某项目区灌溉工程设计分析

董丽丽

(西峡县水利局,河南 西峡,474550)

0 引 言

在农业生产中，种植业处于主导地位，因而农业生产对于水源有一定的要求。农田水利工程是农业生产不可或缺的重要方面，能够推动农业迅速发展，而灌溉技术作为农田水利工程的重要部分，对农作物的生长有着重要的影响，是推动农业发展的重要手段。农田水利中灌溉工程设计需要以当地农作物的生长需要以及实际自然环境为基础，也需要综合考虑水资源利用情况以及对于生态环境所造成的影响等等多方面因素，以提高灌溉的效率。

1 项目概况

项目区位于南阳市某县北部，涉及5个行政村。地处北亚热带北部边缘，属北亚热带季风型大陆性气候，受季风进退影响，四季分明，温暖湿润。

项目区现状耕地主要存在的问题是灌排水设施不成体系，导致项目区内灌排效率低。项目区内坑塘、塘堰淤塞严重，出现雨季蓄不到水，灌溉季节难以灌溉。因此，要加强灌溉工程建设。

依据《县土地利用总体规划(2010—2020年)》《县土地开发整理复垦规划(2010—2020年)》，以优化土地利用结构、提高土地利用效率、建设高标准基本农田为目标，通过适度规模的土地开发整治，提高农业基础设施配套水平，增加有效耕地面积，提高耕地质量和农业综合生产能力，改善农业生产条件、生态和环境，促进土地资源的合理利用和新农村建设。

2 项目区灌溉工程设计

2.1 坑塘设计

项目区坑塘主要为现有坑塘清淤。坑塘尺寸和容积大小根据地形条件和来水情况确定。根据规划部分坑塘清淤整理后，可拦蓄地表水，然后利用柴油机泵提水进行田间灌溉。

坑塘全部为土质开挖，坡比1∶1.50，并采用浆砌石进行衬砌，护坡厚度0.30 m。

为方便引水和排水灌溉，每座坑塘各设进水、出水口一道。进口采用梯形断面。底宽1 m，深1 m，边坡1∶1，浆砌石衬砌；坑塘出口设排水涵洞，涵洞过流宽度1 m，盖板厚20 cm，涵长5 m。

为方便后期运行，每座坑塘设置混凝土踏步1～2道。

为了运行管理安全，每座衬砌坑塘增施安全警示牌及安全防护设施。根据生态文明建设要求，结合坑塘位置，村庄周边坑塘采用刺丝网防护，田间坑塘采用植物防护，选择花椒树。刺丝防护网高1.80 m，采用14#×14#镀锌钢丝刺丝网，防护网长度2 030 m。花椒树株距2 m，胸径2～3 cm，数量1 682株，工程量计入农田防护和生态环境保持工程。

根据规划，共规划坑塘32座，其中直接利用坑塘8座、清淤衬砌坑塘24座。

根据规划，坑塘修建后，均形成坑塘并拦蓄地表水，然后利用提水灌工程提水进行田间灌溉。根据坑塘基本特性和蓄水量情况，每年按复蓄2～3次计算，按照作物灌溉需水量推算各坑塘能够实施灌溉耕地面积，并按照就近灌溉的原则，配套柴油机泵，后接水利软管进行灌溉，由于群众已有柴油机泵及软管，基本满足使用，项目不再配套。

2.2 挡水堰设计

2.2.1 新建挡水堰设计

为了拦蓄地表水，在现状河沟上布设挡水堰，根据地形和河沟宽度，挡水堰分为3种形式，见表1。

表1 挡水堰特性表

以挡水堰B为典型进行设计。

该挡水堰，堰址以上流域面积1.00 km2。堰址地层岩性主要为第四系中更新统冲洪积粉质粘土和第四系全新统冲积粉质粘土。上层为粉质粘土(Q2al+pl)，褐黄色夹灰白色条纹，可塑～硬塑状态，含铁锰结核及钙质结核，裂隙较发育，具弱膨胀性，微～极微透水性。下层为粉质粘土(Q4al)，主要分布于河床及岗间洼地，软塑—可塑状态，青灰色、青绿色，有臭味，含少量瓦片，微透水性。

据区域地质资料，附近未发现断裂通过该区，区域稳定性较好。根据中国技术监督局2001年发布的《中国地震动参数区划图》，该区动峰值加速度为0.05 g，抗震设防烈度为6度。

