中型灌區續建配套與節水改造項目建設管理分析

胡裕明

(陽春市水利水電勘測設計室，廣東 陽春 529600)

本文以廣東省陶冶口中型灌區續建配套與節水改造項目為研究背景，針對灌區灌渠體系存在設計標準偏低，渠道滲漏較大，過水斷面淤積狹淺，渠系建筑設施老化、損壞，管理體制不夠完善的問題，在對研究區進行灌水率修正和供需水量平衡分析的基礎上，各渠道按原渠線不變進行改造加固，提出灌區渠道改造建設方案，并論證了方案的合理性及項目建設管理要點，研究成果可為類似灌區工程設計及建設提供參考[1]。

1 灌區概況

陶冶口灌區位于綏江下游四會市的東南方向，行政區劃屬于大沙鎮管轄。灌區水利骨干工程建成于1957年，是四會市境內的中型灌區之一，現狀灌溉面積800.0 hm2，其中水田686.7 hm2，旱田113.3 hm2。為中型灌區，工程等別為Ⅲ等。防洪標準為20 a一遇。本工程支渠最大灌溉流量均<5.0 m3/s，工程級別為5級，節制閘及分水閘最大過水流量均<5.0 m3/s，工程級別為5級。防洪標準為10 a一遇。

愛因斯坦在《論教育》中講到：“忘掉在學校里學到的，剩下的就是教育。”在離開的山上，老桿看到了很多奇奇怪怪的景象，漫山大火其背景音卻是“從前有座山，山里有座廟，廟里有個老和尚……”，反反復復響徹山谷。同一畫框的音畫形成強烈的對立，給人很強地沖擊力。

陶冶口灌區主干渠從位于綏江馬房水利樞紐庫區的青岐涌河段引水灌溉。陶冶口灌區固定渠系總長度31.150 km，其中陶冶口主干渠總長5.970 km。灌區內共有10條支渠，總長16.831 km；排渠2條，總長9.721 km；水閘、交通便橋等渠系建筑物43座。灌區運行至今沒有對干渠支渠進行襯砌加固，渠道年久失修，存在諸多問題，且灌區配套工程未完善，灌區現狀渠系水利用率僅達35%，目前有效灌溉面積733.3 hm2，嚴重制約了當地農業生產的發展[2-4]。

2 灌區供需水量平衡分析

2.1 灌區灌水率修正計算

結合陶冶口灌區的實際情況和以往工程的經驗，本灌區的灌溉保證率采用P=90%。根據主要作物的灌溉制度、控制面積、作物種植比例和灌水延續時間，由式(1)計算出各種作物每次灌水的灌水率，然后根據所計算的灌水率做項目區初步灌水率圖，見圖1。

圖1 灌區初步灌水率

(1)

式中：qik為第i種作物第k次灌水的灌水率，m3/(s·100hm2)；αi為第i種作物的種植比；mik為第i種作物第k次灌水的灌水定額，m3/hm2；Tik為第i種作物第k次灌水的灌水延續時間，d。

灌區排水主要通過排水渠道進行排水，由于10條支渠都是灌排結合的，因此所有灌溉支渠都要承擔排澇任務。所以要計算排洪流量，確定渠道斷面。采用平均排除法計算排澇流量，灌區各支渠排澇流量，見表3。

圖2 修正后的灌水率

2.2 灌區供需水量平衡分析

本次設計主要是以節水防滲改造為重點，提高渠道襯砌率，提高渠系水利用系數和輸水環節的水利用系數。解決灌渠水資源浪費問題，提高灌溉保證率，因此，對渠道防滲節水措施進行技術方案比選。針對渠道現狀，本階段設計擬對全部渠道先進行清淤，再進行三面光襯砌。襯砌通過四個方案進行經濟技術比較，方案一：梯形渠道兩側及底板全部用C20混凝土襯砌，邊坡及底板厚度均為10 cm。方案二：渠道兩側用C20混凝土重力式擋墻襯砌，底板采用C20混凝土澆筑，每10 m設置一道伸縮縫，縫寬20 mm，采用三氈四油止水，瀝青柵板填縫。方案三：采用Mu10磚墻矩形渠道，每10 m設置1個磚垛，底板采用C20混凝土澆筑，磚墻每隔10 m和底板每隔5 m設置一道伸縮縫。方案四：采用M7.5漿砌塊石擋墻矩形渠道，每隔10 m及底板每隔5 m設置一道伸縮縫。

本工程為線性工程，工作面分散，需分渠段施工，混凝土、砂漿攪拌場設在渠堤側，因地制宜布置，主體工程施工進度安排為：

山東省墻夼水庫由東西兩庫組成，中間借天然山凹開挖連通溝相連，共用東庫溢洪閘調洪。連通溝的流量及流向受到兩個水庫水位影響，當西庫水位高于東庫水位時，西庫洪水通過連通溝進入東庫；當東庫水位高于西庫時，東庫洪水通過連通溝進入西庫，當兩庫水位低于連通溝底高程時，兩庫各自獨立。針對墻夼水庫既獨立又相互連通的雙庫特點，就如何正確推求兩庫入庫洪水，準確計算兩庫水位，合理調算兩庫水量，從分析調洪演算理論方法入手，給出水面線數學模型和算法，建立雙庫調洪演算的計算模型，分析確定兩庫不同頻率設計洪水的最高水位，使水庫的設計洪水復核成果更合理，進而更好地發揮水庫的防洪、灌溉功能，實現水庫的社會效益。

