关于灌区改造设计的探析

关于灌区改造设计的探析

孙维忠

木兰县五一灌区管理站黑龙江哈尔滨151900

摘要：灌区是中国农业灌溉的支柱，也是重要的商品粮基地。本文主要介绍了灌区的现状，阐述了灌区改造工程的设计要点。

关键词：水利灌区；灌溉技术；渠道

前言：为了保障灌区设计能够在灌溉中得到充分的利用，我们要对灌区的节水方式进行有效的改进，主要从节水方便着手，让规划水平有所提高，从而有利于推动农业现代化发展，并且避免了水资源的浪费，让水资源能改充分满足农作物的生长需求。我国水资源都是有限的，设计节水灌溉方案，对农业技术和管理方式进行综合性的利用，利用系统合理的改造灌区，不仅有利于农作物生产效率的提高，并且在灌区设计中要特别注意这一点。

1灌区规划改造的原因

1.1由于灌溉系统的原因，灌溉系统的设计需要基于作物需水量和土壤含水量（计划湿层）和典型的年降雨量。中国现有的大部分灌溉区都是建于20世纪50年代和60年代的旧灌区。灌溉定额也有很大差异，灌溉定额也大大增加，灌溉周期越来越短。如果原始通道被修改，则可以通过增加截面，减小粗糙度，通道衬里或在水位满足要求时调整纵向坡度来实现所需的通水能力。

1.2渠系设计的原因，一是渠道纵坡；有些通道选择了不正确的纵向斜坡，需要对其进行清洗或淤泥处理，并需要调整纵向坡度。二是糙率n；粗糙度n的值具有很大的影响。如果价值合理，渠道可以满足要求，工程量不大，这是一种经济合理的设计；如果该值太小，虽然工程量可以减少，但不能满足供水要求，延长了排水期，增加了通道泄漏损失。结合实际情况，采取稍大的粗糙度更为合适。

1.3渠系布置的原因

例如，南雄市孔江灌区原有渠系的布置比较复杂。原始通道自由变换，人工延长通道长度，调整通道纵向坡度，每年派遣大量人员保护运河，以节省风险。因此，在运河系统的布置过程中，应该特别注意其需要修改的通道。

2灌区改造工程的设计要点分析

2.1复核渠道工程的规模和确定

灌区设计与新灌区设计是比较相似的，有着独自的特点，在经过多年运行下，灌溉渠道运河的水利系数较低，灌溉的面积缩小。但是因为绝大部分的灌区已经形成了完整的灌溉、排水系统，在正式设计的时候，主渠系统布局应保持不变。所以，我们在确定渠道工程任务、规模的时候，对其规模进行审查，通道规模必须结合其灌溉的规模进行确定，就原则上来讲，原始渠道的设计规模大于当前的审核规模，保持原有渠道的设计规模，如果说，原始的渠道设计规模小于当前重新检查规模，把当前审核的规模实施设计。

2.2渠道布置设计

经过多年的运行，旧灌区应保持原有渠道的正常运行，设计的航道中心线应与原设计中心线接近或一致。因此，通道布局设计的主要工作是设计中心线配件。通道中心线是通道长度测量的基础，是结构施工放样和建筑定位的标准，也是工程布局的灵魂。由于当前通道的不规则性，设计中心线需要基于现有通道的方向，前部和后部的宽度以及两侧的地形。并且经过反复调整后的横截面形状，以获得相对合理的中心线。传统方法是首先确定通道横截面的截面轮廓和通道段的底部，然后手动调整平面图和横截面上的前后截面位置。结合土石方开挖和填充平衡要求，考虑到施工便利和后期管理，经过几个阶段的调整，最终拟合产生相对合理的设计中心线。然而，该方法耗时，重复且效率低。ZDMCAD辅助设计软件（ZDMCAD软件是广东省水利电力勘测设计研究院高级工程师张东明在AutoCAD平台上开发的CAD辅助设计软件在数字地形图上传递了一系列特殊命令操作和人为调整，可以快速完成设计中心线的装配工作。

