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        朔州市南高灌灌區(qū)節(jié)水工程設(shè)計簡述

        2017-04-07 08:12:55鄭秀麗
        山西水利 2017年6期
        關(guān)鍵詞:朔州市閘室土工膜

        鄭秀麗

        (朔州市水利勘測設(shè)計院,山西 朔州 036002)

        朔州市南高灌灌區(qū)節(jié)水工程設(shè)計簡述

        鄭秀麗

        (朔州市水利勘測設(shè)計院,山西 朔州 036002)

        朔州市南高灌灌區(qū)位于山西省大同盆地的西南部,地處朔州市山陰縣境內(nèi),控制總土地面積66.7 km2,設(shè)計灌溉面積0.39萬hm2,有效面積0.27萬hm2,是朔州市主要自流灌區(qū)之一,灌區(qū)水源為桑干河干流上的東榆林水庫。結(jié)合工程區(qū)實際特點,對渠道、襯砌結(jié)構(gòu)、節(jié)制分水閘以及金屬結(jié)構(gòu)等進行了設(shè)計,保證了灌區(qū)的持續(xù)發(fā)展。

        節(jié)水工程;建筑物設(shè)計;斷面設(shè)計

        1 概況

        1.1 工程概況

        南高灌灌區(qū)規(guī)劃節(jié)水面積0.27萬hm2,實施節(jié)水改造面積0.076萬hm2,通過改造達到年節(jié)水71.03萬m3,節(jié)水區(qū)灌溉水利用系數(shù)由0.5提高到0.65。本次南高灌灌區(qū)節(jié)水改造工程的主要項目為:對一支渠0+ 100—8+200段進行防滲改造,長8.1 km,更新改造一支渠建筑物23座,配套建設(shè)0.076萬hm2的田面工程。

        1.2 水文氣象條件

        南高灌灌區(qū)系北溫帶較干燥的大陸性氣候,干旱、寒冷、多風(fēng),溫差大。年平均氣溫為7℃,年最高氣溫出現(xiàn)在7月份為40.5℃,最低氣溫出現(xiàn)在一月份為-32℃,作物生長期平均氣溫約17℃左右。冰凍期約150天,最大凍土深度為1.3 m。灌區(qū)內(nèi)四季多風(fēng),尤以冬春最甚,風(fēng)向多為西北、西南,全年大風(fēng)日數(shù)以春季最多,風(fēng)力較強,最大風(fēng)力7級,最大風(fēng)速為20 m/s,年平均風(fēng)速為2.7 m/s。受季候風(fēng)的影響,降水量少而集中,平均降水量為320~450 mm,降水主要集中在6—8月份,占全年降水量的70%左右。

        1.3 地質(zhì)構(gòu)造

        南高灌灌區(qū)位于大同盆地,四周山丘環(huán)繞,是一個由盆邊向盆底逐漸傾斜的洪積、沖積平原。整個大同盆地在洪積、沖積物之下廣泛分布著第四紀(jì)早期的湖相沉積物,局部地區(qū)湖積物出露地表。桑干河水系貫穿大同盆地,沿河兩岸階地平坦寬廣,土層深厚、土質(zhì)良好,由于沖積平原堆積基準(zhǔn)面的變動,形成兩級平原,即一級階地和二級階地,是大同盆地平原部分的核心,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地。其地下水類型以孔隙水為主,屬沖湖積平原孔隙含水層。地表和淺部以沖積,淤積的亞沙土、亞粘土為主,土質(zhì)很細(xì)。

