关于广东省中型灌区续建配套与节水改造工程设计探讨

周友勋

【摘要】为响应国家节水灌溉的要求，提高渠道的防渗能力，改善灌区灌溉条件，保障灌溉效益及工程安全运行，应加快对灌区的续建配套与节水改造。

【关键词】中型灌区；灌溉；节水改造

为认真贯彻《中共中央、国务院关于加快水利改革发展的决定》（中发[2011]1号）、《广东省委、省政府关于加快我省水利改革发展的决定》（粤发[2011]9号）和中央水利工作会议、省水利工作会议精神，切实加强我省农田水利薄弱环节建设，我省出台了《广东省农田水利万宗工程建设方案》，明确提出，从2011年起，用10年时间在全省实施农田水利万宗工程建设，基本形成较为完善的农田灌排工程体系。其中主要目标之一是：到2020年，基本完成全省山区灌溉面积1000亩以上、一般地区灌溉面积10000亩以上灌区续建配套与节水改造任务。广州市白云区人和拦河坝灌区续建配套与节水改造工程属于“《广东省中型灌区续建配套与节水改造工程规划（2011～2020）》一般中型灌区（1-5万亩）工程”。

一、灌区现状及主要问题

人和拦河坝灌区位于广州市白云区人和镇，属流溪河流域。灌区取水口位于人和拦河坝的左侧，主灌渠流经秀水、南方等村，跨越旧泥坑、泥坑、沙坑等河涌，汇流到白海面涌，总长7.483km。灌区农田以菜田为主，设计引水流量2m3/s，设计灌溉面积1.0万亩，实际灌溉面积3800亩，秀水、南方等村受益。经本次工程改造后，灌区灌溉面积恢复至1万亩。

（1）渠道现状

现状渠道大部分为土渠，未经整治，土渠渗透系数大，水渗漏严重，渠系水利用系数低。少部分整治段断面狭窄，不满足灌溉需求，且经过多年运行，淤积严重，影响过流。

（2）建筑物现状

灌区在60年代整治过，现有建筑物（包括箱涵、节制闸、倒虹吸、渡槽、灌溉站）48座，年代久遠，大部分设计标准偏低或老化严重。跨旧泥坑渡槽多次抢险补修，现仍存在安全隐患；穿泥坑倒虹吸底高程出露，严重影响泥坑防洪排涝功能。现有两座灌溉站老旧废弃，需拆除重建。节制闸闸前渠段漂浮很多垃圾，非常影响水质及美观。

二、灌区改造的目标与任务

随着地区经济的发展，灌区作物种植比例也在不断调整，本着顺应形势，发展地方特色农业且能提高经济效益的角度出发，灌区农业以发展蔬菜、水果等为主，且逐步向节水方向调整。响应国家节水灌溉的要求，提高渠道的防渗能力，改善灌区灌溉条件，灌区整治后将大大提高渠系水利用系数，提高灌溉效益，对农产品增产有很大帮助，从而有效提升灌区的财产价值，实现建设地区经济的可持续发展。

因此，工程建设的主要目标是：以灌区渠道防渗及渠系建筑物改造为重点，提高渠系水利用系数，节约水资源，恢复灌溉面积，通过灌区改造建设提高灌区管理水平。

主要任务是：包括干渠及其渠系建筑物的续建配套和节水改造。主要建设内容包括：渠道开挖；渠道防渗衬砌；渠系建筑物（箱涵、渡槽、倒虹吸等）配套完善和更新改造；工程管护设施、量水设施设备等。

三、灌区供需水量平衡

本工程设计灌溉保证率考虑灌区气象、水土资源、灌区规模、灌水方法和经济效益等因素，根据《灌溉与排水工程设计规范》（GB/50288-99）、《节水灌溉技术规范》（SL207-98），结合农业综合开发要求及规范规定，经多次调查并参考《广东省一年三熟灌溉定额》，因项目区土壤多为壤土，灌区作物多属一年三熟，灌溉保证率P=90%，渠系水利用系数不低于0.65，灌区灌溉净定额在设计水平年定位739m3/亩。

