猫猫洞总干渠现状分析与节水改造方案设计

摘 要：针对猫猫洞总干渠由于未全面防渗加固处理、管理设施配套不全等问题，引起灌区灌溉面积减少、运营经济效益下降等问题，结合工程设施现状和水利要素计算成果，对猫猫洞总干渠进行了全面节水改造设计。经本次系统的节水升级改造方案设计，可以提高干渠水利用系数，有效推动猫猫洞灌区区域社会经济发展和灌溉效益的高效发挥。

关键词：干渠；节水改造；防渗加固；方案设计

1 工程概况

猫猫洞灌区水利工程由猫猫洞水库、洋坪水库、棕树水库和17.80km灌溉渠系构成。这三座水库均建于长江流域乌江水系三岔河支流千峰河的各支流上，三座水库以猫猫洞库容最大，且位置适中，所以以猫猫洞水利工程命名，位于安顺市西北面，距市区约10km。

工程始建于1959年，设计灌面2万亩，灌区主要包括安顺市西秀区轿子山镇、开发区宋旗镇、普定县白岩镇。猫猫洞灌区水利工程已运行56年，年久失修，加上1991年大洪水造成渠道垮塌淤积，渠道渗漏严重，致使工程效益衰减。猫猫洞干渠总长17.8km，设计流量0.97m3/s，横断面大部分为梯形断面，局部为矩形，为了充分利用水资源和发挥工程效益，在2000年10月中旬，由安西灌区管理处作为项目业主对猫猫洞水利工程总干渠部分渠段（桩号：11+566-15+573，长4007米）进行整改防渗加固，2001年元月中旬全面完工。

猫猫洞总干渠部分渠段整改防渗加固工程建设完成后至今14年，基本沒有进行大规模的整改防渗加固，由于时间较久，渠道损毁部分较多，严重影响当地农业生产。因此，2015年1月，安西灌区管理处会同运行管理单位猫猫洞水库管理所联系并委托设计单位多次共同到猫猫洞总干渠勘察现场。经过渠道全线勘察后，渠道受损部分太多，有的部位甚至垮塌严重已没有渠堤，或是底板损坏。因此，建设单位安西灌区管理处拟对猫猫洞总干渠进行全面防渗改造。

2 猫猫洞总干渠现存问题分析

猫猫洞水利工程主要由猫猫洞水库、洋坪水库、棕树水库和相应的配套渠系、泵站组成。1987年猫猫洞水库作为安顺市供水主要水源后，为解决农业灌溉和城镇供水的矛盾，对总干渠进行配套改造，渠道主体全部采用干砌石抹面方式进行防渗修补处理。工程已运行多年，加上1991年大洪水造成渠道垮塌淤积，渠道渗漏严重，致使工程效益衰减。为了充分利用水资源和发挥工程效益，在2000年10月中旬，由安西灌区管理处对猫猫洞水利工程总干渠部分渠段（桩号：11+566～15+573，长4007米）进行局部整改防渗加固，2001年元月中旬全面完工。但由于当时施工工艺水平不高，建设资金有限，部分渠段仍然还是采用勾缝防渗处理。

经过渠道全线勘察后，渠道受损部分多，渠道垮塌、淤积、渗漏严重，洪水期造成农田淹没、冲毁，枯水期田地无水灌溉，致使工程效益衰减。为了充分利用水资源和发挥工程效益，结合当下国家扶贫攻坚政策，需对猫猫洞总干渠进行深入的、全面的和科学的节水改造，以促进当地产业发展，人民致富。

设计拟对猫猫洞总干渠K1+685～K16+035段全面防渗加固改造。工程实施后，渠道现状衬砌率达到100%，完好率100%。干渠直灌改善灌溉面积5000亩，恢复灌溉面积1000亩。

3 猫猫洞总干渠节水改造设计

猫猫洞总干渠渠道总长17.5km，本次改造长度14.35km （K1+685～K16+035）。干渠从千峰河取水口K0+000至K1+685段渠道功能已增加一项为安顺市“引千入虹”工程引水渠段，纳入“引千入虹”工程进行升级改造，不作为本次节水改造内容。

