陡坡水库灌区续建配套与节水改造分析

侯 莉

（河南省南阳市镇平县水利局，河南南阳 474250）

1 灌区概况

陡坡水库灌区位于镇平县城以东，潦河以西，引陡坡水库水进行灌溉，是镇平县一座重要的中型自流灌区，设计灌溉面积4 066.67 hm2，主要效益镇平县的老庄、柳泉铺、彭营、遮山、安子营等5个乡镇的39个行政村。该灌区始建于1965年，目前已建成干渠I条长21.95 km，支渠、分支渠6条长28.19 km，各类渠系建筑物共240 座。渠系大部分为土渠，经过四十多年运行，渠道内淤积严重，杂草丛生，工程老化，年久失修，干支渠输水能力大大减小，渠系水利用系数低。同时，田间配套工程不完善，工程建设标准低，管理设施不到位，缩减了灌区的效益面积，现有有效灌溉面积仅1 666.67 hm2。

初步设计以节水型、数字型现代化灌区为目标，设计思路与布局包括恢复灌区现有灌溉设施的功能，实施现代化达标改造，重点对东西干渠进行管道化改造，结合已有的高标准农田建设，完善灌溉分水支渠及排水系统，配套灌区量测水设施，完善灌区管理设施等。

2 陡坡水库灌区续建配套工程布置

2.1 工程布置

陡坡水库灌区灌溉干渠渠首及水库枢纽已在2002年进行除险加固，并新建了有压输水隧洞，隧洞出口布置有闸阀及DN1 500 mm压力钢管，2019年镇平县生态用水及水系联通对隧洞进口进行分级取水改造，并从陡坡水库埋设DN1 200 mm引水管道至镇平遮山水厂，水源工程现状运行工况良好；灌区大部分农田已进行高标准建设，形成较为完整的灌排体系；东西干渠建设至今51 a。因此针对东西干渠维修加固，保证干渠输水通畅。

2.2 东干渠方案比较

方案一（PE输水管道方案）：东干渠采用渠道改管道方案，拟新建3 条输水管，总长10.47 km，管道均采用PE 管。其中：东1 号干管从县城供水管1+150 桩号开设一管口，管线全长2.60 km；东2 号干管从县城供水管4+620 桩号开设一管口，管线全长2.25 km；东3号干管从县城供水管5+605桩号开设一管口，管线全长5.61 km。

方案二（现浇C20混凝土仰斜式结构衬砌方案）：东干渠桩号0+000～9+800范围内水损的1 145 m渠道采用C20混凝土仰斜式结构衬砌，总长1.15 km；桩号9+800～10+120 水损渠道采用C25钢筋混凝土矩形结构衬砌，总长0.32 km；桩号10+120～14+800渠道采用C20混凝土仰斜式结构衬砌，总长4.68 km；桩号14+800～21+600 渠道清淤疏浚，总长6.80 km。渠道两侧采用现浇C20混凝土仰斜式结构护岸，C20混凝土贴坡顶宽0.30 m，墙底宽0.50 m，迎水面1：0.50，墙顶以上采用草皮护坡。

对两种方案进行分析，具体结果见表1。

表1 东干渠方案设计优缺点比较表

由表1 可知，在不考虑渠系建筑物加固的情况下PE 输水管道方案较渠道衬砌节省投资大大降低，同时考虑到东干渠现状和地质条件，PE管基本不存在淤塞的问题，沿途全封闭也可避免水质污染，PE 输水管道方案对地形适应性强，施工方便，运行管理方便、灌溉水利用系数高、节水高效对现代农业促进作用较大而更优，故东干渠推荐采用PE输水管道方案。

2.3 西干渠方案比较

方案一（PE 输水管道方案）：西干渠现状渠道长9.90 km，西干管采用渠道改管道方案，拟新建1 条输水管，从县城供水管0+532桩号开设一管口，管道采用PE管，全长5.87 km。

方案二（现浇C20混凝土仰斜式结构衬砌方案）：渠道两侧采用现浇C20 混凝土仰斜式结构护岸，C20 混凝土贴坡顶宽0.30 m，墙底宽0.50 m，墙高1.30 m（其中基础埋深0.20 m），迎水面1：0.5，墙顶以上采用草皮护坡。

上述两种方案工程量及造价的比较可知，西干渠采用PE输水管道方案较渠道衬砌节省投资，同时考虑到西干渠现状大部分渠道为边山渠道，部分渠道因村民建设房屋等已经损毁甚至断流，渠道衬砌会经常淤塞，PE管基本不存在淤塞的问题，对地形适应性强，施工方便，运行管理方便、灌溉水利用系数高，结合节水高效产业园发展，故西干渠推荐采用PE输水管道方案。

3 节能设计

3.1 主要建筑物设计

主要建筑物设计过程中，始终坚持合理利用资源，提高资源利用效益的原则，贯彻节能降耗设计思想。设计中节能减耗措施主要体现在以下方面：第一，在工程布置中，根据各建筑物功能结合工程地形、地质、施工等条件，进行方案技术经济综合论证，选择合理的布置格局。第二，在满足工程安全的情况下，优化建筑物结构体型，减小工程数量，达到节材减耗的目的。第三，建筑物的外环境能有效地影响建筑物的防热节能，在各水工建筑物建成以后，通过在各建筑物周围适当位置种草、植树，形成平面与立体相结合的绿化环境，改善各建筑物四周的微气候，可以有效地起到防热节能的功效。在建筑物周围将自然水体和景观水体相结合可以通过水体的蓄热降低环境温度，使进入建筑物的热量减少，达到节能降耗的目的。

3.2 空调、照明系统设计

首先，防热、保温，减少机械通风、空调的容量。工程所在地区属于副热带季风气候区，多年平均气温17.70 ℃，极端最高气温40.40 ℃，极端最低气温-13.10 ℃，因此在建筑设计时以夏季防热节能作为建筑物节能重点。

在满足建筑物强度等设计要求的前提下，将水工建筑物的墙体作为保温隔热节能的设计重点，建筑物围护结构采用混凝土空心砌块，提高热工效率。为减少外墙传热造成热损失，外墙拟贴外保温膨胀聚苯板。屋面需保温隔热，保温隔热材料采用导热系数小蓄热系数大的挤塑聚苯板。并采用倒置屋面，K值≤0.70 W/（km2·k）；建筑物门窗是围护结构传热影响区，在满足室内光环境质量要求的前提下，合理确定建筑物窗、墙比，以确保最佳的节能效果，合理选择热阻大、传热系数小的门窗材料。满足有关防雷规范前提下，房屋面采用导热系数小蓄热系数大的保温隔热材料设计，采用倒置屋面。

其次，有效利用自然光，减少人工照明容量。根据各功能设备室结构特点，尽量开设玻璃窗户，充分利用自然光线。室内顶棚墙面批荡、抛光，提高光线反射率，顶棚、墙面、地面采用较浅色材料，减少光线吸收率，更加有效利用光能。

4 结论

此次陡坡水库灌区续建配套与节水改造建设与当地经济社会发展相适应，结合本灌区特点、现状条件和农业现代化、信息化、生态文明建设要求，因地制宜，与农业可持续发展、高标准农田建设等相关规划协调衔接。灌区渠道改管道后，根治了“卡脖子”地段，加大了渠道输水能力，提高了灌溉水利用系数，不仅能保证及时灌溉，在防汛期间提高了渠道排洪能力，确保了工程安全，最大限度地减轻了洪灾损失。