2.3项目区域重建设计

表面线在所有分配和分配通道系统中，灌区通道设计表面线的分析和确定与灌溉区域的大小有关。主渠道是供水和排水的主要分配渠道。就灌溉效益的大小而言，主渠道水利用损失也是渠道用水损失中最大的，因此要考虑项目改造前后的实际情况变化。根据实际情况，确定最佳水面线。项目区水面线的优化设计应充分考虑运河建筑的现状。基于对灌溉区附属建筑物的综合测量，满足渠道和运河建筑的最低水量和翻新工程。考虑到灌区的实际情况，推导出新型改造设计的水面线优化设计。大型灌区的改造必须坚持高标准，高质量的建设，必须有一套正确的建筑高程数据。计划对整个主渠道进行衬砌，并通过反复计算得到建筑物过流所需的水头，以便对主渠道的主渠道进行新的审查和进一步优化。最优水面分析的原则是比较有利于子渠道分水和取水的方案，在现有条件下，最小建筑物数量最小，总量最小。最佳水面分析方法是从管道末端到管道头部抽取水面线，以便从每个分支通道中抽出水。重新确定建筑物的底板高程。

在项目区内，首先应在水面线改造方案中进行水面线改造方案的设计，然后进行详细分析，以便对灌区存在的问题进行多方案研究。在此基础上，在灌区辅助建筑物综合测量的基础上，必须根据灌区的实际情况和需求。为满足下级渠道的用水需求，最后提出合理的渠道设计水面计划；有必要考虑连续施工和节水改造，并遵循重建工程量小的条件，使运河内的水流能够满足明渠的均匀流动；为了解决灌区的各种问题，实现了河道设计水面线的优化计算，并通过计算机计算求解了相应的数据。

3渠道防渗设计

渠道工程的防渗处理是一种广泛使用的节水施工技术和提高农业灌溉用水量的技术。实现渠道防渗处理后，可以提高用水效率，减轻农业用水供需矛盾。节约用水量，扩大灌区，实现农业生产快速的发展。并且，还能够减少通道的粗糙程度，增加了流速，增加输水的能力，避免出现通道的淤积问题。对于地下水位进行降低，改善盐碱地、沼泽地等，实现生态环境的发展。在渠道改造项目投资构成的时候，渠道的防渗占据着较大的部分，可以占据项目施工安全费用的10%-25%，因此确定渠道防渗设计方案非常重要混凝土防渗具有强度高，耐久性好，抗冻，抗腐蚀能力强，易于管理的特点。混凝土防渗衬砌可分为现浇混凝土衬砌和预制混凝土板衬砌。预制混凝土板衬砌适用于填土，松砂开挖渠道和梯形截面渠道，不受施工季节影响，但接缝量大，粗糙度大，防渗效果差。根据结构形式，砌体防渗可分为两种类型：挡土型和挡土墙型（如倾斜挡土墙）。砌体防渗的优点是可以原位使用，抗冲刷和耐磨，适用于旧槽改造或加固。它更多地用于通道和闸门或渡槽的过渡段（或扭曲表面）。为了减少粗糙度，通常使用砂浆来保护水侧，并且顶面经受压力顶部处理以改善美学效果。目前，随着环保意识的提高，采石审批程序繁琐，政策收紧，越来越少的地区可以提供石材；此外，在建筑市场的激烈竞争和优秀的工匠和工匠的减少，石砌的质量并不令人满意，而且大多数业主和设计师都不放心今天的石材砌筑的质量。不同意或暗示不使用这一过程，这一传统曾使世界骄傲的建筑过程将逐渐淡化人们的视野。

结束语

总之，中国是一个水资源相对较少的国家。中国水资源总量为28124亿立方米，占全国有效灌溉面积的30％以上。中国的人均水资源占世界主要粮食和石油生产基地的100多个大型灌溉区。农业用水是中国的主要用水户，可以有效解决人口饮食问题。当农业用水相对稀缺时，灌区工程远远不能适应中国农业经济的发展。

参考文献：

[1]李树仁.灌区管理在节水农业中的作用[J].中国新技术新产品.2011（11）

[2]陆敏.发展节水灌溉实现水资源的可持续利用[J].黑龙江水利科技.2006（05）

[3]张战勋，高晓婷，姚德仓.浅析冯家山灌区农业灌溉存在的问题及对策[J].陕西水利.2010（01）