广州计算点的典型年（枯水年）灌水、降雨时段分配表见表1。

根据《灌溉与排水工程设计规范》（GB 50288-99），灌水率可按以下列公式计算。

；

式中：

q——灌水率（m3/s/万亩）；

a——各种作物种植面积占灌溉面积的百分数；

m——相应时段灌水定额（m3/亩），定额分配系数（选取10月上旬连续10天需水8.7%）×设计定额；

T——灌水延续时间（10天）。

选用枯水典型年为设计水平年，由于作物组成基本不变，根据灌溉制度及表1，灌区的初步灌水率见下图1，以累计达到10天的最大灌水率作为设计灌水率，由图可知，需水量最大的时段为10月上旬。经计算，得出设计灌水率（灌水模数）为0.744m3/（s.万亩）。

人和拦河坝设计灌溉面积为1.0万亩，相应灌溉净定额为739m3/亩，规划渠系水利用系数取0.65。根据《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288-99），本灌区种植结构以蔬菜为主，田间水利用系数取0.90，则灌溉水利用系数=渠系水利用系数×田间水利用系数=0.65×0.9=0.585。

灌区毛需水量：

式中：W毛 ——灌区毛需水量（万m3）；

Q——灌溉定额（m3/亩）；

A——灌溉面积（万亩）。

经计算，人和拦河坝灌区毛需水量1263.25万m3。每月需水量分配见表2。

由以上分析可知，人和拦河坝经节水改造后年需水量为1263.25万m3，月最大需水量为246.3万m3。人和拦河坝灌区无实测的年供水量，由于拦河坝闸前水位一般能保证在5.30m以上，本设计考虑每天以2m3/s的流量连续供水24小时计算，每月30天计，一年365天计，算得月供水量518.4万m3，设计年供水量6307.2万m3。水源供水能满足灌区用水要求。

四、灌区改造的措施

本次工程整治范围原则上包括渠首工程、干支渠及渠系建筑物。干渠是指灌区内所有干渠（现状完好或今年已经改造的除外）；支渠是指一般中型灌区分水口流量在0.2 m3/s以上的渠道。

1、渠道改建

灌溉渠道加固改造尽量维持现状，对局部不合理的渠段可根据实际情况进行局部调整、完善。渠道整治应以渠道节水防渗改造为重点，提高渠道衬砌率，提高渠系水利用系数和输水环节的水利用系数。渠道横断面尺寸应通过渠道水力计算，并结合现状渠道断面和沿线地形地质地物情况确定。

对于原灌排结合的渠道，灌区续建配套与节水改造设计时宜实行灌排分离。对于灌溉渠道，应尽可能布置在灌区的脊线，以争取最大的自流灌溉面积；对于排水沟道，应尽可能布置在排水区的洼线，以争取最大的排水效果。对灌溉渠道进行改造造成渠道水面线下降时，应考虑在主要分水口下游设置节制闸，以抬高水位保证灌溉。

2、建筑物改建

灌区引水、输水、泄水建筑物原则上应尽量利用現有建筑物，在原址重建或加固。确需拆除重建的，经综合比较，选定引水、输水、泄水等建筑物型式，以及水闸、泵站总布置及其它主要建筑物型式。

结合建筑物的现状规模，确定各灌排建筑物的结构型式、控制尺寸、控制高程等。灌区建筑物具有数量多、规模小的特点，在结构设计和工程量计算时，对规模比较小建筑物，可根据建筑物的类型、孔数进行分类，每类选1个标准（典型）建筑物进行结构设计及工程量计算，并用表格的形式列出各灌排建筑物的主要特征参数，并因地制宜提出各建筑物的地基处理方案。

根据这些原则，确定本次改造的主要内容有：

（1）本工程改造主灌渠7.483km，按现有渠线布置。

（2）改造渠系建筑物39座（包括10座箱涵、5座节制闸，20处分水口，1座渡槽、1座倒虹吸、2座灌溉站），配套完善和更新改造。

（3）建立水量监测系统，在人和拦河坝取水口建立1个监测点。

五、结语

广州市白云区人和拦河坝灌区续建配套与节水改造工程完成后，将有效改善灌溉环境，增加灌区农作物产量等，对改善该地区生产生活环境、促进社会经济稳定均衡发展，提高地区的吸引投资竞争力具有极大的贡献，将产生巨大的社会效益。

参考文献：

[1] GB50288-99 灌溉与排水工程设计规范.1999

[2] GB50599-2010灌区改造技术规范.2010

[3] SL 482-2011 灌溉与排水渠系建筑物设计规范.2011

[4]《广东省一年三熟灌溉定额》.广东省水利电力勘测设计研究院.2008