截潜流取水在山区农水工程中的应用

杨俊斌

（柳林县水利局，山西 柳林 033300）

1 基本情况

柳林县地处晋西吕梁山西麓，全县国土面积1 288 km2，辖15个乡镇257个行政村，573个自然村，全县总人口34.42万，其中农业人口28.86万。地形地貌以黄土丘陵沟壑区为主，属于暖温带大陆性季风气候区，由于夏季多受副热带海洋性气团影响，冬季受极地大陆气团控制，各季气候差异悬殊，形成春季干旱多风少雨，夏季炎热多暴雨，秋季凉爽多阴雨，冬季寒冷雨雪稀少的气候特点。四季分明，年降雨量少，多年平均降雨量502.3 mm，降雨大部分集中在汛期7—9月。加之采煤漏水，地表小泉小水基本枯竭，旱情频繁发生。干旱缺水是制约该区域内经济发展、农业增产、农民增收的瓶颈。

柳林县现有农田有效灌溉面积0.5万hm2，灌溉水源除引用黄河水外，基本以储蓄沟道内的小泉小水和拦蓄河道内卵石层径流水为主，但由于近年来煤矿的大量开采，沟道内小泉小水基本枯竭，给全县农水工程取水造成严重困扰，为此合理有效利用河道内卵石层径流水成为农水工程的主要水源保障。

2 截潜流取水的原理及优点

截潜流取水又称地下拦河坝，是在河底砂卵石层内，垂直河道主流修建截水墙，同时在截水墙上游修筑集水廊道，将地下水引入集水廊道的取水工程。适应于谷底宽度不大、河底砂卵石层厚度不大、而潜流量较大的地段。

截潜流取水是民间自发建设的一种截取河道地表水和地下径流的一种取水工程，属于有坝取水，即采用“截”的方法将河道内卵石层中径流水截取储蓄。该取水一般水量充足、水质较好，且使用寿命较长，因取蓄水建筑位于河床之下，适宜一年四季取水。其优点一是保障行洪畅通。因取水工程建于河床之下，其顶部高程一般低于河面0.5～1.0 m，没有抬高河床，使洪水能够安全通过。二是减少泥沙淤积。该取水是经反滤料滤水后进入集水廊道，较其它河道直接取水减少了泥沙的进入，水质较为清澈，对集水廊道的淤积较小，增加了工程使用年限。三是提高水利用率。截潜流取水虽然属于有坝取水，但由于水面是封闭式，减少了日常的水面蒸发量，很大程度地提高了水利用率。四是工艺简单、投资较小。该取水工程为一般河道截流，与大江、大河截流有很大的不同，施工难度较小，且工程材料可以就地取材，很大程度地减少了工程投资，适宜在小农水工程中利用。

3 截潜流工程设计

截潜流取水工程包括挡水墙、集水廊道、反滤层、取水口等几部分。

3.1 挡水墙

由于山区河道流量较小，为充分利用河床内径流，必须设置挡水墙。挡水墙垂直河流方向布置修建，一般分完整式和非完整式两种。完整式挡水墙穿透含水层，基础座落在基岩之上，可有效将河床径流全部截挡，非完整式没有穿透含水层，但基础座落在相对不透水层上，只能拦截部分河床径流。其结构采用浆砌石或现浇混凝土，表面采用防渗水泥砂浆抹面，在挡水墙下游采用石笼子或铅丝笼块石铺衬，防止因行洪倒流冲刷挡水墙。

3.2 集水廊道

集水廊道主是用于截潜流取水的储蓄水，一般采用矩形断面，长度可根据河床宽度具体设定，宽度一般为3.0～3.5 m，布置在挡水墙上游与挡水墙连体。下游墙利用挡水墙墙体，上游墙采用浆砌石和干砌石混合结构，基础采用1.0 m高浆砌石，保证墙体的基础稳定，之后采用干砌石，用以增加渗水效果。左右岸侧墙紧靠河岸采用浆砌石砌筑，表面采用防渗水泥砂浆抹面。底板采用C15混凝土浇筑，厚度为10～15 cm，以减少渗漏。顶板采用C25钢筋混凝土现浇而成，顶部覆盖0.5～1.0 m厚河卵石。

3.3 反滤层设计

为了对河流来水进行过滤，使其取水水质清澈，需在集水廊道上游迎水面铺设反滤层，一般最少铺设三层，坚持层间厚度外厚里薄、上厚下薄，粒径外细里粗、上细下粗的原则，其排序由里到外一般为第一层铺设块石料层，厚度0.5～1.0 m，粒径20～30 cm；第二层铺设卵石或石子，厚度1.0～1.2 m，粒径5～8 cm；第三层为砂砾料，厚度1.2～1.5 m，粒径小于2 cm。

3.4 取水口

取水口一般分为两种，一种是在集水廊道两侧取水，这种取水是在集水廊道现浇顶板时预留直径0.6～0.8 m的孔，然后采用浆砌石或砌砖砌筑，高出河道面1.0～1.5 m，内部设置检修爬梯，顶部用C25钢筋混凝土现浇盖顶。另一种是将取水口设置在截潜流下游，在集水廊道中安装管道，通过挡水墙将水引到下游，在下游河道岸边修建竖井取水。

4 结论

通过实践证明，截潜流取水工程有效利用了河道内卵石层中径流水，不仅为全县小农水工程提供了可靠的水源保障，而且对区域内的经济发展奠定了坚实的基础，具有一定的推广和利用价值。