浅谈大型灌区续建配套与节水改造工程主要设计思路 韩科

发表时间:2020/6/17   来源:《基层建设》2020年第4期   作者:韩科
[导读] 摘要:本文主要对大型灌区续建配套与节水改造工程的设计思路进行分析,主要对现有工程的基础上建设续建配套设施,通过此项建设实现进一步节约水资源、提高水资源利用率,提供参考。
        四川南充水利电力建筑勘察设计研究院  四川省南充市  637000
        摘要:本文主要对大型灌区续建配套与节水改造工程的设计思路进行分析,主要对现有工程的基础上建设续建配套设施,通过此项建设实现进一步节约水资源、提高水资源利用率,提供参考。
        关键词:大型灌区;续建配套;节水改造工程
        前言
        农业是我国主要的发展经济基础,现阶段我国的大型灌溉工程是农业发展的必备项目,主要涉及我国的商品粮、油基地等产业,在农村经济发展中具有具有重要的作用。同时还能够起到改善环境的作用。为了提高农业综合生产效果,必然需要提高灌溉水的使用率,根据《升钟水库灌区一期工程续建配套与节水改造》项目,经过长时间经验积累,整理出一些灌区续建配套设施与节约用水的设计思路。
        一、建设的内容
        由于地球的水资源分布不均匀,导致部分地区严重缺水不断发生旱情,影响着当地的农业发展。为了提高农业稳定发展,结合当地的实际条件以及经济状况建设灌溉渠工程。在设计环节充分考虑到影响其发展的因素,如水源、效率、气候环境等进行评估,进而建设高效的灌溉工程。对已成灌溉区输水系统中的建筑物进行修复以及改建,提高灌溉水渠的使用功能。根据建设规划报告内容为准,结合上一个阶段建设内容批复作为目标,对同阶段的内容核减,遵循轻重缓急、集中连片、自上游到下游的施工原则,保证整体灌溉区域效益提高,避免“卡脖子”工程,对工程建设内容加以明确。
        二、工程设计
        由于灌溉区域续建配套设施与节约水资源的改造工程的渠道走向、横断面尺寸、纵向坡比、灌溉渠道系统建筑物的布置、结构等内容已经明确,为此,在进行设计时需要对原有的灌溉渠道建筑以及配套设施的参数进行调查、统计,同时对其进行安全检测,进而对现有的由于灌溉渠道系统设计出合理、经济施工方案。
        (一)现场勘察
        现场勘查工作是进行设计的一个前提,对于续建配套与节水改造设计工作具有特别重要意义。通过现场勘察环节能够及时发现渠道以及其他建筑物存在的问题,为设计环节提供依据。比如,渠道坍塌问题、渗漏问题、淤积问题以及配套设施的不健全等问题,同时对现有的设施还可以起到预估作用。因此,通常情况下,现场踏勘是主要内容是对重点渠段(如深挖方、高填方或者是已经发生垮塌的等重点渠段)以及重点建筑物(如隧洞、倒虹管、渡槽、水闸等设备)实施实地考察工作,通过这样的方式来掌握渠道以及建筑物、设备的存在的问题,深入分析问题形成的原因,制定初步改造方案[1]。
        (二)渠道设计
        渠道设计重点内容是防渗和减糙目的,应当充分结合渠道实际状况以及存在问题采取相应治理措施,主要有以下两种情况。
        1、已经成生渠系
        由于灌溉区上游渠系建设相对完善,因此灌溉渠系统依然保留着原来设计的尺寸和结构,但是由于长年使用缺少相应的养护以及维修,渠道存在多种问题(比如变形、淤积、渗漏等)。因此,在对此进行设计的过程中应当结合渠道现有的实际情况(如断面尺寸、纵坡等)进行设计,尽最大可能发挥出已经存在渠道的输水功能,具体设计步骤如下。①复核渠道的设计流量。②统计现有渠道的基本参数,包括渠道长度、现状渠底及渠顶高程、边坡坡比、衬砌情况、病害情况等参数。③根据上一步的参数数据,计算现状渠道过流能力。④针对③计算成果进行分析,提出改造整治措施。如果已衬砌渠道采取清淤、防渗处理后现状渠道的过流能力达不到设计所需要的要求则需要采取加宽或者加高渠道;对未衬砌渠道应尽量完善衬砌,以此降低渠道的糙率,保障输水畅通。⑤对改造后的渠道进行水力复核计算。⑥对每类型渠道病害的整治方案加以明确,进而完成设计[2]。


