關(guān)于廣東省中型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程設(shè)計探討

周友勛

【摘要】為響應(yīng)國家節(jié)水灌溉的要求，提高渠道的防滲能力，改善灌區(qū)灌溉條件，保障灌溉效益及工程安全運行，應(yīng)加快對灌區(qū)的續(xù)建配套與節(jié)水改造。

【關(guān)鍵詞】中型灌區(qū)；灌溉；節(jié)水改造

為認真貫徹《中共中央、國務(wù)院關(guān)于加快水利改革發(fā)展的決定》（中發(fā)[2011]1號）、《廣東省委、省政府關(guān)于加快我省水利改革發(fā)展的決定》（粵發(fā)[2011]9號）和中央水利工作會議、省水利工作會議精神，切實加強我省農(nóng)田水利薄弱環(huán)節(jié)建設(shè)，我省出臺了《廣東省農(nóng)田水利萬宗工程建設(shè)方案》，明確提出，從2011年起，用10年時間在全省實施農(nóng)田水利萬宗工程建設(shè)，基本形成較為完善的農(nóng)田灌排工程體系。其中主要目標之一是：到2020年，基本完成全省山區(qū)灌溉面積1000畝以上、一般地區(qū)灌溉面積10000畝以上灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造任務(wù)。廣州市白云區(qū)人和攔河壩灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程屬于“《廣東省中型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程規(guī)劃（2011～2020）》一般中型灌區(qū)（1-5萬畝）工程”。

一、灌區(qū)現(xiàn)狀及主要問題

人和攔河壩灌區(qū)位于廣州市白云區(qū)人和鎮(zhèn)，屬流溪河流域。灌區(qū)取水口位于人和攔河壩的左側(cè)，主灌渠流經(jīng)秀水、南方等村，跨越舊泥坑、泥坑、沙坑等河涌，匯流到白海面涌，總長7.483km。灌區(qū)農(nóng)田以菜田為主，設(shè)計引水流量2m3/s，設(shè)計灌溉面積1.0萬畝，實際灌溉面積3800畝，秀水、南方等村受益。經(jīng)本次工程改造后，灌區(qū)灌溉面積恢復(fù)至1萬畝。

（1）渠道現(xiàn)狀

現(xiàn)狀渠道大部分為土渠，未經(jīng)整治，土渠滲透系數(shù)大，水滲漏嚴重，渠系水利用系數(shù)低。少部分整治段斷面狹窄，不滿足灌溉需求，且經(jīng)過多年運行，淤積嚴重，影響過流。

（2）建筑物現(xiàn)狀

灌區(qū)在60年代整治過，現(xiàn)有建筑物（包括箱涵、節(jié)制閘、倒虹吸、渡槽、灌溉站）48座，年代久遠，大部分設(shè)計標準偏低或老化嚴重。跨舊泥坑渡槽多次搶險補修，現(xiàn)仍存在安全隱患；穿泥坑倒虹吸底高程出露，嚴重影響泥坑防洪排澇功能。現(xiàn)有兩座灌溉站老舊廢棄，需拆除重建。節(jié)制閘閘前渠段漂浮很多垃圾，非常影響水質(zhì)及美觀。

二、灌區(qū)改造的目標與任務(wù)

隨著地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展，灌區(qū)作物種植比例也在不斷調(diào)整，本著順應(yīng)形勢，發(fā)展地方特色農(nóng)業(yè)且能提高經(jīng)濟效益的角度出發(fā)，灌區(qū)農(nóng)業(yè)以發(fā)展蔬菜、水果等為主，且逐步向節(jié)水方向調(diào)整。響應(yīng)國家節(jié)水灌溉的要求，提高渠道的防滲能力，改善灌區(qū)灌溉條件，灌區(qū)整治后將大大提高渠系水利用系數(shù)，提高灌溉效益，對農(nóng)產(chǎn)品增產(chǎn)有很大幫助，從而有效提升灌區(qū)的財產(chǎn)價值，實現(xiàn)建設(shè)地區(qū)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

因此，工程建設(shè)的主要目標是：以灌區(qū)渠道防滲及渠系建筑物改造為重點，提高渠系水利用系數(shù)，節(jié)約水資源，恢復(fù)灌溉面積，通過灌區(qū)改造建設(shè)提高灌區(qū)管理水平。

主要任務(wù)是：包括干渠及其渠系建筑物的續(xù)建配套和節(jié)水改造。主要建設(shè)內(nèi)容包括：渠道開挖；渠道防滲襯砌；渠系建筑物（箱涵、渡槽、倒虹吸等）配套完善和更新改造；工程管護設(shè)施、量水設(shè)施設(shè)備等。

三、灌區(qū)供需水量平衡

本工程設(shè)計灌溉保證率考慮灌區(qū)氣象、水土資源、灌區(qū)規(guī)模、灌水方法和經(jīng)濟效益等因素，根據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范》（GB/50288-99）、《節(jié)水灌溉技術(shù)規(guī)范》（SL207-98），結(jié)合農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)要求及規(guī)范規(guī)定，經(jīng)多次調(diào)查并參考《廣東省一年三熟灌溉定額》，因項目區(qū)土壤多為壤土，灌區(qū)作物多屬一年三熟，灌溉保證率P=90%，渠系水利用系數(shù)不低于0.65，灌區(qū)灌溉凈定額在設(shè)計水平年定位739m3/畝。

廣州計算點的典型年（枯水年）灌水、降雨時段分配表見表1。

根據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范》（GB 50288-99），灌水率可按以下列公式計算。

