浅谈新疆木垒县三畦村0.6万亩节水灌溉设计

陈秀松

（新疆兵团勘测设计院（集团）有限责任公司　新疆　乌鲁木齐　830000）



浅谈新疆木垒县三畦村0.6万亩节水灌溉设计

陈秀松

（新疆兵团勘测设计院（集团）有限责任公司新疆乌鲁木齐830000）

摘要本文主要介绍了新疆木垒县三畦村0.6万亩耕地的设计过程，本项目的主要特点是项目区地势坡降较大，最大高差近90m，地块呈阶梯状布置，设计难度较大。根据现场踏勘及地形图勘测，项目区主要采用自压滴灌方式，首部沉砂池布置在地形最高处，沉砂池附近自压不能够满足的地块采用加压滴灌方式。项目涉及到自压滴灌、加压滴灌、重力式沉砂池、减压措施、管网布置、管材选择等多项内容，本文对项目设计思路及设计过程进行了详细阐述。

关键词自压滴灌；减压；管网布置

1　工程概况

本项目位于新疆木垒县新户乡三畦村，实施节水灌溉面积为6064亩。项目区主要种植小麦和玉米，根据地形条件，本项目首部采用重力式沉砂池，渠水通过沉砂池过滤后向项目区供水。项目共分为9个区，其中加压部分2个区，自压部分7个区；系统设计流量为0.44m3/s，自压区通过两条总干管向下游输水，加压区通过水泵直接从清水池抽取。

本项目主要建设内容有：重力式沉砂池、泵房、高压输电线路、玻璃钢管总干管、PVC总干管、系统管网PVC管道、减压池、阀井工程、镇墩支墩附属工程等。

2　工程设计

项目区地形复杂，地势南高北低，西高东低，总体坡度自西南向东北倾斜，东西向平均坡降18‰，南北向平均坡降15‰，局部最大坡降可达20‰～30‰。经现场踏勘，项目区地块整体呈阶梯状分布，耕地被沟、渠、路、林及村庄切割成数十片大小不等、形状不一的地块，耕地条田布置错综复杂，没有形成统一的耕作格局。

2.1滴灌输水方式的确定

根据现场踏勘，三期团结干渠平行项目区南侧边界布置，项目区水源采用渠水。项目地形高差近90m，东西向平均坡降18‰，南北向平均坡降15%，加压方式选择自压方案。沉砂池布置于项目区的西南角地势最高处，沉砂池附近不满足自压滴灌的地块采用加压滴灌的方式。

2.2分区选择

项目区地块整体呈阶梯状分布，耕地被沟、渠、路、林及村庄切割成数十片大小不等、形状不一的地块，耕地条田布置错综复杂，没有形成统一的耕作格局。

设计本着尊重现状，不破坏现有灌溉体系及耕作习惯，根据沟、渠、路、林及村庄将项目分割情况，将项目分为面积大小不等（200亩～1000亩不等）的9个区，其中加压部分2个区，自压部分7个区。

2.3主干管布置

主干管的布置主要从水力条件、现场布置条件、工程投资等方面考虑。经现场踏勘，现状一条防渗渠自项目区西南角出发，沿项目西侧边界南北向布置，通向项目中部位置后右拐横穿整个项目区，渠道右岸有伴行路通过。设计考虑布置两条主管道控制整个项目区，一条主管道沿渠道右岸伴行路布置，控制主管道南侧地块；一条主管道沿项目南侧地块边界布置，控制剩余地块。由于地形条件复杂，设计选线后对主管线进行了测量放线，设计人员对两条主管道沿线进行二次踏勘，确保管线布置合理。

自压区1＃总干管为自压1、2、3、4、7区供水，2＃总干管为自压5、6区供水。

1＃总干管全长2.86km，0+000～0+965段采用Φ400玻璃钢管(刚度大于5kN/m2，壁厚大于8mm)，0+965～1+720段采用Φ355PVC管，1+720～2+310段采用Φ315PVC管，2+310～2+860段采用Φ250PVC管。1＃总干管耐压等级均为0.4MPa。1＃总干管节点B、C、D处设减压阀井,桩号分别为1+698、1+715、1+720。1＃总干管桩号1+910处设减压池，减压池上游设阀门井。减压池为圆形钢筋砼结构，砼强度等级为C25F200W6，减压池直径为3m，容积为15m3，减压池向自压系统7供水。

2＃总干管全长2.421km，0+000～1+434段采用Φ355PVC管，1+434～2+421段采用Φ250PVC管。2＃总干管0+000～2+021段耐压等级均为0.4MPa，2+021～2+421段耐压等级为0.63MPa。2＃总干管节点G处设减压阀井，桩号为1+421。E、G阀井分别位于两条总干管末端，阀井内需设排水阀门及排水管。

1＃总干管和2＃总干管桩号0+000处设阀门井并设通气管；干管每1km设一座排气阀井，遇地形变化处需增设排气阀井。输水干管每隔100m设一个标志桩。输水干管每500m设置一个镇墩，转弯及阀井处加设镇墩，镇墩混凝土强度等级为C20F200。

干管沟开挖保证管顶至地面深度不小于1.7m，管沟的开挖边坡为1∶0.5，管床要平整，管沟回填前将原基夯实，压实度不小于0.95，遇软弱地基应挖除并采用砂砾石换填，换填厚度不小于0.5m，砂砾石最大粒径小于10mm。玻璃钢管底部设置厚100mm的细砂垫层，垫层压实度不小于0.95；管底至管顶上部300mm采用粉土分层碾压回填，分层厚度为150mm，压实度不小于0.95。其余部分采用开挖料回填，压实度不小于0.95。管区回填料粒径要求小于5mm。