        以升钟水库灌区一期工程为例,升钟水库大坝长420m,高79m,水库总库容13.39亿m3,是四川省目前最大的灌溉水库水库枢纽工程、右总干渠、西充干渠,分干渠3条,支渠和分支渠8条,斗渠44条,农渠769条,干、支、斗、农渠总长5500余km,实现灌溉面积138.93万亩。已建成的骨干渠道共长546.5057km。渠道主要存在以下病害情况:
        一是部分明渠的渠堤内衬护坡条石风化严重、灰缝砂浆脱落严重、渗漏现象严重,局部渠段衬砌体垮塌,未衬砌明渠段风化冲刷掏蚀严重、渗漏特别严重,个别渠段渠堤以上存在岩坡危岩体;二是已衬隧洞(含进出口暗渠)及暗渠底板冲烂隆起、开裂和冲烂,边墙、顶拱局部灰缝砂浆脱落、变形开裂,渗漏现象较严重,未衬隧洞围岩风化破碎严重,底板冲刷淘蚀、边墙及洞顶垮塌严重,垮塌物堆积于渠道内,影响灌溉输水;三是渡槽止水损坏,渗漏严重;渠系小型建筑物(如山溪涵洞、山溪渡槽、相关闸门等)损坏严重;渠道淤积较严重。
        对于存在的病害情况,主要整治方案:
        一是对已衬砌明渠进行清淤,采取挂网浇筑防渗混凝土;渠道尺寸不满足设计要求的,进行加宽或者加高;地质条件特别差的地段,对明渠进行改造(如改明渠为暗渠,改梯形为矩形等);对未衬砌渠道进行衬砌。二是对已衬砌隧洞进行清淤,更换底板,勾缝处理,垮塌严重的段落应拆除重新衬砌;对未衬砌隧洞应按新建衬砌隧洞处理。三是对渡槽更换损坏止水,对倒虹管进行清淤等处理,四是对渠系小型建筑进行修复、重建等。
        2、尚未形成渠系
        由于灌溉区域下游建设不完善,使渠道水长时间不能够引到下游,进而灌溉渠系统失去了部分灌溉功能。为此在进行设计的过程中,需要新建下游渠道灌溉系统。具体设计步骤如下:①明确渠道设计目标,②确定设计流量,③选取渠线,确定渠系建筑物,④渠道水力计算,对渠道尺寸、衬砌参数加以明确,完成设计。
        (三)设计输水建筑物
        设计思路:在输水渠整个系统中,容易出现输水建筑物“卡口”的情况。为此在进行设计的过程中首要工作是对渠道系统建筑物进行改造、替换工作,并将此作为控制节点,计算出渠道的设计参数。步骤:①对现有渠道输水系统建筑物进行统计。②计算现有渠道输水系统建筑物通过水流的能力。③结合安全系统检测结果对方案进行更新其中包括新建、拆除、维修、加固等内容的更新。④计算更新后渠道系统通过水流的量。⑤明确渠道输水系统相关参数(如建筑物的断面尺寸、进出口底板高程等),这也是为渠道纵坡设计奠定基础。⑥完成设计[3]。
        (四)设计泄洪建筑物以及附属物
        在设计泄洪建筑物以及附属物完成以后,在设计渠道系统泄洪建筑物时需要充分考虑渠道系统最大通过流水的能力。不允许超过改造后的渠道系统最大流通量,如果超过这个最大值,则需要在此渠道间加设泄洪装置。设计步骤:①统计现有泄洪建筑物以及附属物的参数。②计算现有渠道系统的通过流水的能力。③结合安全测试结果,提供改造后的设计方案。④计算改进以后渠道系统通过流水能力。⑤明确建筑物相关参数。⑥完成结构设计。
        结论
        综上所述,在大型灌溉区续建配套设施的节水改造的过程中,前期现场勘查特别重要,以便能针对不同的病害情况提出适合的整治措施。此外在渠道改造的过程中,建设续建工程,不仅可以充分发挥出现有渠道系统的功能,同时还能不断提高水资源的利用率,进而合理运用水资源,避免水资源浪费的情况。为此,在进行渠道改造中需要对工程进行合理的设计,以便更好地为农业提供生产效益。
        参考文献
        [1]陈守伟.大型灌区续建配套与节水改造工程的建设与管理[J].工程建设与设计,2019(22):114-115.
        [2]谭莉.试析大型灌区续建配套与节水改造项目的科学管理[J].城市建筑,2019,16(08):195-196.
        [3]李海平.分析大型灌区续建配套与节水改造项目的科学管理[J].建材与装饰,2019(07):283-284.
 
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