小型农田水利重点县建设渠道设计存在的问题

魏 芳

(广东省水利水电科学研究院，广东 广州 510615)

小型农田水利重点县建设渠道设计存在的问题

魏 芳

(广东省水利水电科学研究院，广东 广州 510615)

渠道是小型农田水利重点县建设的重要组成部分，做好渠道设计直接关系着该工程灌溉效益的有效发挥。本文以某县小型农田水利重点县建设工程为例，分别对渠道平面布置、衬砌方案比选、渠道纵坡等几个方面存在的问题进行分析，并提出相应的处理方案，可为类似工程提供参考。

平面布置；衬砌；纵坡；山体

小型农田水利重点县建设是贯彻落实中央2011年一号文件，强调突出加强农田水利等薄弱环节建设，实施科学发展观的具体举措。近几年，随着小型农田水利重点县建设(以下简称重点县)项目数量越来越多，该工程所曝露出的问题也越来越多。而渠道作为重点县项目的重要组成部分，渠道存在的问题也日益突出。做好渠道建设能更有效地保障农民生产用水，解决旱涝灾害问题，从而进一步改善项目区的农业生产条件，发挥重点县项目区连片效益，稳步提高农业综合生产能力。因此，优化渠道设计，加强渠道建设亦显得尤为重要。本文以某县小型农田水利重点县工程为例，对工程中渠道设计存在的问题进行分析。

1 渠道平面布置

渠道作为重点县工程的“血脉”，平面布置是否合理直接影响着渠道作用能否有效发挥。许多工程渠道设计根据原有土渠走向直接进行“三面光”处理，这种设计方案优点是不用调整土地，节省投资，工期较快。但是，原有渠道分布较为杂乱，排灌系统不够合理，即使进行“三面光”处理，渠道的灌溉效益依然难以有效发挥。

本次渠道设计在原有土渠基础上按生产供水需求对排灌渠道进行合理布局，将弯曲的渠道适当拉直，发挥作用不大的渠道进行回填恢复农耕，在适当位置新增渠道，根据实际需要对排灌渠作一部分调整并加以衬砌，做到主要排灌渠分家，田间部分渠道排灌两用。大排渠依旧保留原有土渠，只进行简单清淤处理。这样使整个项目区渠道规划合理化，需调整的土地面积不大，群众也不会难以接受，项目区渠道能高效发挥作用的同时美观又实用[1]。

2 渠道衬砌方案比选

渠道衬砌方案比选主要从经济、防渗效果、耐久性及施工等方面进行分析[2]，合适的衬砌方案直接影响着渠道社会效益和经济效益的发挥。本次重点县工程渠道衬砌方案比选如下，各方案衬砌断面图如图1所示。

方案一：水泥砖衬砌方案。底板采用现浇C20混凝土板衬护和防渗，两边采用砖块挡墙，厚240 mm，采用M10水泥砂浆抹面，水泥砂浆勾平缝。

方案二：浆砌石方案。土质渠底压实平整后铺设C20混凝土底板，侧墙采用M10水泥砂浆砌块石，M7.5水泥砂浆压顶，水泥砂浆勾平缝。

方案三：埋石混凝土方案。底板采用现浇C20混凝土板衬护和防渗，两边采用埋石混凝土挡墙。

方案四：现浇混凝土板加边墙方案。底板采用现浇C20混凝土板衬护和防渗，边墙采用现浇C20混凝土挡墙衬护和防渗。

图1 方案一、二、三、四衬砌断面图 (单位：mm)

从经济角度来看，水泥砖墙和浆砌石方案投资最省。

从耐久性及稳定性比较，混凝土在水利工程中的使用年限一般为40～50 a，现浇混凝土优于砖砌结构。水泥砖墙表面砂浆批档层在热胀冷缩和一定年限情况下容易产生裂缝甚至驳脱，影响使用年限，并影响渠道防渗，难于维护管理。

从施工角度来看，现浇混凝土施工工序相对简单，速度快，接缝少，整体性强。浆砌石方案和埋石混凝土方案则施工速度较慢，施工时块石质量不易控制，施工技术要求较高。浆砌石方案施工质量影响到渠道的防渗效果。

本次重点县工程很大一部分渠道沿线为道路，过车频繁，农用车通过机耕口跨渠入田，对渠道的结构稳定性、安全性要求较高。综上述分析，采用方案四现浇混凝土方案对渠道进行衬砌。同时，为便于渠道的施工，且考虑农民在耕作时对渠道边墙有一定的交通要求，渠道最小断面尺寸边墙厚度采用20 mm。

3 渠道纵坡

3.1 田间渠道纵坡

重点县工程渠道横断面设计在满足过流条件下多按原土渠断面大小确定，而渠道进行“三面光”衬砌后，渠道糙率降低，输水能力相应增加，如果渠道仍然按照原土渠比降进行设计，势必造成水头降低从而影响田块取水。

