胡 偉

(新疆瑪納斯河流域管理局，新疆 石河子 832000)

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東岸大渠灌區(qū)節(jié)水改造必要性及其設(shè)計(jì)分析

胡 偉

(新疆瑪納斯河流域管理局，新疆 石河子 832000)

東岸大渠灌區(qū)位于新疆瑪河?xùn)|岸，控制灌溉面積316.3萬畝，年輸水量9.4億萬 m3，灌區(qū)建設(shè)年代久遠(yuǎn)，其配套工程嚴(yán)重老化，導(dǎo)致灌溉水和渠道水利用率較低，需要對其采取改造處理，以有效提高灌區(qū)的水利用率，從而有效節(jié)約用水量同時(shí)提高農(nóng)作物產(chǎn)量，節(jié)水改造完成后可改善項(xiàng)目區(qū)灌溉缺水現(xiàn)狀，為當(dāng)?shù)貛盹@著生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益。

灌區(qū)改造；灌水率；設(shè)計(jì)流量

東岸大渠位于瑪河?xùn)|岸，渠道全長17.2 km，控制灌溉面積316.3萬畝，年輸水量9.4億萬 m3，擔(dān)負(fù)著灌區(qū)內(nèi)灌溉、水力發(fā)電、水庫引水的重要使命，該渠段道運(yùn)行50 a，存在襯砌磨損以及老化情況，滿足不了該灌區(qū)用水量要求，需要對其采取改造。東岸大渠8 km過河涵洞的作用是將東岸大渠的水輸向瑪河西岸，灌溉原四、五、六宮及五旗渠等渠道所灌之農(nóng)田。

1 灌區(qū)骨干工程現(xiàn)狀及存在的主要問題

1.1 東岸大渠改建段現(xiàn)狀及存在問題

東岸大渠在1959年竣工完成，渠道全長17.2 km，設(shè)計(jì)流量75～105 m3/s，已改造完成8.91 km。1+151～2+151段于2001年～2002年度改造完成，全斷面采用漿砌石結(jié)構(gòu)。8+900～17+200段于2009年～2012年度改造完成，采用邊坡現(xiàn)澆混凝土+底板漿砌石斷面，渠底采用30 cm厚漿砌石，邊坡采用15～20 cm厚現(xiàn)澆C20、F200混凝土鋪砌，板下鋪設(shè)10～20 cmC15混凝土找平層。在渠道兩則設(shè)置1.0 m高檔墻，埋入地面以下60 cm。此兩段渠道現(xiàn)狀均運(yùn)行良好。

本期改建8+030.71～8+855.1段，渠道縱坡0.52%～0.89%，渠深2.3～2.5 m，渠道邊坡1：1.7～1：4，渠道為干砌石結(jié)構(gòu)，渠道右側(cè)為石紅公路，路面寬6 m，石紅公路右側(cè)伴有五級電站尾水渠，五級電站尾水渠在東岸大渠樁號8+855.1處投入渠道，渠道左側(cè)為河漫灘。

本期工程改造渠段存在的問題主要為：渠道磨損破壞嚴(yán)重，沿線多處出現(xiàn)大片面積的干砌石剝落現(xiàn)象。渠道變形嚴(yán)重，底板凸凹不平，邊坡雜草影響渠道過流能力。經(jīng)復(fù)核計(jì)算8+030.71～8+855.1段渠道超高不夠，影響渠道的安全運(yùn)行。

