浅谈吉林省公主岭市2017年农业综合开发秦家屯灌区节水配套改造项目

姚庆江

吉林省合汇工程勘察设计有限公司 吉林 长春 130000

吉林省公主岭市2017年农业综合开发秦家屯灌区节水配套改造项目的主要任务是对北引支桩号0+100～5+307段进行节水配套改造治理。提高工程配套率与完好率，可以改善灌区引水条件，提高渠系水利用率，降低灌溉成本，节约水资源，提高灌区实灌面积。

1 工程概况

项目区位于吉林省公主岭市秦家屯镇、大榆树镇、八屋镇和十屋镇等4个乡镇级行政区域内，工程区地理位置坐标为北纬43°28′30″～43°31′30″，东经124°42′15″～124°51′00″。

工程建设主要针对北引支桩号0+100～5+307段进行节水配套改造治理。该段内渠道大部分尚未护砌，灌区田间工程没有得到有效配套，一直以来，仍采用土渠方式灌溉（本次治理渠段除去北引支桩号0+000～0+100及少部分现有建筑物两侧衔接段已护砌外，其余段均为土渠）。灌溉期，“跑、冒、渗、漏”严重，导致下游水田不能有效的灌溉，灌溉期抢水现象时常发生；另外，现有渠道被挖深填筑两侧渠身，下游大部分渠道底严重低于两侧田地，导致渠道灌水难，所以在下游渠道临时设置了5座简易节制闸，给管理带来很大不便；其中北引支桩号2+525～3+272段渠道特别容易出现冒水情况，对两侧的水田浸泡和冲毁严重。所以为保证当年的灌溉用水，需花大量的人力和财力进行整治。现有渠系主要建筑物完好率不到50%，以至每年春灌前都要修修补补，勉强维持输水。例如：斗渠缺乏渠首建筑物，无控制闸门，灌溉期，在支渠边坡“扒口”引水，非灌溉期，群众自发用编织袋装土封堵；再者，部分农道桥为简易预制混凝土管，部分为混凝土盖板桥，混凝土表面碳化严重，钢筋外露，局部桥面板出现断裂现象，桥基础大部分均为浆砌石结构，由于常年水流冲刷、冻胀及冰推作用，填缝砂浆脱落，砌石体出现不同程度的变形破坏，已成为危桥，不能通行。而且现有桥梁中大部分桥面较低，严重阻水，在灌溉期严重影响渠道的输水能力，制约渠道的供水能力。为此，本次有针对性的对北引支（桩号0+100～5+307段）进行了治理。

2 工程建设的必要性及可行性

2.1 工程建设的必要性

秦家屯灌区骨干工程已运行七十余年，建筑物完好率不足50%，田间工程不配套，渠系水利用系数0.58，渠道输水能力日趋下降，灌区工程设施老化失修问题十分普遍，渠系过水能力明显降低，急需对灌区配套工程进行节水改造。根据灌区实际情况，要求灌区配套工程提高建设标准，提高水的利用率，发展高效节水型农业，增加灌区群众的经济收入，增强灌区的经济实力，要求建设经济可行、运行安全、管理方便的灌溉体系。以满足水利管理需求。因此，通过灌区节水配套改造工程建设，提高工程配套率与完好率，可以改善灌区引水条件，提高渠系水利用率，降低灌溉成本，节约水资源，提高灌区实灌面积，促进灌区效益的恢复与增长，发展高效农业节水潜力。灌区实施节水配套工程改造势在必行。

2.2 工程建设的可行性

（1）目前国家和省政府在灌区节水配套改造资金方面给予了大力的保证，使得工程的启动和运行均无后顾之忧。

（2）镇里和村里是直接受益人，当地村民对本工程的实施期盼和热情相当高。工程实施过程中必然要对居民生活产生的影响，当地居民都很理解并表示支持本工程的建设工作。

（3）工程建设能力有保证。经过多年的水利工程节水配套改造工程实践。工程技术已经相当成熟，并且已经形成了在施工工艺、施工技术上都较成熟的施工队伍。

（4）多年的水利工程运行管理机制已经形成，各乡镇地方政府、水管部门等在项目管理和运行管护上已经掌握了一定的经验，可以保证工程在建成后能够正常运行和管护。

综上所述，本工程在资金投入、工程建设能力和建成后的运营管护等方面均有保证，并且工程所在地政府和相关部门，当地的人民群众对工程的大力支持和热切期盼，都是工程可以顺利实施的良好基础，由此可见，吉林省公主岭市2017年农业综合开发秦家屯灌区节水配套改造项目的实施是十分可行的。

