魏 芳

(廣東省水利水電科學(xué)研究院，廣東 廣州 510615)

小型農(nóng)田水利重點縣建設(shè)渠道設(shè)計存在的問題

魏 芳

(廣東省水利水電科學(xué)研究院，廣東 廣州 510615)

渠道是小型農(nóng)田水利重點縣建設(shè)的重要組成部分，做好渠道設(shè)計直接關(guān)系著該工程灌溉效益的有效發(fā)揮。本文以某縣小型農(nóng)田水利重點縣建設(shè)工程為例，分別對渠道平面布置、襯砌方案比選、渠道縱坡等幾個方面存在的問題進行分析，并提出相應(yīng)的處理方案，可為類似工程提供參考。

平面布置；襯砌；縱坡；山體

小型農(nóng)田水利重點縣建設(shè)是貫徹落實中央2011年一號文件，強調(diào)突出加強農(nóng)田水利等薄弱環(huán)節(jié)建設(shè)，實施科學(xué)發(fā)展觀的具體舉措。近幾年，隨著小型農(nóng)田水利重點縣建設(shè)(以下簡稱重點縣)項目數(shù)量越來越多，該工程所曝露出的問題也越來越多。而渠道作為重點縣項目的重要組成部分，渠道存在的問題也日益突出。做好渠道建設(shè)能更有效地保障農(nóng)民生產(chǎn)用水，解決旱澇災(zāi)害問題，從而進一步改善項目區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，發(fā)揮重點縣項目區(qū)連片效益，穩(wěn)步提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力。因此，優(yōu)化渠道設(shè)計，加強渠道建設(shè)亦顯得尤為重要。本文以某縣小型農(nóng)田水利重點縣工程為例，對工程中渠道設(shè)計存在的問題進行分析。

1 渠道平面布置

渠道作為重點縣工程的“血脈”，平面布置是否合理直接影響著渠道作用能否有效發(fā)揮。許多工程渠道設(shè)計根據(jù)原有土渠走向直接進行“三面光”處理，這種設(shè)計方案優(yōu)點是不用調(diào)整土地，節(jié)省投資，工期較快。但是，原有渠道分布較為雜亂，排灌系統(tǒng)不夠合理，即使進行“三面光”處理，渠道的灌溉效益依然難以有效發(fā)揮。

本次渠道設(shè)計在原有土渠基礎(chǔ)上按生產(chǎn)供水需求對排灌渠道進行合理布局，將彎曲的渠道適當(dāng)拉直，發(fā)揮作用不大的渠道進行回填恢復(fù)農(nóng)耕，在適當(dāng)位置新增渠道，根據(jù)實際需要對排灌渠作一部分調(diào)整并加以襯砌，做到主要排灌渠分家，田間部分渠道排灌兩用。大排渠依舊保留原有土渠，只進行簡單清淤處理。這樣使整個項目區(qū)渠道規(guī)劃合理化，需調(diào)整的土地面積不大，群眾也不會難以接受，項目區(qū)渠道能高效發(fā)揮作用的同時美觀又實用[1]。

2 渠道襯砌方案比選

渠道襯砌方案比選主要從經(jīng)濟、防滲效果、耐久性及施工等方面進行分析[2]，合適的襯砌方案直接影響著渠道社會效益和經(jīng)濟效益的發(fā)揮。本次重點縣工程渠道襯砌方案比選如下，各方案襯砌斷面圖如圖1所示。

方案一：水泥磚襯砌方案。底板采用現(xiàn)澆C20混凝土板襯護和防滲，兩邊采用磚塊擋墻，厚240 mm，采用M10水泥砂漿抹面，水泥砂漿勾平縫。

方案二：漿砌石方案。土質(zhì)渠底壓實平整后鋪設(shè)C20混凝土底板，側(cè)墻采用M10水泥砂漿砌塊石，M7.5水泥砂漿壓頂，水泥砂漿勾平縫。

方案三：埋石混凝土方案。底板采用現(xiàn)澆C20混凝土板襯護和防滲，兩邊采用埋石混凝土擋墻。

方案四：現(xiàn)澆混凝土板加邊墻方案。底板采用現(xiàn)澆C20混凝土板襯護和防滲，邊墻采用現(xiàn)澆C20混凝土擋墻襯護和防滲。

圖1 方案一、二、三、四襯砌斷面圖 (單位：mm)

