周春親
(夏縣水利局,山西 夏縣 044400)
夏縣尊村引黃灌區(qū),屬八干渠的分干渠,是“八五”期間運城市重點工程,1993年始建,1998年竣工。設計灌溉面積0.406萬hm2,建干渠長9.85 km,建筑物19處。受當時投資所限,夏縣分干渠遺留有三處總長約1 km渠段及支渠均未實施,致使當地群眾不能受益。
在“十二五”期間,國家提出加強大中型灌溉區(qū)續(xù)建配套節(jié)水改造、大型灌溉排水泵站更新改造和小型農田水利建設,增加農田有效灌溉面積,強化農業(yè)節(jié)水。把引黃工程作為全縣重點水利工程進行規(guī)劃和實施。
夏縣尊村引黃灌區(qū)涉及裴介、禹王兩個鄉(xiāng)鎮(zhèn)11個行政村,總人口3.46萬人,耕地面積0.224萬hm2。尊村灌區(qū)上游位于鳴條崗黃土丘陵區(qū),下游位于青龍河沖積平原區(qū),中間有青龍河和姚暹渠穿插而過,地形地貌較為復雜,整個地勢西北高東南低。主要種植油桃、蘋果和大棗,經濟林居多,糧食作物很少,人均收入4500元。
據調查,夏縣尊村引黃灌區(qū)受益區(qū)群眾人均耕地面積較少,經濟收入主要來源于種植業(yè),因受耕地面積影響較大;修建渠灌系統(tǒng)占地面積較大且不利機械耕作,群眾對發(fā)展渠灌普遍持抵觸情緒。若采用渠道防滲,中間建筑物跌水較多,施工復雜。鑒于此,本次配套工程設計將灌溉方式定為渠灌和管灌相結合。
2.2.1 管(渠)型選擇
尊村引黃管理局對夏縣的分干渠進行維修改造,新建分干渠的1—4支渠,縣水利局對干斗渠及1—4支渠進行配套。本次規(guī)劃面積0.214萬hm2。
從工程實測的渠線縱斷情況來看,干渠的3條干斗渠及一支斗渠縱坡均具有上游陡、下游緩的特點,首尾落差在30多m,且沿線地形均無逆坡現象,對于含沙量較大的黃河水源而言,不會出現管道中泥沙淤積現象,故選用PVC管。2—4支渠位于灌區(qū)下游,坡度相對較緩,選用混凝土“U”型防滲渠道。
根據每條斗渠的控制面積、灌溉定額、渠道灌水率等及輪灌組的劃分,推求各渠(管)首設計流量,再根據以下兩個公式計算管徑和渠道規(guī)格。
管徑通常采用經濟流速計算,公式為:
式中:D——管道內徑,mm;
Q——管道設計流量,m3/h;
V——經濟流速,(1~1.5)m/s。
渠道輸水能力根據明渠均勻流公式計算:
式中:Q——流量,m3/s;
ω——過水斷面的面積,m2;
C——謝才系數為糙率),取0.015;
R——水力半徑,R=ω/χ,χ為濕周;
i——渠道縱坡。
通過以上計算得出,管道管徑為160 mm和250 mm兩種,渠道斷面型式為D40 mm、D50 mm和D60 mm三種。干渠上規(guī)劃有3條干斗管,一支渠上規(guī)劃斗管1條,二支渠上規(guī)劃斗渠2條,三支渠上規(guī)劃斗渠13條,四支渠上規(guī)劃斗渠16條。
2.2.2 建筑物設計
量水設施。管道進口采用電磁流量計或者超聲波流量計,渠道進口采用無喉道式量水槽,該量水槽具有結構簡單、省工省料、不易淤積和便于觀測的優(yōu)點。槽體采用現澆C20混凝土結構,根據渠道過水能力,選擇適宜的水槽尺寸,水槽進口段以3∶1收縮,出口段以6∶1擴散,在距進口和出口為槽長1/9處設立上、下游觀測水尺,用以計量。為了減少渠道雍水,提高量水槽量水精度,量水槽修在直段長大于50 m的地段,上游不小于15 m,下游不小于20 m。
公路、機耕橋。公路、機耕橋均采用平板橋,橋板跨度0.99 m,橋面凈寬3.2~7.0 m,橋板為預制C20鋼筋混凝土板,板長1.5 m,橋臺肩高0.34 m,肩寬0.5 m,路緣石寬度0.25 m,橋墩頂部寬0.5 m,橋墩底部寬1.35 m,橋墩高度0.69~1.17 m。
農田出水口。在斗渠上的每個取水口處設置農田出水口,距離一般為50 m左右。各農口與斗渠均成90°分水角,底高程與支渠渠底齊平。斷面為矩形,其后漸變?yōu)閁形,采用現澆C20混凝土,長均為0.50 m,底板及側墻厚0.15 m。每個農口安裝相應尺寸的閘門,閘門材質為鋼板,固定在渠道上。
