谈谈在新疆大型灌区改造中干渠改线改造的优点和作用

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摘要:精河大型灌区续建配套与节水改造工程精河南干渠改造改线措施运用。

Abstract: Jinghe county large irrigation areas and water conservation improvement works fine line Henan Canal reform measures and the use are introduced.

关键词:大型灌区;干渠改线;改造方案

Key words: large-scale irrigation;trunk altered;rehabilitation programs

中图分类号:TV67 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)15-0056-02

1渠道现状

1.1 渠道现状破损情况①渠道0+000-9+284段弯道较多、纵坡较缓,造成干渠淤积严重,过水能力下降,实际过水能力7.5m3/s;实测渠道水利用率仅为0.83。②渠道5+000-7+700段地基为粉土,该段渠道因防渗损坏严重,冬灌时由于渗漏使渠道产生冻胀破坏。③干渠过洪建筑物标准偏低,均为简易式。现有渡槽槽身和过洪桥均采用空心板或槽型板组装,且多数已露筋,底板磨损,槽身漏水。过洪桥因过洪能力不足,边墙多采用砌砖加高挡水,经常被洪水冲毁,造成渠道损坏,影响正常过水。④渠系建筑物不配套,闸门变形,启闭设备陈旧,影响管理;⑤工程老化,多年来没有整体改造,只是对损坏部分进行补修,渠石错动,使得渠道糙率增加,渗漏严重,过水能力降低;⑥渠道沿途约97条洪沟,暴雨洪水经常袭击干渠,造成停水,因此防洪问题成为南干渠的最大难题。目前干渠的防洪设施不仅不配套,且现有的也损坏严重,不能正常使用,经初步建设合并后为36条,因无沿渠公路,必须绕道而行,交通不便,影响养护和维修。

1.2 干渠防渗工程破损的原因经现场踏勘和运行情况,该干渠损坏的原因以下四种情况:①当时设计、施工以及资金等条件的制约,工程设施不配套、建设标准和防洪标准低,经过30多年的运行,工程已破烂不堪,渗漏严重。②冻胀。③自然灾害。④维修和巡渠工作跟不上。该渠道渠线较长(51.4km),渠道沿途约90多条洪沟,无沿渠公路,必须绕道而行,交通不便,影响及时的养护和维修工作。

2干渠改造方案必选

2003年8月初,受精河县水利管理处的委托,我院承担了《精河大型灌区二期续建配套与节水改造工程》的设计任务。

由精河县水利管理处牵头,2003年8月15日,开始进行测量、现场踏勘、调查(记录损坏部分、拍照)等。

本次改造精河南干渠长为33.0km,经实地勘察,干渠前段(0+000-9+284)上的渠系建筑物较少,后段(9+284-33+000)南侧洪沟较发育,渠系过洪建筑物分布较多,且渠系建筑物均老化破损,需要重建。

方案1:原渠线改造方案。本方案在原渠线的基础上,适当调整纵坡,全部拆除重建,采用渠底为12cm厚、边坡10cm厚的C20现浇砼板防渗,梯形断面。其中冻土段(5+000-7+700)在C20现浇砼板下设5cm厚苯板抗冻防渗。

方案2:改线新建方案。经实地勘察,根据渠道高程、纵坡、地质、防洪要求以及施工和工程管理等因素综合考虑,渠道改线段分为三部分:

第一段:0+000-9+284段。该段渠道本次改造渠线向南左移,引水闸上移208m,引水口高程抬高 1.07m、闸底板高程由597.67m抬高到598.74m,渠道纵坡适当调陡。改线后该段渠道缩短464m,末端桩号由9+284变为8+820。

该段渠道前6.0km(0+000-6+000)曲线有上、中两个方案进行比较:上线方案为全线挖方,渠道断面稳定,挖方量较大。中线方案挖方量较少,渠段2+550-2+800属填方段,需做好防渗措施。上线方案前1.2km纵坡较缓0.0025、后段2+800-5+813纵坡较陡0.011、造成前段流速小后段流速大;中线方案渠道前后段纵坡均衡,渠道水面线衔接较顺。从施工、经济以及技术等方面进行比较,选用中线方案,技术合理并可节约投资26.05万元。

