工程實例解說水庫灌溉工程設(shè)計

工程實例解說水庫灌溉工程設(shè)計本文介紹了麻溝水庫基本水利計算和工程設(shè)計以及其所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益，該工程的修建能解決灌區(qū)人畜飲水和農(nóng)業(yè)灌溉問題，以供參考。1工程背景當(dāng)前水庫灌溉是一項有效供水和灌溉措施［1-5］。麻溝水庫灌溉工程位于遵義市匯川區(qū)泗渡鎮(zhèn)麻溝村，是遵義市北片區(qū)唯一較高的水源點，壩址距泗渡鎮(zhèn)境內(nèi)210國道約，距遵義市約，有鄉(xiāng)村公路從壩址通過，工程對外交通方便。麻溝水庫壩址以上流域面積，主河道長，主河道平均比降％。壩址處多年平均流量/s，多年平均徑流量3440萬m3。設(shè)計流域及灌區(qū)屬中亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候，冬無嚴寒，夏無酷暑，受東南海洋和孟加拉灣暖濕氣流的影響，降水量較充足，加上無霜期長，光、熱、水同季，有利于作物的生長。麻溝水庫灌溉工程的主要任務(wù)是灌溉。工程建設(shè)后將解決匯川區(qū)泗渡鎮(zhèn)、高坪鎮(zhèn)和董公寺鎮(zhèn)的農(nóng)田灌溉和灌區(qū)內(nèi)15000人、大牲畜3000頭和小牲畜120XX頭的人畜飲水問題。2工程建設(shè)的必要性在麻溝水庫灌區(qū)范圍內(nèi)，僅有雙仙和大廠溝兩座小型水庫：大廠溝水庫在除險后總庫容達140萬m3,興利庫容104萬m3，放水涵洞出口高程，設(shè)計灌溉面積3668畝，灌面高程在以下；雙仙水庫經(jīng)除險后總庫容139萬m3,興利庫容萬m3,放水涵洞出口高程，設(shè)計灌溉面積5100畝，灌面高程在以下；兩水庫設(shè)計灌面共計8768畝，現(xiàn)在正在承擔(dān)起泗渡鎮(zhèn)片區(qū)的灌溉和人蓄飲用的重擔(dān)，但由于雙仙和大廠溝兩座小型水庫已修建多年，水庫的長年淤積和運行，已導(dǎo)致水庫取水保證率低，再加之水庫本身的高程比較低，能覆蓋的面積相對較小。由于水資源的缺乏，用水無法保障，阻礙了綠色產(chǎn)業(yè)和糧食產(chǎn)量的發(fā)展。為了更好的造福地方百姓，推動農(nóng)村經(jīng)濟的健康發(fā)展，必須盡快解決缺水的問題。項目區(qū)灌溉基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，水利化程度較低，灌溉用水問題突出，急需修建較大的水利工程以解決項目區(qū)干旱缺水的現(xiàn)狀。3工程水利計算麻溝水庫灌溉工程的主要任務(wù)是灌溉。工程建設(shè)后將解決匯川區(qū)泗渡鎮(zhèn)、高坪鎮(zhèn)和董公寺鎮(zhèn)的農(nóng)田灌溉和灌區(qū)內(nèi)15000人、大牲畜3000頭和小牲畜120XX頭的人畜飲水問題?？紤]到社會經(jīng)濟發(fā)展和當(dāng)?shù)厮Y源條件以及供水對象的特點，灌溉保證率取P=80%、農(nóng)村人畜飲水供水保證率取P=95%、環(huán)境用水保證率取P=90%。正常水位的確定根據(jù)本工程的實際，綜合工程建壩條件、工程投資和水庫水量計算等因素，為滿足河流規(guī)劃要求，在本工程可行性研究階段初步擬定1036m、1038m、1040m三個正常蓄水位方案進行比選。