挡水堰堰体采用浆砌石堰体，分溢流堰段和非溢流堰段两部分，溢流堰段包括堰体、消力池、海漫三部分。

挡水堰堰长24 m，其中主河槽段堰长12 m，左、右岸连接段各6 m，溢流堰段位于主河槽，挡水深度2 m，基础埋深1.50 m，迎水面及溢流面外包30 cm厚C20混凝土面层，下接10 m长混凝土消力池，消力池尾部根据需要增设海漫段，海漫后采用抛石防冲。

挡水堰过流能力复核采用公式：

(1)

式中：B—挡水堰净长度；H—挡水堰上水头；σc—由hs/Hx查淹没系数表。

经计算，漫水桥过流量满足设计要求，上游河道水位壅高0.10～0.20 m，由于河道较深，不会产生新打淹没。

根据规划，共布置挡水堰18座，其中挡水堰A共7座、挡水堰B共7座、挡水堰C共4座。

2.2.2 挡水堰消能防冲设施维修

新G312国道桥下游处现状有挡水堰1座，堰长80 m，挡水深度1.50 m，自上游向下游依次是堰体，消力池、海漫、防冲槽。由于下游河道采砂，造成下游河床下切，消能设施悬空，汛期洪水冲刷，造成消力池下游海漫和防冲槽损毁，本次对消能防冲设施进行加固。加固方案为拆除已冲毁的海漫和防冲槽，增施二级消力池、海漫及防冲槽，与现状河床衔接。

二级消能防冲设施宽度50 m，自现状消力池末端向下游依次是：2 m长水平连接段、10 m长斜坡段、10 m长消力池段、6 m长海漫段及7 m长抛石防冲槽段，全长35 m。

水平连接段：长度2 m，采用50 cm厚C25混凝土结构，与现状消力池尾坎顶部齐平。

斜坡段：长度10 m，坡比1∶4，采用50 cm厚C25混凝土结构。

消力池段：长度10 m，采用50 cm厚C25混凝土结构，下设20 cm厚碎石垫层，底板增施排水孔，以降低扬压力。

海漫段：长6 m，纵坡1∶20，采用30 cm厚浆砌石结构，下设15 cm厚砂砾石垫层。

抛石防冲槽：长7 m，上下游坡比分别是1∶2和1∶3，末端与下游河床衔接。

两岸护坡：两岸新建浆砌石护坡，坡比1∶1.50，护砌高度3 m。

新建的消能防冲设施底板每隔10 m设伸缩缝1道，填缝材料为聚乙烯闭孔泡沫板，消力池及斜坡段段分缝需加设止水，采用651橡皮止水带。

经过水力计算，新建的消能防冲设施满足河道行洪、消能需要。

2.2.3 堰塘设计

挡水堰修建后，需要对堰前河沟进行开挖清淤，形成堰塘，拦蓄地表水，然后利用柴油机泵提水进行田间灌溉。

堰塘坑塘全部为土质开挖，坡比1∶1.50，堰前边坡采用浆砌石进行衬砌，护坡厚度0.30 m。挡水堰A堰前护砌长度20 m、挡水堰B堰前护砌长度30 m、挡水堰C堰前护砌长度40 m。

为方便后期运行，每座坑塘设置混凝土踏步1～2道。

为了运行管理安全，每座堰塘增施安全警示牌及安全防护设施。根据生态文明建设要求，结合堰塘位置，村庄周边堰塘采用刺丝网防护，田间堰塘采用植物防护，选择花椒树。刺丝防护网高1.80 m，采用14#×14#镀锌钢丝刺丝网，防护网长度1 520 m。花椒树株距2 m，胸径2～3 cm，数量730株，工程量计入农田防护和生态环境保持工程。

为方便灌溉，堰塘建成后根据需水量配套柴油机泵，后接塑料软管进行灌溉，由于群众已有柴油及泵软管，基本满足使用，项目不再配套。

3 结语

综上所述，做好项目区灌溉工程设计，要结合当地地理特征和水文,还要充分考虑当地农业发展的实际需要，选择最佳的设计方案,包括取水方式的设计、灌溉技术的采用等，使农田灌溉工程更具合理性和科学性。根据项目区灌溉工程的设计可知，本设计能够在满足灌溉需水量的同时,切实提高了水资源的利用率,促进农业的可持续发展。