滲渠取水在臨縣提黃灌溉工程中的應(yīng)用

暢海燕

（運(yùn)城市水利勘測設(shè)計(jì)研究院，山西 運(yùn)城 044000）

1 工程概況

臨縣位于呂梁山西側(cè)，瀕臨黃河，處在黃河峽谷傾斜帶，受太行山、呂梁山對(duì)暖濕氣流的阻擋，年均降水量不足500mm；縣境內(nèi)河流為東北—西南走向，因地形地貌的特殊性和降雨時(shí)空分布的不均勻，汛期降水量占全年降水量的70%以上，地表徑流入滲很少，大部分以洪水徑流的形式注入黃河流向下游。受自然條件的約束，有限的水資源量已成為制約全縣經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸，構(gòu)成危及全縣經(jīng)濟(jì)長遠(yuǎn)發(fā)展的潛在危機(jī)和最大隱患。

2 氣象條件

臨縣屬半干旱大陸性氣候，四季分明，年均氣溫在6.5～11.3℃之間。由于縣內(nèi)地形變化較大，高差懸殊，南北和東西之間氣溫相差較大，但總體自東北向西南逐漸升高。年均最低氣溫-5.9℃，最高氣溫22.1℃。多年平均降水量492.06mm，降水量年內(nèi)、年際差別較大，且主要集中在6—9月，占全年降水量的59.3%。多年平均蒸發(fā)量2286.3mm，多年平均無霜期160h，最大凍土深度108cm。

3 水文地質(zhì)條件

依據(jù)地下水的賦存條件、水理性質(zhì)、水動(dòng)力特征和地下水類型，將臨縣地下水含水巖組劃分為4個(gè)大組、13個(gè)亞組。項(xiàng)目區(qū)屬松散巖類孔隙水含水巖組的中上更新統(tǒng)洪積、風(fēng)積黃土孔裂、裂隙潛水含水巖亞組。

4 興建滲渠取水工程可行性分析

4.1 有較好的取水條件

黃河從臨縣縣境西部邊界八堡鄉(xiāng)洼石泉入境，由北向南流經(jīng)6個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的45個(gè)自然村，年均徑流量397.3億m3。西部沿黃地區(qū)雖然地表水資源豐富，但因自然條件、經(jīng)濟(jì)條件限制，一直沒有得到充分利用。據(jù)《臨縣水資源開發(fā)利用總體規(guī)劃》，當(dāng)?shù)氐乇硭昧空伎衫昧康?%，開發(fā)利用率很低，只有用于解決農(nóng)村生活用水和小片農(nóng)田灌溉問題的小型提水工程，黃河水資源開發(fā)利用空間很大。

4.2 有相對(duì)平整適合發(fā)展灌溉的土地條件

該區(qū)域?qū)賲瘟荷降叵螯S河峽谷延伸的末端，整體地形呈東北—西南向傾斜，地貌為黃土丘陵溝壑區(qū)，黃河一級(jí)階地至二級(jí)臺(tái)地之間大部分為陡立的巖層，高度在20～110m之間，二級(jí)臺(tái)地以上全部為黃土覆蓋，厚度3～60m，地面坡度相對(duì)較緩，大部分為人工梯田上栽植的紅棗樹，實(shí)施提水灌溉可改善農(nóng)作物生長條件，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增收。

黃河是該區(qū)唯一可靠的水資源，灌區(qū)距水源地平均5km，通過提水可滿足農(nóng)田灌溉需要。

5 滲渠集水工程設(shè)計(jì)

5.1 工程布置

5.1.1 滲渠集水管

因水源地河床潛流水較充沛，且河床穩(wěn)定，集水管平行于河流布置，以集水井為中心，上下游各布設(shè)1條集水管，長度均為210m，集水管和集水井連接處采用2m長、直徑1200mm的鋼筋混凝土排水管，其余段為直徑1000mm的鋼筋骨架包網(wǎng)過濾管，兩管段連接時(shí)采用過濾管插入排水管中。

