王平++姚羽宸 王金和
[摘 要]青州市譚坊鎮(zhèn)南部丘陵區(qū)是青州市的干旱缺水地區(qū),修建蓄水池抗旱在這里取得了成功的經(jīng)驗,本文總結(jié)了該地蓄水池工程建設(shè)的實踐,對其他類似地區(qū)的抗旱有一定指導(dǎo)意義。
[關(guān)鍵詞]丘陵區(qū);機井;抗旱;蓄水池;灌溉。
中圖分類號:F301 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)19-0084-01
1 干旱成因淺析
1.1 地形地貌特征
譚坊鎮(zhèn)是山東省青州市的大鎮(zhèn),面積84.1平方公里,人口5.4萬人,耕地8.3萬畝。由原來的譚坊、鄭母、宋池、趙坡四個鄉(xiāng)鎮(zhèn)合并而來,除原譚坊外全是低山丘陵,約占全鎮(zhèn)總面積的一半,主要有3座較高的山丘:靈山海拔194米,南山海拔217米,香山海拔189米。地勢南高北低,丘陵區(qū)大部分耕地為山前平原,平均比降達0.7%,香山以北為平原區(qū),平均比降為0.3%。 丘陵植被情況較差,存在水土流失現(xiàn)象。
1.2 降水特征
據(jù)統(tǒng)計,譚坊鎮(zhèn)多年平均降水量660毫米,南部丘陵區(qū)降水量偏少近兩成,2011年譚坊鎮(zhèn)北部平原區(qū)降水量達920毫米即發(fā)生了嚴(yán)重內(nèi)澇,而南部丘陵區(qū)不足700毫米,僅達到平水年水平。且降水極其不均,多集中在6-9月份,冬春季節(jié)降水量占全年降水量的10%以下。
1.3 水文地質(zhì)特征
主要地層為第三系玄武巖和第四系粘土、亞粘土,主要含水巖組為風(fēng)化玄武巖和第三系砂巖,地下水儲存于玄武巖風(fēng)化裂隙中,風(fēng)化裂隙呈氣孔狀和蜂窩狀。過去用水矛盾小的時候,地下水埋藏較淺,但隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水增加,加之該區(qū)域地形平均坡降較大、水土流失較嚴(yán)重,地下水得不到有效地涵養(yǎng)和補給,致使目前機井水位已普遍降到地面150米以下,上水流量小于10m3/h。
1.4 干旱成因淺析
通過上述地形地貌、降水、水文地質(zhì)等情況的綜合分析不難得出該地干旱缺水的原因。
由于近年來降水連續(xù)偏小,且時空分布極不均勻。加之該區(qū)域耕地屬低山丘陵薄地,地塊分散,無法大面積種植糧食作物,現(xiàn)在大部分以種植大棚蔬菜、瓜果等經(jīng)濟作物為主,復(fù)種指數(shù)高,用水量呈逐年增加趨勢,致使地下水位降至地面150米以下,上水流量小于10m3/h,用水矛盾加劇,用水高峰時很多機井上水流量不足5m3/h,根本沒法灌溉農(nóng)田,到目前為止全鎮(zhèn)丘陵區(qū)的機井幾乎成了廢井。
2 水池工程種類及作用
解決該區(qū)域干旱缺水情況,我們的基本思路有兩條,一是充分利用汛期地表水,二是充分利用原有的機井,發(fā)揮地下水的作用。實施的方法就是建防滲蓄水池。
3 工程實施
3.1 實施方案
根據(jù)地形、地質(zhì)及結(jié)構(gòu)應(yīng)力情況,新建的十四座水池結(jié)構(gòu)形式分為三種,第一種是矩形漿砌石水池,第二種是圓形漿砌石水池,第三種是方形鋼筋混凝土水池。前兩種適合于山丘區(qū),后一種適合于山前平原區(qū),蓄水池全部是埋置于地下。
漿砌石水池10座,總?cè)萘?670立方米。該類水池的特點是結(jié)構(gòu)簡單、施工方便。為確保水池防滲效果和基礎(chǔ)整體性、防止池底產(chǎn)生裂縫漏水,水池底板均采用強度等級C30以上的鋼筋混凝土,厚度300毫米以上,鋼筋混凝土底板澆筑前鋪設(shè)C15素混凝土墊層,厚度100毫米,或采用三七灰土墊層,厚度180毫米,底板鋼筋混凝土兼作漿砌石池壁基礎(chǔ),保證了水池底部的整體性和防滲效果。漿砌石池壁采用M10水泥砂漿砌塊石重力式擋土墻結(jié)構(gòu),墻背坡度度0.35,為防止矩形水池四角產(chǎn)生裂縫漏水,四角采用四分之一圓弧連接,內(nèi)圓弧半徑1.2米,見圖1。為增加池壁整體剛度、防止池壁產(chǎn)生橫向變形而倒塌,矩形水池池壁擋墻每隔5米設(shè)置一道扶壁墻,深入墻后2米,扶壁墻采用M10水泥砂漿砌塊石結(jié)構(gòu)厚度不少于400毫米,圓形水池池壁擋墻形式與矩形漿砌石水池相同,不同的是由于圓形拱的作用,池壁不需要設(shè)置扶壁墻。池壁和池底統(tǒng)一做防滲處理,池壁采用1:2.5水泥砂漿和1:2水泥砂漿各15毫米,池底采用1:2.5水泥砂漿和1:2水泥砂漿各15毫米,中間作水泥素漿,見下圖2所示。為保證漿砌石水池整體性,在池頂現(xiàn)澆C30鋼筋混凝土圈梁,寬600毫米,高300毫米。