第二段: 8+820-31+350。该段渠道沿程洪水较集中,因此防洪建筑物较多,现有过洪桥23座,渡槽10座,而且建筑物严重破损已不能安全输水,均需重建。

本次改造该段渠道较原渠线向北右移30-50m,基本平行原渠道布置。若渠线向南左移,洪水沟增多、跨度增大,必然增加过洪建筑物及上游导流堤的工程量,使渠道投资增加,所以改造段渠线向北右移可充分利用原渠过洪设施,在经济和技术上都较为合理。

第三段:31+350-32+600段。为了使干渠纵坡前后衔接,该渠段采用原渠线拆除重建的改造方案。

改线后干渠仍为梯形断面,均用C20现浇砼板防渗,渠底厚12 cm,边坡厚10cm,其中2+820-6+000、11+467-12+900渠段渠底采用30 cm厚的C20细石砼浆砌卵石。

冻土段(5+000-7+700)设5cm厚苯板抗冻防渗,并做好止水处理,其中5+000-6+000渠底为C20细石砼浆砌卵石、6+000-7+700渠底为C20现浇砼板,边坡均为C20现浇砼板。

以上两个方案各有利弊。其中方案1是在原渠线上改建,工程土方量小,渠道断面经过多年的运行,已稳定。但是渠道砼和砌石拆除工程量大,弃石弃碴多,增加了水土保持费用,尤其是南干渠停水较晚,施工期约2个月(10月、11月),施工供水困难,加上渠系建筑物较多,无法保证工程施工质量和按期完工。方案2为改线新建方案,该方案土方量大。

但是工程改线后,解决了上段渠道的淤积问题,使渠道缩短400m,同时下段干渠可充分利用原渠道的过洪设施和防洪堤坝,减少工程投资。工程可在4-10月间施工,并由原渠解决施工用水,从而保证了工程的建设周期和工程质量。工程建成后,原渠可作为备用渠道。因两个方案中渠系建筑物均需重建,工程投资主要取决于渠道工程,经过对渠道工程计算,方案2较方案1节约投资35.82万元。从经济、技术、施工以及管理等角度综合论证,本次南干渠改造推荐方案2,采用改线方案。

改线方案体现了以下优点:①原渠道0+000-9+284段弯道较多,经裁弯取直、适当提高渠道纵坡、解决淤积问题。②冻土段(5+000-7+700)渠坡上的乔木和灌木较多,其根不易挖除,再生可穿破土工膜,改线后不存在此问题。③由于南干渠引水闸上移,置于精河渠首水电站引水口以上,使南干渠不再受电站冲砂影响,保证了干渠的正常引水。④8+820-31+350渠段改线后,原渠道对新渠具有防洪保护作用,增加了新渠的防洪安全度。⑤改线段渠道施工,不影响农田引水,解决了施工与灌溉矛盾。⑥改线后,新渠施工可利用原渠引水解决施工用水,施工工期增长,确保了施工工程质量。⑦保留原渠可作为备用渠道,一旦新渠因故停水,可暂用原渠引水,不影响灌溉。⑧改线后渠道长度比原渠减少400m。

3结论和建议

3.1 结论精河南干渠通过本次改线改造彻底解决了上游段(0+000-9+284)的淤积、冻胀问题和下游段(9+284-33+000)的洪水破坏问题,干渠开始改造已运行5年,运行正常。

渠道水利用系数0.83提高到0.95,灌溉水利用系数0.48提高到0.6,干渠现状引水流量7.5m3/s恢复到原来设计的10.0m3/s,本次设计加大引水流量为12.5m3/s,作物灌溉得到保证。

3.2 建议该干渠开始改造已5年,从设计角度(引水能力和防洪能力)、工程质量、工期赤足、施工用水及灌溉用水角度分析,该干渠改造效果十分显著,因此建议该干渠类似的跨越大戈壁或原渠道两岸有足够改线地形条件的渠道改造,完全可参考精河南干渠改线改造方案,最突出效果为保证施工工期和施工质量。