低碳技术 ＬＯＷ ＣＡＲ ０Ⅳ ０ＲＬＤ ２０１７／２ 水利工程节水灌溉规划与设计难点及优化对策分析 余高中（广东省水利电力勘测设计研究院重庆分院，重庆４０１１２０） 【摘要】农田水利工程是保证农业用水，提高农作物产量的关键，通过对农田水利工程进行科学合理的灌溉规划和设计，有利于提高水利工程 建设水平。对此，本文将以汝溪河中型灌区为研究对象，对汝溪河中型灌区节水灌溉难点以及具体的优化设计对策进行详细探究，以期为类似 工程提供借鉴。 【关键词】节水灌溉工程；规划；设计 【中图分类号】５２７４ 【文献标识码】Ａ 【文章编号】２０９５—２０６６（２０１７）０６—０１０２—０２ １引言 为了贯彻落实党的十八届五中全会通过的《关 于制定国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议》、全国 四次会议通过的《中华人民共和国国民经济和社会发展 第十三个五年规划纲要》，以及农村工作会议精神，“十三 五”期间（２０１６—２０２０年）要进一步加强农田水利建设，加快中 型灌区节水配套改造步伐，改善农业生产条件，提高农业特别 是粮食综合生产能力。 ２水利工程节水灌溉规划与设计原则 （１）摸清渠系的主要病害，有针对性的设计，整治渠系主 要为损毁严重、灌溉效益明显的干渠．通过骨干渠系整治，达 到建设要求 （２）维持灌区现有灌溉布局及灌排结合渠道的形式。 （３）整治渠道线路不变，避免新增永久占地；渠（管）线应 避免高大建筑物和施工难度大的建筑物，避开地形、地质不利 地段，使渠道运行安全及方便管理，以提高渠（管）道供水的可 靠性。 （４）渠道设计正常水位线尽可能接近原水面线，以保证各 支、斗渠正常分水。 （５）渠道整治改造尽量采取节水明显，便于管理，工程投 资较低的工程措施 ３汝溪河中型灌区概况 汝溪河中型灌区位于梁平县东部．水源工程设计干支渠 长ｌ１３．９４ｋｍ，现有１１３．９４ｋｍ，衬砌ｌ１．７７ｋｍ，未防渗渠长 １０２．１７ｋｉｎ 汝溪河灌区骨干渠系工程建设标准低，经多年运 行，渠系及其建筑物毁坏较多，病险工程极为普遍，渠系渗漏 严重。田间灌溉设施缺乏，灌溉方式落后，水量浪费严重。灌区 骨干水利工程经多年运行．渠系工程损毁严重．加之水库工程 渠系防渗不全，水量损失十分严重，严重影响了工程的安全运 行和效益的发挥。已建渠系工程主要问题如下：①灌区已成渠 道中，多数渠道傍山而建，部分渠道杂草丛生，纵坡起伏较大， 淤堵严重．已不能正常通水灌溉。另外，隧洞内顸拱部分塌落， 直墙条石风化，渠底淤积严重 清障困难。②原砌石渠道石材 质量差，强度低，风化严重。衬砌多为黄泥石灰砂浆砌条石，或 干砌条石，石灰砂浆勾缝．年久失修，渠道垮塌渗漏严重。⑧渠 系建筑物损毁严重。现有渡槽槽身断面多为矩形浆砌条石，下 部支撑为条石重力墩结构．渡槽拱石、槽墩多能良好运行，渡 槽槽身存在风化、开裂，漏水严重，大部分小型建筑物破烂，失 去原有作用，如节制闸、分水闸安装时因陋就简，造成启闭机 轴变形．无法启动：闸门锈蚀、闸槽变形，无法止水；有槽无门， 无法拦水等。（ 部分渠道下游被民房、公路占用，直接影响渠 道排洪、泄洪能力 ４汝溪河中型灌区灌溉优化设计 ４．１渠道防淤堵设计 ｌｏ２ （１）优化渠道工程输水断面设计。在渠道工程规划设计时， 渠道坡降改变难度比较大，在农田水利工程中，末端渠道断面 形式一般为梯形断面，对此，可以将梯形渠改为Ｕ型渠，通过 采用Ｕ型渠设计形式，能够有效提高渠道工程的输水能力。通 过采用Ｕ型渠设计形式，不仅能够有效提高渠道工程的输水 能力．而且还能够有效减少渠道工程淤积量。②增加水流速 度。通过增加水流速度，能够将泥沙直接灌溉入农田中，在此 过程中．