從水量計算來看，麻溝水庫正常蓄水位從1036m增加到1038m時，興利庫容增加129萬m3，可供水量增加170萬m3，單方庫容增加水；從1038m增加到1040m時，興利庫容增加150萬m3，可供水量增加132萬m3，單方庫容增加水。雖然1036m正常蓄水位方案投資最省，比1038m正常蓄水位方案少萬元，但1036m正常蓄水位方案可供水量比1038m正常蓄水位方案少170萬m3,沒有達到充分利用水資源。而正常蓄水位1040m方案工程總投資比正常蓄水位1038m方案多萬元。因此，綜合壩址地質(zhì)條件、工程投資和來水用水等因素，本階段推薦正常蓄水位為1038m，相應(yīng)庫容1040萬m3。水利調(diào)節(jié)計算灌溉需水量根據(jù)工程的灌溉面積、田土比例及作物組成，采用相應(yīng)作物相應(yīng)年份的灌溉定額進行長系列計算。麻溝水庫為不完全多年調(diào)節(jié)，其計算時段5月?8月為旬，其他月份為月。灌區(qū)內(nèi)渠系水利用系數(shù)取為，田間水利用系數(shù),灌溉水利用系數(shù)。經(jīng)計算，灌區(qū)多年平均灌溉用水量為1860萬m3,P=80%，灌溉用水量為2130萬m3。麻溝水庫在保證設(shè)計灌面灌溉前提下，還可以解決灌區(qū)范圍內(nèi)萬人、萬頭大牲畜和萬頭小牲畜的人畜飲用水問題。根據(jù)有關(guān)規(guī)范，農(nóng)村人均用水定額采用/d、大小牲畜用水定額采用/d、/d，設(shè)計擬采用渠道供水。經(jīng)計算，麻溝灌區(qū)農(nóng)村人畜用水量為萬m3/年。渠道流量計算對麻溝水庫水稻、蔬菜歷年最大旬定額進行統(tǒng)計，P=80%，水稻、蔬菜、果林最大旬定額為分別為/畝、/畝和/畝。根據(jù)其渠系布置及各渠道分布的灌面，自渠末逐渠道向渠首推算，計算得到各渠道設(shè)計流量成果，其中渠道輸水方案渠系水利用系數(shù)為，干、支渠輸水損失分別為％?25%。。根據(jù)各干支渠的控制灌面及渠道長度從支渠到干渠，再到總干渠逐條渠道計算灌溉設(shè)計流量，即得到總干渠首設(shè)計流量為/s。由于灌區(qū)人畜飲水供水采用渠道供水，人畜飲水供水量按渠長均分。4工程總體布置及主要建筑物工程總體布置本工程規(guī)模為中型，工程等別為III等。本工程壩線具有唯一性，從壩線地形地質(zhì)條件看，該壩線可建剛性壩，也可考慮當(dāng)?shù)夭牧先嵝詨?。麻溝水庫灌溉工程樞紐總體布置為：鋼筋混凝土面板堆石主壩，鋼筋混凝土面板堆石副壩，主壩左岸邊溢洪道，左岸導(dǎo)流兼放空隧洞，左岸取水隧洞，南向灌區(qū)渠系建筑物，其中鋼筋混凝土面板堆石主壩最大壩高，鋼筋混凝土面板堆石副壩最大壩高，水庫正常蓄水位1038m,死水位1017m，正常蓄水位以下庫容1040萬m3，最大庫容1160萬m3,取水隧洞布置于大壩左岸，取用流量/s，設(shè)一岸塔式進水口，取水隧洞全長，取水隧洞含有壓進水口和無壓城門隧洞兩部分，取水隧洞尺寸為寬X高二X；灌區(qū)渠系及建筑物平面總長度。主要樞紐建筑物鋼筋混凝土面板堆石壩軸線選擇重力壩壩軸線下游處，計算得防浪墻頂高程，取防浪墻高，故壩頂高程為，壩軸線長度為。大壩上、下游壩坡均為1：。擬定壩頂頂寬，凈寬為。河床段趾板建基面高程為，最大壩高。