鋼筋混凝土方形水池4座,每座水池容量為200立方米。這類水池全部是地下,最危險的荷載組合是建成無水期,水池池壁承受單側(cè)土壓力作用,鋼筋混凝土水池采用整體現(xiàn)澆,混凝土強度等級為C30,抗?jié)B等級根據(jù)最大作用水頭和混凝土壁、板厚度之比值<10確定為S4,抗凍等級根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件和外露情況采用F150即滿足要求。鋼筋采用HRB33,按荷載計算成果配置,池壁和池底均配雙層鋼筋,并在四角加配拉結(jié)鋼筋。該種水池具有整體剛度大、防滲防凍性能好、工程量省等優(yōu)點,更適合于山前平原地區(qū)修建。
工程施工時應(yīng)注意的幾個要點:
一是蓄水池的開挖土石方一般是比較大的,用挖掘機開挖時,主要注意的是盡量不要超挖,挖掘機應(yīng)挖至比設(shè)計基底高出0.5米以上,其余的人工開挖清平。如果池基座落在風(fēng)化的玄武巖上,要將風(fēng)化層全部挖除,挖到新鮮巖石,若產(chǎn)生了超挖,如果比設(shè)計水池底面低很多可考慮修改設(shè)計,差的少就用C15混凝土墊層找平。開挖土邊坡坡度不低于1:1.0,另外對挖出來的草根等有機物要全部清離現(xiàn)場。
二是水池池壁擋墻砌筑一定要在池底鋼筋混凝土達到50%以上強度后再進行,并注重擋土墻砌體的日常養(yǎng)護管理。扶壁墻一定注意與池壁擋土墻砌成一體,不要留縫。擋土墻分層砌筑,每砌完一層用水泥砂漿抹平砌縫,做到砂漿飽滿,并杜絕直縫。
三是墻后回填是相當(dāng)關(guān)鍵的一步,采用粘性土回填,設(shè)計壓實度不低于0.92。由于開挖水池時會挖出大量的風(fēng)化的玄武巖碎石,這些玄武巖碎石可用于回填,但注意控制填料粒徑不應(yīng)大于60mm,且回填石料量不應(yīng)超過總填料量的20%,分層回填厚度不得厚于300毫米,電夯、人工夯均可,夯前若土料干燥,要撒水拌勻后再行夯實工。
3.2 籌資運營模式
采用政府扶持多方投資、群眾受益的方式。
本鎮(zhèn)今年共新建了抗旱水池十四座,其中漿砌石池壁鋼筋混凝土池底結(jié)構(gòu)的十座,鋼筋混凝土水池四座。
工程的實施得益于上級的大力扶持和推動。今年初,面對我市連年干旱、用水矛盾不斷加劇已經(jīng)嚴(yán)重影響到經(jīng)濟發(fā)展的現(xiàn)實情況,青州市委市政府及時出臺了《關(guān)于加快五小水利工程建設(shè)的意見》,市水利局根據(jù)這一意見精神出臺了具體實施方案,規(guī)定新建水池,蓄水量200立方米以下的市級財政按每立方米蓄水量150元補助,200立方米以上的市級財政按每立方米蓄水量100元補助,不足部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)、街辦及村民個人解決。原則上土方開挖、回填工程費用由用戶村民自己解決,上級補助后再不足的由鎮(zhèn)財政扶持解決。
3.3 建成后試運行
在上級的大力支持和村民的積極參與下,譚坊鎮(zhèn)政府決定在嚴(yán)重缺水的南部丘陵地區(qū)新建十四座抗旱蓄水池,自四月初啟動,至八月底已基本竣工并蓄水使用,共增加蓄水水量7470立方米,提供灌溉水量4萬方。
結(jié)束語
譚坊鎮(zhèn)修建抗旱蓄水池工程取得了初步的成功,它為干旱地區(qū)抗旱提供了一種新的模式,其工程技術(shù)經(jīng)驗及投資運作模式對其他類似地區(qū)的抗旱工作有一定指導(dǎo)意義。隨著下一步配套工程措施的完善,相信這里的抗旱工作會更上一層樓。