洛惠渠灌區(qū)河道設計及水利工程建設

洛惠渠灌區(qū)河道設計及水利工程建設

1渠首樞紐改造情況羅慧渠灌區(qū)位于陜西省關中平原東部，北洛河下游。北洛河是盆地最大的灌溉。灌區(qū)歷史悠久,是在著名愛國將領楊虎城將軍倡導下,由近代水利大師李儀祉主持規(guī)劃,于1934年開工修建,1950年開灌受益。起初設計灌溉面積40萬畝,經(jīng)20世紀70年代配套擴灌,灌溉大荔、蒲城、澄城三縣74.32萬畝農(nóng)田。洛河從灌區(qū)南北穿過,將灌區(qū)分為洛東、洛西兩個自然部分,洛東為50萬畝,洛西24.32萬畝。灌區(qū)渠首原采用低壩自流引水方式,2004年~2005年管理局利用世行貸款對渠首樞紐進行了加固改造,改造后的渠首樞紐由攔河主壩、進水閘壩段、左副壩組成,其中攔河主壩由中部溢流壩段、左右沖砂底孔壩段以及右岸擋水壩段等組成?？偢汕O計引水能力22m3/s。主要灌溉設施有:總干渠1條,長21.4km;干渠4條,長83.3km;支(分渠)13條,長131.96km。骨干建筑物包括:渠首樞紐、總干渠四座隧洞、兩座渡槽、洛西倒虹等。開灌60多年來,灌區(qū)引水量達95億m3,灌溉農(nóng)田8950萬畝次,為促進當?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)、產(chǎn)業(yè)結構調整和生態(tài)環(huán)境改善發(fā)揮了不可替代的作用,累計增產(chǎn)糧食28億kg、棉花1.8億kg,創(chuàng)造社會經(jīng)濟效益達150多億元,其中水利效益分攤為60多億元,已成為陜西省重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地。在多年的灌溉管理中率先提出計劃用水、定額供水等先進經(jīng)驗,試驗成功的高含沙引水經(jīng)驗,獲全國科學大會獎,先后被評為全國先進灌區(qū)和“部一級管理單位”稱號。2灌溉2.1洪水總量持續(xù)快速增長,但日流量波動洛惠渠灌區(qū)作為我國著名的老灌區(qū),起初設計灌溉面積40萬畝,后經(jīng)擴建發(fā)展到目前的74.32萬畝,面積擴大了將近1倍。2004年~2005年管理局利用世行貸款資金對渠首樞紐進行了加固改造,通過改造,消除了老壩體的安全隱患,提高防洪標準,從而保證大壩運行安全,但渠首無調蓄能力問題仍未能得到解決,引水不穩(wěn),導致灌溉用水操作艱難。加之北洛河徑流年際、年內(nèi)分配不均,洪水量約占年徑流量的51.3%,河源來水和灌區(qū)需水時空分布相差懸殊,以及上游水資源開發(fā)利用加快,狀頭壩以上30km范圍內(nèi)共建有7座水電站和31座抽水站,總抽水量超過5.1m3/s且間歇運行,時停時發(fā),造成渠首日流量波動很大。據(jù)2007年10月至2010年元月灌區(qū)引水期內(nèi)503天的觀測資料統(tǒng)計,日流量變幅≥10%的天數(shù)有318天,占63%;≥30%的天數(shù)有128天,占25.4%;≥40%的天數(shù)有86天,占17%。最大變幅達204%(2008年12月22日)。流量波動之大使得灌區(qū)引水極難操作,用水效率急劇下降。2.2專項資金+實訓洛惠渠灌區(qū)經(jīng)過六十多年的運行,工程設施老化嚴重,運行效率顯著下降。近十多年來,灌區(qū)管理局利用更新改造、大型灌區(qū)續(xù)建配套節(jié)水改造和世行貸款項目等專項資金,對主要渠道、渠段及主要建筑物進行了改造,輸水條件得到明顯改善,取得了一定的效果。但受資金限制,未改造渠段老化及滲漏損失問題依然嚴重。如渠坡坍塌、襯砌破損、渠道淤積嚴重、建筑物老化失修、跑冒滴漏、淹路灌壕等問題依然存在,給正常運行和管理帶來不便,制約著灌區(qū)灌溉效益的提高和灌區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,成為當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展的瓶頸。2.3灌溉洪水管理現(xiàn)狀由于洛河上游水資源利用的發(fā)展,灌區(qū)渠首河源來水已明顯減少,加之渠首無調蓄能力,渠道襯砌率低,滲漏嚴重,缺水矛盾十分突出。因灌區(qū)地理位置和條件所限,開辟新水源具有一定的局限性。灌區(qū)范圍內(nèi)及其周邊有部分耕地因缺水而失灌。受地下水水質條件制約,地下水的可開采量也無大的潛力可挖,缺水問題一直是制約灌區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的關鍵。據(jù)2012年(豐水年)、2013年灌區(qū)引水期內(nèi)河道流量觀測資料統(tǒng)計,灌溉期間,河道流量≥22m3/s的頻率分別為5.3%、5.1%;≥10m3/s的頻率分別為81.3%、52.0%;≥6m3/s的頻率分別為94.7%、74.5%。