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摘要:隨著人民生活水平的不斷提高,農業、城鎮,工業和生活需水量日益增加,水資源供求矛盾日漸突出,當地群眾迫切希望擴大灌區規模,發展灌溉。但由于灌區自身財力有限,資金投入不足,對老化失修工程不能進行及時、系統的維修及續建配套和節水改造,造成水利用率偏低,水資源浪費嚴重,制約著灌區的發展。本文對萬全縣洋河灌區續建配套與節水改造項目進行了較初步的設計分析。
摘要;項目建設,設計方案,分析
一、項目建設的必要性
(一)節水改造項目建設是灌區發展的基礎:洋河灌區存在著水源不足、浪費嚴重、配套不全、老化失修、缺乏投入、管理粗放等問題,在水源日趨匱乏的情況下,對灌區進行以節水為中心的續建配套和節水改造工作是十分必要的。一方面,灌區水源工程近年來明顯減用水少趨勢,而工業用水、城市生活用水及環境用水卻逐年增加,大量出擠占了農業用水,造成農業灌溉水源的嚴重不足;另一方面,灌區道路工程建設標準低,土質渠道滲漏損失嚴重,水的利用率低,又加重了水資金源的緊缺形勢。因此,灌區要在當前形勢下求得發展,只能大力推行節水改造技術。在灌區內大力發展節水灌溉,大幅度提高水的利用率,通過節水擴大灌溉面積,提高保澆程度,實現增產、增收、增效,是現階段緩解水資源緊缺,實現農業可持續發民的現實選擇和有效途徑。
(二)節水改造項目建設是發展經濟效益型農業的需要:目前中國農業處于由產量型向效益型、粗放型集約型轉變時期,這種轉變已經對灌區原有的灌溉方式提出了新的要求,它要求縮短灌水周期,提高灌溉保證率以實現農作物的適時、適量灌溉,在水資源日趨緊張的情況下,必須大力發展節水灌溉以適應現代農業發展的要求。發展節水灌溉也是洋河灌區農業發展的長遠大計和基本戰略。
二、項目建設目標及標準分析
目標:解決灌區骨干工程設施不配套,建筑物老化嚴重,渠系水量損失大,灌溉水利用率低,效益衰減等問題。在現有灌區工程的基礎上,恢復、改善或擴大灌溉面積,提高水的有效利用率,提高灌排能力,改善農業水利條件,改善灌區水環境,推動灌區管理體制改革與經營機制轉變,達到農業增產增收。
標準:根據規范要求,結合灌區所處地理位置和水資源狀況,灌溉工程渠灌設計灌溉保證率采用50%,管灌設計灌溉保證率采用75%;實施地表水、地下水聯合運用措施,灌區有效灌溉面積30.98萬畝,屬大型灌區。根據《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL252-2000)和《灌溉與排水工程設計規范》(GB50288-99),引水樞紐為Ⅲ等,其主要建筑物為3級,次要建筑物為4級。引水干渠工程為Ⅳ等,其筑物等級為4級,支渠工程等級為Ⅴ等,其建筑物等級為5級。主要建筑物防洪標準30年一遇,次要建筑物防洪標準20年一遇。
三、主要工程設計方案分析
本節水灌溉項目實施主要是在原有輸水渠道上進行渠道防滲襯砌,以減少渠道滲漏,提高渠系水利用系數,達到節水并為下游官廳水庫多送水、送好水的目的。在襯砌斷面選擇上,由于襯砌渠道糙率減小,輸水能力加大,所以我們比較了縮窄渠道斷面和維持原斷面襯砌兩個方案的比較。
方案Ⅰ:以原設計渠道斷面為基礎進行襯砌,只襯砌清水流量加安全超高的高度。該方案襯砌渠底寬與未襯砌前基本接近,渠坡穩定,襯砌深度較小,只需對現狀斷面稍加修整,土方量較小,工程對整個渠道及其建筑物影響較小,而且適用于清、洪兩套水灌溉的實際情況,易于被當地群眾接受。
方案Ⅱ:對現有斷面進行部分填筑后再進行襯砌。該方案縮減渠道過水斷面,對襯砌工程量影響不大,而增加的土方回填工程量造價遠高于減少襯砌工程量的造價,并且在新做回填土上襯砌,復坡段不易夯實,施工難度大,工程質量難以保證。同時考慮到和原有襯砌渠段及非襯砌段的平順相接,該方案很不合理。
因此,經方案比較,推薦采用方案Ⅰ。
四、工程斷面材料選取分析
干渠襯砌的主要目的是減少滲流量,所以材料的選擇應因地制宜,實用有效,根據防滲效果、工程造價、施工難易程度決定。
①干渠現澆混凝土襯砌
干渠現澆混凝土襯砌渠道防滲效果好,可減少輸水損失的80~90%;糙率小渠道過水能力大,抗沖性和耐久性好,強度高,適合于機械化施工,工程造價居中;但混凝土抗凍性能與漿砌石比較差,對于渠道橫向不均勻沉陷適應性差,根據2001年一期工程完成情況看,混凝土現澆襯砌對渠道土質為砂土、砂壤且地下水埋深較大渠段較為適宜。
②漿砌塊石襯砌
該種襯砌型式整體性較好,防凍能力強。缺點是襯砌斷面大,造價高,渠床糙率高,防滲效果差,在同等斷面情況下,過水能力小,所以在地下水位埋深較淺不需要考慮滲漏的部分渠段采用該種形式。
③預制混凝土襯砌
混凝土預制件襯砌,對于渠道橫向不均勻沉陷適應性強。但防滲效果較差,混凝土抗凍性能較差,維修率高,整體性差,造價高,施工環節多速度慢,因此本次不采用該種襯砌形式。
洋河灌區地勢較為平坦,原渠邊坡較緩,交通便利,適于機械化施工,且本次工程渠道段均為砂壤土,且渠道地下水埋深均大于2.0m,故經以上方案比較,本次工程干渠襯砌采用方案①,即干渠襯砌全部為現澆混凝土襯砌。
結束語:洋河灌區是張家口市萬全縣重要糧食、水果、蔬菜生產基地之一,但灌區普遍存在渠系防滲程度低,工程老化失修,灌溉水利用系數低,灌溉技術落后等問題。為適應發展高產、優質、高效農業和節水農業的要求,充分發揮灌區效益,對灌區工程進行續建配套和節水改造工程是十分必要的。灌區續建配套及節水改造工程以保證灌區正常供水為前提,以實施節水灌溉為中心,洋河灌區2011年度續建配套與節水改造工程完成后,將使灌區灌溉水的利用系數有較大提高,灌溉面積得到充分恢復和發展。經過水土資源平衡分析論證,在工程實施后,灌區可利用水資源也完全可以滿足灌區范圍內今后發展需要。