灌区规划设计渠(沟)系水位推求参考点选取的简易方法

米加明

(富裕县水务局 水政水资源管理办公室，黑龙江 富裕 161200)

1 问题的提出

在灌区规划设计过程中，各级渠(沟)系水位推求已构成规划设计工作的一项重要组成部分。尤其是对于提水灌区及有坝引水灌区至关重要。各级渠(沟)系水位的设计涉及到灌区提水设备的选择、安装高程的确定、压力水池墙顶高程的设计;渠首拦河坝坝顶高程及较重要建筑物进流条件的分析与计算［1］。在灌区典型区设计中，需要逐条斗渠(沟)闸前(出口)水位推求，以此作为支渠(沟)水面线设计以及田间(斗农渠沟)工程量、工程占地、灌区灌溉利用系数等各项指标计算的依据，此项工作目前通常采用的方法是:首先依据1/10 000(或者再大一些比例尺)地形图，在每条斗渠(沟)灌(排)水控制范围内上、中、下游分别选取3个地面参考点，加(减)0.10 m作为参考点处田面灌(排)水位。其次按选定的斗农渠(沟)设计比降及参考点沿农斗渠(沟)水流方向距离，分别沿农渠(沟)、斗渠(沟)向上游(下游)加(减)沿程水头损失及过建筑物局部水头损失求得3个闸前(出口)水位，经比较选定一个技术可行(灌排水安全)、经济合理的水位即作为斗渠(沟)闸前(出口)设计水位。

为了杜绝上述的重复计算过程，也曾采取过“简化手段”，那就是只在斗渠(沟)末端(首端)的农渠(沟)末端(首端)，也就是逆(顺)渠(沟)水流方向全程计算农渠(沟)、斗渠(沟)的沿程水头损失(落差)，定为斗渠进口及斗沟出口设计水位。这样，虽然工作量仅为前者的1/3，但实践起来，后者推求的水位不完全安全，即灌溉水位偏低、排水水位偏高现象可能发生，直接影响到支渠(沟)、干渠(沟)设计水面线的合理确定。

2 参考点位置的合理确定

2.1 确定原则

在参考点选择过程中，要本着统筹考虑斗渠(沟)范围内(对于小型灌区可直接推求支渠闸前或支沟出口水位，依据推求的水位设计干渠或干沟水面线)灌溉与排水的原则，同时要力求经济上合理性。

2.2 确定途径

既本着上述原则，又力求工作量最小。

2.3 参考点位置选择的简易方法

近年来，笔者参与过我县小泉子提水灌区(设计灌溉面积780 hm2，设计流量1.3 m3/s，设计扬程6 m，2011年有效灌溉面积750 hm2，实灌面积750 hm2)及三家子提水灌区(设计灌溉面积800万hm2，设计流量1.13 m3/s，设计扬程5 m，2011年有效灌溉面积400 hm2，实灌面积0.04万hm2)的规划设计与复查审定改造工作。在田间工程水位推求这项工作中，一直是重复的简单计算过程，据统计，此项工作约占典型区设计总工作量的60%。

在重复计算过程中发现斗渠(沟)范围内(斗渠方向、农渠方向)地面自然坡降与斗农渠(沟)设计比降的相互关系直接影响到参考点位置选择的合理性，以灌溉斗渠进口水位推求为例，若斗农渠的设计比降大于(陡于)斗农渠方向的地面自然坡降，则参考点位置要选择在远离斗农渠方向的末端(下游)。

这样，除渠系末端参考点处可满足田面用水外，按渠系设计比降推求渠系上游设计水位必然满足渠系沿线各点田面用水要求;若斗农渠的设计比降小于(缓于)斗农渠方向的地面自然坡降，则参考点位置要选择在靠近斗农渠方向的首端(上游)。

这样除渠系首端参考点处可满足田面用水外，按渠系设计比降推求渠系下游设计水位必然满足渠系沿线各点田面用水要求。在斗渠(沟)控制范围内，若斗渠设计比降大于(陡于)斗渠方向地面自然坡降，则参考点位置应在远离斗渠口的下游末端选定。同理，农渠设计比降大于(陡于)农渠方向地面自然坡降，则参考点位置应在远离农渠口的下游末端选定;若斗渠设计比降小于(缓于)斗渠方向地面自然坡降，则参考点位置应在靠近斗渠口的上游首端选定。同理，农渠设计比降小于(缓于)农渠方向地面自然坡降，则参考点位置应在靠近农渠口的上游首端选定。其原理见图1。

3 结论

归纳起来，有以下4 种情况:①若农渠设计比降大于(陡于)沿农渠方向地面自然坡降则参考点位置选择在农渠末端(下游)。②若斗渠设计比降大于(陡于)沿斗渠方向地面自然坡降则参考点位置选择在斗渠末端(下游)。③若农渠设计比降小于(缓于)沿农渠方向地面自然坡降则参考点位置选择在农渠首端(上游)。④若斗渠设计比降小于(缓于)沿斗渠方向地面自然坡降则参考点位置选择在斗渠首端(上游)。其组合情况见示意图2。

图1 参考点位置选定原理图

图2 参考点位置选择组合情况示意图

同样，排水斗农沟水位推求参考点位置的选择也有4 种情况:①若农沟设计比降大于(陡于)沿农沟方向地面自然坡降则参考点位置选择在农沟首端(上游)。②若斗沟设计比降大于(陡于)沿斗沟方向地面自然坡降则参考点位置选择在斗沟首端(上游)。③若农沟设计比降小于(缓于)沿农沟方向地面自然坡降则参考点位置选择在农沟末端(下游)。④若斗沟设计比降小于(缓于)沿斗沟方向地面自然坡降则参考点位置选择在斗沟末端(下游)。

［1］周志远.农田水利学［M］.北京:中国水利水电出版社，1993.