某項目區灌溉工程設計分析

董麗麗

(西峽縣水利局,河南 西峽,474550)

0 引 言

在農業生產中，種植業處于主導地位，因而農業生產對于水源有一定的要求。農田水利工程是農業生產不可或缺的重要方面，能夠推動農業迅速發展，而灌溉技術作為農田水利工程的重要部分，對農作物的生長有著重要的影響，是推動農業發展的重要手段。農田水利中灌溉工程設計需要以當地農作物的生長需要以及實際自然環境為基礎，也需要綜合考慮水資源利用情況以及對于生態環境所造成的影響等等多方面因素，以提高灌溉的效率。

1 項目概況

項目區位于南陽市某縣北部，涉及5個行政村。地處北亞熱帶北部邊緣，屬北亞熱帶季風型大陸性氣候，受季風進退影響，四季分明，溫暖濕潤。

項目區現狀耕地主要存在的問題是灌排水設施不成體系，導致項目區內灌排效率低。項目區內坑塘、塘堰淤塞嚴重，出現雨季蓄不到水，灌溉季節難以灌溉。因此，要加強灌溉工程建設。

依據《縣土地利用總體規劃(2010—2020年)》《縣土地開發整理復墾規劃(2010—2020年)》，以優化土地利用結構、提高土地利用效率、建設高標準基本農田為目標，通過適度規模的土地開發整治，提高農業基礎設施配套水平，增加有效耕地面積，提高耕地質量和農業綜合生產能力，改善農業生產條件、生態和環境，促進土地資源的合理利用和新農村建設。

2 項目區灌溉工程設計

2.1 坑塘設計

項目區坑塘主要為現有坑塘清淤。坑塘尺寸和容積大小根據地形條件和來水情況確定。根據規劃部分坑塘清淤整理后，可攔蓄地表水，然后利用柴油機泵提水進行田間灌溉。

坑塘全部為土質開挖，坡比1∶1.50，并采用漿砌石進行襯砌，護坡厚度0.30 m。

為方便引水和排水灌溉，每座坑塘各設進水、出水口一道。進口采用梯形斷面。底寬1 m，深1 m，邊坡1∶1，漿砌石襯砌；坑塘出口設排水涵洞，涵洞過流寬度1 m，蓋板厚20 cm，涵長5 m。

為方便后期運行，每座坑塘設置混凝土踏步1～2道。

為了運行管理安全，每座襯砌坑塘增施安全警示牌及安全防護設施。根據生態文明建設要求，結合坑塘位置，村莊周邊坑塘采用刺絲網防護，田間坑塘采用植物防護，選擇花椒樹。刺絲防護網高1.80 m，采用14#×14#鍍鋅鋼絲刺絲網，防護網長度2 030 m。花椒樹株距2 m，胸徑2～3 cm，數量1 682株，工程量計入農田防護和生態環境保持工程。

根據規劃，共規劃坑塘32座，其中直接利用坑塘8座、清淤襯砌坑塘24座。

根據規劃，坑塘修建后，均形成坑塘并攔蓄地表水，然后利用提水灌工程提水進行田間灌溉。根據坑塘基本特性和蓄水量情況，每年按復蓄2～3次計算，按照作物灌溉需水量推算各坑塘能夠實施灌溉耕地面積，并按照就近灌溉的原則，配套柴油機泵，后接水利軟管進行灌溉，由于群眾已有柴油機泵及軟管，基本滿足使用，項目不再配套。

2.2 擋水堰設計

2.2.1 新建擋水堰設計

為了攔蓄地表水，在現狀河溝上布設擋水堰，根據地形和河溝寬度，擋水堰分為3種形式，見表1。

表1 擋水堰特性表

以擋水堰B為典型進行設計。

該擋水堰，堰址以上流域面積1.00 km2。堰址地層巖性主要為第四系中更新統沖洪積粉質粘土和第四系全新統沖積粉質粘土。上層為粉質粘土(Q2al+pl)，褐黃色夾灰白色條紋，可塑～硬塑狀態，含鐵錳結核及鈣質結核，裂隙較發育，具弱膨脹性，微～極微透水性。下層為粉質粘土(Q4al)，主要分布于河床及崗間洼地，軟塑—可塑狀態，青灰色、青綠色，有臭味，含少量瓦片，微透水性。

據區域地質資料，附近未發現斷裂通過該區，區域穩定性較好。根據中國技術監督局2001年發布的《中國地震動參數區劃圖》，該區動峰值加速度為0.05 g，抗震設防烈度為6度。

