某有機(jī)高粱高標(biāo)準(zhǔn)基地示范區(qū)灌溉工程設(shè)計(jì)分析

鄧小琴

（仁懷市水務(wù)局，貴州 仁懷 564500）

1 工程概況

1.1 基本情況

項(xiàng)目為仁懷市茅臺酒釀造用有機(jī)高粱高標(biāo)準(zhǔn)種植基地大壩鎮(zhèn)示范園區(qū)，涉及大壩鎮(zhèn)簸箕壩村、小耳溝村、紅陽村、新田村4個(gè)行政村，建設(shè)工期4個(gè)月。大壩鎮(zhèn)為中低山丘陵地貌，屬典型的丘陵、壟崗地帶，海拔900～1 350 m。涉及灌溉工程面積297.62 hm2，均采用管灌方式；通過整治山塘、維修渠道、新建水池、輸水管道及灌溉設(shè)施為灌區(qū)提供水源保證。①整治山塘4座；②渠道維修20.56 km；③新建水池8座，維修水池2座；④新建灌溉管道37 396 m，加壓設(shè)備2套。⑤新建排水溝4 270 m。

1.2 建（構(gòu)）筑物工程條件

①固定集中水源區(qū)域，恢復(fù)、維修、改造治理原有山塘、溝渠等方式；②分散水源區(qū)域，修建匯水流溝、水窖、水池、水罐等多種集雨蓄水方式；③水源較遠(yuǎn)區(qū)域，修建輸水渠、輸水管網(wǎng)、水窖、水池等方式；④山洪多發(fā)區(qū)域，修建排洪渠、引水溝。

1.3 排灌系統(tǒng)骨干設(shè)施狀況

①灌溉設(shè)施?，F(xiàn)場踏勘灌溉設(shè)施部分損壞，大部分溝渠年久失修無法滿足灌溉，簸箕壩噴灌工程也存在壓力不夠，無法灌溉的情況?，F(xiàn)狀以天然降雨灌溉為主，部分溝渠也能夠灌溉少許地塊。項(xiàng)目區(qū)水利化程度較低，灌溉設(shè)施運(yùn)行年久，缺乏更新改造配套，灌溉效益不佳，不能為高粱生產(chǎn)提供保障。②排水設(shè)施。經(jīng)調(diào)查大部分地方排水不暢。高粱基地內(nèi)存在部分排水溝，雜草叢生，已無排水功能。

2 灌溉工程設(shè)計(jì)

2.1 水源工程

2.1.1 渠道維修

項(xiàng)目區(qū)目前有2個(gè)村莊采用灌溉渠道進(jìn)行農(nóng)田灌溉，分別是簸箕壩村和小耳溝村。灌溉渠道維修工程共分2部分，清淤工程和維修工程。①清淤：由于渠道運(yùn)行時(shí)間較長，并未進(jìn)行過系統(tǒng)的維修處理等，淤積嚴(yán)重，故本次設(shè)計(jì)灌溉渠道20.56 km全部進(jìn)行清淤處理。②維修：維修工程主要針對渠道滲漏、斷裂、坍塌、掩埋部位，進(jìn)行防滲、按原尺寸拆除重建等處理措施。具體維修內(nèi)容詳表略。

2.1.2 山塘維修

項(xiàng)目區(qū)有山塘4座，有水3座，空山塘1座。綜合考慮山塘集水面積、發(fā)展灌溉面積，地質(zhì)條件、投資大小等因素，確定維修山塘1座，主要維修內(nèi)容有清淤、新建混凝土襯砌、鋪設(shè)防滲鋪蓋、增設(shè)防護(hù)欄桿等。山塘維修工程量表略。

2.1.3 山泉水

目前項(xiàng)目區(qū)可利用山泉水水源較多，分別位于各個(gè)村，集山泉水后根據(jù)工程實(shí)際情況采用自流方式對農(nóng)田進(jìn)行灌溉，蓄水池工程量計(jì)入蓄水池工程量表。

2.2 灌溉工程

2.2.1 灌溉面積

工程通過渠道及山塘維修、集蓄山泉水和坡面洪水增加灌溉面積283.41 hm2，見表1。

表1 項(xiàng)目區(qū)灌溉面積統(tǒng)計(jì)表

2.2.2 灌溉管網(wǎng)工程

2.2.2.1 管網(wǎng)布置

項(xiàng)目區(qū)大部分為低壓管道灌溉及少部分明溝灌溉，每個(gè)水源為一個(gè)獨(dú)立灌溉系統(tǒng)，管道分為干管（輸水）、支管（配水）、斗管（配水）三級固定管道。管網(wǎng)布置采用支管垂直于干管布置，根據(jù)地形情況，干管布置在地塊邊界，平行等高線布置，支管垂直等高線布置，干管向支管采用雙向或單向分水，輸水管道管材采用優(yōu)質(zhì)PE材料，部分緊靠路邊采用鋼管。

干管、支管、斗管鋪設(shè)深度滿足凍土層及耕作要求，管道埋深0.70 m。支管、斗管的起始處布置控制閥井，干管沿路布置，隨地勢布設(shè)支管，按階梯地塊要求布置斗管，斗管基本平行等高線布置，單側(cè)供水斗管上每120 m左右設(shè)給水栓一個(gè)。

