東港灌區(qū)工程規(guī)劃及灌區(qū)信息化建設探討

馬秀梅

（遼寧省葫蘆島水文局，遼寧葫蘆島125000）

東港灌區(qū)工程規(guī)劃及灌區(qū)信息化建設探討

馬秀梅

（遼寧省葫蘆島水文局，遼寧葫蘆島125000）

灌區(qū)節(jié)水改造是以東港灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造總體規(guī)劃為依據(jù)擬定的。對灌區(qū)內的老化嚴重的渠道工程、提水場站、排水擋潮閘以及干渠配套工程逐步改造，使之煥然一新，以提高灌溉水的利用效率和水分生產(chǎn)率，實現(xiàn)灌區(qū)水資源的優(yōu)化配置和高效利用，為國民經(jīng)濟和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、農(nóng)村經(jīng)濟繁榮和生態(tài)環(huán)境的改善提供支撐與保障。

灌區(qū)；工程規(guī)劃；信息化建設；渠系工程

東港灌區(qū)位于遼寧省東南部，丹東市西南部，地處鴨綠江和大洋河下游，E123°38′30″～124°21′25″，N39°47′24″～40°9′49″，東西長65 km，南北寬約40 km，總控制面積1 352 km2。灌區(qū)由鐵甲分區(qū)和友誼分區(qū)組成，包括東港市的21個鄉(xiāng)、鎮(zhèn)、農(nóng)場，202個行政村，總耕地面積7萬hm2。灌區(qū)設計灌溉面積5萬hm2，實際灌溉水田面積3.7萬hm2。

1 渠系工程

東港灌區(qū)地處鴨綠江和大洋河下游，瀕臨黃海，有眾多的感潮河道，由于灌區(qū)地勢平坦，灌溉（排水）渠（溝）道坡度緩，不利于泥沙的輸送，常造成渠道、排水溝道大量淤積，不僅影響灌溉供水的正常運行，而且造成排澇行洪能力不足，排水標準降低。本期工程計劃對灌區(qū)內5條引水河道及渠道進行清淤改造，恢復其供水能力。

1.1 新開溝引水渠清淤

新開溝位于東港灌區(qū)東部，是連接石佛溝和柳林河的重要渠道，是集灌溉、補水、排澇于一體的多用途渠道。

由于石佛溝閘下海水鹽份較高，不適合灌溉，石佛溝無法靠納潮來補充灌溉水源，除靠石佛溝閘上天然徑流外，其余大部依靠柳林河的納潮水通過新開溝引水渠來補充，以滿足上游泵站的提水要求；該工程除擔負調水任務外，還是沿途6座提水站（總裝機562 kW）的灌溉水源，全長9.0 km，設計引水流量33.4 m3／s。

該引水渠經(jīng)多年運行，目前渠段因淤積導致渠底比降變緩、過水斷面減小，從而降低了渠道的引水能力，導致石佛溝及沿途六座提水站的多年平均可供水量下降。

本次設計擬對該引水渠進行清淤改造，清除淤積在渠道底部的淤泥等沉積物，恢復其供水能力。

本次設計對該渠道底清淤，平均深度0.9 m；堤頂平均增高0.6 m，清淤總土方量21.29萬m3。渠道斷面尺寸為：底寬10～15 m，邊坡1∶2.0，渠深5.6～6.1 m，渠頂寬2.0 m；渠道比降1／5000。

1.2 十八場提水站柳林引水渠清淤

柳林河是灌區(qū)鐵甲分區(qū)的主要補充水源，是引江水灌溉和鐵甲水庫溢洪的主要渠道，多年來為東港灌區(qū)東部地區(qū)引水灌溉和鐵甲水庫泄洪發(fā)揮了重要作用。

位于柳林河擋潮閘上游3＋500處的十八場提水站（設計流量12.5 m3／s，年平均供水量6 000萬m3）是供水量僅次于鐵甲水庫的重要水源工程。由于多年淤積，嚴重影響該河道的納潮量，降低了排水標準。

本次設計擬對柳林閘至十八場提水站（0＋000～3＋500）段河道進行清淤改造，平均深度0.85 m，

清淤總土方量15.88萬m3，清淤土方的50%堆放于渠堤背水坡的壩炕上，其余需外運。渠道斷面尺寸為：底寬64～24 m，邊坡1∶2.0，渠深5.0～5.5 m，渠頂寬2.0 m；渠道比降1／3000。