3 工程规模

本次项目建设位于秦家屯灌区。建设以提高工程配套率和渠系水利用率为主要目标。本项目实施后，灌溉水利用系数将提高到0.65，改善水田灌溉面积0.615万亩。

本次秦家屯灌区建设内容如下：

（1）渠道衬砌工程：总计1条，为北引支渠，总长度为5.207km；

（2）渠系建筑物工程：共136座（其中：新建斗门118座；新建农桥6座；重建排水涵管1座；重建倒虹吸2座；新建排水口1座，新建排水闸及渠下涵1座，新建人行桥7座）。本项目实施后预计改善灌溉面积0.615万亩。

4 工程设计标准

根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》[1]及《灌溉与排水工程设计规范》[2]相关专业规范，秦屯灌区设计灌溉面积10.3万亩，灌区工程等别为Ⅲ等。本灌区水田灌溉设计保证率为P=75%。设计渠道及渠系建筑物流量小于流量5m3/s，确定为5级。根据《灌溉与排水渠系建筑物设计规范》[3]中规定，确定农桥汽车荷载等级为农桥—Ⅱ级。车道荷载的效应采用乘以0.6厚的公路—Ⅱ级车道荷载，车辆荷载的效应采用乘以0.7后的公路—Ⅱ级车辆荷载。

5 设计计算

5.1 灌溉渠道设计流量的确定

（1）设计灌水率

本工程设计净灌水率采用0.00210 m3/s/hm2。

（2）流量计算

渠道的设计流量按下式计算。

Q设= q·A/η（m3/s）

式中：

q——设计净灌水率（m3/s·hm2），采用0.00210m3/s·hm2；

A—渠道控制灌溉面积（hm2）；

η—灌溉水利用系数，0.65；

按照《灌溉与排水工程设计规范》[2]规定，续灌渠道加大流量的加大百分数，根据灌区气候条件，及支渠设计流量确定，取其加大流量百分数35%。

5.2 渠道横断面设计

（1）渠道横断面型式

根据现有项目区地形条件，在少占耕地、保持现状渠道走势和规模的情况下，支渠衬渠主要采用矩形断面型式。

（2）渠道的水利计算

田间地势平坦，每条支渠控制面积较相近。故渠道断面设计均采用明渠均匀流公式设计。

明渠均匀流的按下式计算：

C=1/n·R1/6

Q=AC（Ri）1/2

C—谢才系数（m1/2/s）；

n—渠床综合糙率系数；

R—水利半径（m）；

Q—渠道设计流量（m3/s）；

A—渠道过水断面面积（m2）；

i—渠底比降；

（3）渠道的纵断面设计

渠道纵断面设计主要按现状渠道走向及坡降设计，同时以满足所控制的面积自流灌溉为目的，根据实测地面高程为参考点推求各级渠道的水面高程。计算公式如下：

H分=A0+h+∑LJ+∑ψ

H分—分水口水位（m）；

A0—最难灌到的地面点高程（m）；

h—灌溉面积上灌水深度（m）；

L—各级渠道的长度（m）；

J—各级渠道的比降；

ψ—通过渠道建筑物的水头损失（m）。

（4）渠道的超高计算

按照《灌溉与排水工程设计规范》[3]规定，4、5级渠道超高计算公式如下：

Fb=hb/4+0.2

Fb—渠道岸顶超高（m）；

hb—渠道通过加大流量时的水深（m）。

(5)渠道水利要素，如表1所示。

表1 渠道水利要素表

6 渠道结构设计

本次农业综合开发项目中型灌区节水配套改造建设拟对北引支渠进行护砌，起点为北引支桩号0+100，终点为北引支桩号5+307。护砌长度为5207m。

北引支渠桩号0+100～5+307渠道采用现浇C25钢筋混凝土矩形槽护砌结构。边墙及底板厚均20cm，下设10cm素混凝土垫层。每隔10m分缝，分缝处设沥青木板和651飞机型橡胶止水。渠道宽度由3.5m渐变至2.0m，高度由1.2m渐变至0.8m。结构砼标号为C25、F200，垫层砼标号为C15。

7 结语

工程的实施，是贯彻党中央对抓好农业生产方针的需要，通过节水配套改造工程的实施完善了项目区的基础农田设施，改善农业生产条件，增强了农田防灾抗灾减灾能力,巩固和提升了粮食综合生产能力。提高渠系水利用率，降低灌溉成本，节约水资源，提高灌区实灌面积，促进灌区效益的恢复与增长，发展高效农业节水潜力。增加了百姓的农田经济收入对区域经济的持续稳定发展具有十分重要的意义。