節(jié)制閘在白沙灌區(qū)渠道中的應用

□胡文軍（河南省白沙水庫管理局）

節(jié)制閘在白沙灌區(qū)渠道中的應用

□胡文軍（河南省白沙水庫管理局）

白沙灌區(qū)在續(xù)建配套與節(jié)水改造中，渠道因用混凝土襯砌而出現(xiàn)了大部分斗農門不進水或進水流量小等問題，文章結合白沙灌區(qū)實際對節(jié)制閘的運用加以分析，對其它灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造有一定借鑒作用。

節(jié)制閘；續(xù)建配套與節(jié)水改造；運用

1.白沙灌區(qū)概況

白沙灌區(qū)采用白沙水庫的水源，位于禹州市和許昌縣,包括大部分平原和一部分崗地。設計灌溉面積2.02萬hm2，有效灌溉面積1.36萬hm2。設計灌溉保證率為75%。白沙灌區(qū)主要由南、北、東和新北干渠組成，南、北干渠1954年開工興建，1955年建成。東干渠1958年建成，新北干在1990年建成。干支渠全長146.97km,渠道工程布局合理，已具規(guī)模。但灌區(qū)工程老化、失修，渠系水利用率低，經(jīng)上級有關部門批準，白沙灌區(qū)2009年開始進行灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造，經(jīng)過3個年度的節(jié)水改造及灌區(qū)其它工程建設，已完成襯砌56.8km，占總長的38.6%。

2.出現(xiàn)的問題

白沙灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程渠道防滲均采用混凝土襯砌，與原渠道相比，襯砌后渠道糙率大大減小（土渠段糙率為0.0275左右，干砌石勾縫段糙率為0.033左右，混凝土段為0.015左右），在流量一定的情況下，水位降低，經(jīng)計算，渠道要縮小斷面，才能保證相應的水位。當時的設計方案采取砌石勾縫段拆除原砌石回填土方、土渠段回填土方后采用混凝土襯砌。但在2009年度項目北干渠段施工時發(fā)現(xiàn),干砌石勾縫段拆除原砌石回填土方后用混凝土襯砌方案出現(xiàn)邊坡不穩(wěn)、施工質量不易控制等問題。經(jīng)反復論證，考慮到節(jié)省投資、方便施工及汛期渠道行洪能力保證等因素，最后變更為在原砌石上襯砌混凝土。因為北干渠多為環(huán)山渠道，斗門進水位于干支渠渠道底部、進水量受渠道水位變化影響較小，采取上述施工方案是合理可行的。在2010,2011年度項目中，在南、東干渠施工中也采用了上述方案。但因南、東干渠中部分上游斗門進水位置位于渠道中部、用混凝土襯砌后，在一定的流量下，渠道水位降低，導致許多斗農門不進水或進水量很小，因此需要采取措施抬高水位，保證斗農門按原設計流量進水。

3.解決方案的比較分析

有以下幾種方法可以抬高干支渠內水位，保證斗農門按設計流量進水。

3.1 臺堰

就是采用垂直于渠道，在渠道底部修建小型的溢流堰，直接在堰前壅高渠內水位。

3.2 抬高渠底高程

就是拆除渠底砌石，再在渠底土方回填抬高渠底高程后用混凝土襯砌、或在土渠上直接回填土方，抬高渠底高程后用混凝土襯砌。

3.3 節(jié)制閘

渠道的節(jié)制閘利用閘門的啟閉，調節(jié)上下游的水位和下泄流量，以滿足向下一級渠道分水或控制、截斷水流的需要。節(jié)制閘常建在分水閘、退水閘的稍下游，以利分水和泄水；或建在渡槽、倒虹吸管等的稍上游，以利控制輸水流量和事故搶修；并盡量與橋梁、退水閘、跌水、陡坡等相合，以取得較好的經(jīng)濟效益。用節(jié)制閘壅高渠內水位效果明顯。

3.4 其它方法

調整灌溉方法，改輪灌為續(xù)灌，采用大流量放水。但這種方法加大了渠道決口的風險，同時也加大了管理所職工放水期間的工作強度，同時也不利于水費的征收（分段灌溉，分段征收，先交錢后澆地）。采用大流量放水時，放水時間會大大縮短，更會引發(fā)爭水事件的發(fā)生，產(chǎn)生不安全因素。