2.2.2.2 管道水力計(jì)算

式中：hf為沿程水頭損失，m；i為單位管長沿程水頭損失；L為管段長度，m；C為海曾威廉系數(shù)，鋼管、混凝土管及內(nèi)襯水泥砂漿金屬管為120～130，取125。Q為管道流量，m3/s；D 為管道內(nèi)徑，m；局部水頭損失按沿程水頭損失的10%計(jì)算。

紅陽村管網(wǎng)、小耳溝村及新田村水力計(jì)算表略。

2.2.2.3 管道管槽設(shè)計(jì)

管道縱坡與地面坡降一致，只考慮凍土深度及管頂耕作要求，埋深0.70 m（管頂至地面）。在管道鋪設(shè)的局部高點(diǎn)安裝自動進(jìn)排氣閥，以便將管內(nèi)空氣及時(shí)排出。

管溝開挖寬度0.80 m，兩邊坡度為1∶0.50，采用機(jī)械和人工開挖相結(jié)合，機(jī)械先開挖至設(shè)計(jì)挖深預(yù)留20 cm 時(shí)，換成人工開挖修底做為管床。溝槽開挖的土方堆放在管溝的一側(cè)。鋪好后及時(shí)進(jìn)行管道打壓試水,最后分層回填土方。管道兩側(cè)和管頂以上20 cm范圍內(nèi)的回填土應(yīng)由溝槽兩側(cè)對稱填入槽內(nèi)，并用人工分層輕夯壓實(shí)，分層填土厚度不應(yīng)超過20 cm，回填土壓實(shí)度不小于90%，填土?xí)r不得含有雜物及凍土。

2.2.3 管線建筑物工程

在管線局部高點(diǎn)設(shè)進(jìn)排氣閥；當(dāng)長距離無局部高點(diǎn)的管段，每隔1 km 左右設(shè)一處進(jìn)排氣閥。排氣閥直徑按管道直徑的1/8～1/12選??；在管道低洼處設(shè)排水閥，排水閥直徑按管道直徑的1/3～1/5 選?。辉谳斔艿赖氖寄┒朔謩e設(shè)一個(gè)控制閥。管道靜水壓力超過100 m時(shí)設(shè)加壓池或減壓閥井，減壓池容積50 m3，工程量列入蓄水池工程。工程管道建筑物共883座，其中新建給水栓425套,各類閥井458座。

2.3 排水工程

2.3.1 防洪標(biāo)準(zhǔn)與雨洪計(jì)算

項(xiàng)目區(qū)截流溝按5級防洪標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，重現(xiàn)期10年。坡面洪水計(jì)算時(shí)，依據(jù)《貴州省暴雨洪水計(jì)算實(shí)用手冊》的“雨洪法”計(jì)算坡面洪峰流量?？紤]到?jīng)_溝較多、且面積較小，計(jì)算主要采用簡化公式。根據(jù)現(xiàn)場洪水調(diào)查，采用坡面匯流公式等方法驗(yàn)證，是較為符合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況的。

式中：Q 為洪峰流量（m3/s）；C 為洪峰徑流系數(shù)，0.75～0.86；Sp為設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度（mm）；F為集水面積（km2）。

設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度Sp是根據(jù)仁懷氣象站多年平均最大一日降雨量轉(zhuǎn)換計(jì)算后，結(jié)合貴州省相關(guān)等值線圖確定，通過計(jì)算，10年一遇設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度62.40 mm，5年一遇51.70 mm。

2.3.2 斷面尺寸確定

根據(jù)明渠均流公式，用試算法求解溝渠斷面。

式中：W 為渠道過水?dāng)嗝妫╩2）；b 為底寬（m）；m 為邊坡系數(shù)，取m=0；h為水深（m）；x為濕周（m）；R為水利半徑（m）；C為謝才系數(shù)；n為糙率取0.025；i為渠道水力坡度。

排水流量計(jì)算出設(shè)計(jì)過水能力，最佳斷面設(shè)計(jì)得出截流溝設(shè)計(jì)參考值，排水溝設(shè)計(jì)過水能力Q應(yīng)大于排水流量Qs。

項(xiàng)目區(qū)整修排水溝7條，長4 270 m。排水溝斷面寬×深分別為0.30 m×0.30 m、0.50 m×0.50 m、0.80 m×1.00 m、1.50 m×1.50 m、2.00 m×2.00 m，M10漿砌石結(jié)構(gòu)，壁厚及底板厚度詳見單體圖（此略），每隔10 m設(shè)沉陷縫寬2 cm，用聚乙烯閉孔泡沫板填縫止水。排水溝工程量統(tǒng)計(jì)詳表略。

2.4 蓄水池工程

各村內(nèi)適當(dāng)位置修建高位蓄水池，新建蓄水池共8 座，維修蓄水池2座，利用原有水池1座。新建水池采用封閉式圓形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，由底板、池壁、頂板、支撐柱等組成。采用半地下式，池頂高出地面1 m，池頂覆土0.50 m，調(diào)蓄水池詳細(xì)尺寸詳見圖紙（此略）。維修水池鑿毛抹面及加水池蓋板的模式。

3 結(jié)語

綜上可知，認(rèn)識工程概況，針對仁懷市茅臺酒釀造用有機(jī)高粱高標(biāo)準(zhǔn)種植基地大壩鎮(zhèn)示范園區(qū)灌溉工程，主要圍繞水源、灌溉、排水和蓄水池工程等方面進(jìn)行設(shè)計(jì)分析。