应该对渠道工程结构形式进行科学合理的分析，并明 确渠道工程各项设计参数，这样才能确保符合渠道工程输水 输沙实际需要 另外，如果工程建设资金允许，则还可以修筑 衬砌结构，以此提高渠道工程的输水沙能力。如果水位比较 高，渠道工程的流量比较大，对此．可以充分利用水流，带走渠 道中的泥沙，缓解渠道泥沙淤积的问题。如果水流速度比较 小。则可以采用机械设备增加水流动力，或者采用机械设备进 行清淤．以此保障渠道工程的正常运行，尽量减少渠道淤积。 ③节水减淤。引水必引沙，只有节约水资源，才能够减少沙的 淤积现象 对此．要求各级管理部门在对农田灌区进行规划设 计和管理过程中．应该积极推行节水技术，采用先进的灌溉技 术．提高水资源利用率，通过减小用水量来缓解渠道淤积问题。 ４．２渠道防渗设计 ①衬砌渠道防渗设计。现如今，在农田渠道工程规划设计 中．混凝土衬砌渠道已经逐渐得到广泛推广和应用．主要原因 在于混凝土结构施工便捷．而且防渗效果比较好。在混凝土衬 砌的设计过程中．混凝土配合比设计以及混凝土浇筑养护至 关重要。在农田水利工程实际运行过程中，混凝土结构直接暴 露在外界环境中，因此其防渗性能容易受到农田环境、土壤条 件等因素的影响。对此，需要综合考虑各个影响因素，对混凝 土配合比进行优化设计．采用多次试验．确定混凝土配合比． 提高混凝土材料的使用性能。②石衬砌渠道防渗设计。在砌石 渠道工程设计过程中，如果对于防渗性能要求比较低．则可以 采用干砌勾缝的护面防渗技术，如果防渗性能要求比较高，则 可以采用浆砌块石护面防渗技术 在石衬砌渠道设计过程中， 需要综合考虑农田水利工程实际情况选择石料，包括石料的 形状、大小、质地等等．尽量减少工程建设成本，提高农田水利 工程建设效益。 ４＿３管道输水设计 由于本次整治渠道流量均较小．采用管道输水具有一定 经济性．因此本次规划阶段从地形、防冲、经济和运行维护与 管理等方面综合定性比较混凝土、浆砌石和管道输水三种整 治措施 根据比选分析，管道输水能适应各种地形，减少渠系 建筑物，可少占耕地，输水速度快，灌溉效率高，维修管理方 便．因此可以采用管道输水方式。现如今，常用于输水工程中 的管道主要有混凝土管、钢管、球墨铸铁管、ＵＰＶＣ管和ＰＥ管 等，由于混凝土管自身重量较重，安装搬运较困难，结合本项 目输水线路较长、地形较复杂、施工条件较差的特点。其中，ＰＥ Ｌ０Ｗ ＣＡＲＢ０ＮＷ０ Ｄ ２０１７／２ 低碳技术 全断面胶凝砂砾料（Ｃ ＳＧ）过水围堰在 大江上研究与应用 以大华桥水电站上游ＣＳＧ围堰为例 罗长青，吴都督（中国水利水电第八工程局有限公司，湖南长沙４１００００） 【摘要】大华桥水电站上游ＣＳＧ（胶凝砂砾石）围堰，是国内首个应用在大江大河上的全断面ＣＳＧ过水围堰，最大堰高５７ｍ，也是国内目前最 高的ＣＳＧ围堰。围堰填筑ＣＳＧ料ｌ０．２万ｍ ，于２０１５年５月完工，连续经历了两年（期）洪水（最大洪峰３５６０ｍ３／ｓ）过流冲击，目前仍正常安全运 行。大华桥水电站上游ＣＳＧ（胶凝砂砾石）囤堰的施工与应用，开创了国内ＣＳＧ囤堰在大江上应用的先例，为国内ＣＳＧ技术在永久工程上的应 用提供了参考，具有指导意义。 【关键词】ＣＳＧ；围堰；大华桥；变态ＣＳＧ；拌和站 【中图分类号】ＴＶ４３２ １王．—王 【文献标识码】Ａ 【文章编号】２０９５—２０６６（２０１７）０６—０１０３—０２ 刖舌 ＣＳＧ（Ｃｅｍｅｎｔｅｄ Ｓａｎｄ＆Ｇｒａｖｅ１）技术是在面板坝和碾压混 进一步推动了国内ＣＳＧ技术在永久工程上的发展应用 １体型设计 大华桥水电站上游ＣＳＧ围堰堰顶高程１４２６．００ｍ．左岸肩 堰高程为１４２９．００ｍ，右堰肩高程１４２７．