；

式中：

q——灌水率（m3/s/萬畝）；

a——各種作物種植面積占灌溉面積的百分數(shù)；

m——相應(yīng)時段灌水定額（m3/畝），定額分配系數(shù)（選取10月上旬連續(xù)10天需水8.7%）×設(shè)計定額；

T——灌水延續(xù)時間（10天）。

選用枯水典型年為設(shè)計水平年，由于作物組成基本不變，根據(jù)灌溉制度及表1，灌區(qū)的初步灌水率見下圖1，以累計達到10天的最大灌水率作為設(shè)計灌水率，由圖可知，需水量最大的時段為10月上旬。經(jīng)計算，得出設(shè)計灌水率（灌水模數(shù)）為0.744m3/（s.萬畝）。

人和攔河壩設(shè)計灌溉面積為1.0萬畝，相應(yīng)灌溉凈定額為739m3/畝，規(guī)劃渠系水利用系數(shù)取0.65。根據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范》（GB50288-99），本灌區(qū)種植結(jié)構(gòu)以蔬菜為主，田間水利用系數(shù)取0.90，則灌溉水利用系數(shù)=渠系水利用系數(shù)×田間水利用系數(shù)=0.65×0.9=0.585。

灌區(qū)毛需水量：

式中：W毛 ——灌區(qū)毛需水量（萬m3）；

Q——灌溉定額（m3/畝）；

A——灌溉面積（萬畝）。

經(jīng)計算，人和攔河壩灌區(qū)毛需水量1263.25萬m3。每月需水量分配見表2。

由以上分析可知，人和攔河壩經(jīng)節(jié)水改造后年需水量為1263.25萬m3，月最大需水量為246.3萬m3。人和攔河壩灌區(qū)無實測的年供水量，由于攔河壩閘前水位一般能保證在5.30m以上，本設(shè)計考慮每天以2m3/s的流量連續(xù)供水24小時計算，每月30天計，一年365天計，算得月供水量518.4萬m3，設(shè)計年供水量6307.2萬m3。水源供水能滿足灌區(qū)用水要求。

四、灌區(qū)改造的措施

本次工程整治范圍原則上包括渠首工程、干支渠及渠系建筑物。干渠是指灌區(qū)內(nèi)所有干渠（現(xiàn)狀完好或今年已經(jīng)改造的除外）；支渠是指一般中型灌區(qū)分水口流量在0.2 m3/s以上的渠道。

1、渠道改建

灌溉渠道加固改造盡量維持現(xiàn)狀，對局部不合理的渠段可根據(jù)實際情況進行局部調(diào)整、完善。渠道整治應(yīng)以渠道節(jié)水防滲改造為重點，提高渠道襯砌率，提高渠系水利用系數(shù)和輸水環(huán)節(jié)的水利用系數(shù)。渠道橫斷面尺寸應(yīng)通過渠道水力計算，并結(jié)合現(xiàn)狀渠道斷面和沿線地形地質(zhì)地物情況確定。

對于原灌排結(jié)合的渠道，灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造設(shè)計時宜實行灌排分離。對于灌溉渠道，應(yīng)盡可能布置在灌區(qū)的脊線，以爭取最大的自流灌溉面積；對于排水溝道，應(yīng)盡可能布置在排水區(qū)的洼線，以爭取最大的排水效果。對灌溉渠道進行改造造成渠道水面線下降時，應(yīng)考慮在主要分水口下游設(shè)置節(jié)制閘，以抬高水位保證灌溉。

2、建筑物改建

灌區(qū)引水、輸水、泄水建筑物原則上應(yīng)盡量利用現(xiàn)有建筑物，在原址重建或加固。確需拆除重建的，經(jīng)綜合比較，選定引水、輸水、泄水等建筑物型式，以及水閘、泵站總布置及其它主要建筑物型式。

結(jié)合建筑物的現(xiàn)狀規(guī)模，確定各灌排建筑物的結(jié)構(gòu)型式、控制尺寸、控制高程等。灌區(qū)建筑物具有數(shù)量多、規(guī)模小的特點，在結(jié)構(gòu)設(shè)計和工程量計算時，對規(guī)模比較小建筑物，可根據(jù)建筑物的類型、孔數(shù)進行分類，每類選1個標準（典型）建筑物進行結(jié)構(gòu)設(shè)計及工程量計算，并用表格的形式列出各灌排建筑物的主要特征參數(shù)，并因地制宜提出各建筑物的地基處理方案。

根據(jù)這些原則，確定本次改造的主要內(nèi)容有：

（1）本工程改造主灌渠7.483km，按現(xiàn)有渠線布置。

（2）改造渠系建筑物39座（包括10座箱涵、5座節(jié)制閘，20處分水口，1座渡槽、1座倒虹吸、2座灌溉站），配套完善和更新改造。

（3）建立水量監(jiān)測系統(tǒng)，在人和攔河壩取水口建立1個監(jiān)測點。

五、結(jié)語

廣州市白云區(qū)人和攔河壩灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程完成后，將有效改善灌溉環(huán)境，增加灌區(qū)農(nóng)作物產(chǎn)量等，對改善該地區(qū)生產(chǎn)生活環(huán)境、促進社會經(jīng)濟穩(wěn)定均衡發(fā)展，提高地區(qū)的吸引投資競爭力具有極大的貢獻，將產(chǎn)生巨大的社會效益。

參考文獻：

[1] GB50288-99 灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范.1999

[2] GB50599-2010灌區(qū)改造技術(shù)規(guī)范.2010

[3] SL 482-2011 灌溉與排水渠系建筑物設(shè)計規(guī)范.2011

[4]《廣東省一年三熟灌溉定額》.廣東省水利電力勘測設(shè)計研究院.2008