進當地產業發展，人民致富。

設計擬對貓貓洞總干渠K1+685～K16+035段全面防滲加固改造。工程實施后，渠道現狀襯砌率達到100%，完好率100%。干渠直灌改善灌溉面積5000畝，恢復灌溉面積1000畝。

3 貓貓洞總干渠節水改造設計

貓貓洞總干渠渠道總長17.5km，本次改造長度14.35km （K1+685～K16+035）。干渠從千峰河取水口K0+000至K1+685段渠道功能已增加一項為安順市“引千入虹”工程引水渠段，納入“引千入虹”工程進行升級改造，不作為本次節水改造內容。

3.1 渠道設計流量

貓貓洞總干渠為已成渠道，原設計引水流量為1.0m3/s，并兼有防洪排水功能。因年久失修，滲漏損失大，本次改造僅作防滲、整改處理。根據《貴州省行業用水定額》DB52/T725-2011，此項目屬于黔中溫和中春、夏旱區（Ⅰ區），保證率P=80%下，水稻按“淺、薄、濕、曬”灌水方式進行灌溉，則水稻凈灌溉定額為300m3/畝；油菜采用溝灌，凈灌溉定額為55m3/畝，根據《節水灌溉技術規范》（SL207-98）相關規定，灌區渠系水利用系數取0.76，田間水利用系數取0.85，則灌溉水利用系數η=0.65，根據《灌溉與排水工程設計規范》 （GB50288-99），渠道設計流量按公式Q=AW最大旬/3600tη進行計算，式中：Q-設計流量（m3/s）；A-該渠道的控制灌溉面積（畝）；W最大旬-設計保證率P=80%的灌水期內最大旬用水量（m3/畝）；t-最大旬用水量持續的時間（10天）；η-渠系水利用系數，取0.67。經計算，總干渠各斷面均滿足設計流量要求。

3.2 渠道斷面結構尺寸設計

渠道糙率n取0.017。根據《灌溉與排水工程設計規范》 （GB50288-99），渠堤襯砌超高值取Δh=0.3m，渠道斷面尺寸根據公式Q=ωC計算。式中：Q-設計流量（m3/s）；ω-過水斷面面積（m2）；C-謝才系數（m1/2/s）；R-水力半徑（m）；i-渠道比降[1]。結合渠道橫斷面水力要素計算成果，渠道斷面結構尺寸設計成果為：（1）樁號1+685～5+800段，在原有渠道上采用10cm厚C15混凝土澆筑，干渠底部寬度為2m，高度為1.3m，設計坡度為1：0.2。（2）樁號5+800～5+595、6+174～7+700、8+300～11+526段，在原有渠道上采用10cm厚C15混凝土澆筑，干渠底部寬度為2.2m，高度為1.3m，設計坡度為1：0.2。（3）樁號11+566～12+462、12+550～13+035、13+077～14+525、14+582～17+491段，在原有渠道上采用10cm厚C15混凝土澆筑，干渠底部寬度為2.036m，高度為1.3m，設計坡度為1：0.2。（4）樁號12+462～12+550段，在原有渠道上采用10cm厚C15混凝土澆筑，干渠底部寬度為2.4m，高度為1.3m，邊坡豎直。（5）樁號13+035～13+077、14+525～14+582段，在原有渠道上采用10cm厚C15混凝土澆筑，干渠底部寬度為2.4m，高度為1.3m，設計坡度為0～1：0.2。

3.3 配套工程設計

設計考慮在樁號11+566位置新建一座閘門房，閘門底部過水高程為1399.08m，分為兩個閘門，閘門過水斷面為1.5m×2m，閘門房高度為6.6m，房屋墻體為M7.5磚墻，板、梁等為C25現澆混凝土，地面為陶瓷地磚，內墻和頂板為刮瓷飾面（3道），外墻為瓷磚飾面，屋面為細石混凝土剛性屋面。閘門房二樓安裝兩臺LQ-5型手電兩用螺桿啟閉機，便于提閘放水。

為方便當地居民的通信和山塘管理的需要，新建公路橋1座，新建排水橋6座，新建人行橋17座，改造人行橋7座。排水橋橋面板采用25cm厚C25鋼筋混凝土，兩側擋墻采用20cm厚C20素混凝土，凈跨2.1m～4.5m，橋寬0.3m～1m，橋長3.1m～5.5m，擋墻高0.4～0.7m。人行橋橋面板采用25cm厚C25鋼筋混凝土，兩側擋墻采用20cm厚C20素混凝土，橋寬1.2m，橋長3.6m～5.4m，擋墻高0.4～0.7m。公路橋橋面板采用25cm厚C25鋼筋混凝土，凈跨2.8m，橋寬4.0m，橋長4.0m。

4 結束語

貓貓洞總干渠具備持續發展潛力，搞好灌區防滲節水改造和續建配套，對保障灌區設計效益與區域經濟發展具有重要意義。通過科學合理節水改造方案優化和工程實施，可以確保干渠各水利要素得到明顯改善，保障干渠水資源的合理開發利用和灌溉效益的高效發揮。

參考文獻

[1]李宏健.博格達爾干渠現狀分析與節水改造方案設計[J].工程建設與設計，2015（07）：128-130.

作者簡介：楊山波（1988，11-），男，漢族，籍貫：山東菏澤，學歷：大學本科，職稱：助理工程師，主要從事水利水電工程設計工作。