表1 灌區水量平衡計算 萬m3

2.3 灌區改造規劃及渠道流量設計

工程主要水源是通過陶冶口主干渠引用青岐涌北口陶冶口攔河壩壩前水源進行灌溉。各渠道按原渠線不變進行改造加固。本次灌區改造工程建設任務主要為：改造干渠1條，總長5.970 km；三面光改造支渠4條，總長7.984 km；清淤改造支渠6條，總長8.847 km；清淤改造排渠2條，總長9.721 km。本次灌區續建配套與節水改造工程中所涉及的渠系建筑物主要有：改造渠首引水閘1座，新建節制閘12座，新建分水閘5座，重建分水閘5座，重建或改建交通便橋24座。

干渠的流量按照各支渠分水口的位置分段計算。每段干渠流量等于分水口處各分支渠道流量的和+該段渠道的沿程損失流量。各干渠各段灌溉流量計算結果見表2。

表2 陶冶口干渠流量設計

從圖1可見，各時期灌水率大小相差懸殊，如果選取最大的灌水率計算渠道設計流量，就會以短暫的大流量輸水而擴大整個渠道斷面，增大渠道工程量和工程投資，勢必造成浪費。所以，在不影響作物需水要求的前提下，將初步灌水率圖進行修正，對作物灌水時間適當調整。修正后的灌水率見圖2。在修正后的灌水率中，取灌水延續時間較長的灌輸率中的最大灌水率為設計灌水率q設=0.072 15 m3/(s·100hm2)；取灌水率最小值為設計最小灌水率q設最小=0.025 80 m3/(s·100hm2)。q設最小/q設×100%=35.8%>30%，滿足《灌溉與排水工程設計標準》(GB 50288—2018)要求。

表3 灌區各支渠排澇流量

3 灌區改造與配套工程布置

渠道工程：(1)渠道清基、土方挖填以及混凝土襯砌工程盡量避開雨季，在渠道停水一周后開始施工，各段渠道可以根據灌溉需要錯開時間分別施工。(2)渠道草皮護坡及堤頂路面，不影響渠道通水，依序安排在混凝土襯砌之后。工程基本結束后，邊退場，邊種植草皮。(3)觀測設施，主體工程基本完成后在第二年的5—6月施工。

到訪浙江煒岡機械有限公司當日，與臺風“瑪莉亞”撞個正著，于是在風瀟雨晦的窗外背景下，大尋訪報道組開始了與煒岡副總經理何松林的對話——窗外的風雨交加與室內的平靜交談形成了鮮明的對比，恰如波蕩起伏的標簽市場與低調且平穩向前的煒岡。“根據相關數據顯示，歐洲人均標簽的消費量大約為15～17平方米，而中國目前的人均消費量為5～6平方米，可見中國標簽市場潛力很大”，談及未來，何松林充滿樂觀，話音剛落便無意識地看了下窗外，似乎在期待雨后的彩虹。

3.1 渠道加固方案

灌區取水口位于青岐涌攔河閘壩的上游右岸，利用外江與圍內的水頭差進行自流灌溉，灌區渠首為放水涵，灌區取水口處外江水位受馬房電站運行影響每日發生變化。按馬房電站谷期停發蓄水至正常蓄水位、峰期根據來水和谷期蓄水量進行平均發電考慮，谷期蓄水庫容V=Qt×t=224萬m3，正常蓄水位7.8 m時的水庫庫容為4200萬m3。根據取水口可引水量，計算得到陶冶口灌區枯水年的可用水量為9771.1萬m3。

對四種方案進行比選，根據現場條件并結合本工程的實際情況，由于現狀干渠均為矩形土渠，渠底淤積嚴重，過路涵口較小，且渠道沿線一邊為公路一邊是村莊，每逢汛期來臨，渠道過流能力不足導致渠道兩側經常出現塌方漫頂等情況，致使沿線較低洼的村莊農田內澇成災。考慮其工程的地位尤其重要，擔負著排澇灌溉的主要任務，本次對全線干渠擬采用方案二采用混凝土重力式擋墻形式進行襯砌；為減少占用農田，結合本地渠系實際情況和總投資控制，龍廟支渠、簡巷支渠、沙梨支渠和莫村支渠擬采用方案三進行襯砌；余下的部分支渠和排渠本次只進行清淤處理[6]。

