丁文學(xué)

(新疆石河子水文水資源勘測(cè)局，新疆石河子832000)

1 工程概況

東干渠從渠首至東灣鎮(zhèn)19.5 km，設(shè)計(jì)流量 3.7～2.3 m3/s，坡降1/50～1/280，流速1.8～2.5 m/s，采用漿砌石或混凝土防滲。該工程始建于1960年初，經(jīng)過(guò)40多年的運(yùn)行，工程老化、破損比較嚴(yán)重。隨著引水比例加大，大量推移質(zhì)進(jìn)入干渠，上游渠段特別是沿河岸5 km長(zhǎng)渠段，渠底磨損嚴(yán)重，原有漿砌石襯砌脫落、垮塌時(shí)有發(fā)生。下游渠段特別是遠(yuǎn)離河床渠段，受春季融雪水在渠道兩側(cè)的入滲，渠道凍脹破壞極為嚴(yán)重，垮渠停水事故時(shí)有發(fā)生。

2 渠線選擇

東干渠原渠線沿河流階地和山間丘嶺地帶穿行，原渠線已占去大部分沿線土地空間，無(wú)法采取伴行老渠線新修一條渠。如另布置新渠線，渠道工程量相應(yīng)增加，而施工工期相應(yīng)變長(zhǎng)，對(duì)灌區(qū)的作物灌溉的負(fù)面影響會(huì)加大。經(jīng)過(guò)分析討論，確定采取沿原渠線布置。

3 渠道斷面形式的選擇

渠道斷面采用U型斷面和梯形斷面進(jìn)行比較，U型斷面比梯形斷面更接近于水力最佳斷面，斷面面積小，工程量省。但是目前我區(qū)U型渠實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，渠肩受土壓力的影響破壞嚴(yán)重，而且目前本地的U型渠預(yù)制板制作工藝達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，施工質(zhì)量難以保證，因此綜合考慮推薦梯形斷面。

4 渠道襯砌材料的選擇

根據(jù)東干渠的實(shí)際情況可供選擇的襯砌方式主要有漿砌卵石和混凝土板襯砌兩種。其中漿砌卵石襯砌具有，抗凍脹性能好，使用年限長(zhǎng)，抗沖能力好和卵石材料就地取材等優(yōu)點(diǎn)?；炷涟逡r砌抗凍脹性能、抗沖能力相對(duì)較差，使用年限短，因此推薦漿砌卵石襯砌方案。

5 渠道流量的確定

東干渠灌區(qū)現(xiàn)狀年地表水灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)僅為0.58。渠道流量計(jì)算公式為Q=A×q/η，干支渠為續(xù)灌渠道，加大流量為1.25 m3/s，渠道流量計(jì)算見(jiàn)表1。

表1 東干渠的規(guī)模確定

6 渠道斷面設(shè)計(jì)

渠道底寬確定遵循水力最佳與經(jīng)濟(jì)最佳協(xié)調(diào)原則。

1)根據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄H提供梯形渠道水力最佳斷面水力要素計(jì)算公式:

2)渠道經(jīng)濟(jì)斷面。梯形渠道實(shí)用經(jīng)濟(jì)斷面與水力最佳斷面的水力要素關(guān)系式:

α、β和m、h/h0關(guān)系查《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》表H.0.2，本設(shè)計(jì)選取了東干渠 2+000～3+100段 Q= 5.62 m3/s，作為典型斷面進(jìn)行實(shí)用經(jīng)濟(jì)斷面計(jì)算。實(shí)用經(jīng)濟(jì)斷面各要素見(jiàn)表2。

表2 2+000～3+100段經(jīng)濟(jì)斷面水力要素表

根據(jù)表2數(shù)據(jù)繪制b=f(h)渠道特性曲線見(jiàn)圖1。

圖1 梯形渠道使用經(jīng)濟(jì)斷面b=f(h)曲線

根據(jù)實(shí)用經(jīng)濟(jì)斷面的b=f(h)和v=f(h)渠道特性曲線，考慮到與完好渠道銜接、不破壞伴渠路和工程投資等因素，綜合考慮確定東干渠底寬b=1.0渠道邊坡m=1∶1.5。

7 渠道水力計(jì)算

渠道水力計(jì)算采用明渠均勻流公式，依據(jù)已知的設(shè)計(jì)流量，渠底縱坡、邊坡系數(shù)、糙率、不沖淤流速，按最佳水利斷面的要求，計(jì)算出水深和底寬;根據(jù)實(shí)際所用襯砌材料尺寸最終確定渠道斷面。

明渠均勻流計(jì)算公式為:

8 結(jié)語(yǔ)

東干渠灌區(qū)節(jié)水配套改造工程地處邊疆少數(shù)民族聚居區(qū)，項(xiàng)目實(shí)施后可以進(jìn)一步加強(qiáng)民族團(tuán)結(jié)，增強(qiáng)社會(huì)凝聚力，改善生態(tài)環(huán)境，同時(shí)由于灌區(qū)渠系水利用系數(shù)的提高，大大提高灌區(qū)灌溉保證率，改善農(nóng)作物的灌溉條件，對(duì)提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力，農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收、農(nóng)村穩(wěn)定具有積極的作用。

［1］ 羅金耀，魏永曜.灌溉渠系優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的研究［J］.水利學(xué)報(bào)，1990(06):32－40，47.

［2］ 劉煥芳，宗全利，劉貞姬，李強(qiáng).灌區(qū)高含沙輸水渠道淤積成因分析［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2009，25(4):35－40.

［3］ 葛文慧.某大型輸水明渠工程優(yōu)化設(shè)計(jì)分析［J］.黑龍江水利科技，2011，39(1):107－108.

［4］ 中華人民共和國(guó)水利部.GB50288—99灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.北京:中國(guó)計(jì)劃出版社，1999.