1.3 友誼六分干擴建

友誼六分干位于東港灌區(qū)西部，是友誼總干上重要的分干渠之一，該渠道進水口位于總干樁號為17＋500，全長9.0 km。

根據(jù)《東港灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造規(guī)劃報告》，該渠道設計流量應由原來的4.5 m3／s增大至11.8 m3／s，該渠道應進行擴建。由于資金投入等原因，該工程沒有實施。

為保證灌區(qū)既定灌溉任務的實現(xiàn)，該渠道只得超負荷運行，造成渠道沖刷、坍塌嚴重，嚴重影響灌區(qū)供水安全，本次設計擬對該渠道進行拓寬、整修處理。渠道斷面尺寸為：底寬8～6 m，邊坡1∶2.0，渠深3.5 m，渠頂寬2.0 m；渠道比降1／15000。

1.4 黃土坎分干增高、培厚

黃土坎分干是實現(xiàn)躍進水庫與友誼總干聯(lián)合運用的重要聯(lián)結性工程，水庫通過該渠道向友誼總干干尾補水，抬高水位，以解決干尾部分高地的灌溉問題，同時還擔負著沿途1 467 hm2水田的灌溉任務。該渠道建成于1959年，全長3.58 km，設計流量8.5 m3／s。

由于運行時間長久，加之原設計標準偏低，渠道的填方渠堤邊坡穩(wěn)定及岸頂超高值均不能滿足現(xiàn)行規(guī)范之要求，故本次設計對該渠道做加高培厚處理。加固后的渠道斷面尺寸為：底寬5～3 m，邊坡1∶1.5，渠深2.3～2.0 m，渠頂寬2.0 m；渠道比降1／3000。

1.5 大新溝清淤

大新溝發(fā)源于長山鎮(zhèn)三岔子，通過三岔子分洪閘與龍態(tài)河相通，流經(jīng)合隆、長山、十字街、新城、新興后匯合于紅旗溝、二道溝等支流，在東港市大東區(qū)南入黃海。

全流域控制面積177.11 km2，河道長度26.9 km，河道上設有大新溝、紅旗溝、二道溝三座擋潮閘，用于攔蓄河水，滿足上游灌溉需要，是一條集蓄水、排澇于一體的多功能河道［1］。

經(jīng)多年運行，該河道淤積嚴重，嚴重影響河道的蓄水量，同時降低了排澇標準，不但灌溉水源得不到保證，還使河道兩岸的水田受澇嚴重，嚴重影響水稻產(chǎn)量。

本次設計擬對該河道進行清淤改造，清淤樁號1＋800～5＋800，清淤長度4.0 km，該段河道設計流量69.27 m3／s，平均清淤深度0.60 m；堤頂平均增高0.5～1.0 m，清淤總土方量5.9萬m3；河道斷面尺寸為：底寬10.0 m，邊坡1∶2.0，渠深4.5 m，渠頂寬2.0 m；渠道比降1／5000。

2 骨干建筑物工程

2.1 提水站工程

本期工程涉及15座提水站工程，這些提水站一方面大多建設于20世紀60—70年代，受當時條件的限制，泵站建設標準低、設備選型不合理、工程配套不健全、自動化程度低；另一方面，項目區(qū)的提水泵站普遍存在著機組超期服役，機電設備老化，工程年久失修、老化嚴重等問題，有些泵站多年來不能正常發(fā)揮效益，泵站安全運行和效益發(fā)揮缺乏必要的保障，主要表現(xiàn)在以下2個方面：

2.1.1 機電設備老化，安全性差

提水站的機電設備，已經(jīng)超期服役，屬于淘汰產(chǎn)品，存在嚴重的安全隱患，整個泵站系統(tǒng)的運行安全性得不到保證。主要表現(xiàn)在：電機絕緣值不足，運行安全性低；高低壓配電設備多為淘汰產(chǎn)品，維修無法更換；水泵葉輪磨損嚴重，運行效率低，提水能力顯著下降。在用水高峰期經(jīng)常出現(xiàn)元器件的故障，而這些元器件已經(jīng)淘汰多年，無法更換，使得整套機組無法投入運行。

