浅谈灌区末级典型渠系选定与设计要点

(四川省都江堰人民渠第二管理处，四川 德阳，618000)

都江堰水利工程始建于公元前256年，建国后，都江堰灌区的灌溉面积从1949年的18.67余万hm2发展到现在的133.33余万hm2。四川省都江堰人民渠第二管理处灌区是都江堰灌区的主要组成部分之一，人民渠二处灌区工程始建于20世纪60年代，管辖人民渠六期、七期灌区，灌区位于四川盆地西北部的沱江、涪江两江流域，地处沱江与凯江、凯江与涪江之间的丘陵地带。灌区总面积达到5044km2，规划灌溉面积18.258万hm2。截至20世纪80年代，人民渠二处灌区已经基本完成了工程建设与灌溉管理体系完善工作。2005年，都江堰灌区启动末级渠系改造规划，人民渠二处灌区所辖的罗江县新盛镇成立首个农民用水户协会，对水资源实行民主管理、统一管理，通过“一事一议”方式，组织用水户集资改造和维修末级渠系及配套设施，进一步提高了提水、蓄水和输水能力，使全镇1000hm2耕地的抗旱用水得以保障。月亮村末级渠系改造项目于2006年全部完成并投入使用，共改造斗渠25条、农渠60条、提灌站12处、分水闸25处、斗门25处、农门85处、整治加固山平塘64口、跨渠农桥26座。

1 灌区末级渠系存在的主要问题

水利工程是保障农业经济发展的基础，新中国成立以来，国家层面高度重视农田水利工程的建设和完善，在加强大江大河、大型灌区、病害水库、干渠支渠等治理的同时，末级渠系的建设投资同样高度重视。就当前而言，宏观层面存在的问题主要包括五个方面：

(1)配套规划不完善。末级渠系作为灌区的“毛细血管”，整体规划过程中由于点多面广，容易出现规划设计考虑不周、项目遗漏等问题，客观上造成不配套的现象，由此导致有效灌溉控制区域缩水，保障率较低；

(2)水利资源浪费多。末级渠系与农村生产环境密切相关，土地资源矛盾较大，存在私自开垦的现象，加上年久失修、管理滞后，向农田输水过程中效率较低。数据显示，同等条件下我国单方水的粮食产量不足发达国家的一半，面临水资源严重不足的现象，进一步提升了粮食安全风险；

(3)用水纠纷较严重。整体上，我国末级渠系所覆盖的范围远超过合理程度，无法实现有效的水利资源分流使用。一般能够保障上游灌区的有效灌溉，而下游需要一定周期才能利用，并且无法保证时间与水量，即下游末级渠系对上游部分的传输依赖很大，从而导致农业灌溉分水不均，容易出现矛盾；

(4)农业灌溉成本高。基于末级渠系中水资源输送、水利设施老化、破坏等原因，水资源浪费十分严重，很多时候需要采用提灌设施辅助，增加了灌溉成本；

(5)水费征收难度大。部分灌区由于水费过高，同时未能达到理想的灌溉效果，导致部分农户退出，宏观层面又受到农业税及各类补贴的影响，水费征收难度进一步扩大，基层组织运营十分困难。

2 灌区末级典型渠系选定原则与区域

结合以上问题，在末级渠系选择过程中，一方面要坚持“因地制宜”的原则，另一方面要坚持“区位优势”的原则，确保末级渠系规划地点具有代表性。以新盛镇为例，斗渠、农渠及其他建筑物的位置，应该对整个新盛镇具有全面覆盖的辐射能力，同时单位面积的数量指标，应符合灌区季节性用水需求。

灌溉面积是一个重要指标，应达到单次恢复灌溉改善面积的5%～10%左右。规划设计过程中，要对选定对象进行平面测绘，确保平面图、纵横面图纸齐全，将主要建筑物在设计图上标注清楚，明确单位长度、面积、工程量等指标。

在以上原则下，新盛镇内的25条斗渠、60条农渠的区域选择，基本实现了控制灌区面积的85%以上，总灌溉面积在800hm2左右，属于典型区域。

3 灌区末级典型渠系设计要点

3.1 流量设计

根据人民渠二处灌区多年来的农业灌溉需求，按照《灌溉与排水工程设计规范(GB50288-99)》。通过对作物组成、灌溉设计保证率和灌溉制度、灌区供需水量平衡分析计算，再对净灌水模数图分析调整，选取出现时间较长(一般为20d以上)的最大净灌水模数作为计算渠道设计流量的设计灌水模数。通过对斗渠、农渠的实际控灌面积进一步分析计算，新盛镇轮灌需求下灌水模数约为0.69m3/(s·100hm2)，以此为依据来进行流量设计，最终选定以U型渠规格D40、D30在1/500比降下的过流能力作为斗渠和农渠设计流量。

3.2 纵、横断面设计

结合新盛镇有效灌溉控制面积进行斗渠、农渠的中心线高程和断面成果实地测量，工作方法为从下级固定农渠入手，以此引入现状地面比降，逐步确定农渠的纵向比降、进水口高程。同时，明渠均匀流作为典型地区的斗渠、农渠水利分配要素，确定D30和D40两种规格，衬砌厚度均为6cm。

3.3 斗门、农门设计

两者分别为斗渠、农渠的渠首，结合其连接调节作用，采用钢筋混凝土闸台板、现浇混凝土闸墩。斗门的渠道尺寸为400mm×400mm以及300mm×300mm两种规格，相应地，农门采取单一的300mm×300mm规格。无特殊变动下，闸前开口宽度、闸台高度维持在80cm左右，闸台板采用钢筋混凝土结构，主钢筋的保护层大于2.5cm，其余使用混凝土浇筑。

3.4 生产桥设计

生产桥的设计采用简易支板U型结构，在新盛镇内要考虑部分机械力量的辅助需求，部分渠道生产桥要具有道路运输功能，在设计中按照农桥2级标准荷载设计。桥面板可采用钢筋混凝土材质预制板，桥台、台帽采用混凝土材料，桥台与桥板之间为简支结构，使用“三毡四油”进行隔离。

3.5 分水闸、量水堰设计

为了充分满足新盛镇轮灌的需求，分水闸设计的有效性十分重要。在设计中依据水面线进行计算，分水闸设计在斗渠体系中，采用C25钢筋混凝土现浇结构，400mm×400mm规格为闸门，盖板沿水流方向的长度在50cm左右，厚度保持在5cm以上。

4 结语

实践证明，针对灌区末级典型渠系加强选定与设计工作，不仅可以有效地发挥灌区工程的有效性，节约成本、避免浪费，还可以降低发展农业经济成本，提高农民节水意识。同时，随着现代化灌溉设备、技术的不断引进，末级渠系所发挥的功能进一步扩展，有力地推动了区域经济的发展，实现农民稳定收入的来源。本文中结合人民渠二处灌区罗江县新盛镇末级渠系的相关研究，实证分析了末级渠系在优化水资源配置方面的价值，同时在未来的发展中，应该加强“以点带面”的辐射能力，维护和完善现有渠系网络。

参考文献

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