某有机高粱高标准基地示范区灌溉工程设计分析

邓小琴

（仁怀市水务局，贵州 仁怀 564500）

1 工程概况

1.1 基本情况

项目为仁怀市茅台酒酿造用有机高粱高标准种植基地大坝镇示范园区，涉及大坝镇簸箕坝村、小耳沟村、红阳村、新田村4个行政村，建设工期4个月。大坝镇为中低山丘陵地貌，属典型的丘陵、垄岗地带，海拔900～1 350 m。涉及灌溉工程面积297.62 hm2，均采用管灌方式；通过整治山塘、维修渠道、新建水池、输水管道及灌溉设施为灌区提供水源保证。①整治山塘4座；②渠道维修20.56 km；③新建水池8座，维修水池2座；④新建灌溉管道37 396 m，加压设备2套。⑤新建排水沟4 270 m。

1.2 建（构）筑物工程条件

①固定集中水源区域，恢复、维修、改造治理原有山塘、沟渠等方式；②分散水源区域，修建汇水流沟、水窖、水池、水罐等多种集雨蓄水方式；③水源较远区域，修建输水渠、输水管网、水窖、水池等方式；④山洪多发区域，修建排洪渠、引水沟。

1.3 排灌系统骨干设施状况

①灌溉设施。现场踏勘灌溉设施部分损坏，大部分沟渠年久失修无法满足灌溉，簸箕坝喷灌工程也存在压力不够，无法灌溉的情况。现状以天然降雨灌溉为主，部分沟渠也能够灌溉少许地块。项目区水利化程度较低，灌溉设施运行年久，缺乏更新改造配套，灌溉效益不佳，不能为高粱生产提供保障。②排水设施。经调查大部分地方排水不畅。高粱基地内存在部分排水沟，杂草丛生，已无排水功能。

2 灌溉工程设计

2.1 水源工程

2.1.1 渠道维修

项目区目前有2个村庄采用灌溉渠道进行农田灌溉，分别是簸箕坝村和小耳沟村。灌溉渠道维修工程共分2部分，清淤工程和维修工程。①清淤：由于渠道运行时间较长，并未进行过系统的维修处理等，淤积严重，故本次设计灌溉渠道20.56 km全部进行清淤处理。②维修：维修工程主要针对渠道渗漏、断裂、坍塌、掩埋部位，进行防渗、按原尺寸拆除重建等处理措施。具体维修内容详表略。

2.1.2 山塘维修

项目区有山塘4座，有水3座，空山塘1座。综合考虑山塘集水面积、发展灌溉面积，地质条件、投资大小等因素，确定维修山塘1座，主要维修内容有清淤、新建混凝土衬砌、铺设防渗铺盖、增设防护栏杆等。山塘维修工程量表略。

2.1.3 山泉水

目前项目区可利用山泉水水源较多，分别位于各个村，集山泉水后根据工程实际情况采用自流方式对农田进行灌溉，蓄水池工程量计入蓄水池工程量表。

2.2 灌溉工程

2.2.1 灌溉面积

工程通过渠道及山塘维修、集蓄山泉水和坡面洪水增加灌溉面积283.41 hm2，见表1。

表1 项目区灌溉面积统计表

2.2.2 灌溉管网工程

2.2.2.1 管网布置

项目区大部分为低压管道灌溉及少部分明沟灌溉，每个水源为一个独立灌溉系统，管道分为干管（输水）、支管（配水）、斗管（配水）三级固定管道。管网布置采用支管垂直于干管布置，根据地形情况，干管布置在地块边界，平行等高线布置，支管垂直等高线布置，干管向支管采用双向或单向分水，输水管道管材采用优质PE材料，部分紧靠路边采用钢管。

干管、支管、斗管铺设深度满足冻土层及耕作要求，管道埋深0.70 m。支管、斗管的起始处布置控制阀井，干管沿路布置，随地势布设支管，按阶梯地块要求布置斗管，斗管基本平行等高线布置，单侧供水斗管上每120 m左右设给水栓一个。

