鄭秀麗

（朔州市水利勘測設(shè)計(jì)院，山西 朔州 036002）

朔州市南高灌灌區(qū)節(jié)水工程設(shè)計(jì)簡述

鄭秀麗

（朔州市水利勘測設(shè)計(jì)院，山西 朔州 036002）

朔州市南高灌灌區(qū)位于山西省大同盆地的西南部，地處朔州市山陰縣境內(nèi)，控制總土地面積66.7 km2，設(shè)計(jì)灌溉面積0.39萬hm2，有效面積0.27萬hm2，是朔州市主要自流灌區(qū)之一，灌區(qū)水源為桑干河干流上的東榆林水庫。結(jié)合工程區(qū)實(shí)際特點(diǎn)，對渠道、襯砌結(jié)構(gòu)、節(jié)制分水閘以及金屬結(jié)構(gòu)等進(jìn)行了設(shè)計(jì)，保證了灌區(qū)的持續(xù)發(fā)展。

節(jié)水工程；建筑物設(shè)計(jì)；斷面設(shè)計(jì)

1 概況

1.1 工程概況

南高灌灌區(qū)規(guī)劃節(jié)水面積0.27萬hm2，實(shí)施節(jié)水改造面積0.076萬hm2，通過改造達(dá)到年節(jié)水71.03萬m3，節(jié)水區(qū)灌溉水利用系數(shù)由0.5提高到0.65。本次南高灌灌區(qū)節(jié)水改造工程的主要項(xiàng)目為：對一支渠0+ 100—8+200段進(jìn)行防滲改造，長8.1 km，更新改造一支渠建筑物23座，配套建設(shè)0.076萬hm2的田面工程。

1.2 水文氣象條件

南高灌灌區(qū)系北溫帶較干燥的大陸性氣候，干旱、寒冷、多風(fēng)，溫差大。年平均氣溫為7℃，年最高氣溫出現(xiàn)在7月份為40.5℃，最低氣溫出現(xiàn)在一月份為-32℃，作物生長期平均氣溫約17℃左右。冰凍期約150天，最大凍土深度為1.3 m。灌區(qū)內(nèi)四季多風(fēng)，尤以冬春最甚，風(fēng)向多為西北、西南，全年大風(fēng)日數(shù)以春季最多，風(fēng)力較強(qiáng)，最大風(fēng)力7級，最大風(fēng)速為20 m/s，年平均風(fēng)速為2.7 m/s。受季候風(fēng)的影響，降水量少而集中，平均降水量為320～450 mm，降水主要集中在6—8月份，占全年降水量的70%左右。

1.3 地質(zhì)構(gòu)造

南高灌灌區(qū)位于大同盆地，四周山丘環(huán)繞，是一個(gè)由盆邊向盆底逐漸傾斜的洪積、沖積平原。整個(gè)大同盆地在洪積、沖積物之下廣泛分布著第四紀(jì)早期的湖相沉積物，局部地區(qū)湖積物出露地表。桑干河水系貫穿大同盆地，沿河兩岸階地平坦寬廣，土層深厚、土質(zhì)良好，由于沖積平原堆積基準(zhǔn)面的變動，形成兩級平原，即一級階地和二級階地，是大同盆地平原部分的核心，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地。其地下水類型以孔隙水為主，屬沖湖積平原孔隙含水層。地表和淺部以沖積，淤積的亞沙土、亞粘土為主，土質(zhì)很細(xì)。

2 工程建設(shè)的必要性

近年來，由于降雨量減少，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，經(jīng)濟(jì)作物種植比例逐年增長，用水量相對集中且增大，加之流域上游許多水利工程的興建，致使河道來水量逐年減少，灌溉水源嚴(yán)重不足，大量開采地下水，造成地下水位下降，灌區(qū)內(nèi)土地鹽堿化，嚴(yán)重影響了灌區(qū)內(nèi)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展。其次灌區(qū)運(yùn)行30多年，渠系建筑物超期服役，嚴(yán)重老化，水毀、凍漲、人為破壞致使許多建筑物和防滲工程不能正常運(yùn)行，甚至出現(xiàn)阻水現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了灌區(qū)工程的輸水能力。隨著社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，供需水矛盾進(jìn)一步尖銳，所以，采取有效措施，加大節(jié)水投入，合理利用水資源，節(jié)約灌溉用水是十分必要的。