1.2 東岸大渠8 km過河涵洞現(xiàn)狀及存在問題

涵洞始建于1959年，設(shè)計(jì)流量23 m3/s，涵洞斷面形式為2孔拱形，涵洞凈高2.5 m，凈寬2.7 m，結(jié)構(gòu)為漿砌石結(jié)構(gòu)。過河涵洞位于五級電站尾水渠0+735處，橫穿東岸大渠、瑪納斯河，涵洞分為兩段，第一段穿過東岸大渠段長30余米，第二段穿過鐵路導(dǎo)流堤并橫穿瑪河段長630余米，兩涵洞之間以127 m長明渠相接，涵洞穿越瑪河后，投入石河子總干渠(石河子總干渠主要給第八師石河子灌區(qū)、蘑菇湖水庫、143團(tuán)、沙灣頭浮渠供水)，跨河涵洞經(jīng)過近50年的運(yùn)行，存在工程老化、卵石松動(dòng)、剝落、渠道淤積嚴(yán)重等現(xiàn)象，原設(shè)計(jì)流量23 m3/s，現(xiàn)實(shí)際過流8～9 m3/s，為此頭浮渠引水口改為從瑪河三級電站跨河渡槽引水，過河涵洞的引水任務(wù)有所減輕，但仍不能滿足兵團(tuán)第八師的供水要求。管理單位每年投入100多萬元資金和大量的人力物力進(jìn)行維護(hù)，維修管理極為不便。尤其是跨瑪河段的涵洞，頂部已經(jīng)被沖出，涵洞下游河床已經(jīng)被下切成了1～2 m的陡坎，且隨著時(shí)間的推移，下切的深度在加大，其安全已經(jīng)受到嚴(yán)重的威脅。

2 節(jié)水改造必要性分析

(1)是改善灌溉條件，促進(jìn)項(xiàng)目區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要?，敿{斯河灌區(qū)經(jīng)過近五十年的超負(fù)運(yùn)行后，其現(xiàn)狀令人擔(dān)憂，工程老化日趨嚴(yán)重。雖然經(jīng)過多次小規(guī)模的改造與維修，但無法從根本上加以改善，嚴(yán)重制約了灌區(qū)經(jīng)濟(jì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)一步發(fā)展與可持續(xù)發(fā)展。為了改變目前的不利局面，以適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展的需要，也為了更充分合理地利用瑪河灌區(qū)的東岸大渠節(jié)水改造是十分必要和迫切的。

東岸大渠8 km過河涵洞段老化、損壞嚴(yán)重，在跨瑪河段，其涵洞頂部已經(jīng)被沖出，涵洞的下游于瑪河銜接處，已經(jīng)下切成1～2 m的陡坎，瑪管處每年要花費(fèi)大量的人力財(cái)力去維持其運(yùn)行，一旦過河涵洞不能正常工作，那灌區(qū)的30萬畝耕地將受到嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

(2)是建設(shè)節(jié)水型社會(huì)的需要。建設(shè)節(jié)水型社會(huì)的重點(diǎn)是農(nóng)業(yè)灌溉節(jié)水，而農(nóng)業(yè)灌溉節(jié)水的重點(diǎn)又在于大中型灌區(qū)。大中型灌區(qū)節(jié)水的主要措施之一就是渠道防滲，提高水的利用率，同時(shí)結(jié)合灌區(qū)節(jié)水灌溉面積的逐步實(shí)現(xiàn)水資源利用從粗放型向集約型方式的轉(zhuǎn)變，有力地推動(dòng)節(jié)水灌溉事業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)節(jié)水型利用系數(shù)提高，對于水資源十分緊缺的灌區(qū)來說是十分重要的。

(3)通過對灌區(qū)采取改造，可以有效發(fā)揮灌區(qū)的效益要求。東岸大渠是瑪河灌區(qū)的主動(dòng)脈，雖已經(jīng)改造了54%，但還有46%的渠道還未改造，其整體效益還是不能有效的發(fā)揮。因此繼續(xù)完善灌區(qū)配套設(shè)施，提高渠系水利用系數(shù)，緩解灌區(qū)的供需平衡，改造是非常有必要的。

3 灌區(qū)節(jié)水改造設(shè)計(jì)

針對本灌區(qū)節(jié)水改造，通過結(jié)合地理位置、考慮從全局利益出發(fā)以及采取先進(jìn)的工程技術(shù)措施，結(jié)合當(dāng)?shù)夭牧线x取，對本工程中存在的破損渠道采取防滲改造，合理調(diào)整工程布局以達(dá)到節(jié)水抗?jié)B目的。