2.1.2 與泵站配套的水工建筑物年久失修，主要水工建筑物難以正常發(fā)揮作用。

問題主要集中在：①泵站廠房及水工部分經(jīng)多年運用，已嚴重老化破損。泵站主廠房多處出現(xiàn)裂縫，嚴重影響機組的正常運行和威脅工作人員的安全；進出口護坡破壞嚴重，已經(jīng)不能起到防護渠道的作用；進、出水池底板表面混凝土剝落，進水池有裂縫滲水情況。②原進水池底板高程較高，低水位時只能滿足部分機組運行［2］。

針對上述泵站存在的問題分析，本次設計對老化、破損嚴重，無維修價值的泵站拆除重建，重新規(guī)劃設計，提高建設標準；對有維修價值的泵站，通過采用機械電力設備的更新改造，改善泵站水工建筑的水力條件，提高泵站的綜合效率，增加泵站的提水能力。

2.2 水閘工程

2.2.1 友誼黃旗閘改建

黃旗閘位于東港市黃土坎鎮(zhèn)大洋河左岸大堤與串心溝交叉處，是座防洪、排澇、灌溉綜合性建筑物，建于1983—1984年，為涵洞式，由進口段、涵洞閘體、出口段組成，全長66.80 m。涵洞及閘臺全長20.80 m，共分5孔，每孔為4.00 m（寬）×5.50 m（高），中墩厚0.50 m，總寬22.00 m。采用鑄鐵閘門，2×12t雙吊點螺桿式啟閉機。

黃旗閘修建于1983—1984年，運行年久。原有干砌石護坡年久損毀嚴重；原有混凝土強度較低加之運行年久碳化嚴重；洞體底部出現(xiàn)大量裂縫，伸縮止水已經(jīng)破壞，基礎出現(xiàn)淘空現(xiàn)象。啟閉設備露天布置，銹蝕嚴重；無水閘觀測設施及自動化控制設施；該閘管理房破舊，無臨時備用電源，斷電時大閘將無法正常運用。

綜上，該閘的主體工程存在嚴重的安全隱患，以無法正常使用，嚴重影響灌區(qū)供水和排澇安全。本次設計擬對該閘進行原位改建，規(guī)模為孔口為4.00m（寬）×5.50 m（高），設計過閘流量276 m3／s（P＝10%），采用鑄鐵閘門，以抵御海水侵蝕。

2.2.2 鐵甲淺塘溝、卵石溝擋潮閘改造

鐵甲淺塘溝擋潮閘位于淺塘溝入?？谔?，是集灌溉、排澇、擋潮于一體的多功能閘，擔負著上游613 hm2水田灌溉和39.93 km2的排澇任務。該閘建于20世紀80年代，規(guī)模為：4.0m×3孔，設計過閘流量32.05 m3／s（P＝10%）。

鐵甲卵石溝擋潮閘位于卵石溝入?？谔?，是集灌溉、排澇、擋潮于一體的多功能閘，擔負著上游400 hm2水田灌溉和22.16 km2的排澇任務。該閘建于20世紀80年代，規(guī)模為：3.5m×2孔，設計過閘流量16.7 m3／s（P＝10%）。

經(jīng)二十多年運用，加上受海水侵蝕，兩閘存在以下問題亟待解決：

1）進出口翼墻采用漿砌石結構，迎水面為100 mm厚素混凝土貼面，受混凝土強度等級較低、面層厚度較薄、凍融與海水侵蝕等影響，墻體剝蝕露石較重，并出現(xiàn)了數(shù)條裂縫及大量裂紋，漿砌石砂漿大量脫落，且塊石風化嚴重。

2）閘門經(jīng)多年運行，構件混凝土多處脫落露筋，面板多處出現(xiàn)孔洞；閘門止水橡皮老化、龜裂，閘底板止水木板腐蝕變形，閘門漏水情況嚴重。

3）啟閉設備露天布置，銹蝕嚴重，存在行程開關失靈、變速箱漏油、局部銹蝕、電緣線老化等問題；電氣設備控制柜老化、失修、設備陳舊。

4）閘墩混凝土漿層脫落砂化、個別部位露石、露筋。

5）無管理房，工程管理極為不便。

由于上述問題的存在，致使兩閘的擋潮及攔蓄水的能力減弱，嚴重影響上游1 013 hm2水田的供水安全；汛期時由于大閘無法及時開啟，易使上游水田形成洪澇災害。考慮兩閘主體結構尚好，本次設計擬采用局部拆除、局部維修方案對兩閘進行改造，方案如下：

