社上南干灌区节水改造分析

罗光琪

（江西省安福县谷口水库管理委员会，江西 安福 343223）

社上南干水库始建于上世纪60年代，在近50多年运行过程中，该工程为社上南干灌区工农业生产发展做出了卓越的贡献。但是由于前期投入资金少，配套渠系建筑物缺失。再加上后期维修养护不当，导致渠道渠系周边建筑物老化，渠道沿途险工险段较多。且存在严重的坍塌漏水、渠道堵塞裂缝漏水情况，对灌区内工农生产造成严重影响。因此，为提高灌区农业综合生产能力，促进农业增产、农民增收及灌区经济发展，对社上南干灌区节水配套改造进行分析。

1 项目概况

1.1 工程概况

社上南干灌区位于江西省安福县，渠首位于岩头陂水库，见图1。渠首进水闸底板高程为131.70 m。设计引水流量12.03 m3/s。主要灌溉枫田、竹江、寮塘等8个乡镇，覆盖600多个自然村，土地总面积为170.0 km2，现有耕地面积为22.56×104亩，实际灌溉面积为8.63×104亩。灌区内主要以农业粮食生产为主，双季水稻是灌区主要农作物。

灌区多年平均气温在18.0℃左右，多年平均日照时数在1700.0 h左右，多年平均降水雨在1603.6 mm左右。其中4月～6月的降水量占全年的一半以上，7月～9月炎热少雨。

图1 社上水库流域地理位置图

社上南干灌区中有社上大型水库、丁家陂及神园、宣塘、荷湖、欧田垅4座小型水库。灌区主干渠有社上南干渠和安福渠，渠道途经严田、横龙、平都、枫田、竹江、寮塘、甘洛、洲湖8个乡镇以及横龙垦殖场、谷源山垦殖场的农田，设计灌溉面积12.03万亩。区内交通比较方便，区内生产以种植水稻为主，随着农业产业结构的不断调整，项目区的经济作物面积不断增加，种植的经济作物主要有油菜、甘蔗、大豆、红薯、花生、蔬菜等。

1.2 运行现状

社上南干灌区水渠渠首全长52.36 km，石渠段以含砾粘土、粉质粘土粉质壤土为主，具中等透水性。21世纪初期对该渠段进行配套加固，但是经过近20年的运行，整体社上南干灌区出现了严重的上游渗漏、下游淤塞情况，部分区域出现了越级取水情况。而社上南干灌区下游渠段由于长期没有通水，导致渠道两边坡坍塌事故频繁发生，致使渠道断面底宽度逐步增加[1]。灌区渠系渠道建筑物不完善，导致灌区运行阶段无法依据原定计划配水；灌区内年内水量分配不均，每年局部洪涝、旱灾发生较频繁，严重制约了区域农业生产。

2 灌区存在的主要问题

（1）地质条件差，险工险段多

灌区南干渠渗漏严重，造成水量损失太大，危及渠道运行安全。水土流失严重，外堤多为填方渠堤、且当时填筑填料及填筑质量较差，渗漏严重。

（2）渠道淤积严重，影响过流，效益萎缩

南干渠的下游渠段通水少，有些渠段拦堵或栽种了庄稼。渠道两边坡时常有滑坡发生，致使渠道的断面底宽越来越宽，属典型的宽浅式，与渠道的过流量及坡降很不协调，渠道的顶宽越来越窄，不能满足渠道维护的交通要求，堤身越来越单薄，潜伏着渠道运行时决堤的隐患。

（3）渠道边坡陡，发生坍塌，堵塞渠道

根据查勘，社上水库南干渠的渠道边坡普遍较陡，边坡系数一般小于0.5，受渠道内水的冲刷，个别地段为垂直坡，灌区建成后经过40多年运行，在渠道过流和洪水季节时，由于水流的冲刷，局部滑坡崩塌常有发生。

（4）渠系不配套，灌溉系统混乱，效益差

整个灌区渠系规划不够科学合理，越级取水的现象太多，各级渠道不匹配，干渠一“竿”到底太长。因渠系配套不完善，灌溉面积只能达到5.10万亩。现有涵闸设施不全，或无人管理，灌溉时，农民随意在干渠扒口灌田。

