滕州市截污导流续建灌区工程设计

2012-07-08满冠军张鹏翔

山东水利 2012年4期

岳磊，满冠军，张鹏翔

（1.枣庄市鸿禹水利工程监理中心，山东枣庄 277101；2.滕州市城乡供水中心，山东滕州 277500；3.滕州市马河水库管理处，山东滕州 277533）

滕州市截污导流工程建设以后，滕州市规划续建配套工程，在城河、漷河、北沙河3条河道上新建和维修了12座橡胶坝提水灌溉工程，以充分发挥拦蓄工程效益并最大程度地消耗拦蓄中水，总规划灌溉面积7 866.67 hm2。自2010年以来先后建设完成了东滕城、刘楼、杨岗、北满庄4座橡胶坝提水灌区工程，在工程设计中积累了一些经验。

1 灌区灌溉现状及规划情况

截污导流橡胶坝提水灌区位于滕州市滕西平原区，现状多属于机井灌区，以地下水为灌溉水源，在田块高点打井，通过土渠或地埋管道输水至田间沟、畦。机井灌溉在改善灌区农田生态环境和保障灌区农业发展中起到了相当重要的作用，但由于灌区在机井建设方面缺乏科学合理的规划和有效监督，致使一些区域出现了地下水位下降、提水费用增加、机井报废等问题，不但影响了灌区地下水资源的可持续发展与利用，而且造成了灌区实际灌溉面积减少，灌溉水利用系数降低。

规划截污导流橡胶坝提水灌区水源为河道拦蓄中水，均为灌溉面积小于0.2万hm2的小型工程，其中已建4座，未建8座。

2 灌溉形式的选择

目前，灌溉面积较小的灌区灌溉形式多采用渠道灌溉和低压管道灌溉两种方式。

2.1 渠道灌溉

渠道灌溉输水量大，但有输水损失大、占地多、地形适应能力差、冻胀影响变化大、维修管理困难、使用寿命短等多方面的缺陷。一般在水位满足自流条件的情况下考虑使用。

2.2 低压管道灌溉

管道灌溉系统，在节水、节能、节地、省工、方便管理等方面具有较大的优越性，与渠道灌溉形式相比，管道灌溉设备比较简单，技术成熟容易掌握，适应性强，管理方便，用水量便于控制和计量，输水损失小，渠系水利用率高，不仅能减少大量的田间建筑物，而且可以适应喷灌、微灌等灌水方法，为农业机械化、自动化的发展创造有利条件，使用寿命长。

3 管材的选择

管材是低压灌溉管道系统的主要组成部分，占投资比重大，对工程投资大小和效益能否充分发挥起决定性作用。为搞好灌溉管道系统的设计，应根据沿线地形、地质情况，外部荷载、施工维护和材料供应价格等条件，综合比选，确定管材种类和规格。

3.1 性能必须优良

性能是衡量管材优劣与否的重要指标。因此，在选择管材时应重点从水力条件、卫生性能、是否影响水质、密封性能是否优良以及使用年限长短等方面综合考虑。

3.2 安装管护方便

选择管材时，不仅要考虑供水管道在建设安装时其本身连接是否方便，还要考虑是不是与其它管道附件连接方便。另外，应考虑到管材配件是不是齐全，以便于日后及时对管道维护、管理和改造。

3.3 因地制宜原则

应根据灌区地形、地质、地貌情况，选择不同类别的管道，比如平原地区土质好，管线直，在管道建设中敷设供水主管时宜选择U-PVC 管、PE 管或RPM 管；山区因为石块多，开挖难度大，埋设深度很难达到设计要求，管材选择以预应力混凝土管。

3.4 经济适用原则

由于生产工艺和原材料不同，各种类别管材、同种管材不同管径之间均存在不同程度价格差异，规划设计过程中，应依据计算管径和工程总投资，在满足性能要求的前提下合理选择管材类别。

本设计中，灌区位置均位于平原区，管道接口和开口较多，考虑当地施工工艺水平和安装施工方便，按着一次投资、长期收益的原则，选择PE 管作为设计管材，但在设计中应注意避免或者减少大管径工程量。

4 灌溉工作制度和管道布设

灌溉工作制度是管道的输水工作方式，分为续灌和轮灌。根据续灌和轮灌两种不同灌溉制度的优势和弊端，一般干、支管道采用续灌，斗管以下采用轮灌，以提高灌水工作效率，保持各用水单位收益均衡。但具体在灌溉系统设计时，个别管道采用传统的灌溉工作制度往往出现设计主管道管径过大、各工作组分水不均衡等问题。

因此，根据选定的灌溉工作制度，合理的优化管道布设，直接影响着工程投资和工程效益的发挥。下面以赵坡橡胶坝提水灌区管道布设和灌溉工作制度方案比选为例，介绍在设计过程中如何优化管道布设方案和合理选择灌溉工作制度。

5 应用实例

赵坡橡胶坝提水灌区位于滕州市北沙河上，规划设计灌溉面积0.16万hm2，根据前期外业勘察调查资料，选定的管道走向，拟定干、支、斗三级管道，对管道布设和灌溉工作制度拟定以下3个方案，分别计算灌溉系统设计流量、设计扬程、管材用量，通过比选确定最优设计方案。方案比选见表1。

通过对各方案的管材工程量及投资进行比选可知，与方案1 相比，方案2 和方案3 出站即对主管道分支，虽然增大了总设计流量，但大大降低了主管道管径。从总管材工程量来看，方案2、方案3在控制管材投资上也有明显优势；与方案2 相比，方案3 进行支管轮灌，虽然支管管径稍有增大，管材工程量稍大，但缩短了灌溉时间，减少了输水损失，更有利于提高灌水工作效率。综合比选，选定方案3 确定的管道布设方案和灌溉工作制度。