1＃总干管道设8座阀门井（1座始端控制阀井，1座减压池控制阀井，1座减压池排空井，5座自压分区控制阀井）、3座排气阀井（根据地势起伏情况选择具体布设位置）；2＃总干管道设5座阀门井（1座始端控制阀井，2座自压分区控制阀井）、2座排气阀井（根据地势起伏情况选择具体布设位置）；阀井均采用砖砌阀井。2.4减压井及减压阀设置

由于项目地形高差较大，最大高差近90m，为优化管道设计、降低投资，在北侧主管道上设置减压井，降低末端管网的设计耐压等级。减压井的位置根据下游分区进口所需的工作压力选择在地形高程合适的位置。

项目7个自压区分别从两条总干管上分水，经水力计算，在压力富余的分区接口处安装减压阀，降低分区进口压力至设计压力值。由于地形坡降较大，部分分区内压力分布不均匀，区内最小压力和最大压力相差较大，对于这个情况设计在压力较大的分干设减压阀，控制区内压力及流量在合理的范围内。

2.5沉砂池

沉砂池布置在项目西南角地势最高处，沉砂池南侧为三期团结干渠；沉砂池通过一段新建引水渠从团结干渠节制分水闸引水，团结干渠设计流量为2m3/s，分水闸最大过流量为1.0m3/s，沉砂池引水渠设计流量为0.44m3/s。

根据地形条件，沉砂池处地形坡降为2%，可设置重力式沉砂过滤池，实现节能减排，并且可降低泥沙处理成本。沉砂池上游设清水池和泵房，下游设排沙渠道，排沙渠道设计流量为0.44 m3/s。排沙渠接原灌区输水渠道，泥沙可通过渠道直接排入下游。

沉砂池由引水系统（节制分水闸和引水渠）、沉砂池、排沙渠道组成。

2.5.1引水系统

节制分水闸采用C20F200现浇素砼浇筑，节制闸宽1.0m，分水闸宽1.5m，分水闸设计流量0.44m3/s，节制闸和分水闸均采用机闸一体式铸铁闸门。分水闸后接引水渠道，引水渠设计流量为0.44m3/s，采用C20F200现浇素砼浇筑，引水渠底宽1.5m，渠深0.7m，全长70m，纵坡0.001。引水渠末端分别接沉砂池进水闸。

2.5.2沉砂池

沉砂池为自动冲砂重力式沉砂池，由四条冲砂槽、两个清水池和一条集污槽组成。沉砂池上游接引水钢管和进水闸阀井，下游接冲砂钢管和排沙阀井，经沉砂池过滤后的清水经引水钢管通向上游吸水池，自压区和加压区均从吸水池取水；冲砂钢管下游接预制U型排沙渠道。

清水池及冲砂槽均采用C25F200W6现浇钢筋砼浇筑，沉砂池冲砂槽外侧边坡采用C25F200W6现浇砼板衬砌。沉砂池首端设4道平板钢闸门分别与四条冲砂槽连接，冲砂槽末端接冲砂钢管，钢筋砼每隔10m设一道伸缩缝，现浇板边坡每隔3m设一道伸缩缝，填缝采用中密度苯板和聚氨酯密封膏。清水池底坡为0.005，冲砂槽底坡为0.02。沉砂池池底设复合土工膜（两布一膜，250g/m2，0.3mm，250g/m2）

2.5.3排沙渠道

排沙渠道为预制U型排沙渠道，上口宽0.6m，渠深0.6m，底坡0.016，总长130m，排沙渠道下游接原灌区灌溉渠道。排沙渠上游100m为盖板暗渠，下游30m为明渠。

2.5.4泵房

管理房用彩钢板材料加工制作，将水泵、施肥器等设备布置在管理房内。管理房分为2间，分别为首部系统和肥料储存间、管理人员值班间，总建筑面积24m2。

2.5.5过滤及施肥方案

由于本工程渠道水引自上有水库，水质较好。本工程采用重力式沉砂过滤池，渠水可通过沉砂池不锈钢滤网（100目）进行初级过滤，下游每个分区首部再设置一级网式过滤器即可满足要求。

施肥可利用沉砂池集中施肥，也可在每个分区首部设置施肥罐施肥。由减压井供水的分区可直接在减压井内施肥。

2.5.6支毛管的选择及布置

支管选择Φ90PE软带，毛管选择Φ16滴灌带，滴头流量为2.1L/h，滴头间距0.3m。根据地形特点，支毛管均采取顺逆坡布置；支管布置一般按逆坡40m，顺坡60m布置，支管逆坡长度不超过40m，顺坡长度不超过65m；毛管双侧长度不超过100m，毛管一般按逆坡40m，顺坡60m布置，遇到坡度大于2%的地形，逆坡长度按30m，顺坡长度按70m布设。

2.5.7轮灌制度的确定

为便于管理，提高劳动效率，轮灌组的划分尽量集中。本次设计一次开启相临两条分干上的4条支管，一条分干开启一个出地桩两侧的两条支管。为减少水头损失，出地桩管选择Φ110PVC管。

3　结语

本工程地形较为复杂，设计难度大，涉及自压、加压滴灌、减压井、减压阀等。本设计的关键点主要包括主管线的选线布置、系统分区、区内管网布置以及减压阀的设计，管网的布置要反复的推敲和详细的水力计算，在保证管道安全的情况下尽量使灌水区压力均衡，提高灌水均匀度。重力式沉砂池的应用也是本设计的亮点，重力式沉砂池不仅可满足水力冲砂要求，减少清淤和管理费用，而且还起到过滤水质的作用；整个系统基本采用自压滴灌方式，节省了动力费用，达到了工程的节能环保要求。陕西水利

（责任编辑：李蕊）

中图分类号：S275

文献标识码：B