灌溉水利枢纽渠首方案比选的初探

张 慧 王子凯

（新疆农牧区水利规划总站，乌鲁木齐 830000）

灌溉水利枢纽渠首方案比选的初探

张 慧 王子凯

（新疆农牧区水利规划总站，乌鲁木齐 830000）

本文先就一般的水利枢纽渠首布置方案为参考，总结出渠首方案选择所应遵循的原则。再以实际灌溉水利枢纽的设计为典型案例，根据以上原则及实际情况，浅谈在农田灌溉水利枢纽中，渠首方案的选择所应考虑的因素。

渠首；青果岗灌区；方案比选

1. 引言

水是作物生长过程中最为关键的因素，而借助灌溉水利枢纽，可以通过人工有效调控作物生长所需的供水需求，在保证作物生长的同时更加有效的利用水资源[1-2]。在实际的情况中，由于地形条件、作物类型、灌溉面积等原因，不能确保渠首水头满足自流灌溉要求时，要考虑灌溉水利枢纽渠首方案的选择。

本文根据一般的水利枢纽渠首布置方案为参考，总结出渠首方案选择应遵循的原则，再结合典型案例，浅谈在农田灌溉水利枢纽中，渠首方案的选择所应考虑的因素。

2 一般水利枢纽渠首方案的选择

通过赵保华等[3]，瞿运斌[4]，张海英[5]等工程案例，可以总结出水利工程枢纽中渠首方案选择所应遵循的一般原则：

（1）工程量小，投资较省，并易于施工。

（2）尽量保证渠道的线路较短、水流顺直、上下游衔接顺畅。

（3）后期运行管理方便，维护成本低。

3 灌溉水利枢纽渠首方案选择工程实例

3.1 工程概况及渠道布置

本工程干渠位于拉萨市墨竹工卡县境内，拉萨河中段下游左岸。东起曲果岗村以东约1400m，西止于嘎采村，全长0.95km。渠线东侧山体高程3820～4500m，基岩裸露、裂隙发育，植被稀少；西侧为河流宽谷地貌，洪积扇，一级阶地、河漫滩发育，地形较为平坦，地面高程3807～3815m，地势南高北南低，沿河谷纵向北高南低。渠尾位于墨竹玛曲右岸，高程为3807m。具体的水位情况见下表。

青果岗灌区总布置：干渠1条，干斗渠9条。考虑到田面大小和距渠首的位置，将本灌区分两个轮灌组：干斗1、干斗2、干斗3、干斗4、干斗5为轮灌组1，干斗6、干斗7、干斗8、干斗9为轮灌组2。其中，干斗7面积适中，可作为典型支渠进行设计。干斗渠7长为353m，农渠布置4条，长度为760m，间距为90m；每个农渠上可以布置毛渠10条，长度为90m，间距为76m。灌区总布置和典型区的布置图如下所示：

3.2 流量推算

计算出干斗渠的设计流量值在0.015-0.046 m3/s之间，考虑到渠道断面尺寸的原因，流量过小会使渠内水位过低，甚至导致渠道淤积，因此统一将9条干斗渠的流量提高至0.1 m3/s。由于分了两个轮灌组，在计算中需分别计算这两个轮灌组的流量，选取较大的流量为干渠设计流量，然后可计算出渠首的设计流量。

3.3 渠首水位推算

本项目中，渠首处的设计水位经测量为3813.13m，干斗渠各进水口水位满足后，再来分析各节点间的水位差是否满足自流灌溉的要求经逐级推求得到，渠首所需水位为3814.06m，而设计水位为3813.13m。因此，渠首不能满足自流灌溉的要求。

3.4 渠首布置方案的选择

渠首位置的选择，根据拉萨河河道河势、水文、泥沙、地质等因素，从有利取水、防止淤积、确保安全等角度进行分析论证。渠首尽量选择取水口靠近主流、河岸坚固以及凹岸弯道顶点以下地段；当地形条件受到限制而必须设在凸岸时，渠首设在凸岸中点偏上游处，以保证渠首水位能使灌区农田自流灌溉。

在本设计中，针对渠首水位不足的情况，可以采取的方案有以下几种：

（1）减小部分渠段的设计比降。减小渠道的比降，会使渠道的走向与实际坡比相差过大，增加渠道的工程量，加大投资。另外，比降的减小，相应地会使干斗渠的进水口水位会降低，会使干斗渠的控制面积进一步的减少。

（2）在渠首处建壅水建筑物，抬高渠首的设计水位，以满足自流引水灌溉。

（3）为了满足渠首的水位要求，选择上游河床坚固、不易淤积的河段，借修筑较长的引水渠，通过获得更高的设计水位来满足自流引水的需求。

三种方案中，方案（1）会使渠道变长，工程投资增加，灌区的灌溉控制面积减小。方案（3）虽然不用另行修建壅水建筑物，但却由于取水口离灌区较远，增加了修筑渠道的投资，而且在拉萨河下游属于典型的游荡型河道，河势较为复杂，可能会遇到难工险段。因此不予考虑方案（1）与方案（3）。

本工程考虑方案（2），在渠首的上游修建引水渠，考虑借助引水渠和拉萨河比降差来获得更高的水位，满足灌区的自流灌溉要求，另外，渠首的上游有一段渠道虽然遭受损毁，但经翻建后可作为成引水渠的一部分，这样也会节省部分投资

4 灌溉水利枢纽渠首方案选择应考虑的因素

本次灌溉水利枢纽渠首方案的选择，除了需要考虑工程投资、渠道选线和后期维护外，还需考虑以下几方面因素：

（1）原则上不可减小部分渠道的比降，这样不仅会增加工程量，还会使实际灌溉控制面积减小。

（2）新建渠首建筑物虽可满足下游的灌水要求，但是投资会大大增加，应做好投资预算比选工作，慎重选择此类方案。

（3）修筑较长的引水渠可抬高水位，满足下游的灌溉，但是相应投资会增大，另外可能还会遇到难工险段，若采取此方案，需做好前期勘察工作。

5 结论与建议

灌区渠首方案的选择和引水方式的确定，在灌区规划设计中极为重要，渠首的布置既要满足灌溉期引水水位及流量要求，同时还必须确保其防洪安全。在灌溉水利枢纽渠首方案选择的过程中，我们不仅需要考虑工程投资、渠道选线和后期维护等因素，还需结合实际情况，在保证灌溉面积不减小、避开难工险段、充分利用现有建筑物的前提下，综合考虑各方面，选择经济上可行、布置上合理的渠首建设方案。

[1]白秀梅. 水利工程发展趋势初探[J]. 吉林农业c版, 2011, (3):270-270.

[2]钟华, 何家华. 浅谈水利工程对社会经济发展的重要性[J]. 民营科技, 2010, (9):205-205.

[3]赵保华, 韦富英, 王永波. 浅析巴彦县双阳灌区渠首改造工程渠首方案比选[J]. 水利科技与经济, 2011, 17(7):22-23.

[4]瞿运斌. 基于水利工程枢纽布置方案的选择[J]. 黑龙江水利科技, 2014 (4): 110-112.

[5]张海英. 学兴渠首坝址及总体布置方案比选[J]. 水利科技与经济, 2014, 20(2): 78-80.

G322

B

1007-6344（2015）10-0059-01

张慧 （1989－），女。新疆沙湾人，助理工程师，主要从事农田水利设计工作。E-mail:zhanghuisz@126.com