鋼筋骨架包網(wǎng)過濾管由鋼筋支架、支撐環(huán)和2層鍍鋅鐵絲網(wǎng)組成，鋼筋支架每節(jié)長度9m，沿弧向均布15根直徑18mm的螺紋鋼筋，支撐環(huán)為直徑22mm的螺紋鋼筋，間距30cm，鍍鋅鐵絲網(wǎng)管內(nèi)側(cè)網(wǎng)孔直徑0.5cm，管外側(cè)網(wǎng)孔直徑1.0cm。

管內(nèi)水流充滿度為0.6，管道縱坡0.2%。滲渠橫斷面為梯形，底寬7.98m，口寬30.94～31.78m，深6.2～6.62m，從河灘面起以下填料依次為防沖塊石層、含水砂礫石層（將原河灘砂層沖洗干凈）、3層過濾層（顆粒由細(xì)變粗）。

5.1.2 滲渠集水井

集水井用來收集滲渠集水管水流，共設(shè)3個(gè)，采用大口井形式，井徑3000mm，井深9.1m，井底及井壁下部（地下水位以下）采用可透水的干砌石，井壁上部采用M7.5水泥砂漿砌塊石，井頂設(shè)現(xiàn)澆C20鋼筋混凝土蓋板及人孔蓋板。

為增加集水井滲水量，自上而下緊貼井壁回填1.5m厚的大卵石濾料，其余回填清晰河沙。

5.1.3 滲渠引水管

引水管采用鋼筋混凝土排水管，進(jìn)口與集井水相連，出口與泵站前池相接，管徑1000mm，每節(jié)2m，共40m。

5.2 滲渠集水管計(jì)算

全縣現(xiàn)有6個(gè)提黃灌溉工程，滲渠集水管計(jì)算以馬家灣為例。

根據(jù)《山西省西山沿黃地區(qū)甘露行動(dòng)計(jì)劃臨縣規(guī)劃》，為解決八堡鄉(xiāng)8個(gè)村莊的農(nóng)田灌溉用水問題，依據(jù)臨縣沿黃區(qū)域地表水資源開發(fā)利用規(guī)劃，工程設(shè)計(jì)提水流量0.24m3/s，最大日供水量1.91萬m3，年供水量 175.4 萬 m3。

參照省水文局水位流量計(jì)算結(jié)果，工程取水口黃河設(shè)計(jì)斷面枯水流量（P=75%）58.4m3/s，對(duì)應(yīng)枯水位713.15m，設(shè)計(jì)最低取水位713.15m。

集水管長度采用平行于河流鋪設(shè)在河灘下同時(shí)集取岸邊地下水和河床潛流水的完整式計(jì)算，計(jì)算得滲渠長度為376m，考慮到管路損失，集水管取長度420m，滲渠出水量0.268m3/s，滿足設(shè)計(jì)要求。

進(jìn)水孔形式采用條形孔。鋼筋混凝土進(jìn)水條形孔寬度20mm，長度60mm，條孔間距縱向80mm，環(huán)向間距50mm。進(jìn)水孔沿管上部200°布置，進(jìn)水孔面積一般為管壁開孔部分總面積的5%～10%，強(qiáng)度允許采用8%～15%。

集水管與進(jìn)水孔設(shè)計(jì)合理后，由滲渠集水管匯集黃河河床的潛流水進(jìn)入泵站進(jìn)水池，經(jīng)泵站加壓后，由輸水干管、輸水支管、調(diào)蓄水池送至田間或村莊。

6 結(jié)語

馬家灣提黃灌溉滲渠取水工程于2011年10月竣工。在施工過程中，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行了局部優(yōu)化和調(diào)整，在滿足出水的前提下節(jié)約了投資。經(jīng)抽水試驗(yàn)，出水量能滿足要求。根據(jù)工程特點(diǎn)，工程建成后可新增農(nóng)田灌溉面積846.7hm2，解決項(xiàng)目區(qū)內(nèi)502人的飲用水安全問題，是一項(xiàng)實(shí)實(shí)在在的效益工程、民心工程。