2.2.2.2 管道水力计算

式中：hf为沿程水头损失，m；i为单位管长沿程水头损失；L为管段长度，m；C为海曾威廉系数，钢管、混凝土管及内衬水泥砂浆金属管为120～130，取125。Q为管道流量，m3/s；D 为管道内径，m；局部水头损失按沿程水头损失的10%计算。

红阳村管网、小耳沟村及新田村水力计算表略。

2.2.2.3 管道管槽设计

管道纵坡与地面坡降一致，只考虑冻土深度及管顶耕作要求，埋深0.70 m（管顶至地面）。在管道铺设的局部高点安装自动进排气阀，以便将管内空气及时排出。

管沟开挖宽度0.80 m，两边坡度为1∶0.50，采用机械和人工开挖相结合，机械先开挖至设计挖深预留20 cm 时，换成人工开挖修底做为管床。沟槽开挖的土方堆放在管沟的一侧。铺好后及时进行管道打压试水,最后分层回填土方。管道两侧和管顶以上20 cm范围内的回填土应由沟槽两侧对称填入槽内，并用人工分层轻夯压实，分层填土厚度不应超过20 cm，回填土压实度不小于90%，填土时不得含有杂物及冻土。

2.2.3 管线建筑物工程

在管线局部高点设进排气阀；当长距离无局部高点的管段，每隔1 km 左右设一处进排气阀。排气阀直径按管道直径的1/8～1/12选取；在管道低洼处设排水阀，排水阀直径按管道直径的1/3～1/5 选取；在输水管道的始末端分别设一个控制阀。管道静水压力超过100 m时设加压池或减压阀井，减压池容积50 m3，工程量列入蓄水池工程。工程管道建筑物共883座，其中新建给水栓425套,各类阀井458座。

2.3 排水工程

2.3.1 防洪标准与雨洪计算

项目区截流沟按5级防洪标准设计，重现期10年。坡面洪水计算时，依据《贵州省暴雨洪水计算实用手册》的“雨洪法”计算坡面洪峰流量。考虑到冲沟较多、且面积较小，计算主要采用简化公式。根据现场洪水调查，采用坡面汇流公式等方法验证，是较为符合当地实际情况的。

式中：Q 为洪峰流量（m3/s）；C 为洪峰径流系数，0.75～0.86；Sp为设计暴雨强度（mm）；F为集水面积（km2）。

设计暴雨强度Sp是根据仁怀气象站多年平均最大一日降雨量转换计算后，结合贵州省相关等值线图确定，通过计算，10年一遇设计暴雨强度62.40 mm，5年一遇51.70 mm。

2.3.2 断面尺寸确定

根据明渠均流公式，用试算法求解沟渠断面。

式中：W 为渠道过水断面（m2）；b 为底宽（m）；m 为边坡系数，取m=0；h为水深（m）；x为湿周（m）；R为水利半径（m）；C为谢才系数；n为糙率取0.025；i为渠道水力坡度。

排水流量计算出设计过水能力，最佳断面设计得出截流沟设计参考值，排水沟设计过水能力Q应大于排水流量Qs。

项目区整修排水沟7条，长4 270 m。排水沟断面宽×深分别为0.30 m×0.30 m、0.50 m×0.50 m、0.80 m×1.00 m、1.50 m×1.50 m、2.00 m×2.00 m，M10浆砌石结构，壁厚及底板厚度详见单体图（此略），每隔10 m设沉陷缝宽2 cm，用聚乙烯闭孔泡沫板填缝止水。排水沟工程量统计详表略。

2.4 蓄水池工程

各村内适当位置修建高位蓄水池，新建蓄水池共8 座，维修蓄水池2座，利用原有水池1座。新建水池采用封闭式圆形钢筋混凝土结构，由底板、池壁、顶板、支撑柱等组成。采用半地下式，池顶高出地面1 m，池顶覆土0.50 m，调蓄水池详细尺寸详见图纸（此略）。维修水池凿毛抹面及加水池盖板的模式。

3 结语

综上可知，认识工程概况，针对仁怀市茅台酒酿造用有机高粱高标准种植基地大坝镇示范园区灌溉工程，主要围绕水源、灌溉、排水和蓄水池工程等方面进行设计分析。