對(duì)灌區(qū)灌溉渠系系統(tǒng)的規(guī)劃布置探討

趙惠

（新疆兵團(tuán)勘測(cè)設(shè)計(jì)院（集團(tuán)）有限責(zé)任公司石河子分公司 石河子市 832000）

對(duì)灌區(qū)灌溉渠系系統(tǒng)的規(guī)劃布置探討

趙惠

（新疆兵團(tuán)勘測(cè)設(shè)計(jì)院（集團(tuán)）有限責(zé)任公司石河子分公司 石河子市 832000）

伴隨著農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，在灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中，渠道結(jié)構(gòu)以及建筑物結(jié)構(gòu)應(yīng)用不斷增多，如何建構(gòu)科學(xué)合理的規(guī)劃布局模型，需要相關(guān)技術(shù)人員結(jié)合實(shí)際情況，積極優(yōu)化項(xiàng)目管理和經(jīng)濟(jì)效益結(jié)構(gòu)，確保其在滿足配水任務(wù)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的共贏。文章分析案例，對(duì)灌區(qū)灌溉渠系系統(tǒng)規(guī)劃的基本形式、原則以及流程進(jìn)行了集中闡釋，并對(duì)其防洪規(guī)劃展開了探討，旨在為相關(guān)項(xiàng)目管理人員提供有價(jià)值的參考建議。

灌溉區(qū)域 灌溉渠系系統(tǒng) 規(guī)劃布置 防洪

在現(xiàn)代化灌區(qū)灌溉渠系系統(tǒng)中，要合理化設(shè)計(jì)其規(guī)劃布局模型，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)之間的協(xié)調(diào)并存，滿足灌溉和排水要求。只有保證灌區(qū)灌溉渠系系統(tǒng)規(guī)劃布局的完整程度，才能落實(shí)多元化發(fā)展布局策略，確保整體管理模型效果的最優(yōu)化。

1 案例分析

某工程項(xiàng)目是一期工程的續(xù)建部分，典型的電力提水灌溉工程項(xiàng)目，總灌溉面積為7.25萬(wàn)hm2，灌溉工程涉及4個(gè)直屬縣。工程項(xiàng)目總裝機(jī)容量約為1.21萬(wàn)kW，涉及30座抽水泵站，并集中安裝了150臺(tái)抽水機(jī)組。在工程項(xiàng)目運(yùn)行過(guò)程中，至總工程量一半時(shí)由于資金短缺，存在一段時(shí)間的停工，在此期間，骨干渠系和支渠地貌特征發(fā)生了很多變化，相關(guān)工程規(guī)劃人員對(duì)其進(jìn)行了復(fù)測(cè)，并針對(duì)灌區(qū)灌溉渠系系統(tǒng)進(jìn)行了二次規(guī)劃布置，結(jié)合相應(yīng)的基本原則，保證設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)順應(yīng)工程項(xiàng)目的整體要求。

2 灌區(qū)灌溉渠系系統(tǒng)規(guī)劃布置概述

2.1 灌區(qū)灌溉渠系系統(tǒng)規(guī)劃布置的基本原則

在對(duì)灌溉區(qū)域的灌溉渠系統(tǒng)進(jìn)行集中設(shè)計(jì)和綜合管理的過(guò)程中，要針對(duì)骨干區(qū)域和支渠灌溉區(qū)域進(jìn)行統(tǒng)籌設(shè)計(jì)，結(jié)合其自身需求，嚴(yán)格遵守規(guī)劃要求，完成規(guī)劃布置工作[1]。其中，骨干區(qū)域的布置具有全局性意義，不僅僅是規(guī)劃結(jié)構(gòu)的中心，也是整體工程項(xiàng)目繼續(xù)推進(jìn)的關(guān)鍵，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人員要結(jié)合經(jīng)濟(jì)要求以及安全參數(shù)進(jìn)行綜合布置，確保相關(guān)運(yùn)行維度和管理機(jī)制的貼合度，結(jié)合調(diào)查研究有序完成，真正實(shí)現(xiàn)整體規(guī)劃布局的可持續(xù)發(fā)展，充分發(fā)揮布置方案的實(shí)際價(jià)值。