從經(jīng)濟角度來看，水泥磚墻和漿砌石方案投資最省。

從耐久性及穩(wěn)定性比較，混凝土在水利工程中的使用年限一般為40～50 a，現(xiàn)澆混凝土優(yōu)于磚砌結(jié)構(gòu)。水泥磚墻表面砂漿批檔層在熱脹冷縮和一定年限情況下容易產(chǎn)生裂縫甚至駁脫，影響使用年限，并影響渠道防滲，難于維護管理。

從施工角度來看，現(xiàn)澆混凝土施工工序相對簡單，速度快，接縫少，整體性強。漿砌石方案和埋石混凝土方案則施工速度較慢，施工時塊石質(zhì)量不易控制，施工技術(shù)要求較高。漿砌石方案施工質(zhì)量影響到渠道的防滲效果。

本次重點縣工程很大一部分渠道沿線為道路，過車頻繁，農(nóng)用車通過機耕口跨渠入田，對渠道的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、安全性要求較高。綜上述分析，采用方案四現(xiàn)澆混凝土方案對渠道進行襯砌。同時，為便于渠道的施工，且考慮農(nóng)民在耕作時對渠道邊墻有一定的交通要求，渠道最小斷面尺寸邊墻厚度采用20 mm。

3 渠道縱坡

3.1 田間渠道縱坡

重點縣工程渠道橫斷面設(shè)計在滿足過流條件下多按原土渠斷面大小確定，而渠道進行“三面光”襯砌后，渠道糙率降低，輸水能力相應(yīng)增加，如果渠道仍然按照原土渠比降進行設(shè)計，勢必造成水頭降低從而影響田塊取水。

本次工程渠道比降在滿足不淤流速的前提下適當(dāng)放緩，淤則清，坑則填，以確保渠道放水口水位高于平整后田面，不會出現(xiàn)田塊無法取水問題。一般而言，灌溉渠道設(shè)計縱坡≥1/2000，灌排結(jié)合渠道縱坡≥1/1000。

3.2 山間引水渠縱坡

與田間渠道不同，山間引水渠道上下游高程相差比較大，故在渠道比降設(shè)計時應(yīng)遵循不同原則。本次工程山間引水渠縱坡設(shè)計時，為避免大面積、大方量的土方挖填，根據(jù)原控制性建筑物確定渠道底板高程后，對渠底縱坡進行分段設(shè)計，并在適當(dāng)位置設(shè)置跌水或陡坡，盡可能滿足渠道上下游水面銜接，避免上下游出現(xiàn)大的水面變化。

4 其他問題

4.1 地形條件復(fù)雜渠道設(shè)計

本次重點縣工程中山間渠道地形條件復(fù)雜，施工條件惡劣，很大部分渠道所在位置無施工道路，施工所需的建筑材料(砂、石等)只靠人背馬馱無法滿足施工要求。因此，在原有土渠基礎(chǔ)上用混凝土進行“三面光”襯砌的常規(guī)設(shè)計方案不可取。

在這種情況下，本次渠道設(shè)計采用埋設(shè)PVC管道的方案。埋設(shè)管道時，在適當(dāng)位置設(shè)置了沉砂池以保證管道不會產(chǎn)生淤積阻水現(xiàn)象，如圖2、圖3所示。

圖2 沉砂池平面示意圖 (單位:mm)

圖3 沉砂池剖面示意圖(單位:mm)