擋水堰堰體采用漿砌石堰體，分溢流堰段和非溢流堰段兩部分，溢流堰段包括堰體、消力池、海漫三部分。

擋水堰堰長24 m，其中主河槽段堰長12 m，左、右岸連接段各6 m，溢流堰段位于主河槽，擋水深度2 m，基礎埋深1.50 m，迎水面及溢流面外包30 cm厚C20混凝土面層，下接10 m長混凝土消力池，消力池尾部根據需要增設海漫段，海漫后采用拋石防沖。

擋水堰過流能力復核采用公式：

(1)

式中：B—擋水堰凈長度；H—擋水堰上水頭；σc—由hs/Hx查淹沒系數表。

經計算，漫水橋過流量滿足設計要求，上游河道水位壅高0.10～0.20 m，由于河道較深，不會產生新打淹沒。

根據規劃，共布置擋水堰18座，其中擋水堰A共7座、擋水堰B共7座、擋水堰C共4座。

2.2.2 擋水堰消能防沖設施維修

新G312國道橋下游處現狀有擋水堰1座，堰長80 m，擋水深度1.50 m，自上游向下游依次是堰體，消力池、海漫、防沖槽。由于下游河道采砂，造成下游河床下切，消能設施懸空，汛期洪水沖刷，造成消力池下游海漫和防沖槽損毀，本次對消能防沖設施進行加固。加固方案為拆除已沖毀的海漫和防沖槽，增施二級消力池、海漫及防沖槽，與現狀河床銜接。

二級消能防沖設施寬度50 m，自現狀消力池末端向下游依次是：2 m長水平連接段、10 m長斜坡段、10 m長消力池段、6 m長海漫段及7 m長拋石防沖槽段，全長35 m。

水平連接段：長度2 m，采用50 cm厚C25混凝土結構，與現狀消力池尾坎頂部齊平。

斜坡段：長度10 m，坡比1∶4，采用50 cm厚C25混凝土結構。

消力池段：長度10 m，采用50 cm厚C25混凝土結構，下設20 cm厚碎石墊層，底板增施排水孔，以降低揚壓力。

海漫段：長6 m，縱坡1∶20，采用30 cm厚漿砌石結構，下設15 cm厚砂礫石墊層。

拋石防沖槽：長7 m，上下游坡比分別是1∶2和1∶3，末端與下游河床銜接。

兩岸護坡：兩岸新建漿砌石護坡，坡比1∶1.50，護砌高度3 m。

新建的消能防沖設施底板每隔10 m設伸縮縫1道，填縫材料為聚乙烯閉孔泡沫板，消力池及斜坡段段分縫需加設止水，采用651橡皮止水帶。

經過水力計算，新建的消能防沖設施滿足河道行洪、消能需要。

2.2.3 堰塘設計

擋水堰修建后，需要對堰前河溝進行開挖清淤，形成堰塘，攔蓄地表水，然后利用柴油機泵提水進行田間灌溉。

堰塘坑塘全部為土質開挖，坡比1∶1.50，堰前邊坡采用漿砌石進行襯砌，護坡厚度0.30 m。擋水堰A堰前護砌長度20 m、擋水堰B堰前護砌長度30 m、擋水堰C堰前護砌長度40 m。

為方便后期運行，每座坑塘設置混凝土踏步1～2道。

為了運行管理安全，每座堰塘增施安全警示牌及安全防護設施。根據生態文明建設要求，結合堰塘位置，村莊周邊堰塘采用刺絲網防護，田間堰塘采用植物防護，選擇花椒樹。刺絲防護網高1.80 m，采用14#×14#鍍鋅鋼絲刺絲網，防護網長度1 520 m。花椒樹株距2 m，胸徑2～3 cm，數量730株，工程量計入農田防護和生態環境保持工程。

為方便灌溉，堰塘建成后根據需水量配套柴油機泵，后接塑料軟管進行灌溉，由于群眾已有柴油及泵軟管，基本滿足使用，項目不再配套。

3 結語

綜上所述，做好項目區灌溉工程設計，要結合當地地理特征和水文,還要充分考慮當地農業發展的實際需要，選擇最佳的設計方案,包括取水方式的設計、灌溉技術的采用等，使農田灌溉工程更具合理性和科學性。根據項目區灌溉工程的設計可知，本設計能夠在滿足灌溉需水量的同時,切實提高了水資源的利用率,促進農業的可持續發展。