２０１０年第３期 黑龙江水利科技 Ｎｏ．３．２０１０ （第３８卷） Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ （Ｔｏｄａｌ Ｎｏ．３８） 文章编号：１００７—７５９６（２０１０）０３—０１５７—０２ 渠道衬砌工程设计实例剖析 宋凤 ，潘庆海 ，袁靖姣 （１．宾县水务局，哈尔滨１５０４００；２龙江县水务局，黑龙江龙江１６１１００） 摘要：吉东干渠是宾县二龙山灌区吉东分灌区的主干渠，位于哈同公路南侧，自二龙山水库下游总干出口至居仁农科村西止，全 长６．２７ ｋｍ，控制灌溉面积５００ ｈｍ 。为了减少干渠渗漏损失，对吉东干渠进行节水改造，采用混凝土预制板加防渗膜，该方 案防渗抗冲能力强，耐久，适应变形能力强，施工质量可靠。干渠护砌选择为混凝土预制板，混凝土板厚为８ ｃｍ，下铺１０（３ｍ 砂垫层和１层防渗膜。 关键词：吉东干渠；节水改造；混凝土衬砌；设计 中图分类号：Ｕ６１７．８ 文献标识码：Ｂ １ 工程概况 吉东干渠是宾县二龙山灌区吉东分灌区的主干渠，位于 哈同公路南侧，自二龙山水库下游总干出Ｅｌ至居仁农科村西 止，全长６．２７ ｋｍ。吉东灌区有进水闸１座，节制闸４处，跌水 ４处，农桥１０座，涵洞１１座，渡槽３座。吉东灌区水田灌溉 面积５００ ｈｍ 。 但耐久性不强，抗冲能力差，易生杂草，特别是对北方寒冷地 区，它的抗冻性能差，往往由于冻融反复作用，使防渗层疏 松、剥蚀，而完全失支作用，质量不易保证，因此，不是防渗的 理想方案。 ２．２膜料防渗 膜料防渗采用聚乙稀膜，主要采用埋铺式，其上用土作 保护层，具有防渗性能好，适应变形能力强、质轻运输量小、 吉东干渠过水断面多为砂层，造成渠道输水过程中严重 渗漏，损失大量灌溉水，而且如果长期渗漏水，容易造成渠道 滑坡、决口等情况发生，给渠道稳定增加了不安全因素，又增 大了灌溉成本。 为了节水及减少渗漏带来的水量损失，自２００１年起，对 施工简便工期短、有较好的耐腐蚀年限和造价相对较低等多 重优点，但边坡易塌落，渠道易淤积，易生杂草，膜容易被植 被穿透，不利于防渗，也不利于整个渠道标准化和永久化建 设，因此也不是理想的方案。 ２．３浆砌石防渗 吉东干渠进行节水改造，经多方案设计及比较，最后确定吉 砌石防渗工程量较大，抗冻性能较差，加之不能机械施 东干渠节水改造工程措施为对渠道进行混凝土衬砌。 工，质量难以保证，因此是不可选方案。 ２节水技术方案选择 提高渠道防渗衬砌率是提高渠系水利用系数的关键，而 我省严重的冻害和混凝土衬砌造价过高是选择防渗方案的 必须慎之又慎的技术问题。根据多年来的经验，我们主要考 虑了以下４种衬砌方案： ２．１黏土防渗 黏土可以取材方便，施工技术简单，造价低，投资少，但 ［收稿日期］２００９一ｌ１—２７ ２．４混凝土防渗 采用混凝土预制板加防渗膜，该方案防渗抗冲能力强， 耐久，适应变形能力强，施工质量可靠，但造价较高。综合以 上３种防渗型式，同时参照其它市县水田节水灌溉现有渠道 防渗工程的运行实践及本工程具体情况，干渠护砌选择为混 凝土预制板，板厚为８ ｏｎ，下铺１０ ｃｍ砂垫层和１层防渗膜 （土工复合膜为二布一膜，每平方米≥４００ ｇ），预制板尺寸为 ［作者简介］宋风（１９６１一），女，黑龙江宾县人，助理工程师；潘庆海（１９７０一），男，黑龙江宾县人，工程师；袁靖姣（１９７２一）， 女，黑龙江龙江人，工程师。 一１５７— ２０１０年第３期 （第３８卷） 黑龙江水利科技 Ｎｏ．