南水北调中线总干渠与白桐干渠交叉建筑物连接型式探讨

□江 立（南阳市鸭河口灌区管理局）

一、灌区基本情况

鸭河口灌区地处汉水流域、唐白河之间，是河南省最大的水库自流灌区，系全国十大灌区之一。灌区自1966年兴建，先后建成白桐、鸭东2条干渠总长85.89km，8条分干渠，总长210.5km，118条支渠，总长714.19km，支渠以下末级渠系6373条，总长8337.9km，各类建筑物6万多座，现已成为南阳现代农业和农村经济发展的重要基础设施。灌区总面积为2400km2，总耕地面积为16.1万hm2，总人口为148.4万人；灌区设计灌溉面积15.87万hm2，现有有效灌溉面积8.84万hm2，效益南阳市的宛城、新野、唐河、方城、社旗5县（区）33个乡（镇、办事处）。灌区自1970年开灌以来，累计引水156亿m3，灌溉因素增产粮食374万t，棉花28.8万t，增加农业产值突破60亿元，年均1.5亿元。特别是经过近几年续建配套暨节水改造项目的持续投资，实际浇地能力已达10.67万hm2，除涝面积8.67万hm2。灌区每年以占全市1/6的耕地，生产了全市1/4的粮食、1/2的棉花，为实现南阳粮食总产超百亿斤大关做出了重大贡献。

二、总干渠与白桐干渠基本情况

(一)总干渠

南水北调中线总干渠工程是一项特大型长距离调水工程，总干渠从丹江口水库(河南南阳淅川)陶岔闸引水，经长江流域与淮河流域的分水岭方城垭口，沿唐白河流域和黄淮海平原西部边缘开挖渠道，经河南、河北、北京、天津4个省（市），跨越长江、淮河、黄河、海河四大流域，至终点北京团城湖。输水干渠全长1273km。总干渠与白桐干渠交叉点处距离陶岔引水渠首117.674km，设计流量为330m3/s，设计水深为7.5m，设计渠底宽为21.0m，设计堤顶超高为2.31m，设计内坡系数为2.0，设计渠底比降为1/25000，设计渠堤检查道路宽度为5.0m。

（二）白桐干渠

白桐干渠是鸭河口灌区最大的一条骨干输水渠道，全长59km，下设5条分干渠，效益涉及南阳市的宛城、新野、唐河、社旗4县（区）27个乡（镇），设计农业灌溉面积为12.56万hm2，同时还肩负着南阳市工业园区某公司的工业供水任务。

总干渠与白桐干渠交叉点处距离白桐干渠引水渠首大占头枢纽5.3km，设计流量为111m3/s，设计加大流量为122m3/s，设计水深为3.01m，设计渠底宽为29.0m，实际渠底宽为31.0m，设计堤顶超高为1.15m，设计内坡系数为2.0，设计渠底比降为1/5000，设计渠堤检查道路左岸宽为7.0m，右岸宽为2.5m。

三、总干渠与灌区交叉情况

（一）总干渠与灌区交叉范围

总干渠共穿越南阳市宛城区的新店、红泥湾和方城县的博望、赵河、券桥5个乡（镇）境内，总长度约30km，均在鸭河口灌区范围之内，其农业灌溉效益十分显著，是国家重要的商品粮、棉、烟基地。

（二）总干渠与灌区渠道交叉数量

总干渠与鸭河口灌区各级渠道交叉数量共有83处，其中与灌区骨干渠道交叉10处，与灌区田间渠道交叉73处。交叉的10处骨干渠道分别是白桐干渠、鸭东一分干渠、鸭东干六支渠、鸭东三分干渠、鸭东三分干一支渠、鸭东二分干一支渠回归水、鸭东二分干一支渠、鸭东二分干三支渠、鸭东二分干四支渠、鸭东二分干五支渠。

（三）总干渠对灌区的影响情况

由于总干渠在鸭河口灌区范围内穿越的跨度大，与灌区各级渠道交叉的数量多，因此总干渠对灌区的影响非常明显。据初步推算，因总干渠工程的实施将直接造成鸭河口灌区受影响的灌溉面积有1.27万hm2，漏灌的面积有0.32万hm2。同时灌区中还有约20万人口和300万只家畜饮水也受到不同程度的影响。因此，灌区管理单位建议有关部门应统筹规划，合理设计总干渠与灌区渠道相交叉的建筑物结构型式，以尽可能降低因总干渠工程的实施对鸭河口灌区所造成的影响，尽最大努力减少灌区原有自流灌溉面积的衰减程度，以确保灌区整体利益最大化。

四、总干渠与白桐干渠交叉建筑物连接型式探讨

（一）交叉点地形情况

总干渠与鸭河口灌区交叉的10处骨干渠道中，受影响程度最大的渠道是白桐干渠，两渠在南阳市宛城区新店乡境内相交叉，交叉处总干渠桩号是117+674，白桐干渠桩号是5+300，该处总干渠设计水位高程为▽139.94，设计堤顶高程为▽142.25，设计渠底高程为▽132.44；白桐干渠设计水位高程为▽133.24，设计堤顶高程为▽134.74，设计渠底高程为▽130.23。

（二）交叉建筑物原规划情况

总干渠与白桐干渠交叉建筑物原规划方案为总干渠利用渡槽连接型式在白桐干渠之上跨越而过，而把其下边的白桐干渠连接建筑物设计为倒虹型式，其存在弊端如下：

1.上游渠道出现壅水现象，下游渠道产生过大水头损失，致使白桐干渠引水量明显少于设计引水量。根据规划设计资料：交叉点距白桐干渠渠首仅5.3km，总干渠在交叉点的设计渠底高程为▽132.44，而白桐干渠在此处的设计水位为▽133.24，因此实施后的总干渠将下压白桐干渠设计水位1m以上，将直接造成白桐干渠下游53.7km长的渠道水位受到不同程度的影响，致使灌区自流灌溉面积出现严重衰减现象。

2.工程维修不便，管理费用加大

倒虹最常见的问题是基础及地基不牢固，时常发生不均匀沉降而导致出现裂缝，造成漏水或者渗水现象。同时在进出口沉淀池内，又经常容易形成落淤，甚至堵塞现象，因此项目实施后将会给灌区管理单位的工程维修、保养带来诸多不便，同时在管理费用上也大大增加了开支。

（三）交叉建筑物连接型式探讨

从总干渠与白桐干渠交叉处的地理位置上看，顺白桐干渠走向，交叉点以下1.7km处有一跌水桥（大柿园跌水桥，上部结构为生产桥，下部结构为跌水建筑物，跌水水头为1.3m）。因此，规划时可以充分综合考虑这一地理、地形特点，先在交叉处上游规划一处跌水建筑物，事先将设计水头跌下来，然后再实施对交叉点至大柿园跌水桥之间的白桐干渠渠道进行技术改造，即将这1.7km渠道的设计渠底降低至合理高程，同时取消大柿园跌水桥，使得该渠段仍然形成新的明渠自由流形式。这样，既可保证总干渠工程架设渡槽的需要不受影响，又可满足白桐干渠设计水位基本不受影响的要求，从而使鸭灌区的经济利益损失降低到最小程度。因此，利用对白桐干渠渠道实施技术改造的办法，取代原规划中单纯地采用倒虹型式连接的设计方案，显得更为切合实际。