因水源短缺,灌溉期間爭水澆地,上下游之間常常引發(fā)各種矛盾,管理局、管理站、配水站、水政公安科等單位為維護良好的用水秩序,每年要做大量的工作。因水源短缺,自1995年以來,洛惠渠灌區(qū)每年夏灌從二期抽黃干渠調水202萬m3~755萬m3以彌補水源短缺問題。但由于二期抽黃水價偏高,群眾只澆救命水,不澆增產(chǎn)水、及時水,不利于周邊乃至下游農(nóng)田灌溉。另外,由于河源來水不穩(wěn),二期抽黃調水相對固定,調配極不方便。從灌區(qū)所處的大環(huán)境看,灌區(qū)缺水是土地資源利用效益不高的主要原因。3處理方法3.1開元3.1.1工程所建橡膠壩的工程影響隨著上游水利工程的開發(fā),灌區(qū)河道來水變幅劇烈,因此,必須盡快實施渠首調蓄工程,調蓄工程之一為橡膠壩工程。根據(jù)洛惠渠渠首大壩溢流壩段長度及堰頂斷面、結合橡膠壩工程的經(jīng)驗,擬將橡膠壩分為兩段,每段長65.5m,中墩寬1.0m,高3.5m。橡膠壩高2.9m。經(jīng)計算,調節(jié)庫容為170萬m3,年調節(jié)水量為1360萬m3。工程所建橡膠壩的運行方式為非汛期使用,洪水期塌壩運行,設計蓄水位為407.7m,遠小于原大壩的設計洪水位414.27m,對渠首大壩安全不會產(chǎn)生影響。目前橡膠壩工程技術已經(jīng)成熟,施工工期3~6個月左右,省內(nèi)灞河、渭河等均有先例,投資相對較小,且調節(jié)方便。3.1.2調節(jié)穩(wěn)定流量,緩解患者的通過水為了解決灌區(qū)目前存在的主要問題,實施渠首加閘方案,即對大壩進行加閘,增加渠首調蓄能力,改善渠首引水條件,平抑徑流劇烈波動,調節(jié)穩(wěn)定流量,緩解灌區(qū)日益嚴重的缺水矛盾。洛惠渠渠首加閘方案是:將現(xiàn)溢流壩段頂部表層部分拆除,堰頂加閘,加高培厚右岸護堤,形成調蓄水庫。擬定閘前正常蓄水位411.0m,死水位405.0m,壩頂高程415.90,調節(jié)庫容363萬m3,年均水庫供水量1933萬m3,年可增加調節(jié)供水量2470萬m3,年灌溉增量效益1184.84萬元。工程估算投資8123.17萬元。3.1.3與縣河、大浴河水庫聯(lián)合調蓄根據(jù)洛河流域水資源開發(fā)利用規(guī)劃,擬實施洛河下游“引干入支”水源工程,即在建成黨家灣樞紐的基礎上,實施縣西河和大浴河水庫工程,通過引干入支干渠將洛河非灌溉季節(jié)和灌溉季節(jié)多余水量蓄于其中,黨家灣水庫與縣西河、大浴河水庫三庫聯(lián)合調蓄,年可調節(jié)水量0.48億m3,徹底解決灌區(qū)長期以來的缺水問題。3.2節(jié)水灌溉的必要性洛惠渠灌區(qū)是一個貧水灌區(qū),解決缺水問題的有效途徑有開源、節(jié)流,但隨著灌區(qū)上游水資源的不斷開發(fā),為獲取水資源而付出的代價愈來愈高,因此采取節(jié)流方式解決缺水問題顯得尤為重要。因此,把灌區(qū)建設成一個現(xiàn)代化的節(jié)水灌區(qū),才能有可持續(xù)發(fā)展的空間。管理局必須宏觀控制,厲行節(jié)約,采取各種措施節(jié)約水資源。3.2.1增加襯砌力度渠道襯砌方面,繼續(xù)增項引資,加大干、支、斗、農(nóng)等各級渠道的襯砌力度,減少輸水損失。田間工程節(jié)水方面,在洛惠渠灌區(qū)嚴格推行“三改二全”和“小畦灌”,降低灌溉定額。3.2.2加大懲處力度雖然管理局一再強調堵絕“跑、冒、漏、滴”,但制度不嚴,處罰力度不夠,造成閘門漏水、淹路、灌壕現(xiàn)象時有發(fā)生。管理局應出臺一系列獎懲措施,厲行節(jié)約用水;同時加強專業(yè)澆地隊的管理和培訓,指導他們實行科學的改水方案是節(jié)約用水的重要環(huán)節(jié)。3.2.3灌溉缺乏引導,導致肥料滲漏雖然“計劃用水”、“三改二全”、“小畦灌”、“蓄墑灌”等一些先進的灌水技術和模式是從洛惠渠灌區(qū)向全國推廣的,但自生產(chǎn)承包責任制以來,用水戶各自為政,政府缺乏引導,灌區(qū)長畦、寬畦、大梁、高梁比比皆是,灌水結束后地頭積水最深達40cm~50cm,造成嚴重的水量浪費和肥料滲漏損失。管理局、站應成立科技宣傳隊,深入灌區(qū)常年進行科普宣傳,用通俗易懂的語言、有理有據(jù)的事實,宣傳各種作物的科學灌水模式,推廣“小畦灌”、“蓄墑灌”和田間工程的“三改二全”,不僅能從源頭堵絕水量浪費,還能緩解時段性供需矛盾,最大程度地利用水資源。3.2.4合理確定水量調配方案在利用工程措施開源、節(jié)流的同時,我們必須實現(xiàn)渠系管理科學化、自動化,信息化。即在渠首進水閘、干支渠系等9個水閘進行遙測遙控,控制中心設在管理局,采用應答及圖像觀察體制,使其具有數(shù)據(jù)傳輸、信息檢測、閘門自動控制等功能,以便管理局、配水站及時掌握水情信息,合理制定渠系水量調配方案,改變因信息反饋遲緩、調配不及時引起的無效水量、人情水量