灌溉水利樞紐渠首方案比選的初探

張 慧 王子凱

（新疆農(nóng)牧區(qū)水利規(guī)劃總站，烏魯木齊 830000）

灌溉水利樞紐渠首方案比選的初探

張 慧 王子凱

（新疆農(nóng)牧區(qū)水利規(guī)劃總站，烏魯木齊 830000）

本文先就一般的水利樞紐渠首布置方案為參考，總結(jié)出渠首方案選擇所應(yīng)遵循的原則。再以實(shí)際灌溉水利樞紐的設(shè)計(jì)為典型案例，根據(jù)以上原則及實(shí)際情況，淺談在農(nóng)田灌溉水利樞紐中，渠首方案的選擇所應(yīng)考慮的因素。

渠首；青果崗灌區(qū)；方案比選

1. 引言

水是作物生長(zhǎng)過(guò)程中最為關(guān)鍵的因素，而借助灌溉水利樞紐，可以通過(guò)人工有效調(diào)控作物生長(zhǎng)所需的供水需求，在保證作物生長(zhǎng)的同時(shí)更加有效的利用水資源[1-2]。在實(shí)際的情況中，由于地形條件、作物類型、灌溉面積等原因，不能確保渠首水頭滿足自流灌溉要求時(shí)，要考慮灌溉水利樞紐渠首方案的選擇。

本文根據(jù)一般的水利樞紐渠首布置方案為參考，總結(jié)出渠首方案選擇應(yīng)遵循的原則，再結(jié)合典型案例，淺談在農(nóng)田灌溉水利樞紐中，渠首方案的選擇所應(yīng)考慮的因素。

2 一般水利樞紐渠首方案的選擇

通過(guò)趙保華等[3]，瞿運(yùn)斌[4]，張海英[5]等工程案例，可以總結(jié)出水利工程樞紐中渠首方案選擇所應(yīng)遵循的一般原則：

（1）工程量小，投資較省，并易于施工。

（2）盡量保證渠道的線路較短、水流順直、上下游銜接順暢。

（3）后期運(yùn)行管理方便，維護(hù)成本低。

3 灌溉水利樞紐渠首方案選擇工程實(shí)例

3.1 工程概況及渠道布置

本工程干渠位于拉薩市墨竹工卡縣境內(nèi)，拉薩河中段下游左岸。東起曲果崗村以東約1400m，西止于嘎采村，全長(zhǎng)0.95km。渠線東側(cè)山體高程3820～4500m，基巖裸露、裂隙發(fā)育，植被稀少；西側(cè)為河流寬谷地貌，洪積扇，一級(jí)階地、河漫灘發(fā)育，地形較為平坦，地面高程3807～3815m，地勢(shì)南高北南低，沿河谷縱向北高南低。渠尾位于墨竹瑪曲右岸，高程為3807m。具體的水位情況見(jiàn)下表。

青果崗灌區(qū)總布置：干渠1條，干斗渠9條。考慮到田面大小和距渠首的位置，將本灌區(qū)分兩個(gè)輪灌組：干斗1、干斗2、干斗3、干斗4、干斗5為輪灌組1，干斗6、干斗7、干斗8、干斗9為輪灌組2。其中，干斗7面積適中，可作為典型支渠進(jìn)行設(shè)計(jì)。干斗渠7長(zhǎng)為353m，農(nóng)渠布置4條，長(zhǎng)度為760m，間距為90m；每個(gè)農(nóng)渠上可以布置毛渠10條，長(zhǎng)度為90m，間距為76m。灌區(qū)總布置和典型區(qū)的布置圖如下所示：

3.2 流量推算

計(jì)算出干斗渠的設(shè)計(jì)流量值在0.015-0.046 m3/s之間，考慮到渠道斷面尺寸的原因，流量過(guò)小會(huì)使渠內(nèi)水位過(guò)低，甚至導(dǎo)致渠道淤積，因此統(tǒng)一將9條干斗渠的流量提高至0.1 m3/s。由于分了兩個(gè)輪灌組，在計(jì)算中需分別計(jì)算這兩個(gè)輪灌組的流量，選取較大的流量為干渠設(shè)計(jì)流量，然后可計(jì)算出渠首的設(shè)計(jì)流量。

3.3 渠首水位推算

本項(xiàng)目中，渠首處的設(shè)計(jì)水位經(jīng)測(cè)量為3813.13m，干斗渠各進(jìn)水口水位滿足后，再來(lái)分析各節(jié)點(diǎn)間的水位差是否滿足自流灌溉的要求經(jīng)逐級(jí)推求得到，渠首所需水位為3814.06m，而設(shè)計(jì)水位為3813.13m。因此，渠首不能滿足自流灌溉的要求。