００ｍ，最大堰高５７ｍ，堰 凝土重力坝基础上发展起来的一项新型筑坝技术，是一种新 型的绿色环保施工技术。该技术最早由法国于在１９７０年提 出．后期被日本的一些临时工程中应用发展．我国从２００４年 起在一些临时工程的局部使用ＣＳＧ施工技术．近年来在一些 顶长度１２４．９ｍ，堰顶宽度７ｍ。上游采用变态ＣＳＧ作为防渗 区，下游面平整摆放混凝土预制块形成台阶．用于过水防护兼 做施工期模板：上游为１：０．５坡面，下游为１：Ｏ．６台阶面．围堰 临时性工程中推广应用。ＣＳＧ技术目前主要在日本、希腊、土 耳其、法国等国家开展一些研究并在小型工程中应用，主要用 在下游１３９０．２ｍ高程设置平台。在围堰下游左、右岸侧１５ｍ范 于围堰、拦沙坝和中低高度的大坝建设，近年来。国内福建、云 围内设置ｌｍ厚贴坡混凝土．堰顶为ｌｍ厚Ｃ２０混凝土，防止 南、贵州、四川等地也进行了一些试验研究。２００９年７月，在 过水时冲刷围堰边坡 福建召开了胶凝粗砾料施工规范研讨会上决定．鉴于我国在ＣＳＧ 技术方面的突破．确定了ＣＳＧ在国内“胶凝粗砾料”的叫法。 澜沧江流域总体属于西部型季风气候．其显著特点是干、 湿两季分明。平均降水量在５６０～１３６９ｍｍ之间，单点一日最大 降水量为１５ｌｍｍ。多年平均流量９２５ｍ％。大华桥水电站上游 ＣＳＧ围堰度汛标准采用全年２０年一遏（０＝６９５０ｍ３／ｓ）设计洪 水；是国内首个应用在大江大河上的全断面ＣＳＧ过水围堰， 胶凝材料最大粒径达２５０ｍｍ．最大堰高５７ｍ，也是国内目前最 高的ＣＳＧ围堰 围堰填筑ＣＳＧ料１０．２万ｍ ．于２０１５年５月 完工，连续经历了两年（期）洪水过流冲击，经历了最大洪峰 图１ ２配合比选定及拌和工艺确定 ２．１原材料 ４０００ｍ３，ｓ流量仍正常安全运行 大华桥水电站上游ＣＳＧ围堰 ２．１．１水泥、粉煤灰及外加剂 的施工与应用．开创了国内ＣＳＧ围堰在大江上应用的先例． 水泥采用红塔滇西水泥厂生产的上登牌Ｐ・０４２．５级普通 管重量轻、韧性好，耐低温性能较好，无毒，价格较便宜，抗冲 工程建设和管理．对于保障农田生产、增产增收具有十分重要 击强度高，但抗压、抗拉强度较低，使用寿命可达５０年以上， 的现实意义。在农田水利工程规划设计中合理应用节水节能 聚乙烯管可用较方便的热熔对接、承插方法得到可靠的牢固 技术，有利于提高农田灌溉水平，充分发挥水利渠道使用效 连接。ＰＥ管材性能稳定，卫生性能好，不影响水质，不会因此 能，值得推广和应用。 而影响农作物的无毒、无公害。根据梁平县已成管道输水工程 的运行、管理经验，结合灌区特色农业产业的发展前景，因此 ２０１１，４２（１８）：３８－４０． 公路及跨涵外套管均采用钢管。需要注意的是。由于灌区内渡 长江，参考文献 ＪＪ．人民 本次推荐灌区渠道整治均采用ＰＥ１００级０．８ＭＰａ管道输水，穿 ［１】马大前，黄华金，彭忠福．江西省农田灌溉需水量预测研究【－雷功，刘万新．海河流域平原ｇ＿－水闸闸门防冰冻研究与实践 ．长 槽结构不存在较大问题，所以管道铺设采用Ｃ２０混凝土外包。 ［２１Ｌ＋另外．本次输水形式改为管道输水后。在原分水闸处设置分水 【３】高双强，李晓琴．ｕ形渠道断面参数的探讨【Ｊ］＿人民黄河，２０１３，３５ 口，与此同时。为便于灌区配水管理，需在渠道上新建部分人 行便桥，由于渠道断面较小。管道回填后不影响地形，采用混 凝土盖板即可满足通行要求 收稿日期：２０１７—２—１３ （５）：７２～７３． 江科学院院报，２０１３，３０（９）：３３—３６． ５结语 综上所述，现如今，农业现代化发展迅速．做好农田水利 作者简介：余高中（１９８４一），男，汉族，安徽安庆人，工程师，本 科，主要从事水利工程设计的相关工作。 ｌｏ３