3.1 東岸大渠改造

東岸大渠起點(diǎn)接第一總閘的進(jìn)水閘，第一總閘控制瑪河整個(gè)灌區(qū)的農(nóng)業(yè)用水。在下游灌區(qū)用水高峰期，灌區(qū)供水水源有東岸大渠供水、水庫調(diào)節(jié)供水。因此，先通過灌區(qū)設(shè)計(jì)灌水和灌溉面積來確定所需的供水量，加上今后地表供城市工業(yè)生活用水后，再扣除水庫調(diào)節(jié)供水，推求東岸大渠的供水量。

通過結(jié)合本灌區(qū)作物特性以及當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)的灌水經(jīng)驗(yàn)，最終定取合理的灌水次數(shù)以及時(shí)間，并繪制灌水率圖。確定引水規(guī)模時(shí)，灌水率采用灌水灌水高峰期7月份的平均值。經(jīng)計(jì)算瑪河下游灌區(qū)設(shè)計(jì)灌水率為0.31～0.33 m3/s·萬畝。

根據(jù)灌區(qū)設(shè)計(jì)灌水率，瑪河下游灌區(qū)設(shè)計(jì)灌水率為0.31～0.33 m3/s·萬畝，綜合設(shè)計(jì)灌水率取為0.31 m3/s·萬畝。設(shè)計(jì)水平年灌區(qū)總灌溉面積316.3萬畝，第一總閘以下灌溉水利用系數(shù)為0.71。經(jīng)計(jì)算，第一總閘引水流量需達(dá)到138.10 m3/s，才能滿足灌區(qū)灌溉要求。

東岸大渠第一總閘由進(jìn)水閘、渡槽分水閘及電站引水閘組成，進(jìn)水閘為東岸大渠起點(diǎn)，電站發(fā)電后的水在東岸大渠樁號8+872.6處投入東岸大渠。因此，東岸大渠最大設(shè)計(jì)流量=第一總閘總流量-紅山嘴處渡槽分水閘=105-14=91 m3/s。本期改造段(8+030.71～8+855.1)，渠道設(shè)計(jì)流量=第一總閘設(shè)計(jì)流量-電站發(fā)電流量-紅山嘴渡槽分水流量=105-26-14=65 m3/s，加大流量71.5 m3/s。

3.2 東岸大渠過河涵洞段改造

東岸大渠8 km過河涵洞引水后流經(jīng)瑪河進(jìn)入石河子總干渠，該總干渠引水入石河子二支干渠，再進(jìn)入頭孚干渠。

隨著兵地雙方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，石河子二支干渠的用水壓力愈來愈大，用水矛盾日顯突出，僅用石河子二支干渠引水已不能滿足兵地雙方的用水要求，利用現(xiàn)有的頭浮干渠引水，因?yàn)橛?0.36 km為土渠，水土流失和滲漏損失嚴(yán)重，致使沙灣縣從瑪河所分水量不能全部引用，剩余水量由河道下泄，造成水資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。

為有效滿足灌區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展需要，解決當(dāng)?shù)赜盟軉栴}，通過對頭浮干渠采取改造后，目前頭孚渠已經(jīng)開始從瑪河直接引水，石河子總干渠及石河子二支干渠為頭孚渠輸水的功能已經(jīng)結(jié)束，故東岸大渠8km過河涵洞所控制的面積由55萬畝減少到30萬畝。渠道設(shè)計(jì)流量最終取15 m3/s，針對本工程中的 0+000～0+514段作為退水段，退水量為40 m3/s。從7#退水閘退水25 m3/s，從9 km退水閘退水40 m3/s，具體見表1。

表1 渠道規(guī)模確定表

4 結(jié)語

綜上所述，工程實(shí)施后，可改善項(xiàng)目區(qū)灌溉缺水現(xiàn)狀，加快灌區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，同時(shí)該灌區(qū)改造完成投入運(yùn)營后，其帶來較為顯著的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益，表明該本工程灌區(qū)改造的必要性，同時(shí)從技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上是可行的。

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2016-10-31

胡偉(1982-)，男，四川營山人，工程師，主要從事水利工程方面的工作。

S274.2

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1004-1184(2017)02-0076-02