鐵甲淺塘溝擋潮閘：拆除進出口漿砌石翼墻，新建鋼筋混凝土翼墻；更新鋼筋混凝土閘門、啟閉及電氣設備（10 t雙吊點螺桿式啟閉機）；閘底板、閘墩局部維修；鋼筋混凝土爬梯拆除重建；新增管理房79.1 m2。

卵石溝溝擋潮閘：拆除進出口漿砌石翼墻，新建鋼筋混凝土翼墻；更新鋼筋混凝土閘門。

3 干渠暗洞工程

3.1 友誼總干椅圈暗洞工程

東港灌區(qū)友誼總干26＋200～26＋850段渠道穿越東港市椅圈鎮(zhèn)。隨著鄉(xiāng)鎮(zhèn)經(jīng)濟的發(fā)展，渠道兩岸住宅樓的興建，向渠道排放、清倒的生活垃圾越來越多，嚴重堵塞渠道、污染水源，嚴重影響灌區(qū)糧食生產(chǎn)安全。本次設計擬將穿越住宅樓密集區(qū)的渠道改建為暗洞形式，以避免上述現(xiàn)象的發(fā)生，同時在暗洞上覆土、綠化，起到美化村鎮(zhèn)環(huán)境的作用。

新建暗洞為鋼筋混凝土結構，寬4 m，高2.2 m，壁厚0.35 m，總長650 m，比降為1／1000，每15 m設置一道伸縮縫，100 m設一Φ100PVC管通氣孔，150 m設一檢查井。將原渡槽與渠道的過渡段拆除，新建一長18 m的過渡段，為漿砌石結構，寬由3.2 m過渡到4m。暗洞出口渠道采用干砌石護砌的方式，護砌5 m。

3.2 黃土坎趙嶺暗洞工程

黃土坎一、二級提水站干渠位于東港灌區(qū)西部，全長4.8 km，設計流量2.4 m3／s，比降1／5000。建成于20世紀60年代，80年代進行擴建，是黃土坎一級提水站提水灌溉并向二級站補水的重要渠道。其中：3＋000～3＋400、4＋100～4＋700（全長1.0 km）兩段渠道屬傍山渠道，渠道右岸為陡峭的山體，山上植被稀少，表面覆蓋層大部為頁巖、泥巖，抗剪強度較低，在雨季經(jīng)常發(fā)生滑坡，堵塞渠道。每年灌區(qū)需

花費大量的人力、物力進行搶修，但并未從根本上解決渠道滑坡問題，使供水成本逐年升高，加重了農(nóng)民水費負擔。為徹底解決渠道滑坡問題，本次設計擬將這兩段渠道由開敞式改建為暗洞式。鑒于當?shù)厥县S富，暗洞采用漿砌石拱型涵洞，斷面尺寸為：底寬3.0 m，拱臺高1.6 m，上部拱圈為半圓拱，拱圈厚度0.5 m，凈矢高1.5 m。

3.3 鐵甲礁石渡槽樞紐改建

鐵甲礁石渡槽位于鐵甲總干5＋492處，是鐵甲總干穿越石佛排水溝的重要連接工程，建成于1960年。

由于當時設計不合理，渡槽進口比上游渠底高1.3m，水頭損失較大，加之標準偏低及下游灌溉面積的擴大，正常過水能力無法滿足下游水田的灌溉需要，致使鐵甲總干1＋830～5＋492（跌水～礁石渡槽前）段經(jīng)常高水位超負荷運行，渠道沖刷嚴重，滑坡塌方現(xiàn)象時有發(fā)生。