        2 工程建設(shè)的必要性

        近年來,由于降雨量減少,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,經(jīng)濟作物種植比例逐年增長,用水量相對集中且增大,加之流域上游許多水利工程的興建,致使河道來水量逐年減少,灌溉水源嚴(yán)重不足,大量開采地下水,造成地下水位下降,灌區(qū)內(nèi)土地鹽堿化,嚴(yán)重影響了灌區(qū)內(nèi)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展。其次灌區(qū)運行30多年,渠系建筑物超期服役,嚴(yán)重老化,水毀、凍漲、人為破壞致使許多建筑物和防滲工程不能正常運行,甚至出現(xiàn)阻水現(xiàn)象,嚴(yán)重影響了灌區(qū)工程的輸水能力。隨著社會和經(jīng)濟的發(fā)展,供需水矛盾進一步尖銳,所以,采取有效措施,加大節(jié)水投入,合理利用水資源,節(jié)約灌溉用水是十分必要的。

        3 工程設(shè)計

        3.1 工程等級

        南高灌灌區(qū)為自流灌區(qū),最大引水流量2.32 m3/s,工程等別為Ⅳ等,干渠及干渠建筑物工程級別為5級。

        3.2 渠道設(shè)計

        3.2.1 渠道流量確定

        灌溉渠道的設(shè)計流量是指渠道在正常過水情況下的流量,與渠道所控制的灌溉面積大小、作物灌溉制度以及渠道的工作制度有關(guān)。本灌區(qū)干、支渠采用續(xù)灌,斗農(nóng)渠輪灌工作制度,依據(jù)灌區(qū)設(shè)計灌水率及灌溉面積,確定各級渠道設(shè)計流量。據(jù)設(shè)計水平年P(guān)= 50%灌水率圖可知,設(shè)計凈灌水率為0.231 m3/s/萬畝。

        3.2.2 渠道糙率及縱坡的確定

        干渠為梯形斷面,采用M7.5漿砌石擋土墻加復(fù)合土工膜防滲襯砌型式,渠道底部采用M7.5漿砌石砌筑,根據(jù)規(guī)范要求,結(jié)合類似工程經(jīng)驗,渠道糙率取0.025;一支渠采用C20混凝土預(yù)制板加復(fù)合土工膜襯砌型式,渠道糙率取0.017。渠道縱坡基本維持原設(shè)計縱坡,并按工程實際局部做必要的調(diào)整。渠道過水?dāng)嗝嬖O(shè)計在充分考慮現(xiàn)狀的情況下采用梯形斷面。

        3.3 襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計

        預(yù)制混凝土板加防滲布方案:渠道采用C20預(yù)制混凝土板襯砌,在予制板下部鋪設(shè)防滲土工膜,土工膜采用一布一膜,膜厚0.2 mm,予制混凝土板與膜之間抹一層4.0 cm厚M2.5水泥砂漿過渡層,混凝土予制板厚8 cm,內(nèi)邊坡為1∶1。護堤頂部采用C20現(xiàn)澆混凝土壓沿,寬20 cm,厚10 cm。

        M7.5漿砌石加防滲布方案:采用全斷面復(fù)合土工膜防滲,兩側(cè)采用M75漿砌石重力擋土墻護堤,頂寬0.3 m,內(nèi)邊坡均為1∶0.3,堤頂采用C15混凝土壓頂,厚10 cm。在渠底的防滲土工膜上,用原土進行覆蓋,厚30 cm,其上再砌筑30 cm厚M7.5漿砌石。防滲布高度超加大水位14 cm,漿砌石與膜之間抹一層2~5 cm厚黃泥過渡層,以免扎破土工膜。

        3.4 節(jié)制分水閘

        為了便于斗口取水,控制水位與流量以及方便運行管理,設(shè)置節(jié)制分水閘,分水閘中心線與干支渠軸線呈90°夾角布置。

        節(jié)制分水閘由進口連接段、分水口段、閘室段、出口消能及海漫段組成。節(jié)制閘閘室段長2.0 m,閘室寬度1.0 m,閘室高2.2 m,閘底板采用C20鋼筋混凝土,底板厚20 cm。閘墩為C20鋼筋混凝土,厚35 cm。啟閉平臺和工作橋均采用C20鋼筋混凝土板,厚分別為20cm、10 cm,寬均為50 cm。由于閘室為矩形斷面,為與梯形渠道連接,進出口分別設(shè)置漸變段,長度均為2 m。斗門閘室段長2.0 m,閘室寬度0.8 m,閘室高2.2 m,閘底板采用C20鋼筋混凝土,底板厚20 cm。閘墩為C20鋼筋混凝土,厚35 cm。