對于坡度較陡的管道，設(shè)計時在管道出口接明渠或管道出口接田塊處采取防沖措施，避免水流對明渠或田塊造成嚴(yán)重沖刷。管道輸水雖造價偏高，但在解決上述問題的同時，還可以將渠道利用系數(shù)提高到90%以上，且事故率低，供水保證率高。管道輸水水質(zhì)也能得到保證，必要時很容易處理成為飲用水。

4.2 沿山腳分布渠道設(shè)計

本次重點縣工程中，有相當(dāng)一部分渠道沿山腳布置，受地形條件限制，渠道位置無法進行調(diào)整，而渠道能否流暢通水直接影響著下游農(nóng)田的灌溉。本工程中沿山腳分布渠道主要有以下幾種情況：

(1)現(xiàn)場高程落差不大，碾壓性能亦能滿足施工要求，此類渠道本次直接按填方渠道設(shè)計。

(2)現(xiàn)場施工條件不允許，渠道邊墻開挖時影響山體邊坡穩(wěn)定，此類渠道對靠山體一側(cè)渠道邊墻直接進行襯砌。

(3)山體為巖石，此類渠道直接利用山體邊坡作為渠道一側(cè)邊墻，做單邊渠道襯砌。

(4)山體邊坡已經(jīng)出現(xiàn)過滑坡現(xiàn)象，則相應(yīng)渠段按埋設(shè)管道方案設(shè)計，避免滑坡再次發(fā)生時填埋已經(jīng)襯砌完好的渠道，埋設(shè)管道時，在適當(dāng)位置設(shè)置沉砂池。

(5)兼截洪溝作用的引水渠，設(shè)計時在適當(dāng)位置設(shè)置了溢洪口。

本次沿山腳布置渠道設(shè)計避免了山坡開挖，維持山坡的原始狀態(tài)不發(fā)生大的變化，這樣既保持了山坡的穩(wěn)定，不會發(fā)生滑坡；也保護了山體的植被，防止水土流失[3]。簡言之，此類渠道設(shè)計時需根據(jù)現(xiàn)場實際情況，適當(dāng)調(diào)整設(shè)計方案，使沿山體布置的引水渠既能滿足山體穩(wěn)定安全要求，又能改善原渠道輸水效果。

5 結(jié) 論

渠道作為小型農(nóng)田水利重點縣工程的基礎(chǔ)設(shè)施，對發(fā)展農(nóng)業(yè)和提高農(nóng)民生活水平有著重要作用，也是保障水資源供給和改善水環(huán)境的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。本文以某縣小型農(nóng)田水利重點縣工程為例，對渠道平面布置、襯砌方案比選、渠道縱坡等幾個方面存在的問題進行分析，并針對不同問題得出相應(yīng)的處理措施，可為同類工程渠道設(shè)計提供一定參考。

[1] 楊明娟. 小型灌區(qū)渠系設(shè)計的探討 [J]. 黑龍江科技信息, 2016(35):240.

[2] 王靜. 渠道襯砌方案比選與實際運用 [J].山西水利, 2007,23(1):93.

[3] 蔡國權(quán).淺談山區(qū)渠道設(shè)計中應(yīng)注意的問題及特點[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2012(16):138.

Brief analysis several questions of channel design in the construction of key counties of small farmland water conservancy

WEI Fang

(GuangdongResearchInstituteofWaterResourcesandHydropower,Guangzhou510615,China)

Channel as an important part of the construction of key counties of small farmland water conservancy.The channel design is directly related to the effective exertion of engineering irrigation benefits. The article takes the construction of key counties of small farmland water conservancy for example, analysing several questions of channel with plane layout, selection of lining scheme，longitudinal slope and so on, and put forward the corresponding processing scenarios, provide references for the similar projects.

plane layout； lining；longitudinal slope；hillside

魏 芳(1984-)，女，河北安國人，工程師，主要從事水工結(jié)構(gòu)設(shè)計工作。E-mail:448793440@qq.com。

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