本工程防滲混凝土面板采用等厚結(jié)構(gòu)設(shè)計，厚度為；面板設(shè)垂直縫，在兩壩肩附近的面板設(shè)張性垂直縫，間距6m左右，其余部分的面板設(shè)壓性垂直縫，間距為。本方案趾板采用趾板面等高線垂直于“X”線布置形式，趾板厚，其寬度按巖石地基容許水力梯度確定，趾板寬度統(tǒng)一取為，河床及兩岸趾板每隔12m?15m設(shè)一條伸縮縫。溢流凈寬12m，堰頂高程，分2孑L，分別設(shè)6mX5m（寬X高）的平板鋼閘門，溢流堰為WES型實用堰，由上游面曲線、下游面曲線、泄槽段、圓弧段和底流消力池段組成，總長。取水隧洞進水口布置在離大壩左壩肩約處。灌區(qū)渠道設(shè)計考慮每隔10m設(shè)置伸縮縫，縫寬?，縫間米用適應(yīng)結(jié)構(gòu)變形，粘結(jié)能力強，防滲性能良好的填料填實?？偢汕傞L，渠首流量/s，渠道斷面尺寸為寬X高二X。在總干渠末端分出北干渠和南干渠。北干渠總長，渠首流量/s，渠末流量/s，渠道斷面尺寸為X?X。龍午壩支渠平面總長，渠首流量/s，渠末流量/s，其中，渠道總長，渠道斷面尺寸為X；到虹管1座，總長450m，管徑①450。從以往工程經(jīng)驗可知，在同一流量，同一高程，同一地形地質(zhì)條件下，渡槽的造價約為倒虹管的倍，渡槽的造價較高，因此，從節(jié)約投資的角度出發(fā)，盡量少選用渡槽，但從節(jié)約水頭的角度出發(fā)，為了滿足末端控制灌面高程，在渠系的適宜位置選擇了渡槽輸水。麻溝灌區(qū)工程共有渡槽9座，總長，渡槽斷面尺寸為寬X高二X?X。5工程經(jīng)濟效益分析工程總投資為58798萬元。靜態(tài)投資為58798萬元，其中：①工程部分投資萬元；②環(huán)境移民投資萬元；基本預(yù)備費率為5%；不計算建設(shè)期貸款利息。經(jīng)計算，本工程經(jīng)濟內(nèi)部收益率％，大于8%；經(jīng)濟凈現(xiàn)值748萬元，大于0；效益費用比大于1；投資回收期年。經(jīng)濟分析各主要經(jīng)濟指標(biāo)均大于基本要求，經(jīng)濟分析可行。據(jù)調(diào)查，灌區(qū)農(nóng)民20XX年人均可支配收入5135元/人,20XX年?20XX年按年平均增長率5%計算，預(yù)測20XX年平均可支配收入6241元/人，多年平均年灌溉用水量2130萬m3,畝均用水362m3,初步確定按%計算的可承受水價為20XX年為元/m3；人畜飲水水價按%計算可承受水價，年平均每人、頭供水量為30m3，水價為元/m3o工程年財務(wù)收入合計536萬元，略大于年運行成本支出520萬元，灌區(qū)能夠維持正常運行。從財務(wù)初步分析可知，項目收入能保證項目正常運行，但項目建設(shè)資金需要政府大力扶持，項目具備基本生存能力，財務(wù)分析可行。6結(jié)語本工程的修建，可以解決項目區(qū)干旱缺水的現(xiàn)狀，克服實際工程的用水問題。麻溝水庫灌溉工程技術(shù)上是可行的，同時它的經(jīng)濟效益較為顯著。筆者認為通過合理的工程樞紐布置，包括水庫大壩和渠道，來解決缺水灌溉問題是一個較為可行的方法。水庫灌溉工程可以取得合理的經(jīng)濟效益。本工程可為類似工程提供借鑒。參考文獻：李昌前?水庫灌溉工程施工技術(shù)及管理[J].水利科技與經(jīng)濟,20XX,21(2):113-117?劉河元?湖南省小型水庫灌溉