倒虹吸。倒虹吸均設置在三、四支渠上,倒虹進出口均采用現澆C20混凝土漸變段與渠道相連,豎井均采用M7.5水泥砂漿砌石砌筑,矩形,內長1.2 m,內寬為渠寬加0.5 m。虹吸管采用DN600混凝土排水管,兩節(jié)共長10 m,豎井底板下采用0.3 m厚三七灰土作為墊層。為安全起見,豎井用預制C20鋼筋混凝土蓋板封閉。
閥井、鎮(zhèn)墩。閥井井壁均采用M7.5水泥沙漿砌磚砌筑,矩形,其控制閥井0.6 m×0.4 m×0.9 m(長×寬×深),氣閥井0.4 m×0.4 m×0.9 m(長×寬×深)。井底采用C15混凝土現澆,井蓋采用C25鋼筋砼預制。鎮(zhèn)墩均采用C15混凝土現澆,為施工方便,統(tǒng)一采用矩形,其0.5 m×0.5 m×0.5 m(長×寬×深)。
消力池。出水口消力池均采用C20混凝土現澆,消力池0.5 m×0.5 m×0.5 m(長×寬×深)。池壁厚0.12 m,池底厚0.15 m。給水栓部分除出口與頂部螺桿出露在外,其余栓體及豎管部分均用C20混凝土現澆,從而起到防盜及防止人為損壞的保護作用,便于今后的管理維護。
土方開挖采用0.5 m3反鏟挖掘機,土料堆放在溝槽兩邊。管溝開挖后,基礎必須嚴格夯實,其壓實密度不小于0.93。管槽回填采用人工和機械相結合的辦法,由溝槽兩邊對稱回填,回填土中不能夾雜磚、石塊等,其壓實密度不小于0.9。PVC管采用承插口粘接方法,管道、管件粘接表面應進行去污,打毛等處理,粘接劑應涂抹均勻,飽滿、涂沫長度符合要求,粘接劑固化前保持管道固定。
渠道施工時采用推土機清基,清基厚0.2~0.3 m。然后根據挖填方用挖掘機挖土或裝載機分層全斷面回填夯實,再開U形基槽。土方回填采用裝載機裝土,20 t自卸汽車運輸,推土機平土及碾壓,輔以人工配合。回填土采用機械碾壓,使其壓實度達到0.93以上。U形基槽均采用人工開挖,嚴禁超挖和欠挖。為保證混凝土的拌和質量和質量的穩(wěn)定性,并減少混凝土現場攪拌對耕地的影響,建議采用廠拌商品混凝土,農用機動三輪車運輸入倉,U型襯砌機襯砌。條件不許可時也可采用0.4 m3移動式混凝土攪拌機現場拌制。為保證防滲斷面光滑平整,應及時加漿收面,使面層與防滲體融為一體。
建筑物土方工程采取機械與人工配合施工,回填土應采用蛙式打夯機或立式沖擊夯夯實,混凝土料采用0.4 m3移動式攪拌機拌制,人推膠輪車運輸入倉,插入式振搗器振搗,模板采用組合式鋼模。部分預制構件可現場預制,汽車吊裝,砌體采用人工砌筑。
成立夏縣小型水利工程建設管理項目部,實行項目法人制、招投標制、工程監(jiān)理制、合同管理制。由項目部按照有關法律、法規(guī)進行工程建設管理,主要是:委托有資質的設計部門編制實施方案;辦理有關開工、備案、質量監(jiān)督等手續(xù);委托有資質的招投標單位通過公開招投標,確定施工隊伍和所需的材料、設備廠家,簽定施工合同和供貨合同;委托有資質的工程監(jiān)理單位對工程進行全方位的監(jiān)理;進行隱蔽工程驗收和工程質量評定、嚴格按照施工工序、質量要求進行施工;按進度撥付資金;組織分部工程驗收和合同驗收。
工程建成后,項目部及時組織竣工驗收,然后辦理工程移交手續(xù)、明確工程產權、測算成本水價,同時成立用水協(xié)會,管理工程運行。根據工程類型,尊村引黃工程建成后,工程產權移交到縣水利局下設的引黃管理股,負責整個灌區(qū)的管理。鄉(xiāng)鎮(zhèn)水利管理站與受益村用水戶協(xié)會共同管理本轄區(qū)內的工程。各管理機構應建立和健全各項規(guī)章制度。為了提高工程的管理水平,應不斷提高管理人員的素質,定期對管理人員進行技術指導和崗位培訓。
工程運行管理包括工程管理、水費征收等內容。對于工程管理,由專人負責,做到定期檢查,及時記錄、發(fā)現問題立即處理。在工程保護范圍內,不得進行挖土、鉆土、爆破等一切有損工程設施的活動,并制定具體的處罰管護措施,保證工程設施的安全;在水費征收上,改變以往以畝計征、以次計征的做法,實行以量計征,把工程大小維修費、折舊費計入到水價中,并按時足額計提,以保證工程良性運行。
夏縣的農田多年來都是依靠機井抽取地下水進行灌溉,尊村引黃灌區(qū)配套工程的實施,可緩解區(qū)域內水資源的不足,置換地下水640萬m3,使地下水止降回升,用黃河水灌溉后,可有效防止土壤板結,提高土壤肥力,是一項惠民工程。