3.4 渠首布置方案的選擇

渠首位置的選擇，根據(jù)拉薩河河道河勢(shì)、水文、泥沙、地質(zhì)等因素，從有利取水、防止淤積、確保安全等角度進(jìn)行分析論證。渠首盡量選擇取水口靠近主流、河岸堅(jiān)固以及凹岸彎道頂點(diǎn)以下地段；當(dāng)?shù)匦螚l件受到限制而必須設(shè)在凸岸時(shí)，渠首設(shè)在凸岸中點(diǎn)偏上游處，以保證渠首水位能使灌區(qū)農(nóng)田自流灌溉。

在本設(shè)計(jì)中，針對(duì)渠首水位不足的情況，可以采取的方案有以下幾種：

（1）減小部分渠段的設(shè)計(jì)比降。減小渠道的比降，會(huì)使渠道的走向與實(shí)際坡比相差過(guò)大，增加渠道的工程量，加大投資。另外，比降的減小，相應(yīng)地會(huì)使干斗渠的進(jìn)水口水位會(huì)降低，會(huì)使干斗渠的控制面積進(jìn)一步的減少。

（2）在渠首處建壅水建筑物，抬高渠首的設(shè)計(jì)水位，以滿足自流引水灌溉。

（3）為了滿足渠首的水位要求，選擇上游河床堅(jiān)固、不易淤積的河段，借修筑較長(zhǎng)的引水渠，通過(guò)獲得更高的設(shè)計(jì)水位來(lái)滿足自流引水的需求。

三種方案中，方案（1）會(huì)使渠道變長(zhǎng)，工程投資增加，灌區(qū)的灌溉控制面積減小。方案（3）雖然不用另行修建壅水建筑物，但卻由于取水口離灌區(qū)較遠(yuǎn)，增加了修筑渠道的投資，而且在拉薩河下游屬于典型的游蕩型河道，河勢(shì)較為復(fù)雜，可能會(huì)遇到難工險(xiǎn)段。因此不予考慮方案（1）與方案（3）。

本工程考慮方案（2），在渠首的上游修建引水渠，考慮借助引水渠和拉薩河比降差來(lái)獲得更高的水位，滿足灌區(qū)的自流灌溉要求，另外，渠首的上游有一段渠道雖然遭受損毀，但經(jīng)翻建后可作為成引水渠的一部分，這樣也會(huì)節(jié)省部分投資

4 灌溉水利樞紐渠首方案選擇應(yīng)考慮的因素

本次灌溉水利樞紐渠首方案的選擇，除了需要考慮工程投資、渠道選線和后期維護(hù)外，還需考慮以下幾方面因素：

（1）原則上不可減小部分渠道的比降，這樣不僅會(huì)增加工程量，還會(huì)使實(shí)際灌溉控制面積減小。

（2）新建渠首建筑物雖可滿足下游的灌水要求，但是投資會(huì)大大增加，應(yīng)做好投資預(yù)算比選工作，慎重選擇此類方案。

（3）修筑較長(zhǎng)的引水渠可抬高水位，滿足下游的灌溉，但是相應(yīng)投資會(huì)增大，另外可能還會(huì)遇到難工險(xiǎn)段，若采取此方案，需做好前期勘察工作。

5 結(jié)論與建議

灌區(qū)渠首方案的選擇和引水方式的確定，在灌區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)中極為重要，渠首的布置既要滿足灌溉期引水水位及流量要求，同時(shí)還必須確保其防洪安全。在灌溉水利樞紐渠首方案選擇的過(guò)程中，我們不僅需要考慮工程投資、渠道選線和后期維護(hù)等因素，還需結(jié)合實(shí)際情況，在保證灌溉面積不減小、避開(kāi)難工險(xiǎn)段、充分利用現(xiàn)有建筑物的前提下，綜合考慮各方面，選擇經(jīng)濟(jì)上可行、布置上合理的渠首建設(shè)方案。

[1]白秀梅. 水利工程發(fā)展趨勢(shì)初探[J]. 吉林農(nóng)業(yè)c版, 2011, (3):270-270.

[2]鐘華, 何家華. 淺談水利工程對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要性[J]. 民營(yíng)科技, 2010, (9):205-205.

[3]趙保華, 韋富英, 王永波. 淺析巴彥縣雙陽(yáng)灌區(qū)渠首改造工程渠首方案比選[J]. 水利科技與經(jīng)濟(jì), 2011, 17(7):22-23.

[4]瞿運(yùn)斌. 基于水利工程樞紐布置方案的選擇[J]. 黑龍江水利科技, 2014 (4): 110-112.

[5]張海英. 學(xué)興渠首壩址及總體布置方案比選[J]. 水利科技與經(jīng)濟(jì), 2014, 20(2): 78-80.

G322

B

1007-6344（2015）10-0059-01

張慧 （1989－），女。新疆沙灣人，助理工程師，主要從事農(nóng)田水利設(shè)計(jì)工作。E-mail:zhanghuisz@126.com