工程實(shí)例解說(shuō)水庫(kù)灌溉工程設(shè)計(jì)

工程實(shí)例解說(shuō)水庫(kù)灌溉工程設(shè)計(jì)本文介紹了麻溝水庫(kù)基本水利計(jì)算和工程設(shè)計(jì)以及其所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)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(wèn)題，以供參考。1工程背景當(dāng)前水庫(kù)灌溉是一項(xiàng)有效供水和灌溉措施[1-5]。麻溝水庫(kù)灌溉工程位于遵義市匯J11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(diǎn)，壩址距泗渡鎮(zhèn)境內(nèi)210國(guó)道約，距遵義市約，有鄉(xiāng)村公路從壩址通過(guò)，工程對(duì)外交通方便。麻溝水庫(kù)壩址以上流域面積，主河道長(zhǎng)，主河道平均比降％°。壩址處多年平均流雖/s,多年平均徑流雖3440萬(wàn)m3設(shè)計(jì)流域及灌區(qū)屬中亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候，冬無(wú)嚴(yán)寒，夏無(wú)酷暑，受東南海洋和孟加拉灣暖濕氣流的影響，降水雖較充足，加上無(wú)霜期長(zhǎng)，光、熱、水同季，有利于作物的生長(zhǎng)。麻溝水庫(kù)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(wèn)題。2工程建設(shè)的必要性在麻溝水庫(kù)灌區(qū)范圍內(nèi)，僅有雙仙和大廠溝兩座小型水庫(kù)：大廠溝水庫(kù)在除險(xiǎn)后總庫(kù)容達(dá)140萬(wàn)m3,興利庫(kù)容104萬(wàn)m3放水涵洞出口高程，設(shè)計(jì)灌溉面積3668畝，灌面高程在以下；雙仙水庫(kù)經(jīng)除險(xiǎn)后總庫(kù)容139萬(wàn)m3,興利庫(kù)容萬(wàn)m3,放水涵洞出口高程，設(shè)計(jì)灌溉面積5100畝，灌面高程在以下；兩水庫(kù)設(shè)計(jì)灌面共計(jì)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?fù)?dān)，但由于雙仙和大廠溝兩座小型水庫(kù)已修建多年，水庫(kù)的長(zhǎng)年淤積和運(yùn)行，已導(dǎo)致水庫(kù)取水保證率低，再加之水庫(kù)本身的高程比較低，能覆蓋的面積相對(duì)較小。由于水資源的缺乏，用水無(wú)法保障，阻礙了綠色產(chǎn)業(yè)和糧食產(chǎn)雖的發(fā)展。為了更好的造福地方白姓，推動(dòng)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展，必須盡快解決缺水的問(wèn)題。項(xiàng)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(wèn)題突出，急需修建較大的水利工程以解決項(xiàng)目區(qū)干旱缺水的現(xiàn)狀。3工程水利計(jì)算麻溝水庫(kù)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(wèn)題?？紤]到社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和當(dāng)?shù)厮Y源條件以及供水對(duì)象的特點(diǎn)，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(shí)際，綜合工程建壩條件、工程投資和水庫(kù)水雖計(jì)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1036m1038m1040m三個(gè)正常蓄水位方案進(jìn)行比選。從水雖計(jì)算來(lái)看，麻溝水庫(kù)正常蓄水位從1036m增加到1038m時(shí)，興利庫(kù)容增加129萬(wàn)m3,可供水雖增加170萬(wàn)m3單方庫(kù)容增加水；從1038m增加到1040m時(shí)，興利庫(kù)容增加150萬(wàn)m3,可供水雖增加132萬(wàn)m3,單方庫(kù)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(wàn)元，但1036m正常蓄水位方案可供水雖比1038m正常蓄水位方案少170萬(wàn)m3,沒(méi)有達(dá)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(wàn)元。因此，綜合壩址地質(zhì)條件、工程投資和來(lái)水用水等因素，本階段推薦正常蓄水位為1038m相應(yīng)庫(kù)容1040萬(wàn)m3水利調(diào)節(jié)計(jì)算灌溉需水雖根據(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(jìn)行長(zhǎng)系列計(jì)算。麻溝水庫(kù)為不完全多年調(diào)節(jié)，其計(jì)算時(shí)段5月?8月為句，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(jì)算，灌區(qū)多年平均灌溉用水雖為1860萬(wàn)m3P=80%灌溉用水雖為2130萬(wàn)m3麻溝水庫(kù)在保證設(shè)計(jì)灌面灌溉前提下，還可以解決灌區(qū)范圍內(nèi)萬(wàn)人、萬(wàn)頭大牲畜和萬(wàn)頭小牲畜的人畜飲用水問(wèn)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(jì)擬采用渠道供水。