3 灌区节水改造技术分析

3.1 灌区节水改造总体设计

依据《国家农业综合开发中型灌区节水配套改造项目管理实施办法》及农发办(2005)2号文《农业综合开发水利骨干工程项目初步设计报告编制提纲》有关规定，设定灌区总体工程量，土方开挖及回填4.08×104m3，砂砾垫层及混凝土施工1.78×104m3，浆砌块石及模板7.00×104m3；新增27套信息化工程项目与测水量水仪器；整体工程计划周期24个月，项目建设资金主要来源于中央拨款及地方财政、水利部门资金，总投资1.59×104万元。

3.2 渠道横断面设计改造

灌区渠道横断面设计改造过程中，主要以《节水灌溉工程技术规范》(GB/T 50363-2018)、《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL 252-2017)为依据。利用过流能力计算公式，对现有渡槽、隧道、拱涵等主要建筑物过流能力进行核对。主要计算公式为：

经计算，该灌区渡槽过流能力在6.19 m3/s～12.06 m3/s之间，均满足设计过流要求；而隧洞及拱涵过流能力分别为9.610 m3/s、12.06 m3/s，与设计要求相符。同时考虑到南干渠沿线具有严重的衬砌老化、边墙失稳及渗漏情况，可以防渗加固作为主要设计要点。依据《渠道防渗工程技术规范》（SL 18-2004）第1.0.4条要求，结合区域地质水文条件，进行渠道防渗方案的合理选择。在灌区渠道防渗方案选择阶段，考虑到该灌区实际需求，可选择浆砌块石衬砌方案。

3.3 分水涵改造

在施工方案确定之后，针对该灌区建筑物不完善导致的水资源浪费情况，主要以分水涵、泄水闸为要点，进行建筑物加固施工。其中在分水涵施工方案设计阶段，根据前期踏勘结果，采用深水取水有闸控制的方式，对灌区内支渠分水、斗渠分水涵进行重新建设。并封堵区域内分水涵洞。同时为保证渠道和灌区建筑物正常安全运行，根据洪水标准、集雨面积、来水量设置泄水闸，通过上述过流能力计算公式，得出该灌区渠泄流能力，见表1。

表1 泄洪闸设计洪水复核表（局部）

在分水涵涵管断面施工阶段，主要采用C25钢筋砼，设定断面为0.6 m×0.9 m的矩形结构。管壁厚度为0.20 m，纵坡为1/50。进口与渠底位于同一水平面，出口直接与灌溉渠道连接。管身采用10 m以上的涵管，设置1道2.0 m的伸缩缝。缝内嵌填由闭孔薄膜板及铜片止水装置；管身设置两道高度为50.0 cm的截水环；管底设置厚度为10 cm的C10砼垫层。设计成果见表2。

表2 南干渠泄洪闸（堰）泄流能力（局部）

4 效益分析

灌区节水改造后，为区域内农业生产发展提供了充足的水源，为新增农产品生产能力及产值提升提供依据。灌区节水改造规划项目实施后，灌区内复种指数由2.03提高至2.45，水稻亩产量由以往的640 kg提升至647 kg，其他秋杂作物亩产量也具有一定程度的上升。而农作物单产量及复种指数的上升，也将直接促使区域灌溉效益提升[3]。

灌区节水改造项目实施，促使整体灌区形成系统的灌溉渠网，保证水源的充足灌溉，为社会经济发展提供充足的水力资源支持。

灌区节水改造工程，通过边坡加固及建筑物改造，有效降低了区域水土流失率，保证灌区植被及地貌完整稳定，具有较高的生态效益。

5 结语

水利工程中灌区节水改造具有较高的经济效益、社会效益及生态效益，可为灌区稳定发展提供充足支持。结合灌区实际情况，利用过流能力公式，结合国家农业综合开发中型灌区节水配套改造项目管理实施办法，确立水利工程中灌区总体方案及横断面方案。依据横断面设计结果，结合灌区建筑物不完善导致的水资源浪费现状，从分水涵、泄洪闸等方面，对灌区内水渠进行节水改造及建筑物加固整改，重新建设灌区内支渠分水、斗渠分水涵。结合洪水标准、集雨面积、来水量，合理设置泄水闸，保证水利工程中灌区内建筑物稳定、安全运行，最大限度降低灌区水渠水资源渗漏问题，保证灌区水资源应用效益。