由于運行年久，渡槽本身也存在著影響安全運用的隱患。主要體現(xiàn)在以下4方面：

1）漿砌石槽墩因水流沖刷、漂浮物撞擊、長期凍融破壞等影響，漿砌石槽墩破損、塊石脫落情況嚴重。

2）槽身底面（外側）部分混凝土漿層脫落砂化，個別部位露石、露筋，出現(xiàn)大面積孔洞，破損面積達槽底總面積的20%。

3）橡皮止水帶老化、龜裂、脫落，渡槽分縫處漏水嚴重。

4）原渡槽進、出口，采用柔性連接，連接漸變段直接置于回填土上，由于施工時，填土質量控制不嚴，使進、出口段沉陷過大，沉陷縫止水不能適應填土變形而破壞。由于沉陷縫開度較大，加之進出口破損嚴重，已無維修價值，只有拆除重建。

鐵甲總干渠首～礁石渡槽（0＋000～5＋492）段原設計沒有節(jié)制閘，區(qū)間部分較高地塊灌水一直非常困難，遇干旱季節(jié)，經(jīng)常撂荒；由于沒有節(jié)制閘，如果下游渠段出現(xiàn)險情，不能充分發(fā)揮礁石泄水閘的退水作用，對礁石泄水閘的管理運用非常不便。在此處新建一座節(jié)制閘，可使上述情況大為改善。

礁石泄水閘原為混凝土預制吊裝結構，設計泄水流量12.6 m3／s。經(jīng)多年運用，進、出口翼墻傾斜，閘后沖刷嚴重，消能工程破壞，洞體滲水嚴重。

本次設計擬在改建礁石渡槽的同時改建泄水閘，新增礁石節(jié)制閘，為節(jié)省工程造價，采用渡槽節(jié)制閘聯(lián)合布置方案。渡槽規(guī)模為：10m×2.9m× 66.6m；節(jié)制閘規(guī)模為：4.75m×2.7m×2孔（寬×高）；泄水閘規(guī)模為1.8m×1.4m×2孔。

3.4 灌區(qū)配套建筑物

鐵甲分區(qū)是1964年始建的，當年配套當年受益，到1966年完成基本配套，總干的建筑物建成年限較長，建設標準低、老化壞損嚴重，灌區(qū)現(xiàn)有支渠以上灌溉建筑物1027座，其中嚴重老化損壞326座，應逐步有計劃的進行更新改造，本期計劃改造總干建筑物27座，其中：分水閘15座，節(jié)制閘2座，排涵5座，農(nóng)道橋4座，倒虹吸1座。

4 灌溉新技術試驗站建設

東港市灌溉新技術試驗站是全國重點試驗站，主要負責濱海地區(qū)水田灌溉試驗研究工作，以指導水稻種植期間科學灌溉，為水利部灌溉試驗總站提供基礎數(shù)據(jù)，多年來為水田灌溉工作提供了很多科學數(shù)據(jù)與方法。試驗站原測坑始建于1988年，為鋼筋混凝土結構，測坑由28個坑體組成，每個測坑供試驗的凈面積4 m2，供排水體系均設置測坑廊道內，并由56塊水表計量灌排水量，灌排水管為鋼管。經(jīng)過20多年的運用，現(xiàn)灌排管路銹蝕阻塞不能使用，測坑沉降縫周圍滲漏嚴重，集水難以排除，測坑底部斷裂，現(xiàn)已不能使用，無維修價值。

5 灌區(qū)信息化建設

工程計劃建成覆蓋全灌區(qū)的水資源和水管理信息采集網(wǎng)絡以及水利信息傳輸寬帶網(wǎng)絡，全面開展水利信息資源建設，全面普及計算機技術對水利工作的輔助作業(yè)，實現(xiàn)各類水利信息資源的快速反應和全面共享，為本灌區(qū)、社會大眾和上級水行政主管部門提供準確、及時、有效的信息服務，為科學管理提供決策支持，全灌區(qū)實現(xiàn)水利信息化，為水利現(xiàn)代化奠定基礎。

［1］蔣厚建.長葫灌區(qū)信息化建設淺談［J］.四川水利，2002（05）：36.

［2］張澤良，寧曉杰.灌區(qū)信息化建設探討［J］.山西水利，2003（06）：39－40.

S274

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2014－10－31

馬秀梅（1966－），女，遼寧葫蘆島人，工程師，從事水文水資源評價、論證工作。

1007－7596（2015）06－0169－04