柬埔寨马德望灌溉工程设计综述

杨伟俊

（浙江省水利水电勘测设计院 杭州 310002）

1 工程背景

柬埔寨是一个传统的农业国，农业是柬埔寨经济的支柱产业，从事农业的人口约占劳动力总人数的60%，以种植水稻为主。现状种植主要是靠天吃饭，稻田亩产不足150kg，远低于周边国家稻田单位面积产量。约30%的农村人口仍生活在贫困线以下。马德望省是柬埔寨的粮仓，土地辽阔、土壤肥沃，非常适合种植稻谷。但区内水利设施建设严重缺乏，仅有几条渠道靠降雨积水进行灌溉，无排水设施，低洼地段在雨季经常受淹。

马德望灌溉工程位于马德望市南面，为中国进出口银行的贷款项目，项目区土地面积为4.9万 hm2，项目建设目的是改善灌区灌溉能力，提高耕地利用率和粮食产量。

项目区位于热带季风气候区，具有明显的雨季和旱季，从四月中旬开始到十月为雨季，雨季降雨量占全年降雨量的 80%以上。项目区为平原地形，灌溉排水条件差，旱季河道流量小、取水困难，雨季排水不畅、土地长期受浸泡。

项目区灌溉水源来自马德望河，马德望河为洞里萨湖（东南亚最大淡水湖）的上游支流，由西南向东北流经项目区，最终汇入洞里萨湖，流域面积为 6053km2，其中本工程拦河闸以上流域面积 2535km2。

2 设计思路

2.1 总体布局

马德望河从项目区中间穿过，旱季河流水位低，不能满足灌区自流灌溉对水位的要求，需在渠道取水口下游马德望河上设挡水建筑物以抬高河水位。因此设计在马德望河上兴建一拦河引水闸坝，适当壅高马德望河常水位，通过新建灌溉系统引水至灌区，使项目区大部分耕地能够实现自流灌溉，同时在项目区内建设排水系统以改善排水条件。

2.2 规模确定

项目区农业用水水源为地表水，采用自流灌溉方式，由渠道输水到田间。灌溉渠道分为总干、干、支渠三级，各级渠道均实行续灌。项目区内以种植水稻为主，考虑水稻的用水高峰期在泡田期，所以用稻田的泡田定额计算设计灌水模数，再根据设计灌水模数和渠道灌溉面积推求灌溉净流量。

推求渠道设计流量过程为：先计算田间灌水净流量，然后根据各级渠道的水利用系数自下而上逐级、逐段进行推算。续灌渠道的岸顶超高和高度按加大流量计算。根据规范，渠道流量加大系数支渠取1.25，干渠取1.2，总干渠取1.15。

3 工程总体布置

工程由拦河引水闸、灌溉渠道（总干渠、干渠、支渠）、排水渠道（干沟、支沟）、渠系建筑物（水闸、箱涵、倒虹吸）及桥涵等组成。

拦河引水闸位于马德望河上，共4孔，采用平底闸结构形式，每孔净宽12.0m，由闸室、消力池、护坦和海漫等组成。

灌溉渠道分总干渠、干渠、支渠三级。马德望河将灌区一分为二，在拦河引水闸上游两岸分别设进水闸，将马德望河河水通过总干渠Ⅰ（右岸）和总干渠Ⅱ（左岸）分别引进两岸灌区，从总干渠上共接出5条干渠，从干渠上接出17条支渠输水至田间。灌区排水分干沟、支沟二级，全区通过 11条支沟收集灌溉回归水和部分降雨产生的田面积水，汇集到干渠、干沟中排入河流。

4 建筑物设计

4.1 拦河引水闸

4.1.1 方案比选

马德望河流经项目区河段为平原河道，由河水冲切地面形成，河道下陷、两岸无堤防。拦河引水闸的主要作用是壅高马德望河正常水位，以实现灌区引水自流灌溉。因此，拦河引水闸坝是灌区灌溉系统的龙头，其布置的主要任务是选择合理的闸址和正常水位。

闸址和正常水位的选择应统一考虑，互为选择条件。根据现场河道地形地质条件和工程总体布置要求，选择上下闸址进行比选，上下闸址相距约5km。先初拟上下闸址正常水位，水位选择需满足以下条件：（1）满足项目区自流灌溉和引水流量要求；（2）低于两岸地面高程，不能淹没岸坡；（3）低于两岸土地浸没高程。由此上闸址正常水位取 21.0m，下闸址正常水位取 18.0m。上下闸址相比较，上闸址自流灌溉面积更大，同时上闸址右岸有长约 10km的一段渠道可以改造利用，可减少占用耕地。综合比较后推荐上闸址，闸上正常水位21.0m。

4.1.2 建筑物布置

拦河引水闸共4孔，采用平底闸结构形式，闸门采用直拉平板门，挡水高度11m，每孔净宽12.0m。闸墩采用缝墩，宽3m，闸室段沿水流向长16m、宽60m。水闸河流向总长285m，闸室上游设长56m的岸坡衔接段、长14m的抛石防冲槽和长 30m的护坦；下游设长 40m的消力池、长20m的护坦、长45m的海漫、长24m的抛石防冲槽和长40m的岸坡衔接段。闸室下游消力池、护坦段两侧采用C25钢筋混凝土扶壁式挡墙，墙身最大高度17.0m。闸室上游左、右岸各设一个进水闸分别引水至总干渠Ⅰ、总干渠Ⅱ。

