浅谈小型农田水利工程建设项目中灌溉水源工程溢流坝的设计计算

程鹏

摘 要 陕南山区的水资源丰沛，农业灌溉用水的取水方式多样化，应因地制宜、以势取水。基于此，以陕西省安康市石泉县2015年高标准基本农田建设项目为例，浅谈陕南山区小型农田水利工程中灌溉水源工程水工建筑物设计计算。

关键词 高标准农田建设项目;灌溉水源工程;溢流坝设计

中图分类号：TV652.1 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.09.091

1 项目区概况

项目区位于石泉县两河镇金盆村，水资源丰富，水质较好，可作为灌溉水源。河道下游100 m处左岸有旱地约8 hm2，耕地较为平整，相对连片，多年来群众想“旱改水”，因工程投入较大，无力实施。设计拟修建工程取水灌溉。

1.1 取水方案

项目区临近的中心村有利用河水灌溉的水田，均为自流灌区，灌溉成本低，深受群众欢迎。设计可灌耕地采用自流灌溉形式，但因河槽与田面高差大，需有工程措施引水，初拟方案有无坝取水与有坝取水[1]。无坝取水的河道内渠线长，跨行政村域或村民小组调水，管理不便，取水处周边群众不受益，建设协调困难，但投资略低;建坝取水的河道内渠线短，用水矛盾少，渠道清淤及管理方便，但投资略高。依据地形及当地群众意见，设计采用建坝取水。经方案论证后，确定采用建坝。

1.2 溢流坝选址

上游坝址选在距渠道进地点100 m处，能够满足取水要求。坝址处河道直顺，河道较窄，岸坡稳定，坝基座落在原状河床构层上，满足建坝要求。

1.3 坝址工程地质

在坝址附近，用“探坑法”揭露地层剖面，探深4 m，未见基岩出露，调查当地群众，该段河道基岩埋深在6 m以上，检测探坑剖面，均由冲积形成的砂卵石构成，上层卵石粒径较小，下部粒径渐大，砂卵石自然级配，较为密实。新建溢流坝坝基持力层位于砂卵石层，经检测承载力满足建坝要求，可修建溢流坝工程。

2 溢流壩坝顶高程及坝高确定

灌溉渠道采用当地群众习惯使用的矩形渠道，断面尺寸40 cm×40 cm，渠道比降选用1∶500。通过实测地形图确定拟建坝址区河床高程，确定渠道进水点高程后，通过计算确定坝顶高程和坝高度。

4 溢流坝结构设计

新修溢流坝坝高0.6 m（河床以上），坝长18 m，坝体采用折线型实用堰形式。低坝按沙卵石基础设计坝体，坝前设有河卵石铺盖，坝后设消力池，护坦的结构形式。坝型采用折线型实用堰形式，设计坝高3.1 m（坝体河床以上1.5 m），河床以下埋深1.6 m，坝顶宽度为1.15 m，上游坝面垂直于河床，下游坝面坡比为1∶1，坝长度为3.8 m，下游坝体低于河床0.4 m。坝体采用M 7.5浆砌块石，坝体表面采用C25现浇钢筋混凝土护面。在坝体表面布设20 cm厚的C25钢筋砼保护面层。

4.1 上游铺盖

坝体上游设混凝土铺盖，铺盖顶面与上游河床平齐，依据陕西省地方标准《土地整治高标准农田建设》第1部分至第7部分（DB 61/ T 991.1—2015～DB 61/ T 991.7—2015），“铺盖长度宜为3～5倍坝前水头”，设计铺盖长3 m，厚30 cm，铺盖与坝体间设置止水橡胶板。

4.2 消力池

消力池为M 7.5浆砌石结构，依据陕西省地方标准《土地整治高标准农田建设》第1部分至第7部分（DB 61/ T 991.1—2015～DB 61/ T 991.7—2015），“消力池池深不宜小于0.5 m，池板厚不宜小于0.3 m，池长为3～5倍坝前水头”。设计池长3 m，深0.5 m，池底砌石厚度0.5 m，并设有竖向PVC排水管，消除扬压力。

4.3 下游护坦

在坝下游设M 7.5浆砌石护坦，依据陕西省地方标准《土地整治高标准农田建设》第1部分至第7部分（DB 61/ T 991.1—2015～DB 61/ T 991.7—2015），“浆砌石护坦厚度不宜小于0.5 m”。设计护坦厚0.5 m，长4 m，下游设置齿墙。

5 溢流坝稳定计算

5.1 坝稳定计算条件

稳定计算依据广梅沟处于枯水期，坝体上游水位与坝顶面平齐，且淤沙，下游水位与河床平齐，是对坝安全最不利的状况。

5.2 坝体稳定计算

本次拟定坝型是否安全，需进行稳定校核。

5.2.1 计算条件

稳定计算选择对坝体最为不利的时段，即枯水季节，上游水面与坝顶平齐，下游水面到河床。

5.2.2 抗滑稳定计算

6 结语

陕南山区水田种植面积较多，取地表水自流灌溉较为普遍，取水方式灵活，既要经济合理，又要长久耐用，主要要与当地群众长期以来的灌溉模式相结合，便于后期运行管理，才能发挥长久效益。

参考文献：

[1] 陈美扬.小型水工建筑物[M].北京：中国水利水电出版社，1995.

（责任编辑：赵中正）