（1）對(duì)灌區(qū)灌溉渠系系統(tǒng)的支渠部分進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，也要遵循基本原則。在規(guī)劃布置過(guò)程中，技術(shù)人員要嚴(yán)格遵守灌區(qū)的具體要求，規(guī)劃布置結(jié)構(gòu)要按照灌區(qū)的土地利用規(guī)劃模型以及行政區(qū)的實(shí)際規(guī)劃的相關(guān)模型規(guī)范有序進(jìn)行，保證溝渠的具體參數(shù)貼合實(shí)際需求[2]。著重對(duì)支渠的間距以及長(zhǎng)度進(jìn)行機(jī)械化耕作，以保證溝渠的規(guī)劃布置切實(shí)有效。

（2）骨干渠渠系系統(tǒng)的規(guī)劃布置是整體布置系統(tǒng)中的重點(diǎn)，不僅僅擔(dān)負(fù)著主要的灌溉任務(wù)，也對(duì)整體灌區(qū)的經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生影響，灌區(qū)灌溉渠系系統(tǒng)是最基本的應(yīng)用框架，在實(shí)際處理過(guò)程中，技術(shù)人員要充分結(jié)合規(guī)劃要求，不僅要對(duì)地形進(jìn)行及時(shí)的調(diào)研，也要保證水源、地質(zhì)等因素符合實(shí)際需求。首先，有效運(yùn)行自流灌溉和自流排水。在灌溉渠灌溉渠系系統(tǒng)的水源水位以及排水承載區(qū)域水位的情況較為固定時(shí)，將其渠道盡量布置在高地，最大化地滿足自流灌溉區(qū)域，而排水渠道則要布置在地勢(shì)較低的區(qū)域，實(shí)現(xiàn)自流直接流于承載泄流水量的目的。也就是說(shuō)，要對(duì)不同水位進(jìn)行集中控制，才能真正合理化地升級(jí)灌溉區(qū)域的綜合水平。其次，在骨干渠渠系系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，要將骨干區(qū)域和支渠渠道進(jìn)行統(tǒng)籌布置和安排，多數(shù)情況要保持灌區(qū)內(nèi)部灌溉區(qū)域和排水渠道“各自為政”，形成相互不打擾的排水模型，提高水位管理和控制水平。例如，在平原地區(qū)，灌溉渠道若是要利用布置結(jié)構(gòu)優(yōu)化其實(shí)際效果，就要保證排水溝布置的合理性。最后，技術(shù)人員在應(yīng)用渠道布置操作模型的過(guò)程中，要對(duì)工程量以及工程費(fèi)用進(jìn)行綜合考量，在滿足安全要求的基礎(chǔ)上，結(jié)合其地形特征，有效利用直穿和繞行等多種方式，對(duì)渠道的運(yùn)行基礎(chǔ)展開多元化管理，從根本上減少灌區(qū)灌溉渠系系統(tǒng)的工程量，深度貫徹落實(shí)基礎(chǔ)處理要求，提升其整體價(jià)值[3]。

除此之外，在灌區(qū)灌溉渠系系統(tǒng)規(guī)劃布置過(guò)程中，要嚴(yán)格遵守因地制宜的原則，確保其布置模型貼合當(dāng)?shù)匾?，利用集中的水位落差?shí)現(xiàn)發(fā)電要求，短距離排水溝兼做航道，進(jìn)行貨物運(yùn)輸。