３．２０１０ Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ （Ｔｏｄａｌ Ｎｏ．３８） ５０ ｏｍ ｘ７５ ｃｍ。不足部分和封边采用现场浇筑，分缝宽度和 预制板尺寸一样。 ２．６５，土壤透水指数为０．４５，根据防渗渠道长度及单位损失 水量计算节水量。 ３技术设计方案 ３．１ 渠道防渗后流量推求 为满足各主要用水口的用水要求，并及时配水，干、直实 ３．４．Ｉ 未衬砌自由渗流情况下的渠道渗水损失 采用《农田水利学》中计算公式： Ｓ：０．０１１６Ｋ［Ｂ＋２ｒｈ（１＋ｍ ） （２） 行续灌制度，农渠采用轮灌制度，这样可以集中水量，缩短输 式中： 为每公里输水损失，Ｉ＇ｌｌ。／ｓ／ｋｍ；Ｋ为土壤渗透系数， 水时间，减少输水损失，提高灌水工作效率。 ３．１．１干渠设计流量 在分别计算各直斗渠取水口的设计流量后，既可从最远 一条直斗渠的取水Ｅｌ向上推算出干渠各段的设计流量。 ３．１．２加大流量 加大流量在设计流量的基础上加３０％。 ３．１．３计算公式 灌溉渠道水力计算采用明渠均匀流公式： Ｑ＝ＡＣ （１） 式中：Ｑ为设计流量，ｉｎ ／ｓ；Ａ为渠道过水面积，Ｉｎ ；Ｃ为谢才 系数；尺为水力半径，ｍ；ｉ为比降。 渠道糙率根据防渗材料查表求得，混凝土板防渗材料糙 率采用０．０１８。 ３．２干渠断面设计 因为原渠道已修建多年，基本上符合原设计标准，所以 此次于渠防渗设计维持原于渠纵向比降不变，边坡不变，堤 顶高程不变，堤顶宽度不变。只是由于护砌后糙率减少，各 个断面相应减少。 ３．３水力要素 项目区衬砌的渠道设计成果见表１。 表１ 项目区衬砌干渠水力要素表 ３．４渠道节水量的计算 现有渠底土壤属中上透水性土壤，土壤透水系数Ａ＝ 一１５８— ｍ／ｄ； 为渠底宽度，ｍ；Ｒ 为考虑渠坡侧向毛管渗吸的改正 系数，取１．１；则Ｓ：０．０３ ｍ ／ｓｋｉｎ。 ３．４．２未衬砌渠道顶托渗流下输水损失 Ｓ口＝ｙｓ （３） 式中：５。为顶托渗流下输水损失，ｍ ／ｓ／ｋｍ；Ｙ为效正系数，按 表查取为０．７；．ｓ为未衬砌渠道自由渗流情况下输水损失，ｓ， ＝ｒ Ｓ口；则ＳＤ：０．０２１ｍ ／ｓ／ｋｉｎ ３．４．３ 衬砌下渠道顶托渗流输水损失 ５，：ｒ ＳＤ （４） 式中：ｓ，为衬砌后顶托渗流下输水损失，ｍ ／ｓ／ｋｍ；ｒ为减少系 数，土工膜防渗查为０．０４；Ｓ。为顶托渗流情况下输水损失， Ｉｎ ／ｓ／ｋｉｎ；则：ＳＤ＝０．００１ ｍ ／ｓ／ｋｍ。 ３．４．４节水量计算： 水田灌溉时间按１１０ ｄ计，则该渠道年节水量为： Ｖｆ＝（ＪｓＤ—Ｓｓ）×Ｌ×Ｔ （５） 式中： 为干渠年节水量，万ｍ ；５。为顶托渗流下输水损失， ｍ ／ｓ／ｋｉｎ；５，为衬砌后顶托渗流下输水损失，Ｉｎ ／ｓ／ｋｍ；Ｌ为防 渗衬砌长度，ｋｍ；Ｔ为水田灌溉时间，ｄ；则 ：５２万ｍ 。 ４结语 二龙山水库承担二龙山灌区灌溉及宾州镇城镇居民供 水的任务，随着城镇人口的不断增长及水田面积的不断增 加，水量不足的问题１３驱严重，因此节水改造工程更显重要。 通过节水改造渠道护砌后可节约水量５２万ｍ ，水田毛灌溉 定额降到６ ８２５ ｍ ／ｈｍ ，节约的水量可调整种植结构，新增水 田７６．７ ｈｍ ，增加效益３５万元，因此对灌区渠道进行节水改 造工程建设可以获得较高的经济效益。 参考文献： ［１］袁安丽，孙景路，等．衬砌与无衬渠道温度场、观测对比分析 ［Ｊ］．黑龙江水利科技，２００８，３６（１）：１６—１７．
