【摘 要】 在巖溶石山區(qū)常常形成規(guī)模小、分布廣的溶蝕洼地、漏斗等地形，這些地形常常在雨季形成短期淹沒，而在旱季缺水灌溉，造成大量農(nóng)作物減產(chǎn)甚至絕收，土地資源浪費。洼地水窖充分利用調(diào)蓄功能，發(fā)揮雨季蓄水減澇、旱季取水灌溉功能，為群眾節(jié)約了有限的土地資源，大大降低農(nóng)作物減產(chǎn)或絕收概率。

【關(guān)鍵詞】 洼地水窖；灌溉；排澇

1 背景

文山州地處祖國西南邊陲，云南省東南部，處于珠江、紅河兩大流域的分水嶺上。州域內(nèi)地形地貌十分復(fù)雜，形態(tài)各異，地形高差較大，巖溶地貌發(fā)育，群峰林立，山巒疊嶂，巖溶漏斗、溶蝕洼地、斷頭河、落水洞等分布較廣。雨季形成的徑流往往匯集在低洼地帶，通過漏斗或落水洞慢慢排走，少則三五天，多則三五個月，經(jīng)常導(dǎo)致低洼的土地被洪水淹沒，農(nóng)作物大量減產(chǎn)或絕收，水土肥大量流失，而旱季干旱缺水的尷尬局面。如果興修水庫、壩塘等蓄水工程則由于地下巖溶發(fā)育，不但庫區(qū)滲漏嚴(yán)重，蓄水困難，且由于地處洼地，不但淹沒了有限的土地資源，且難以自流灌溉附近的土地。洼地水窖通過雨季收集存儲雨水，不但可以減輕或完全解決排澇問題，而且還為旱季提供了必要的灌溉用水，更為山區(qū)節(jié)約了有限的土地資源，減少了水土肥的流失，在巖溶山區(qū)應(yīng)用前景廣闊。

2 工程設(shè)計

工程設(shè)計應(yīng)綜合考慮項目區(qū)徑流面積、降雨、徑流、作物灌溉制度、淹沒期水量、漏斗或落水洞排水能力等因素，當(dāng)然這里所說綜合考慮是指全面照顧，但不一定是全部解決，因洼地水窖單方水投資較高，除上面的因素外還應(yīng)考慮投資與效益的關(guān)系，行求通過最少的投資得到最大的產(chǎn)出?，F(xiàn)以文山州西疇縣蚌谷鄉(xiāng)龍?zhí)端桶继恋赝莸厮压こ虨槔喴治鐾莸厮训脑O(shè)計過程。

2.1項目區(qū)基本情況

水淹凹塘地水窖工程位于文山州西疇縣蚌谷鄉(xiāng)大吉廠村委會龍?zhí)洞?，該片區(qū)是一個典型的巖溶石漠化山區(qū)，項目區(qū)徑流面積1.2km2，耕地面積450畝，多年平均降雨量1470mm。主要以種植玉米為主，種有少量豆類、紅薯等。通過走訪當(dāng)?shù)卮迕窈驼{(diào)查該洼地洪水淹沒痕跡，水淹凹塘地基本每年都會被淹沒，淹沒時間一般在8月中下旬左右，洪水淹沒水深最深為2.2m，水深0.8m以上是耕地，淹沒持續(xù)時間為一個星期左右，從開始淹沒時計算1天后達(dá)到峰值（即最高水位），淹沒耕地面積為250畝。淹沒原因主要是汛期地下巖溶裂隙蓄水飽和，地下水位逐步抬升，溶洞排泄能力逐步下降造成。根據(jù)淹沒水量和排泄時間測算，落水洞淹沒區(qū)排水量平均為0.022m3/s，日排水量1900m3。

2.2水量計算

2.2.1淹沒區(qū)來水量

根據(jù)洪痕調(diào)查最大水深2.2m，以及項目區(qū)地形測算，淹沒期最高蓄水量為0.98萬m3。淹沒從開始淹沒時計算1天后達(dá)到峰值，淹沒區(qū)落水洞日排水量日排水量0.19萬m3。因項目區(qū)徑流面積較小，一天以后基本沒有多少徑流，且在計算落水洞泄水能力時已通盤作了考慮，故此不在計算蓄水水位達(dá)到峰值以后的來水量。淹沒區(qū)總的來水量=0.98+0.19=1.17萬m3。另根據(jù)項目去地形圖測算，耕地淹沒部分的蓄水容積為0.85萬m3，根據(jù)耕地以上的淹沒區(qū)水量與總水量比例將第一天的來水分?jǐn)?，則分?jǐn)偙壤秊椋?.85/0.98=0.87，分?jǐn)偹繛椋?.87×0.19=0.17萬m3，耕地淹沒區(qū)水量為0.85+0.17=1.02萬m3。