2.2 灌區(qū)灌溉渠系系統(tǒng)規(guī)劃布置的基本形式

在灌區(qū)灌溉系系統(tǒng)規(guī)劃布置模型建立過(guò)程中，要滿足經(jīng)濟(jì)需求和管理框架體系的實(shí)際要求?；窘M成結(jié)構(gòu)主要包括灌區(qū)取水樞紐、不同級(jí)別的輸水渠道、不同級(jí)別的配水渠道以及排水和泄水區(qū)域等[4]。目前，較為普遍的灌區(qū)灌溉渠系系統(tǒng)主要包括兩種形式，一種是山丘、丘陵區(qū)的灌區(qū)灌溉渠系，另一種是平原型灌區(qū)灌溉渠系。而在實(shí)際布置形式中，干渠沿等高線布置和干渠沿分水嶺布置是較為常見的布置方式。

（1）干渠沿分水嶺布置。主要地形指的是地面崗脊線較多的情況，整體布置結(jié)構(gòu)的沿線方向要保證等高線垂直，設(shè)計(jì)干渠比要依據(jù)地面的實(shí)際坡度進(jìn)行綜合測(cè)定。而對(duì)于該區(qū)域的支渠結(jié)構(gòu)，要在干渠的兩側(cè)有效分出，從而滿足大規(guī)模灌溉的要求。一般而言，在淺丘崗地的灌區(qū)多采用這種“上段盤山下端沿脊線”的方式，減少了干渠結(jié)構(gòu)和天然河溝的交錯(cuò)問(wèn)題，不僅工程量較少，且建筑物數(shù)量也較為合理。值得一提的是，在山丘地區(qū)，干渠要結(jié)合實(shí)際情況修建銜接建筑物，利用泄洪建筑以及沿渠道的山坡截留溝渠進(jìn)行綜合管控，優(yōu)化其對(duì)于山洪的抗擊能力[5]。

（2）干渠沿高線布置。主要指的是干渠的位置沿著灌溉區(qū)域的上部邊緣進(jìn)行集中布置，整體布置結(jié)構(gòu)是為了更好的滿足其全面灌溉的要求，利用支渠對(duì)其進(jìn)行側(cè)面引出，多應(yīng)用于分水嶺地形結(jié)構(gòu)中。由于地面等高線等位置和主要河流的方向呈現(xiàn)的是平行狀態(tài)。并且，在灌溉區(qū)域內(nèi)，山溪以及河流等都可以當(dāng)做干溝模型以及支溝模型。值得一提的是，在干渠沿高線布置過(guò)程中，由于干渠的渠線線路較長(zhǎng)，要針對(duì)渠道底部進(jìn)行緩坡設(shè)計(jì)，集中水位落差滿足發(fā)電目要求。需要著重注意的是，在干渠沿高線布置結(jié)構(gòu)中，干渠的位置要適中，從根本上滿足設(shè)計(jì)優(yōu)化原則，真正優(yōu)化其布置位置，不宜過(guò)高或者過(guò)低?？傊Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員要結(jié)合實(shí)際要求，綜合考量地形特征，確保設(shè)計(jì)維度能貼合經(jīng)濟(jì)要求以及灌區(qū)灌溉系統(tǒng)的具體參數(shù)體系[6]。

2.3 灌區(qū)灌溉渠系系統(tǒng)規(guī)劃布置的基本流程

在灌區(qū)灌溉渠系系統(tǒng)規(guī)劃項(xiàng)目推進(jìn)過(guò)程中，相關(guān)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人員要按照基本流程步驟有序開展，在滿足相關(guān)要求的同時(shí)，充分發(fā)揮灌溉渠系系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。