3.2 渠系配套建筑物布置

本次改造水閘主要為干渠上的節制閘及支渠分水閘，主要由進口段、閘室段、出口消能段組成。陶冶口灌區改造渠首引水閘1座，分水閘10座，節制閘12座。除渠首引水閘外，其余改造的水閘的工程級別為5級，而且規模較小，均按設計尺寸進行建設。節制閘和分水閘采用混凝土邊墻與底板，混凝土閘門，QL-5-S型手搖螺桿式啟閉機啟閉。經計算，閘基防滲長度最小需要3.0 m；本次設計閘基輪廓長度為5.7 m，大于計算所需的3.0 m，滿足防滲要求。節制閘的抗滑穩定、抗浮穩定及地基承載力均滿足規范要求，該水閘結構設計合理可靠[7-8]。

3.3 工程建設管理及評價

3.3.1 灌區建設施工管理

最初參加這次研究的受試者為洛陽某師范學院2016級16個自然班的1 065名理科大一新生。根據前測成績，最終選定4個班級270名學生進入主測，其中班級A和B(以下簡稱HP－A和HP－B)屬于較高中等聽力水平班級，班級C和D(以下簡稱LP－C和LP－D)為較低中等聽力水平班級。

根據灌區各作物的灌溉定額，考慮渠系水利用系數為0.70，水田田間水利用系數為0.95，旱田田間水利用系數為0.90，計算得到灌區年灌溉凈需水量為721.8萬m3，年灌溉毛需水量為1088.8萬m3。由于水量損失(主要包括生態用水和蒸發損失等)缺乏計算資料，以灌溉用水量的10%估算，灌區年損失水量為108.9萬m3。灌區枯水典型年總需水量為1197.7萬m3。灌區水量平衡計算結果，見表1，可知灌區供水滿足灌區用水量要求。

灌區現有灌溉系統布置較為合理，本次設計基本維持現狀，其渠道按原渠線不變進行改造加固，各級渠首新建(或拆除重建)控制閘或分水閘[5]。

渠系建筑物：各渡槽施工因為位置分散，可以同時開工，安排在第一個枯水期全部完成，各底涵可以根據所在渠道停水時間，安排在枯水期施工。

另外，渠系上的小型涵閘、農橋可以根據渠道施工停水時間分別安排，充分利用枯水季和非灌溉期施工。整個工程基本完成后，進入工程掃尾階段，主要進行場地清理以及遺留工程的處理等。

3.3.2 環境影響評價

紅琴與她那個見風就長的女兒在一起放風箏，與風影相比，她更是世俗的，紅塵世界里的平凡瑣事，也沒有走進傳奇故事里的必要與可能，更沒有佛門子弟的那種清苦與執著。紅琴是善于忘記的，很容易滿足的，風影則不同，他烙印在心底里的傷與痛是永遠不可能抹去的，而紅琴似乎已經淡忘了。風影站在草地上發呆，從眼神到心頭，都有一種說不清道不明的憂傷。

根據灌區環境現狀和環境發展趨勢，灌區加固改造工程將改善灌區內缺水的現狀，環境效益、經濟效益和社會效益顯著，其有利影響是主要的。工程的不利影響主要發生在工程建設過程中，在采取相應的措施后，不利影響將會得到大大降低，且施工期間的環境污染大部分是暫時的，如空氣污染、噪聲污染、水源污染等。工程竣工后，這些污染即不復存在。

將棱鏡擺設至A、B兩點上，然后在A、B的中間位置的軸向上P點處架設全站儀，分別觀測A點與B點后，可以得到儀器到A、B點的直接高差，那么A、B兩點之間的間接高差為：

其由滾筒、壓穴頭、軸、輪轂組成，可自由旋轉，屬于無動力壓穴，由穴盤的運動帶動其旋轉從而完成壓穴作業。軸兩端的軸承以及軸承蓋位于機架上的滑道內，可上下自由運動。當穴盤內填料量較厚時，可自動升高，保證壓穴質量。按穴盤穴數可分別制作多種壓穴頭。壓穴頭根據穴盤上穴孔排列，均勻分布在滾筒的圓周上。由于滾筒表面積有限，壓穴頭加工繁雜，該壓穴裝置壓穴頭數確定為10行6列，共60個。其中心位置與穴孔中心相對應，從而保證在運動中的對準精度。壓穴頭的行間距與列之間的圓弧長均確定為42mm。

3.3.3 水土流失防治體系

依據水土流失防治措施布設原則及防治分區劃分結果，根據水土流失的不同部位、強度及水土保持措施的效能，對位配置水土流失防治措施，采取系統的防治措施，形成完整的水土流失防治措施體系。

4 結 論

(1)基于灌區供需水量平衡分析，灌區枯水年供水量為9771.1萬m3，灌區需水量為1197.7萬m3，灌區供水滿足灌區用水量要求。

(2)灌區各渠道按原渠線不變進行改造加固，全線干渠采用混凝土重力式擋墻形式進行襯砌，支渠擬采用矩形磚墻進行襯砌，余下的部分支渠和排渠只進行清淤處理。

(3)灌區續建配套與節水改造工程可使灌溉保證率達到90%，渠系水利用系數達到0.65以上，為促進農業結構調整和優化，保護和改善生態環境，實現農業現代化創造良好條件。