2.2.2需（排）水計算

洼地水窖因單方水投資較高，故主要是考慮在降雨不足時采取的一種補(bǔ)灌措施，主要保證汛前春耕生產(chǎn)育苗保苗用水，同時兼有一定排澇功能，根據(jù)《云南省地方標(biāo)準(zhǔn)用水定額》（DB53/T168-2013），結(jié)合文山州旱地灌溉用水實際，確定旱地綜合補(bǔ)灌定額為10m3/畝。灌區(qū)耕地面積450畝，則灌溉需水量為450×10=4500m3，同時相當(dāng)于通過洼地水窖排泄洪水4500m3。

根據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范》（GB50288-99），玉米成熟耐淹歷時2-3天，本工程按3天考慮，則落水洞泄水量為：0.19×3=0.57m3。

3天總泄水量為：0.45+0.57=1.02萬m3。

耕地淹沒區(qū)來水量1.02萬m3，通過洼地水窖蓄水0.45萬m3，落水洞排水0.57萬m3，剛好能在規(guī)范規(guī)定的時間將耕地內(nèi)的水排走。

3 水窖設(shè)計

3.1水窖布置

項目區(qū)有耕地450畝，灌溉需水量4500m3，綜合考慮造價和取水方便程度因素，確定單口水窖容積為60m3，則水窖數(shù)量為：4500/60=75口。因項目區(qū)為坡地，為確保水窖能及時蓄水，在考慮均衡布置，便宜取水的前提下應(yīng)盡量將水窖布置在地塊低洼地帶。為節(jié)約土地資源，窖頂應(yīng)低于地面40-50cm，以便覆土栽種；為方便水窖管理維護(hù)和水窖衛(wèi)生，水窖進(jìn)人孔應(yīng)高出地面10-20cm。根據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范》（GB 50288-99），玉米成熟期耐淹水深10-15cm，確定水窖過濾池進(jìn)水口高程應(yīng)控制高出地面10cm。

3.2水窖設(shè)計

一般集雨水窖根據(jù)窖身斷面形式可分為圓柱形、暖瓶形、燒杯形、壇形、矩形等，按其防滲材料可分為粘土小水窖、水泥砂漿薄壁小水窖、混凝土蓋碗小水窖、砌磚拱頂薄壁水泥砂漿小水窖等。洼地水窖可參考進(jìn)行設(shè)計，但因洼地水窖較一般集雨水窖有埋藏深、覆土厚、項目區(qū)地下水位高等特點，導(dǎo)致洼地水窖窖底受到的地下水頂托力、窖身受到側(cè)向土壓力和水壓力、窖頂受到的土壓力和水壓力均交一般集雨水窖大。故洼地水窖一般均選擇受力較好的圓柱形、暖瓶行等，建筑材料一般均選擇鋼筋混凝土和漿砌石，窖頂采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆，可設(shè)計為平頂或拱頂。

本工程窖型設(shè)計為圓形，容積60m3，內(nèi)徑為5.0m，深3.1m。窖項入土深0.4m，基礎(chǔ)開挖深3.95m，開挖直徑5.4m。池底板采用小塊石墊底厚20cm，C20混凝土澆筑底板厚15cm，池壁采用C20混凝土澆筑厚20cm，設(shè)C20鋼筋混凝土蓋板厚10cm，水池池壁上預(yù)埋9ф14@30cm鋼筋作為上下的梯子。設(shè)計在蓋板上預(yù)留60×60cm的進(jìn)人孔一個，設(shè)80×80cm活動蓋板一塊，進(jìn)人孔設(shè)計高為60cm，其中：入土40cm，出土20cm，C15混凝土澆筑壁厚10cm。在緊接進(jìn)人孔處布置過濾池，長80cm，寬80cm，深50cm，池壁采用C15混凝土澆筑10cm厚。過濾池由下往上依次填充5cm厚棕墊過濾層，20cm厚砂過濾層，25cm厚碎石過濾層。在過濾池底即水窖頂板處預(yù)留直徑為10cm左右的進(jìn)水孔，進(jìn)水孔應(yīng)避免漏筋。設(shè)計圖如下：

4 施工技術(shù)要點

4.1基礎(chǔ)開挖

4.1.1放線

首先開挖出平臺，然后在平臺上按設(shè)計容積開挖邊坡坡度，放出內(nèi)外周邊線，放線時要留足襯砌厚度。

4.1.2基礎(chǔ)開挖

基礎(chǔ)應(yīng)置于完整堅實的地基上，不允許一邊在巖基一邊在軟基上，不允許基礎(chǔ)直接置于高差較大或破碎的巖基上；要避免在裂隙發(fā)育的地方建小水窖，防止地下水揚壓力對小水窖底的破壞。