（1）對(duì)渠線進(jìn)行初步勘察。在設(shè)計(jì)項(xiàng)目開始初期，要對(duì)整體情況和地理要求進(jìn)行系統(tǒng)化分析，并在地圖上進(jìn)行整理，按照渠道布置的基本原則，對(duì)渠系系統(tǒng)的大致結(jié)構(gòu)進(jìn)行勾畫。值得一提的是，在建立灌溉渠系系統(tǒng)模型之前，技術(shù)人員需要對(duì)當(dāng)?shù)馗刹咳罕娺M(jìn)行走訪，確保設(shè)計(jì)維度能貼合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際要求，制定不同的方案，反復(fù)比較并進(jìn)行有效的甄別。初步勘察非常關(guān)鍵，利用儀器對(duì)干渠的控制點(diǎn)進(jìn)行集中處理，一般采用的是等渠道比降參數(shù)，并標(biāo)注相對(duì)位置以及高程結(jié)構(gòu)，按照實(shí)際要求對(duì)支渠的分水口和渠線的具體方向進(jìn)行有效標(biāo)定，從而更好地對(duì)支渠控制范圍進(jìn)行全面劃分和處理。只有保證受益的田地以及支渠的渠線位置完整有序，才能在滿足地質(zhì)特征評(píng)估的基礎(chǔ)上，符合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際需求[7]。

（2）進(jìn)行二次復(fù)查。在二次復(fù)查過(guò)程中，要對(duì)干渠的線路進(jìn)行集中的二次查驗(yàn)，利用視距測(cè)量機(jī)制以及水準(zhǔn)測(cè)量機(jī)制對(duì)不同控制點(diǎn)的相對(duì)位置和高程進(jìn)行有效處理。例如，在處理過(guò)程中，要對(duì)經(jīng)濟(jì)效益、工程量、工程施工難易程度等進(jìn)行深度分析和集中處理。在對(duì)干渠進(jìn)行復(fù)查后，整體灌區(qū)灌溉渠系系統(tǒng)的大致方案已經(jīng)確定，對(duì)于相應(yīng)參數(shù)要進(jìn)行及時(shí)的登記。

（3）對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初測(cè)。在二次復(fù)查后，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人員要對(duì)渠線進(jìn)行初步測(cè)量，渠道兩側(cè)實(shí)際寬度控制在（100～200）m之間。初測(cè)工作要保證導(dǎo)線結(jié)構(gòu)和渠道中線的匹配程度，并對(duì)渠道沿線的土壤、地質(zhì)等參數(shù)進(jìn)行集中審核和標(biāo)注，并把渠系系統(tǒng)中涉及的建筑位置以及材料的開采地點(diǎn)進(jìn)行綜合分析，只有保證建筑物類型以及主要尺寸貼合實(shí)際要求，才能真正落實(shí)設(shè)計(jì)項(xiàng)目，記錄人員要將初測(cè)結(jié)果以及相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中匯總。

（4）紙上定線操作。在測(cè)量工作告一段落后，要進(jìn)行集中的定線，結(jié)合地形圖的基本框架，對(duì)渠道中心線的平面位置以及縱斷面位置進(jìn)行確認(rèn)。按照比例尺等高距（0.5～1.0）m的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行地形圖繪制[8]。另外，在進(jìn)行中心線位置定位之前，相關(guān)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人要對(duì)渠道入口到渠道平渠之間的平均縱坡參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)化計(jì)算，結(jié)合實(shí)際流量和土質(zhì)條件，合理布置縱坡，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)橫斷面等。并計(jì)算渠道比降參數(shù)，結(jié)合灌區(qū)灌溉渠系系統(tǒng)的沿線地形結(jié)構(gòu)以及實(shí)際輸水量要求，通過(guò)精密計(jì)算以保證設(shè)計(jì)框架貼合實(shí)際。只有確定了灌區(qū)灌溉渠系系統(tǒng)內(nèi)渠道彎道的最小曲率半徑、水頭損失等參數(shù)，才能完成定線要求。

（5）定線測(cè)量。在定線測(cè)量工序開展后，要在實(shí)地對(duì)渠道中心線進(jìn)行有效劃定，并按照中心線各個(gè)樁號(hào)的實(shí)際位置測(cè)繪出縱斷面。只有保證定線測(cè)量過(guò)程的完整度，才能實(shí)現(xiàn)整體管理效果的升級(jí)。在地質(zhì)勘查項(xiàng)目運(yùn)行和管控過(guò)程中，要對(duì)地質(zhì)條件、土石分界線以及塌方問(wèn)題等進(jìn)行綜合預(yù)估，并對(duì)危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行集中加固。