經(jīng)計(jì)算，麻溝灌區(qū)農(nóng)村人畜用水雖為萬(wàn)m3/年。渠道流雖計(jì)算對(duì)麻溝水庫(kù)水稻、蔬菜歷年最大句定額進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，P=80%水稻、蔬菜、果林最大句定額為分另U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(jì)算得到各渠道設(shè)計(jì)流雖成果，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(zhǎng)度從支渠到干渠，再到總干渠逐條渠道計(jì)算灌溉設(shè)計(jì)流雖，即得到總干渠首設(shè)計(jì)流雖為/s。由于灌區(qū)人畜飲水供水采用渠道供水，人畜飲水供水雖按渠長(zhǎng)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?kù)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局，鋼筋混凝土面板堆石副壩最大壩局，水庫(kù)正常畜水位1038m,死水位1017m,正常蓄水位以下庫(kù)容1040萬(wàn)m3,最大庫(kù)容1160萬(wàn)m3,取水隧洞布置于大壩左岸，取用流雖/s,設(shè)一岸塔式進(jìn)水口，取水隧洞全長(zhǎng)，取水隧洞含有壓進(jìn)水口和無(wú)壓城門(mén)隧洞兩部分，取水隧洞尺寸為寬X高=x；灌區(qū)渠系及建筑物平面總長(zhǎng)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(jì)算得防浪墻頂高程，取防浪墻高，故壩頂高程為，壩軸線長(zhǎng)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(jì)，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12g15m設(shè)一條伸縮縫。溢流凈寬12m堰頂高程，分2孔，分別設(shè)6W5m（寬X高）的平板鋼閘門(mén)，溢流堰為WES型實(shí)用堰，由上游面曲線、下游面曲線、泄糟段、圓弧段和底流消力池段組成，總長(zhǎng)。取水隧洞進(jìn)水口布置在離大壩左壩肩約處。灌區(qū)渠道設(shè)計(jì)考慮每隔10m設(shè)置伸縮縫，縫寬?，縫間采用適應(yīng)結(jié)構(gòu)變形，粘結(jié)能力強(qiáng)，防滲性能良好的填料填實(shí)總干渠總長(zhǎng)，渠首流雖/s，渠道斷面尺寸為寬X高=x。在總干渠末端分出北干渠和南干渠。北干渠總長(zhǎng)，渠首流雖/s，渠末流雖/s,渠道斷面尺寸為X?X。龍牛壩支渠平面總長(zhǎng)，渠首流雖/s,渠末流雖/s,其中，渠道總長(zhǎng)，渠道斷面尺寸為X;倒虹管1座，總長(zhǎng)450m,管徑①450。從以往工程經(jīng)驗(yàn)可知，在同一流雖，同一高程，同一地形地質(zhì)條件下，渡糟的造價(jià)約為倒虹管的倍，渡糟的造價(jià)較高，因此，從節(jié)約投資的角度出發(fā)，盡雖少選用渡糟，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糟輸水。麻溝灌區(qū)工程共有渡糟9座，總長(zhǎng)，渡糟斷面尺寸為寬x高=x?x。5工程經(jīng)濟(jì)效益分析工程總投資為58798萬(wàn)元。靜態(tài)投資為58798萬(wàn)元，其中：①工程部分投資萬(wàn)元；②環(huán)境移民投資萬(wàn)元；基本預(yù)備費(fèi)率為5%;不計(jì)算建設(shè)期貸款利息。經(jīng)計(jì)算，本工程經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率％大于8%經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值748萬(wàn)元，大于0;效益費(fèi)用比大于1;投資回收期年。經(jīng)濟(jì)分析各主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均大于基本要求，經(jīng)濟(jì)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(zhǎng)率5咐算，預(yù)測(cè)20XX年平均可支配收入6241元/人，多年平均年灌溉用水雖2130萬(wàn)m3,畝均用水362m3,初步確定按咐算的可承受水價(jià)為20XX年為元/m3;人畜飲水水價(jià)按％+算可承受水價(jià)，年平均每人、頭供水雖為30m3,水價(jià)為元/m3o工程年財(cái)務(wù)收入合計(jì)536萬(wàn)元，略大于年運(yùn)行成本支出520萬(wàn)元，灌區(qū)能夠維持正常運(yùn)行。從財(cái)務(wù)初步分析可知，項(xiàng)目收入能保證項(xiàng)目正常運(yùn)行，但項(xiàng)目建設(shè)資金需要政府大力扶持，項(xiàng)目具備基本生存能力，財(cái)務(wù)分析可行。6結(jié)語(yǔ)本工程的修建，可以解決項(xiàng)目區(qū)干旱缺水的現(xiàn)狀，克服實(shí)際工程的用水問(wèn)題。麻溝水庫(kù)灌溉工程技術(shù)上是可行的，同時(shí)它的經(jīng)濟(jì)效益較為顯著。筆者認(rèn)為通過(guò)合理的工程樞紐布置，包括水庫(kù)大壩和渠道，來(lái)解決缺水灌溉問(wèn)題是一個(gè)較為可行的方法。水庫(kù)灌溉工程可以取得合理的經(jīng)濟(jì)效益。本工程可為類似工程提供借鑒。參考文獻(xiàn)：李昌前.水庫(kù)灌溉工程施工技術(shù)及管理[J].水利科技與經(jīng)濟(jì),20XX,21(2):113-117.劉河元.湖南省小型水庫(kù)灌溉系統(tǒng)