關于阿瓦提縣中型灌區(qū)渠道工程設計研究

傅曉松

新疆宏圖工程勘測設計有限公司 新疆 阿克蘇 843000

1 工程總體布置

本次項目計劃防滲改建渠道5條，總長34.754km。分別為吐曼拜什西分干；吐曼拜什西分干一支渠、二支渠；豐收渠三號閘東一支渠、二支渠。

2 渠道工程布置原則與方案

2.1 渠道設計原則

根據GB50288—2018《灌溉與排水工程設計標準》，本次渠線設計原則如下：

（1）老灌區(qū)渠系改造，應充分結合灌區(qū)現(xiàn)狀，盡量維持現(xiàn)有的灌排關系，對于灌區(qū)現(xiàn)有的灌排關系不做大的改造；

（2）對于灌區(qū)中部有條件改線的渠段，盡量在不占用耕地以及房屋的情況下進行改線；對于部分彎曲而不規(guī)則的渠段，盡量裁彎取直采用新渠線。新渠線施工時既不影響灌區(qū)的農業(yè)灌溉，又可以組織全年進行施工，保證工程的施工工期和質量。

2.2 項目區(qū)渠線布置

吐曼拜什西分干。吐曼拜什西分干從英艾日克干渠二號閘吐曼拜什節(jié)制分水閘閘前已建分水口引水，灌溉范圍包括吐曼拜什村、拉特勒克村、吐熱村和帕萬拉村和艾西曼荒漠區(qū)新建的生態(tài)林基地，面積3.57萬畝，全長8.79km。渠道0+000～1+808段渠道走向自東向西，渠道沿用老渠線，渠道左側為耕地和居名點，渠道右側平行著一條田間道路，砂礫石路面，路況較好，可以滿足工程施工以及今后運行管護需求；1+808～2+550段渠道走新線，走向自西北向東南，兩側均為耕地，工程建設需要征用部分耕地，中途2+402位置處與英艾日克干排交叉，需修建渠下涵一座；2+550～3+605段渠道也是走新線，右側為風積沙丘，左側為耕地，渠道走向自北向南；3+605～4+159段渠道走老渠線，走向由東向西，這段渠道兩側均為耕地，沒有現(xiàn)成的道路可以利用，需要在渠道右側新建一條運行管護道路兼做施工交通道路，4+159位置處與鄉(xiāng)道交叉（柏油路面）；4+159～5+594段渠道左側為耕地，右側伴行一條農田機耕道，條件較差，需要整修；5+594～8+790段渠道走新渠線，自北向南，7+372處與在建的縣道（沙井子鎮(zhèn)-英艾日克鄉(xiāng)）交叉，這一段渠道兩側均為棄荒地，局部有零星棉田。

吐曼拜什西分干一支渠。吐曼拜什西分干一支渠接吐曼拜什西分干末尾8+790節(jié)制分水閘，全長5.619km,灌溉面積0.73萬畝。這一段渠道右側為風積沙丘，左側為吐熱村和帕萬拉村的棉田，渠道走向自北向南，右側計劃布置一條4.5m寬的運行管護道路。

吐曼拜什西分干二支渠。吐曼拜什西分干二支渠接吐曼拜什西分干8+790節(jié)制分水閘，全長7.501km,灌溉面積1.71萬畝。這一段渠道左側為風積沙丘，右側為艾西曼防風固沙基地，渠道走向自北向南，左側計劃布置一條4.5m寬的運行管護道路。

豐收渠三號閘東一支渠。豐收渠三號閘東一支渠自豐收渠三號閘上游7.23km處已建的無節(jié)制分水閘，全長5.8km,灌溉范圍為秋馬克村、武警支隊農場等單位，灌溉面積2.277萬畝。渠道周圍是耕地和排渠，為了不打亂現(xiàn)有的灌排系統(tǒng)，本次改建工程選用了老渠線，在現(xiàn)有渠床上加以改造；渠道0+000～1+385段渠道左右兩側為棉田，其中左側渠堤較寬，可以兼做管理道路，右側渠堤伴行一條排水渠，渠道走向自西向東；1+385～3+926段渠道走向自北向南，左右兩側均為棉田，同上段渠線一樣，左側渠堤較寬，可以兼做管理道路；3+926～5+800段渠道走向自西向東，左右兩側均為棉田，同上段渠線一樣，左側渠堤較寬，可以兼做管理道路，右側渠堤外有一條排水渠。