放水時東干渠和南干渠聯(lián)合放水。東干渠放水時可以讓水庫直接通過潁河河道向其設在水庫下游20km處的攔河壩供水，也可讓水庫通過南干渠2號退水閘供給。南干渠放水時直接從水庫輸水洞出口十三孔分水閘引水。

東干渠和南干渠聯(lián)合放水時，東干渠所需水量通過南干渠2號退水閘把水放入涌泉河，再入潁河進入到東干渠在水庫下游20km處潁河上的攔河壩，這樣就能保證南干渠2號退水閘以上渠段的水位。

3.5 對比分析

3.5.1 投資

抬高渠底高程時不僅要拆除原渠底砌石，而且要回填大量的土方，所以投資比修建臺堰和節(jié)制閘要大得多。經(jīng)過計算，每隔5km修一座節(jié)制閘投資最少。

3.5.2 施工難易程度

抬高渠底高程先要拆除原渠底砌石，再進行土方回填，拆除原渠底砌石時不可避免地要震動環(huán)邊的坡砌石，土方回填夯實時，也會對原砌石造成不良的影響，施工質量難以控制。

修建臺堰每個斗門后都需修建一個，數(shù)量眾多，施工時點多面廣太過分散，且渠道上施工道路不暢，這都會大大加大施工難度。

修建節(jié)制閘只需每隔5km左右修建一座，數(shù)量相對于臺堰要大大減少。相對來說容易施工。

3.5.3 運行管理

每當汛期和放水過后，臺堰前都會有大量的淤積，每年都需清理幾次，且臺堰眾多，影響渠道的過流能力。放水期間上游的每個行政村都會利用木板等工具加高臺堰，以提高其村澆地的效率，上游的村澆不完，下游村就澆不成，極易造成上下游村的用水矛盾，不利于水利事業(yè)的長期發(fā)展。

而節(jié)制閘只需在汛期前和放水前開啟到一定的高度，定期進行保養(yǎng)即可。一座節(jié)制閘，5km內可不設臺堰，且在放水前利用節(jié)制閘和退水閘聯(lián)合運用，淤積可以利用水流的沖力沖走。

3.5.4 有些地方客觀條件不適宜建臺堰

東干渠全線無跌水，如在東干渠上修建過多的臺堰，則會在臺堰前、倒虹前及橋梁進口前形成大量的淤積，如堆積雜物過多，則會影響倒虹及橋梁上下游水位差，甚至會導致倒虹進口上游水位發(fā)生漫堤、決口等險情的發(fā)生。

綜合以上各種因素分析，修建節(jié)制閘施工簡單，投資不多，經(jīng)濟效益好，技術合理，管理方便，在調配上下游用水方面能夠發(fā)揮重大作用。

4.節(jié)制閘的應用

4.1 節(jié)制閘一般與橋梁、退水閘、跌水、陡坡相結合

設在倒虹、渡槽的上游，設在分水閘、退水閘的稍下游，這樣利于分水和退水，當遇到險情時利于處理。一座節(jié)制閘一般可以控制5～8個斗門為益。

4.2 節(jié)制閘的形式

節(jié)制閘從材料上來說有鋼制閘門、鑄鐵閘門、木閘門、混凝土閘門。從閘門的形式上一般有弧形閘門、平板閘門。針對白沙灌區(qū)，因渠道斷面小，因此在干、支渠上一般采用平板鋼制閘門，這種閘門操作簡單、容易保養(yǎng)。

4.3 節(jié)制閘的控制能力

節(jié)制閘根據(jù)開啟高度的不同，可以流過不同的流量，可以根據(jù)需要進行調節(jié)，這對分段輪灌配水十分重要。

4.4 投資合適

一座節(jié)制閘經(jīng)計算需投資8000～20000萬元，相對于修建眾多的臺堰來說這是合適的。

5.結論

節(jié)制閘形式簡單，投資適宜，易于建設，后期管理運用方便，在實際運用中能夠發(fā)揮重要作用，適宜在續(xù)建配套及節(jié)水改造中推廣運用。如渠道斷面大、流速高，則容易對節(jié)制閘下渠底及邊坡沖刷，需和退水閘、跌坎聯(lián)合運用，或在其下修建消能池等防沖設施。

2012-12-06

趙 鑫）