4.1.3 设计特点

（1）拦河引水闸布置。拦河引水闸所在河段属平原河道，两岸土质松软，降水年内分布不均，雨季洪水易漫滩，且水闸挡水上下游水位差较大，因此水闸布置及结构设计应以保证结构稳定和消能防冲安全为首要条件。水闸闸上至上游抛石防冲槽首端、闸下至下游护坦末端范围内两岸设直立挡墙，以改善水闸上下游水流条件和保证近闸岸坡安全。挡墙最大高度15m，采用扶壁式，防渗范围以外挡墙面板设排水孔，有效减小挡墙断面。挡墙上游约 60m、下游约 110m范围内河道采用厚 50cm浆砌块石护坡，防止水流冲刷影响近闸区河岸稳定。考虑雨季洪水漫滩风险，两岸坡顶一定范围内设 30cm厚浆砌块石护面，外围设抛石防冲槽保护。

（2）闸室防渗。拦河引水闸两岸覆盖层为第四系全新统冲洪积层，分为3层。表层为含砾砂粉质黏土，厚5.0～8.5m，属弱透水性；中部为含泥粉细砂层，厚约 3.0m。下部为含泥砂卵砾石层，中密—密实，厚3.0～5.8m。河床覆盖层为含泥砂卵砾石，厚约 2m。含泥粉细砂与含泥砂卵砾石属中等透水性。下伏基岩为侏罗系上统凝灰角砾岩，岩性较软，易风化。

由于两岸距离山体很远，难以形成封闭的防渗系统，且拦河引水闸上游水库拦蓄能力有限，允许存在少量渗透损失。制定闸室防渗措施主要需考虑闸室抗滑稳定和渗透稳定。考虑河床基岩面较浅，综合考虑现场情况和施工措施，设计采用帷幕灌浆防渗。经渗流计算，帷幕灌浆向两岸各延伸40m能满足比降要求，且渗透量在合理范围内。帷幕灌浆的难点在其布置和覆盖层灌浆工艺，结合两岸总干渠Ⅰ、总干渠Ⅱ进水闸和箱涵，布置帷幕灌浆中心线与进水闸、箱涵中心线重合，可满足灌浆盖重要求。覆盖层灌浆施工采用自上而下分段灌浆法，首段灌浆压力 0.3MPa，以下按每米 0.02MPa递增，段长 1m，灌浆前下套管至该段底面以上0.5m。

由于覆盖层帷幕灌浆存在施工质量不易保证、易渗透破坏等弱点，为保证在遭受意外情况下（如帷幕灌浆部分破坏等）的闸室安全，加厚闸室底板至 3.5m，从上到下分为60cm厚C30混凝土溢流面、170cm厚C15混凝土和120cm厚C25混凝土。底板加厚可适当减少配筋。

（3）设岸坡溢流道。马德望河属平原河流，拦河引水闸上游水库调蓄能力弱，且闸上正常水位较地面高程仅低约 0.5m，当闸上游渠道进水闸关闭或引水流量小于河道来水流量时，如不能及时开启闸门泄流，就会发生河水漫滩的情况。为改善水闸运行情况，在左岸设溢流道将上游多余来水排至下游，可减少旱季河水漫滩情况的发生。溢流道进口底高程取闸上正常水位，溢流道过水流量按旱季平均流量确定。

4.2 灌溉排水渠道

4.2.1 渠道断面设计

灌溉排水渠道均采用梯形断面，为减小渠道断面，总干渠、干渠采用混凝土衬砌，其余渠道为土渠。根据现场地形，以尽量实现挖填平衡原则确定渠道底坡，根据各渠道设计流量、渠床糙率、边坡（参照规范确定）和渠底坡求渠道底宽和水深，渠道深度按加大流量水深加超高考虑。各级渠道采用水位衔接，遇渠系建筑物处采用改变底高程考虑局部水头损失。

4.2.2 衬砌排水设计

渠道混凝土衬砌厚度 10～12cm，对开挖较深且两岸地下水位较高的渠道，当渠道内水位较低时，衬砌底板易受地下水顶托破坏。因此，设计要求在渠底高程低于两岸原地面高程超过1.0m的渠道混凝土衬砌区段，现浇混凝土底板上设 DN50mm逆止阀单向排水管，排水管底部采用土工布反滤以防止土体流失。

为提高排水效果和加快施工速度，对开挖深度较大(渠道设计水位在原地面以下)、地下水丰富且地基土渗透系数小于 1×10-4cm/s的渠段采用预制混凝土板衬砌。衬砌底部铺一层土工布反滤，土工布顶部埋入土体内固定，底部埋入底板混凝土内固定。土工布有效孔径选择以对保护土体起到反滤作用为宜。

项目区局部地段土体具有分散性，开挖渠道雨季受两侧下泄水流冲刷，容易造成土体流失形成冲刷槽或空洞。因此对无混凝土衬砌渠道坡面，采用草皮护坡以减少雨水冲刷，保证堤身安全和外表美观。同时对渠道两侧向渠道内排水的小冲沟或农田排水口，设导流槽将来水导入渠道，以避免水流冲刷破坏坡面。导流槽向下延伸至和衬砌相接（对混凝土衬砌渠道）或至渠道底部（对土渠）。导流槽尺寸按水量大小确定，采用底部C15混凝土板、两侧砖砌表面涂抹砂浆防水的结构型式，便于施工。

5 结语

马德望省是柬埔寨的粮食主产区，土地辽阔、土壤肥沃，借助中国政府的优买优贷项目支持，通过灌区工程建设可大大增强灌区现有灌溉能力，改善农业生产现状，提高当地经济发展水平。马德望灌区规模为大型，面积辽阔、地形复杂、气象条件特殊，其总体设计布局、拦河引水闸和渠道等主要建筑物设计具有独特性，对类似工程有一定借鉴作用。

1 GB50288—99灌溉与排水工程设计规范[S].

2 全国水利水电施工技术信息网.水利水电工程施工手册（地基与基础工程）[M].中国电力出版社，2004