3.1 渠道设计流量

猫猫洞总干渠为已成渠道，原设计引水流量为1.0m3/s，并兼有防洪排水功能。因年久失修，渗漏损失大，本次改造仅作防渗、整改处理。根据《贵州省行业用水定额》DB52/T725-2011，此项目属于黔中温和中春、夏旱区（Ⅰ区），保证率P=80%下，水稻按“浅、薄、湿、晒”灌水方式进行灌溉，则水稻净灌溉定额为300m3/亩；油菜采用沟灌，净灌溉定额为55m3/亩，根据《节水灌溉技术规范》（SL207-98）相关规定，灌区渠系水利用系数取0.76，田间水利用系数取0.85，则灌溉水利用系数η=0.65，根据《灌溉与排水工程设计规范》 （GB50288-99），渠道设计流量按公式Q=AW最大旬/3600tη进行计算，式中：Q-设计流量（m3/s）；A-该渠道的控制灌溉面积（亩）；W最大旬-设计保证率P=80%的灌水期内最大旬用水量（m3/亩）；t-最大旬用水量持续的时间（10天）；η-渠系水利用系数，取0.67。经计算，总干渠各断面均满足设计流量要求。

3.2 渠道断面结构尺寸设计

渠道糙率n取0.017。根据《灌溉与排水工程设计规范》 （GB50288-99），渠堤衬砌超高值取Δh=0.3m，渠道断面尺寸根据公式Q=ωC计算。式中：Q-设计流量（m3/s）；ω-过水断面面积（m2）；C-谢才系数（m1/2/s）；R-水力半径（m）；i-渠道比降[1]。结合渠道横断面水力要素计算成果，渠道断面结构尺寸设计成果为：（1）桩号1+685～5+800段，在原有渠道上采用10cm厚C15混凝土浇筑，干渠底部宽度为2m，高度为1.3m，设计坡度为1：0.2。（2）桩号5+800～5+595、6+174～7+700、8+300～11+526段，在原有渠道上采用10cm厚C15混凝土浇筑，干渠底部宽度为2.2m，高度为1.3m，设计坡度为1：0.2。（3）桩号11+566～12+462、12+550～13+035、13+077～14+525、14+582～17+491段，在原有渠道上采用10cm厚C15混凝土浇筑，干渠底部宽度为2.036m，高度为1.3m，设计坡度为1：0.2。（4）桩号12+462～12+550段，在原有渠道上采用10cm厚C15混凝土浇筑，干渠底部宽度为2.4m，高度为1.3m，边坡竖直。（5）桩号13+035～13+077、14+525～14+582段，在原有渠道上采用10cm厚C15混凝土浇筑，干渠底部宽度为2.4m，高度为1.3m，设计坡度为0～1：0.2。

3.3 配套工程设计

设计考虑在桩号11+566位置新建一座闸门房，闸门底部过水高程为1399.08m，分为两个闸门，闸门过水断面为1.5m×2m，闸门房高度为6.6m，房屋墙体为M7.5砖墙，板、梁等为C25现浇混凝土，地面为陶瓷地砖，内墙和顶板为刮瓷饰面（3道），外墙为瓷砖饰面，屋面为细石混凝土刚性屋面。闸门房二楼安装两台LQ-5型手电两用螺杆启闭机，便于提闸放水。

为方便当地居民的通信和山塘管理的需要，新建公路桥1座，新建排水桥6座，新建人行桥17座，改造人行桥7座。排水桥桥面板采用25cm厚C25钢筋混凝土，两侧挡墙采用20cm厚C20素混凝土，净跨2.1m～4.5m，桥宽0.3m～1m，桥长3.1m～5.5m，挡墙高0.4～0.7m。人行桥桥面板采用25cm厚C25钢筋混凝土，两侧挡墙采用20cm厚C20素混凝土，桥宽1.2m，桥长3.6m～5.4m，挡墙高0.4～0.7m。公路桥桥面板采用25cm厚C25钢筋混凝土，净跨2.8m，桥宽4.0m，桥长4.0m。

4 结束语

猫猫洞总干渠具备持续发展潜力，搞好灌区防渗节水改造和续建配套，对保障灌区设计效益与区域经济发展具有重要意义。通过科学合理节水改造方案优化和工程实施，可以确保干渠各水利要素得到明显改善，保障干渠水资源的合理开发利用和灌溉效益的高效发挥。

参考文献

[1]李宏健.博格达尔干渠现状分析与节水改造方案设计[J].工程建设与设计，2015（07）：128-130.

作者简介：杨山波（1988，11-），男，汉族，籍贯：山东菏泽，学历：大学本科，职称：助理工程师，主要从事水利水电工程设计工作。