3 工程設(shè)計(jì)

3.1 工程等級

南高灌灌區(qū)為自流灌區(qū)，最大引水流量2.32 m3/s，工程等別為Ⅳ等，干渠及干渠建筑物工程級別為5級。

3.2 渠道設(shè)計(jì)

3.2.1 渠道流量確定

灌溉渠道的設(shè)計(jì)流量是指渠道在正常過水情況下的流量，與渠道所控制的灌溉面積大小、作物灌溉制度以及渠道的工作制度有關(guān)。本灌區(qū)干、支渠采用續(xù)灌，斗農(nóng)渠輪灌工作制度，依據(jù)灌區(qū)設(shè)計(jì)灌水率及灌溉面積，確定各級渠道設(shè)計(jì)流量。據(jù)設(shè)計(jì)水平年P(guān)= 50%灌水率圖可知，設(shè)計(jì)凈灌水率為0.231 m3/s/萬畝。

3.2.2 渠道糙率及縱坡的確定

干渠為梯形斷面，采用M7.5漿砌石擋土墻加復(fù)合土工膜防滲襯砌型式，渠道底部采用M7.5漿砌石砌筑，根據(jù)規(guī)范要求，結(jié)合類似工程經(jīng)驗(yàn)，渠道糙率取0.025；一支渠采用C20混凝土預(yù)制板加復(fù)合土工膜襯砌型式，渠道糙率取0.017。渠道縱坡基本維持原設(shè)計(jì)縱坡，并按工程實(shí)際局部做必要的調(diào)整。渠道過水?dāng)嗝嬖O(shè)計(jì)在充分考慮現(xiàn)狀的情況下采用梯形斷面。

3.3 襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

預(yù)制混凝土板加防滲布方案：渠道采用C20預(yù)制混凝土板襯砌，在予制板下部鋪設(shè)防滲土工膜，土工膜采用一布一膜，膜厚0.2 mm，予制混凝土板與膜之間抹一層4.0 cm厚M2.5水泥砂漿過渡層，混凝土予制板厚8 cm，內(nèi)邊坡為1∶1。護(hù)堤頂部采用C20現(xiàn)澆混凝土壓沿，寬20 cm，厚10 cm。

M7.5漿砌石加防滲布方案:采用全斷面復(fù)合土工膜防滲，兩側(cè)采用M75漿砌石重力擋土墻護(hù)堤，頂寬0.3 m，內(nèi)邊坡均為1∶0.3，堤頂采用C15混凝土壓頂，厚10 cm。在渠底的防滲土工膜上，用原土進(jìn)行覆蓋，厚30 cm，其上再砌筑30 cm厚M7.5漿砌石。防滲布高度超加大水位14 cm，漿砌石與膜之間抹一層2～5 cm厚黃泥過渡層，以免扎破土工膜。

3.4 節(jié)制分水閘

為了便于斗口取水，控制水位與流量以及方便運(yùn)行管理，設(shè)置節(jié)制分水閘，分水閘中心線與干支渠軸線呈90°夾角布置。

節(jié)制分水閘由進(jìn)口連接段、分水口段、閘室段、出口消能及海漫段組成。節(jié)制閘閘室段長2.0 m，閘室寬度1.0 m，閘室高2.2 m，閘底板采用C20鋼筋混凝土，底板厚20 cm。閘墩為C20鋼筋混凝土，厚35 cm。啟閉平臺和工作橋均采用C20鋼筋混凝土板，厚分別為20cm、10 cm，寬均為50 cm。由于閘室為矩形斷面，為與梯形渠道連接，進(jìn)出口分別設(shè)置漸變段，長度均為2 m。斗門閘室段長2.0 m，閘室寬度0.8 m，閘室高2.2 m，閘底板采用C20鋼筋混凝土，底板厚20 cm。閘墩為C20鋼筋混凝土，厚35 cm。