本次工程渠道比降在满足不淤流速的前提下适当放缓，淤则清，坑则填，以确保渠道放水口水位高于平整后田面，不会出现田块无法取水问题。一般而言，灌溉渠道设计纵坡≥1/2000，灌排结合渠道纵坡≥1/1000。

3.2 山间引水渠纵坡

与田间渠道不同，山间引水渠道上下游高程相差比较大，故在渠道比降设计时应遵循不同原则。本次工程山间引水渠纵坡设计时，为避免大面积、大方量的土方挖填，根据原控制性建筑物确定渠道底板高程后，对渠底纵坡进行分段设计，并在适当位置设置跌水或陡坡，尽可能满足渠道上下游水面衔接，避免上下游出现大的水面变化。

4 其他问题

4.1 地形条件复杂渠道设计

本次重点县工程中山间渠道地形条件复杂，施工条件恶劣，很大部分渠道所在位置无施工道路，施工所需的建筑材料(砂、石等)只靠人背马驮无法满足施工要求。因此，在原有土渠基础上用混凝土进行“三面光”衬砌的常规设计方案不可取。

在这种情况下，本次渠道设计采用埋设PVC管道的方案。埋设管道时，在适当位置设置了沉砂池以保证管道不会产生淤积阻水现象，如图2、图3所示。

图2 沉砂池平面示意图 (单位:mm)

图3 沉砂池剖面示意图(单位:mm)

对于坡度较陡的管道，设计时在管道出口接明渠或管道出口接田块处采取防冲措施，避免水流对明渠或田块造成严重冲刷。管道输水虽造价偏高，但在解决上述问题的同时，还可以将渠道利用系数提高到90%以上，且事故率低，供水保证率高。管道输水水质也能得到保证，必要时很容易处理成为饮用水。

4.2 沿山脚分布渠道设计

本次重点县工程中，有相当一部分渠道沿山脚布置，受地形条件限制，渠道位置无法进行调整，而渠道能否流畅通水直接影响着下游农田的灌溉。本工程中沿山脚分布渠道主要有以下几种情况：

(1)现场高程落差不大，碾压性能亦能满足施工要求，此类渠道本次直接按填方渠道设计。

(2)现场施工条件不允许，渠道边墙开挖时影响山体边坡稳定，此类渠道对靠山体一侧渠道边墙直接进行衬砌。

(3)山体为岩石，此类渠道直接利用山体边坡作为渠道一侧边墙，做单边渠道衬砌。

(4)山体边坡已经出现过滑坡现象，则相应渠段按埋设管道方案设计，避免滑坡再次发生时填埋已经衬砌完好的渠道，埋设管道时，在适当位置设置沉砂池。

(5)兼截洪沟作用的引水渠，设计时在适当位置设置了溢洪口。

本次沿山脚布置渠道设计避免了山坡开挖，维持山坡的原始状态不发生大的变化，这样既保持了山坡的稳定，不会发生滑坡；也保护了山体的植被，防止水土流失[3]。简言之，此类渠道设计时需根据现场实际情况，适当调整设计方案，使沿山体布置的引水渠既能满足山体稳定安全要求，又能改善原渠道输水效果。

5 结 论

渠道作为小型农田水利重点县工程的基础设施，对发展农业和提高农民生活水平有着重要作用，也是保障水资源供给和改善水环境的重要物质基础。本文以某县小型农田水利重点县工程为例，对渠道平面布置、衬砌方案比选、渠道纵坡等几个方面存在的问题进行分析，并针对不同问题得出相应的处理措施，可为同类工程渠道设计提供一定参考。

[1] 杨明娟. 小型灌区渠系设计的探讨 [J]. 黑龙江科技信息, 2016(35):240.

[2] 王静. 渠道衬砌方案比选与实际运用 [J].山西水利, 2007,23(1):93.

[3] 蔡国权.浅谈山区渠道设计中应注意的问题及特点[J].科技创新与应用,2012(16):138.

Brief analysis several questions of channel design in the construction of key counties of small farmland water conservancy

WEI Fang

(GuangdongResearchInstituteofWaterResourcesandHydropower,Guangzhou510615,China)

Channel as an important part of the construction of key counties of small farmland water conservancy.The channel design is directly related to the effective exertion of engineering irrigation benefits. The article takes the construction of key counties of small farmland water conservancy for example, analysing several questions of channel with plane layout, selection of lining scheme，longitudinal slope and so on, and put forward the corresponding processing scenarios, provide references for the similar projects.

plane layout； lining；longitudinal slope；hillside

魏 芳(1984-)，女，河北安国人，工程师，主要从事水工结构设计工作。E-mail:448793440@qq.com。

TV732+.56

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2096-0506(2017)06-0045-04