4.1.3邊坡開挖

土基邊坡開挖比一般為1：0.5～1：0.75，巖基開挖邊坡比為1：0.25～1：0.5；開挖方法，土基開挖宜用人工開挖，巖基開挖可用松動爆破，禁止放大炮，且盡可能避免超挖。

4.1.4開挖時期

要避免在雨季施工，減少超挖，以減少襯砌工程量。

4.2建筑材料

小水窖工程主要建筑材料有水泥、砂、碎石、塊（條）石、鋼筋等。

1、水泥。要使用符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的水泥，禁止使用未達(dá)標(biāo)的水泥，禁止使用儲運時間超過3個月或儲運過程中受潮產(chǎn)生團(tuán)粒的水泥，水泥應(yīng)選32.5級或42.5級普通硅酸鹽水泥。

2、沙。可使用天然沙（河沙、山沙）、人工沙，要求級配良好，使用前要經(jīng)過淘洗，要控制其含泥量及其他雜質(zhì)，禁止使用風(fēng)化沙或者雜質(zhì)含量高的沙。天然沙（河沙、山沙）不允許含有泥塊，含泥量不大于5%，硫化物及硫酸鹽含量不大于1%，云母含量不大于2%，輕物質(zhì)含量不大于1%，且應(yīng)質(zhì)地堅硬、清潔、級配良好。人工沙不允許含有泥塊，石粉含量為6%—18%，硫化物及硫酸鹽含量不大于1%，云母含量不大于2%，且應(yīng)質(zhì)地堅硬、清潔、級配良好。

3、碎（卵）石。宜使用強(qiáng)度高的江河卵石或人工碎石，最高粒徑不大于混凝土構(gòu)件斷面最小長度的1/2，薄殼構(gòu)件不宜大于1/3，使用時要用水沖洗干凈至無泥質(zhì)。碎（卵）石粒徑為2—4厘米，不允許含有泥塊，含泥量不大于1%，硫化物及硫酸鹽含量不大于0.5%，針片狀顆粒含量不大于15%，且應(yīng)質(zhì)地堅硬、清潔、級配良好。

4、塊石。襯砌使用時的塊石要求堅硬完整且形體較大，不能使用風(fēng)化巖石和軟弱巖石。襯砌時應(yīng)洗刷掉表層泥土或其他附著物。塊石大小為30厘米左右。

5、鋼筋。應(yīng)使用符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的合格產(chǎn)品。每一批次的鋼筋均應(yīng)抽檢合格后再使用。使用中應(yīng)防止鋼筋生銹、污染。光面鋼筋應(yīng)設(shè)彎鉤。

6、水。避免使用污水或渾水（含泥）拌制水泥砂漿和混凝土。

4.3漿砌石施工

1、砂漿。嚴(yán)格控制配合比，砌筑使用的水泥砂漿標(biāo)號不得低于M7.5。

2、塊石砌筑。漿砌石一律采用坐漿砌筑，基層應(yīng)先鋪3～5cm水泥砂漿后再安砌石料，不允許灌縫砌石。襯砌要求做到“平、穩(wěn)、緊、錯”。平，就是每一層石料安砌水平；穩(wěn)，就是石料安砌穩(wěn)當(dāng)；緊，就是石塊之間的砂漿要滿漿密實，無縫隙；錯，砌石要注意錯縫。另外，不允許在初凝的砌體上敲打石塊。

3、抹面。水窖內(nèi)壁應(yīng)采用M10水泥砂漿抹面，厚度要達(dá)到2.5厘米以上，一般分三層進(jìn)行，每層要反復(fù)壓磨，防止出現(xiàn)裂縫；外墻要求用M5.0水泥砂漿勾縫。

4.4混凝土施工

4.4.1立模

（1）模板。采用鋼模板或木模板，模板支撐必須保證足夠的剛度，模板板面要平整，接縫嚴(yán)密，倉面光滑。

（2）立模。模板架立必須穩(wěn)固、不允許變形；立模后，必須經(jīng)過驗收，符合設(shè)計的幾何尺寸；混凝土澆注前，必須清除倉內(nèi)異物。

（3）清洗砂料、碎石，去除泥土、雜物。

（4）嚴(yán)格按設(shè)計要求進(jìn)行混凝土級配，有條件的地方可根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況進(jìn)行試配后確定配合比。