        4 金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計

        4.1 設(shè)計依據(jù)與閘門工作參數(shù)

        根據(jù)各閘門設(shè)置情況,以及水工設(shè)計提出的各閘門設(shè)計參數(shù),按照《水利水電工程鋼閘門設(shè)計規(guī)范》(SL74—95)有關(guān)規(guī)定進行設(shè)計和選型,設(shè)計均采用平板鋼閘門,采用單吊點起吊,面板及側(cè)止水均設(shè)在門體的下游面,側(cè)止水采用不銹鋼,底止水采用條型橡皮。為了使止水嚴(yán)密,各門葉背水面左右兩邊柱上均設(shè)有兩個斜形反向滑塊。

        門槽內(nèi)上、下游有護角,底檻,下游面還設(shè)有斜形支承塊,與閘門門體上的斜形滑塊配合,以保證止水嚴(yán)密。斗口門安裝時,將閘門門體和門槽埋件一起吊入閘槽,調(diào)整好后縫隙用水泥砂漿灌注。啟閉機均選用全封閉磁力鎖式螺桿啟閉機。

        5 施工組織設(shè)計

        根據(jù)氣象資料,安排在4~10月份進行施工,不安排冬季作業(yè)。

        6 工程管理

        灌區(qū)渠系及建筑物管理現(xiàn)行專業(yè)管理與群眾管理有機結(jié)合,要加強冬季管理,秋冬匯地后,要求管理人員打開退水閘等建筑物,使骨干渠系殘留的水退盡,以防止渠道凍脹破壞,保證渠系正常運行。

        農(nóng)業(yè)節(jié)水是一個從水源開發(fā)利用到田間作物用水的系統(tǒng)工程,管理貫穿于整個系統(tǒng)之中,只有在重視工程節(jié)水技術(shù),耕作栽培節(jié)水技術(shù)的同時,用科學(xué)方法狠抓用水管理,重視和加強節(jié)水管理,才能使節(jié)水農(nóng)業(yè)健康穩(wěn)步發(fā)展,促進本灌區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。

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        汾河三期水利主體工程10月底完工

        據(jù)悉,總投資31億余元的汾河太原城區(qū)段治理美化三期工程水利主體工程將于今年10月底完工,整個三期工程將于明年年底完工。汾河三期工程治理完工以后,將滿足太原市百年一遇的防洪要求。此外,通過河道中建設(shè)布置的船閘,可實現(xiàn)全線12 km全段游船通行。

        汾河太原城區(qū)段治理工程一、二期已于2012年完成,形成了總長20.5km的市中心景觀綠化長廊,包括柴村橋至勝利橋7 km的人工濕地,勝利橋至祥云橋13.5 km的蓄水工程。

        汾河三期工程,北起汾河二期南延工程末端(祥云橋南500 m),南至?xí)x祠迎賓路南2 000 m,全長約12 km。工程主要任務(wù)是防洪、蓄水、游船通行,以及為兩岸景觀建設(shè)搭建平臺和滿足2019年第二屆全國青運會水上運動比賽場地使用需求。三期具體分為水利工程和景觀工程兩部分。

        汾河三期工程已于2016年8月底正式開工建設(shè),截至今年5月底,已完成工程總投資的40%左右,正在與工程有交叉的土地、管線、園林等單位進行對接,排污暗涵、防滲墻、土方平衡等工程正在加緊施工。

        (摘自《山西晚報》記者李晶)

        S275

        C

        1004-7042(2017)06-0028-02

        鄭秀麗(1965-),女,2007年畢業(yè)于河北工程大學(xué)水利水電工程專業(yè),工程師。

        2017-04-02;

        2017-05-13

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