李佳瞳

（甘肅省慶陽水文水資源勘測局，甘肅慶陽745000）

1 概況

1.1 水源工程運行狀況

天祝縣已建水源工程有7 座小型水庫，分別為石門水庫、二道墩水庫、龍?zhí)逗铀畮臁白由剿畮?、柏林水庫、科拉水庫、直岔水庫。截?016 年對上述水庫全部進(jìn)行了排險加固，目前工程運行順利，起到了很好的灌溉以及防洪效果。該水源工程是甘肅省發(fā)改委以甘發(fā)改農(nóng)經(jīng)〔2013〕1650 號文件批復(fù)的一項維護當(dāng)?shù)胤€(wěn)定、治理生態(tài)環(huán)境的富民工程。工程投資總額度高達(dá)4.15 億元，同時修建有1 處引水樞紐，3 級提水泵站，配套總裝機12 000 kW 的機電設(shè)備12 套。

2015 年修建了石門河調(diào)蓄工程，隨后正式運行，每年供水量高達(dá)1 420 萬m3，確保了周邊工業(yè)園區(qū)、居民、牲畜及650 hm2草地的用水需求。該工程是甘肅省發(fā)改委以甘發(fā)改農(nóng)經(jīng)〔2012〕840 號文件批復(fù)的一項藏區(qū)重點工程，同時也是最近幾年全面促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展的大工程。

2015 年開始修建的二道墩水庫工程，第二年建成后正式運行，每年供水量約為2 795 萬m3，周邊居民供水率至少在95%以上，灌溉用水保證率至少在84%以上，社會效益顯著。該工程是甘肅省發(fā)改委以甘發(fā)改農(nóng)經(jīng)〔2015〕178 號文件批復(fù)的一項提高當(dāng)?shù)乜购的芰Φ墓こ?，建成總庫?46 萬m3的?。?）型水庫1 座。

1.2 農(nóng)業(yè)綜合水價改革

按照農(nóng)業(yè)綜合水價改革計劃，在已實施的和正在實施的高效節(jié)水建設(shè)區(qū)融合開展農(nóng)業(yè)水價綜合改革，對地表水計量設(shè)施進(jìn)行升級改造，同步建立了計量設(shè)施控制系統(tǒng)，通過水費核算和征收使農(nóng)業(yè)綜合水價改革落到實處。

2 輸配水管網(wǎng)設(shè)計

2.1 管網(wǎng)設(shè)計

噴灌區(qū)支管管道上設(shè)置給水栓與中心支軸式噴灌機連接；地埋管道首端安裝排氣閥，末端安裝排水閥，以防管道冬季凍壞；管道埋設(shè)深度根據(jù)灌區(qū)最大凍土深度確定。

2.2 噴頭（噴灌機）選型

移動軟管式噴灌設(shè)備與絞盤式噴灌機均采用相同的噴頭，噴頭直徑10 mm，噴灑半徑23 m。機壓絞盤式噴灌機牽引速度為4.47 m/h，噴灑角度270°，有效噴幅寬度36 m；移動軟管式噴灌的噴頭工作行間距20 m，列間距25 m。

2.3 水錘壓力驗算及防護

自壓管道的閥門被關(guān)閉或者開啟時會影響水流速度，導(dǎo)致動水壓強在短時間之內(nèi)迅速降低或增大，因此需要驗算水擊壓強，并采取有效措施對其進(jìn)行防護。

2.3.1 水擊波傳播速度 水擊波傳播速度的計算公式：

式中，αw為均質(zhì)圓形管水擊波傳播速度（m/s）、D 為管徑（m）、e 為管壁厚度（m）、K 為水體積對應(yīng)的彈性模數(shù)（K=2.025 GPa）、E 為管材在縱向方向的彈性模數(shù)（U-PVC 管 E=3.0 GPa）、c 為管材系數(shù)（本設(shè)計中c=1）、L 為管長 (m)。計算可知 αw=859.3 m/s、Ts=124.7 s，與閥門正常關(guān)閉時間相比數(shù)值偏大，因此一定要進(jìn)行水錘演算。

2.3.2 水擊類別判斷 在判斷水擊類別的時候，關(guān)鍵要確定管道里面水擊波的傳播時間。計算公式：

式中，Tt為往返一次的總耗時，L為管道總長度。

2.3.3 水擊水頭 計算公式：

式中，Ht為間接水擊水頭（m）、V0為水源流動速度（m/s）、Tg為閥門關(guān)閉時間（s）、g 為重力加速度。

2.3.4 避免水擊的防護手段 主管道安裝水錘消除器，避免運行過程中管道內(nèi)部受到過大壓力；所有鋼管控制區(qū)在運行過程中至少開啟一個以上出水口；分水口運行順序為先開后關(guān)，嚴(yán)禁先關(guān)后開；管道運行時嚴(yán)禁突然關(guān)閉出水口，以防爆管。

3 土建工程設(shè)計

3.1 水源工程設(shè)計

該項目水源主要來自于柏林水庫，主管道入口處需設(shè)置沉沙池。

3.2 管槽開挖設(shè)計

3.2.1 縱斷面設(shè)計 地下埋設(shè)管道的埋設(shè)深度要超過最大凍土層2 m，坡度與地面保持一致。為了確保管道正常工作，需要在支管上安裝豎管和三通管，同時在豎管上專門開設(shè)出水口。為了便于排水和維護，分別在干管和支管末端設(shè)滲水井。

3.2.2 設(shè)計橫斷面 主要以梯形斷面為主，邊坡坡度為1∶0.35～1∶0.5；管線通過河床時管溝深度不可小于2 m。

3.3 檢查（分水、控制、排水）井設(shè)計

井圈采用預(yù)制C25 砼，壁厚15 cm、高40 cm、內(nèi)徑80 cm。由于主管道直徑比較大，因此主管閘閥井長、寬、高全部設(shè)計為1.8 m；其他子系統(tǒng)井體長、寬設(shè)計為1.5 m，高設(shè)計為1.8 m；排水井長寬高與閘閥井保持一致。

3.4 出水口設(shè)計

根據(jù)相關(guān)管理措施，將給水栓分水之后可能引起的沖刷考慮在內(nèi)，在給水栓位置設(shè)置彎頭直接將水放入就近渠道內(nèi)進(jìn)行灌溉。

4 投資概算

噴灌工程總投資額度為943 萬元，灌溉規(guī)模為546.7 hm2，平均投資指標(biāo)為 17 250 元 /hm2。