張維廣 高玉娟 馬旋旋
(聊城市東昌府區(qū)水務(wù)局 山東 聊城 252000)
東昌府區(qū)位于山東西北部,地處魯西大平原,境內(nèi)水資源相對短缺,旱澇不均,近幾年由于各項重點項目建設(shè),打斷了原有的排灌體系,境內(nèi)原有的大中小型水庫3座逐年由于水資源的日益匱乏,塘壩作為抗旱蓄水工程越來越受到水利部門和農(nóng)民的重視,而且,隨著人們物質(zhì)生活水平的不斷提高,自資修塘壩﹑建別墅,充分享受自然景色,體驗田園之樂。根據(jù)筆者的設(shè)計經(jīng)驗,翻閱相關(guān)資料,現(xiàn)將塘壩簡易設(shè)計中的關(guān)鍵幾點總結(jié)如下,與各位同行探討,以求完善。
隨著五小工程的開發(fā),各地小水庫和塘壩的建設(shè)數(shù)量較多,運用情況卻并不樂觀,部分工程質(zhì)量較差,主要問題是設(shè)計時認為工程較小,而忽視了壩基勘察,致使出現(xiàn)壩基慘漏或慘透變形,蓄不住水,不能發(fā)揮工程效益。
壩基勘察主要任務(wù)是了解地形地貌﹑地層巖性﹑地質(zhì)構(gòu)造﹑自然物理地質(zhì)現(xiàn)象及水文地質(zhì)等。必要時沿擬定壩軸線和壩肩岸坡挖試坑,以了解水文地質(zhì)情況。壩基最好在土質(zhì)緊密,透水性小的地方。
由于塘壩庫區(qū)面積一般較小,可將庫區(qū)和壩區(qū)合起來測繪,測繪比例尺可采用1:500-1:5000。
簡易測量方法是以縱橫斷面測量代替野外地形測繪,可沿溝河用視距導(dǎo)線法測出水庫縱斷面,再測出視距導(dǎo)線點處的橫斷面,然后根據(jù)縱、橫斷面上各點高程勾繪出地形圖,或直接由斷面圖計算庫容,繪出庫容曲線。
流域面積一般不作實地測量,可以采用小比例尺地形圖畫出流域界面線以后,用求面積儀或方格紙量算面積。如無法在現(xiàn)成的小比例尺地形圖量取時,可根據(jù)測繪儀器的擁有情況采用羅盤儀量距導(dǎo)線法、經(jīng)緯儀視距導(dǎo)線法、小平板交繪法或是全站儀等進行實地施測,展出流域面積圖,即可量算流域面積。
根據(jù)設(shè)計保證率的年徑流量Wp與灌溉總用水量W用的關(guān)系,塘壩興利庫容的計算按完全年調(diào)節(jié)、不完全年調(diào)節(jié)和多年調(diào)節(jié)3種情況考慮。
4.1 當設(shè)計保證率的年徑流量Wp大于灌溉總用水量W用不多時,按完全年調(diào)節(jié)計算興利庫容V興,計算公式如下:
(1)年徑流量 Wp=1000KpRpF
(2)興利庫容 W興=B1Wp
(3)凈調(diào)節(jié)水量 W凈=Wp-C1V興
(4)灌溉面積 A=ηW凈/C
式中:Kp——不同頻率模比系數(shù):R0——年徑流深(mm):
F——壩址以上集水面積(km2):
B1——完全年調(diào)節(jié)興利庫容系數(shù)(0.5-0.7):
C1——庫區(qū)蒸發(fā)滲漏損失水量占興利庫容的百分數(shù)(0.15-0.4):
η——渠系有效利用系數(shù):
G——灌溉凈定額(m3/667m2)。
4.2 當設(shè)計保證率的年徑流量WP大于灌溉總用W用用很多時,按不完全年調(diào)節(jié)計算興利庫容,計算公式如下:
興利庫容W用=B2W用
式中 B2―庫容系數(shù)(0.4-0.5),W用=AG/η。
4.3 設(shè)計保證率為75%,其中徑流量 Wp小于灌溉總用水量W用時,并有能力修成小水庫,可按多年調(diào)節(jié)計算興利庫容V興,計算公式如下:
(1)興利庫容 V興=B0W0
(2)凈調(diào)節(jié)水量W凈=aW0-C1V興
(3)灌溉面積 A=ηW凈/G
式中:B0——多年調(diào)節(jié)興利庫容系數(shù)(0.5-1.0):
W0——壩址處多年平均年徑流量(立方米)
a——水庫調(diào)節(jié)系數(shù),按設(shè)計要求確定,一般為0.65-0.95。
其他符號意義同前。
上述工作完成后,筑壩材料的選擇,可根據(jù)實際情況,因地制宜確定。對于壩體、輸水道及泄洪建筑物等的設(shè)計,則要滿足灌溉、養(yǎng)殖及防洪等要求按相應(yīng)標準進行常規(guī)設(shè)計。這里不再一一贅述。
通過對塘壩設(shè)計中的關(guān)鍵幾點進行簡易勘測及計算,簡化了設(shè)計程序,減少了工作量,既能滿足設(shè)計要求,又保證了設(shè)計精度。