某項目區(qū)灌溉工程設(shè)計分析

董麗麗

(西峽縣水利局,河南 西峽,474550)

0 引 言

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，種植業(yè)處于主導(dǎo)地位，因而農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對于水源有一定的要求。農(nóng)田水利工程是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不可或缺的重要方面，能夠推動農(nóng)業(yè)迅速發(fā)展，而灌溉技術(shù)作為農(nóng)田水利工程的重要部分，對農(nóng)作物的生長有著重要的影響，是推動農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要手段。農(nóng)田水利中灌溉工程設(shè)計需要以當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物的生長需要以及實際自然環(huán)境為基礎(chǔ)，也需要綜合考慮水資源利用情況以及對于生態(tài)環(huán)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(qū)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(fēng)型大陸性氣候，受季風(fēng)進(jìn)退影響，四季分明，溫暖濕潤。

項目區(qū)現(xiàn)狀耕地主要存在的問題是灌排水設(shè)施不成體系，導(dǎo)致項目區(qū)內(nèi)灌排效率低。項目區(qū)內(nèi)坑塘、塘堰淤塞嚴(yán)重，出現(xiàn)雨季蓄不到水，灌溉季節(jié)難以灌溉。因此，要加強(qiáng)灌溉工程建設(shè)。

依據(jù)《縣土地利用總體規(guī)劃(2010—2020年)》《縣土地開發(fā)整理復(fù)墾規(guī)劃(2010—2020年)》，以優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)、提高土地利用效率、建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田為目標(biāo)，通過適度規(guī)模的土地開發(fā)整治，提高農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施配套水平，增加有效耕地面積，提高耕地質(zhì)量和農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件、生態(tài)和環(huán)境，促進(jìn)土地資源的合理利用和新農(nóng)村建設(shè)。

2 項目區(qū)灌溉工程設(shè)計

2.1 坑塘設(shè)計

項目區(qū)坑塘主要為現(xiàn)有坑塘清淤。坑塘尺寸和容積大小根據(jù)地形條件和來水情況確定。根據(jù)規(guī)劃部分坑塘清淤整理后，可攔蓄地表水，然后利用柴油機(jī)泵提水進(jìn)行田間灌溉。

坑塘全部為土質(zhì)開挖，坡比1∶1.50，并采用漿砌石進(jìn)行襯砌，護(hù)坡厚度0.30 m。

為方便引水和排水灌溉，每座坑塘各設(shè)進(jìn)水、出水口一道。進(jìn)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(shè)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(shè)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(hù)設(shè)施。根據(jù)生態(tài)文明建設(shè)要求，結(jié)合坑塘位置，村莊周邊坑塘采用刺絲網(wǎng)防護(hù)，田間坑塘采用植物防護(hù)，選擇花椒樹。刺絲防護(hù)網(wǎng)高1.80 m，采用14#×14#鍍鋅鋼絲刺絲網(wǎng)，防護(hù)網(wǎng)長度2 030 m?；ń窐渲昃? m，胸徑2～3 cm，數(shù)量1 682株，工程量計入農(nóng)田防護(hù)和生態(tài)環(huán)境保持工程。

根據(jù)規(guī)劃，共規(guī)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(jù)規(guī)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(jìn)行田間灌溉。根據(jù)坑塘基本特性和蓄水量情況，每年按復(fù)蓄2～3次計算，按照作物灌溉需水量推算各坑塘能夠?qū)嵤┕喔雀孛娣e，并按照就近灌溉的原則，配套柴油機(jī)泵，后接水利軟管進(jìn)行灌溉，由于群眾已有柴油機(jī)泵及軟管，基本滿足使用，項目不再配套。

2.2 擋水堰設(shè)計

2.2.1 新建擋水堰設(shè)計

為了攔蓄地表水，在現(xiàn)狀河溝上布設(shè)擋水堰，根據(jù)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(jìn)行設(shè)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(tǒng)沖洪積粉質(zhì)粘土和第四系全新統(tǒng)沖積粉質(zhì)粘土。上層為粉質(zhì)粘土(Q2al+pl)，褐黃色夾灰白色條紋，可塑～硬塑狀態(tài)，含鐵錳結(jié)核及鈣質(zhì)結(jié)核，裂隙較發(fā)育，具弱膨脹性，微～極微透水性。下層為粉質(zhì)粘土(Q4al)，主要分布于河床及崗間洼地，軟塑—可塑狀態(tài)，青灰色、青綠色，有臭味，含少量瓦片，微透水性。

據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，附近未發(fā)現(xiàn)斷裂通過該區(qū)，區(qū)域穩(wěn)定性較好。根據(jù)中國技術(shù)監(jiān)督局2001年發(fā)布的《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》，該區(qū)動峰值加速度為0.05 g，抗震設(shè)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(chǔ)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(jù)需要增設(shè)海漫段，海漫后采用拋石防沖。

擋水堰過流能力復(fù)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(shù)表。

經(jīng)計算，漫水橋過流量滿足設(shè)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(chǎn)生新打淹沒。

根據(jù)規(guī)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(shè)施維修

新G312國道橋下游處現(xiàn)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(shè)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(shè)施進(jìn)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(xiàn)狀河床銜接。

二級消能防沖設(shè)施寬度50 m，自現(xiàn)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(jié)構(gòu)，與現(xiàn)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(jié)構(gòu)。

消力池段：長度10 m，采用50 cm厚C25混凝土結(jié)構(gòu)，下設(shè)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(jié)構(gòu)，下設(shè)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(hù)坡：兩岸新建漿砌石護(hù)坡，坡比1∶1.50，護(hù)砌高度3 m。

新建的消能防沖設(shè)施底板每隔10 m設(shè)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(shè)止水，采用651橡皮止水帶。

經(jīng)過水力計算，新建的消能防沖設(shè)施滿足河道行洪、消能需要。

2.2.3 堰塘設(shè)計

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

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

為方便后期運行，每座坑塘設(shè)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(hù)設(shè)施。根據(jù)生態(tài)文明建設(shè)要求，結(jié)合堰塘位置，村莊周邊堰塘采用刺絲網(wǎng)防護(hù)，田間堰塘采用植物防護(hù)，選擇花椒樹。刺絲防護(hù)網(wǎng)高1.80 m，采用14#×14#鍍鋅鋼絲刺絲網(wǎng)，防護(hù)網(wǎng)長度1 520 m?；ń窐渲昃? m，胸徑2～3 cm，數(shù)量730株，工程量計入農(nóng)田防護(hù)和生態(tài)環(huán)境保持工程。

為方便灌溉，堰塘建成后根據(jù)需水量配套柴油機(jī)泵，后接塑料軟管進(jìn)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(jié)語

綜上所述，做好項目區(qū)灌溉工程設(shè)計，要結(jié)合當(dāng)?shù)氐乩硖卣骱退?還要充分考慮當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展的實際需要，選擇最佳的設(shè)計方案,包括取水方式的設(shè)計、灌溉技術(shù)的采用等，使農(nóng)田灌溉工程更具合理性和科學(xué)性。根據(jù)項目區(qū)灌溉工程的設(shè)計可知，本設(shè)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(jìn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。