4 金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

4.1 設(shè)計(jì)依據(jù)與閘門工作參數(shù)

根據(jù)各閘門設(shè)置情況，以及水工設(shè)計(jì)提出的各閘門設(shè)計(jì)參數(shù)，按照《水利水電工程鋼閘門設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL74—95）有關(guān)規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)和選型，設(shè)計(jì)均采用平板鋼閘門，采用單吊點(diǎn)起吊，面板及側(cè)止水均設(shè)在門體的下游面，側(cè)止水采用不銹鋼，底止水采用條型橡皮。為了使止水嚴(yán)密，各門葉背水面左右兩邊柱上均設(shè)有兩個(gè)斜形反向滑塊。

門槽內(nèi)上、下游有護(hù)角，底檻，下游面還設(shè)有斜形支承塊，與閘門門體上的斜形滑塊配合，以保證止水嚴(yán)密。斗口門安裝時(shí)，將閘門門體和門槽埋件一起吊入閘槽，調(diào)整好后縫隙用水泥砂漿灌注。啟閉機(jī)均選用全封閉磁力鎖式螺桿啟閉機(jī)。

5 施工組織設(shè)計(jì)

根據(jù)氣象資料，安排在4～10月份進(jìn)行施工，不安排冬季作業(yè)。

6 工程管理

灌區(qū)渠系及建筑物管理現(xiàn)行專業(yè)管理與群眾管理有機(jī)結(jié)合，要加強(qiáng)冬季管理，秋冬匯地后，要求管理人員打開退水閘等建筑物，使骨干渠系殘留的水退盡，以防止渠道凍脹破壞，保證渠系正常運(yùn)行。

農(nóng)業(yè)節(jié)水是一個(gè)從水源開發(fā)利用到田間作物用水的系統(tǒng)工程，管理貫穿于整個(gè)系統(tǒng)之中，只有在重視工程節(jié)水技術(shù)，耕作栽培節(jié)水技術(shù)的同時(shí)，用科學(xué)方法狠抓用水管理，重視和加強(qiáng)節(jié)水管理，才能使節(jié)水農(nóng)業(yè)健康穩(wěn)步發(fā)展，促進(jìn)本灌區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。

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汾河三期水利主體工程10月底完工

據(jù)悉，總投資31億余元的汾河太原城區(qū)段治理美化三期工程水利主體工程將于今年10月底完工，整個(gè)三期工程將于明年年底完工。汾河三期工程治理完工以后，將滿足太原市百年一遇的防洪要求。此外，通過河道中建設(shè)布置的船閘，可實(shí)現(xiàn)全線12 km全段游船通行。

汾河太原城區(qū)段治理工程一、二期已于2012年完成，形成了總長20.5km的市中心景觀綠化長廊，包括柴村橋至勝利橋7 km的人工濕地，勝利橋至祥云橋13.5 km的蓄水工程。

汾河三期工程，北起汾河二期南延工程末端（祥云橋南500 m），南至?xí)x祠迎賓路南2 000 m，全長約12 km。工程主要任務(wù)是防洪、蓄水、游船通行，以及為兩岸景觀建設(shè)搭建平臺和滿足2019年第二屆全國青運(yùn)會水上運(yùn)動比賽場地使用需求。三期具體分為水利工程和景觀工程兩部分。

汾河三期工程已于2016年8月底正式開工建設(shè)，截至今年5月底，已完成工程總投資的40%左右，正在與工程有交叉的土地、管線、園林等單位進(jìn)行對接，排污暗涵、防滲墻、土方平衡等工程正在加緊施工。

（摘自《山西晚報(bào)》記者李晶）

S275

C

1004-7042（2017）06-0028-02

鄭秀麗（1965-），女，2007年畢業(yè)于河北工程大學(xué)水利水電工程專業(yè)，工程師。

2017-04-02；

2017-05-13