3 灌區(qū)灌溉渠系系統(tǒng)規(guī)劃的防洪功效

灌區(qū)灌溉渠系系統(tǒng)除了對(duì)田地進(jìn)行灌溉外，也能利用自身的防洪規(guī)劃保證渠道排水出路順暢，相關(guān)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人要在結(jié)合防洪要求的基礎(chǔ)上，對(duì)渠道沿線的經(jīng)濟(jì)情況等客觀因素進(jìn)行綜合考量，嚴(yán)格遵守防洪規(guī)劃的原則，有序推進(jìn)規(guī)劃體系的運(yùn)作。在規(guī)劃制定和運(yùn)行過(guò)程中，要盡量采用立體交叉排洪建筑物，減少渠道承載的負(fù)擔(dān)。并對(duì)進(jìn)入渠道的洪水進(jìn)行洪峰流量設(shè)計(jì)，以保證灌溉區(qū)域以外的地面水從邊界處的截水溝直接排走[9]。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，灌區(qū)灌溉渠系系統(tǒng)規(guī)劃項(xiàng)目在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，需要相關(guān)技術(shù)人員結(jié)合實(shí)際情況，建構(gòu)系統(tǒng)化且完整的管理方案和設(shè)計(jì)模型，在深入調(diào)查社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件以及地形、人文等基本參數(shù)后，建立分析比對(duì)體系。與此同時(shí)，根據(jù)灌溉需求深度落實(shí)綜合治理原則，保證灌區(qū)灌溉渠系系統(tǒng)規(guī)劃布置結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化，也為農(nóng)業(yè)灌溉項(xiàng)目的可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

[1]賈應(yīng)堂.聚苯板保溫墊層在雙塔灌區(qū)灌溉渠道上的應(yīng)用[J].科技與企業(yè),2014,22(18)：96-96.

[2]趙文舉,馬孝義,劉哲等.多級(jí)灌溉渠系配水優(yōu)化編組模型與算法研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2015,24(02)：11-16.

[3]劉曉俊.瀟河灌區(qū)農(nóng)田灌溉渠系配套工程建設(shè)分析研究[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù),2015,22(04)：31-31.

[4]宋松柏,呂宏興.灌溉渠道輪灌配水優(yōu)化模型與遺傳算法求解[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2014,20(02)：40-44.

[5]韓宇,呂宏興,余國(guó)安，等.兩種運(yùn)行方式下灌溉渠道的非恒定流數(shù)值模擬[J].長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào),2015,27(03)：29-33.

[6]劉領(lǐng),史峰,賀小近，等.灰色系統(tǒng)模糊綜合評(píng)估法在水利工程招標(biāo)中的應(yīng)用——以西藏自治區(qū)某灌溉渠系為例[J].河南科技（上半月）,2015,11(12)：32-33.

[7]盧勝利,曹家麟,雷崇民，等.黃河可交易水權(quán)制度與引黃灌溉渠網(wǎng)數(shù)字化研究[J].人民黃河,2014,26(07)：28-30.

[8]曹虎.山東濱州灌溉渠道及其環(huán)境景觀設(shè)計(jì)研究——以張肖堂東干渠及其環(huán)境景觀設(shè)計(jì)為例[D].蘇州：蘇州大學(xué),2013. [9]陸洪昌.對(duì)灌區(qū)灌溉渠系系統(tǒng)的規(guī)劃布置探討[J].水利科技與經(jīng)濟(jì),2013,19(01)：87-88.

2017-02-10）

趙惠（1973-），男，陜西人，大學(xué)本科，工程師，研究方向或主要工作性質(zhì)，水利工程設(shè)計(jì)。