豐收渠三號閘東二支渠。豐收渠三號閘東二支渠自豐收渠三號閘上游4.9km處已建的無節(jié)制分水閘，全長7.044km,灌溉面積2.095萬畝。該渠道走向自西向東，非常順直，渠道右側是棉田，左側有一條伴行的排水渠，沒有選新線的余地和必要，因此全段采用老渠線。渠道全段（0+000～7+044段）渠道走向自西向東，左右兩側為棉田，左側渠堤伴行一條排水渠，左側渠堤較寬，可以兼做管理道路。

3 渠系沿線建筑物工程設計

3.1 渠系建筑物布置

因為是老灌區(qū)改造項目，原有渠道沿線分水口、橋等建筑物眾多。渠線所經之地為少數民族聚居區(qū)，為尊總其生產生活習慣，保證居民的生產、出行不受影響，建筑物布置原則上盡量滿足現(xiàn)有的灌溉和交通要求。

3.2 節(jié)制分水閘設計

節(jié)制分水閘均采用開敞式整體結構，閘前采用現(xiàn)澆砼扭面銜接，閘室后均設置交通橋或人行工作橋，閘后根據下游水位設置跌差不等的跌水，然后接消力池。消力池兩側采用重力式擋土墻，而后設置扭面與下游渠道連接。

（1）閘孔尺寸確定采用《水閘設計規(guī)范》SD133為84附錄A中以下公式計算：

式中：B為閘孔凈寬（m）；Q為設計流量（m3/s）；ε為側面收縮系數一般為0.85～0.95，本次設計計算取0.92；σs為淹沒系數，按hs/H0由表A.0.1-2查得σs值；hs為下游堰頂水深（m）；H0為計入行近流速的上游堰頂水深（m）；m為流量系數。

根據上述公式及各參數的確定，即可算出確定閘孔尺寸。

（2）消能防沖計算

①消力池深度計算：按最不利組合進行驗算，即過閘設計流量時，閘前水深采用設計水深，閘后水深取設計流量的40%所對應的水深值，按以下方法進行計算:

收縮水深hc可按下式計算

式中：hc為為收縮水深（m）；T0為由消力池底板頂面算起的總勢能（m）；q為過閘單寬流量(m3/s)，（其中取閘孔總寬度）；α為水流動能校正系數，可采用1.0～1.05；φ為流速系數。

消力池深度d可按下式計算：

式中：σ為水躍淹沒系數，可采用σ0=1.05～1.1；hs為下游水深（m）。

②消力池長度計算

消力池長度可按SL265—2001《水閘設計規(guī)范》中的公式（6）和公式（7）進行計算。計算公式如下：

式中：Lsj為消力池長度（m）；Ls為為消力池斜坡段水平投影長度（m）；β為為水躍長度校正系數，可采用0.7～0.8；Lj為為水躍長度（m）。

（3）節(jié)制閘后海漫末端沖深

根據《堤防工程設計規(guī)范》，海漫末端的河床沖刷深度采用下式計算：

式中：dm為沖刷深度；qm為單寬流量，底寬取節(jié)制閘的總凈寬度；[v0]為河床土質允許不沖流速；hm為下游水深；

3.3 農橋設計

農橋均采用鋼筋混凝土簡支板橋結構，交通橋跨度為4.5m～6.0m，橋板厚為25cm～30cm，橋面寬度4.5m～7.5m，橋墩采用重力式擋土墻結構，設計汽車荷載等級采用公路為Ⅱ級，由于本次設計橋涵為鄉(xiāng)鎮(zhèn)道路，重型車輛較少，其橋涵設計所采用的公路為Ⅱ級車道荷載的效應乘以0.8的折減系數，車輛荷載的效應乘以0.7的折減系數。

3.4 無節(jié)制分水閘設計

無節(jié)制分水閘均采用帶閘室開敞式的現(xiàn)澆砼結構，閘前以八字墻與渠道邊坡連接，閘墻墩頂厚度0.4m。閘門采用定型成套設備，啟閉架和砼閘墻澆筑在一起，啟閉機采用全封閉手推帶鎖式啟閉機。

3.5 渠系建筑物金屬結構設計

豐收中型灌區(qū)節(jié)水配套改造工程初步設計階段金屬結構部分主要指節(jié)制閘、分水閘閘門（含埋件）及啟閉機。本工程共設84扇閘門，設手電兩用螺桿式啟閉機12臺，設全封閉手推帶鎖螺桿式啟閉機72臺。

4 結束語

我國是農業(yè)大國,農業(yè)生產的順利進行,是我國經濟發(fā)展的重要保障,因此只有充分做好灌區(qū)渠道工程前期的勘測設計工作才能保證工程按期保質順利完成任務，必須要給予足夠的重視。