（5）拌合后的混凝土入倉，一般每次澆筑高度不超過20厘米，一層一層澆筑，均勻上升。

（6）搗固。一般采用鋼釬反復(fù)插搗，直至混凝土倉面和模板連接面泛漿，有條件的最好采用機(jī)械震搗。

（7）混凝土澆筑應(yīng)保持連續(xù)性，如因故中途停止，其間歇時間不得超過90分鐘（拌合后的混凝土堆放時間也不能超過90分鐘），否則已澆筑的倉面應(yīng)按工作縫處理后才能繼續(xù)澆筑。工作縫處理原則：已澆筑混凝土面上，在24小時內(nèi)不得進(jìn)行新一層混凝土澆筑及澆筑的準(zhǔn)備工作；24小時后將已澆筑的混凝土表面仔細(xì)刷毛或鑿毛（要求達(dá)到100點/平方米以上）并清洗干凈；清除積水后，再用1：1水泥砂漿鋪層2～3厘米，方可澆筑新的混凝土。

4.4.2拆模

窖壁混凝土澆筑，冬春季節(jié)施工，至少2天才能拆模，夏季1天可以拆模；頂拱或頂板至少7天才能拆模。

4.4.3修補(bǔ)

拆模后立即用高標(biāo)號水泥砂漿或細(xì)石混凝土修補(bǔ)蜂窩麻面，有空洞鼠洞的應(yīng)先進(jìn)行鑿毛、沖洗，再用高標(biāo)號混凝土填補(bǔ)。

4.4.4養(yǎng)護(hù)

要求在澆筑完成后12小時開始澆水養(yǎng)護(hù)。一般采用草席、稻草、鋸末鋪墊，灑水保持潮濕，有塑料膜覆蓋的更好，養(yǎng)護(hù)時間不應(yīng)少于14天。

4.5土方回填施工

磚石砌體、混凝土構(gòu)件的背水面超挖部分，在施工過程中，要用濕土回填密實。地下蓄水工程襯砌圈以外的超挖部分，應(yīng)用細(xì)濕土填滿夯實。

4.6施工安全

基礎(chǔ)開挖、爆破作業(yè)等危險性較大，在施工中應(yīng)嚴(yán)格按有關(guān)安全規(guī)程規(guī)范執(zhí)行，避免發(fā)生安全事故。

5 建后管護(hù)

“三分建、七分管”，洼地水窖效益的發(fā)揮好壞已建后管護(hù)直接相關(guān)，所以應(yīng)繼續(xù)深化農(nóng)村小型水利工程管理體制改革，水窖建成后應(yīng)及時落實管護(hù)責(zé)任和管護(hù)主體，確保水窖效益得到正常發(fā)揮。主要應(yīng)注意以下幾點：

1.水窖工程必須在工程保養(yǎng)期結(jié)束后，才能蓄水。

2.為保證蓄水安全，水窖蓄水前，應(yīng)檢查水窖是否有質(zhì)量問題，要對過濾設(shè)施等進(jìn)行認(rèn)真的疏通、清理，同時清除窖內(nèi)雜物、淤泥。

3.旱季開窖取水灌溉，必須加強(qiáng)水窖的維護(hù)，防止水窖人為損壞，窖水應(yīng)預(yù)留10——15cm，禁止將窖水抽干，導(dǎo)致窖體干裂漏水。

4.進(jìn)入水窖清淤、檢修時，為確保人員的安全，要在入窖前1至2天將窖口蓋子打開，讓窖內(nèi)空氣充足，才能入窖。原則上嚴(yán)禁在沒有幫手的情況下，單個人的入窖行為。

6 效益

該洼地水窖工程于2011年底動工建設(shè)，2012年4月底完工，從2012年就開始發(fā)揮效益，雨季蓄水減澇，旱季取水灌溉，解決了春耕用水和旱季早起的部分灌溉用水，大大降低了農(nóng)戶減產(chǎn)或絕收的概率，使項目區(qū)年均增收7.35萬元，畝均增收210元?？梢?，雖然洼地水窖有著單方水投資偏高的缺點，但卻是巖溶山區(qū)群眾節(jié)約利用有限土地資源，變水害為水利，增加群眾收入有效工程措施，值得在巖溶是山區(qū)借鑒和推廣。

參考文獻(xiàn)：

[1]《云南省地方標(biāo)準(zhǔn)用水定額》DB53/T 168-2013

[2]《灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范》GB 50288-99

[3]《雨水集蓄利用工程技術(shù)規(guī)范》SL 267—2001

[4]《文山州小水窖建設(shè)技術(shù)指南》

作者簡介：邱坤龍、男、（1979-12）、2004年7月畢業(yè)于云南農(nóng)業(yè)大學(xué)、工程學(xué)士學(xué)位、現(xiàn)任文山州水務(wù)局農(nóng)水一科副科長。