灌溉工程規(guī)劃取水方式規(guī)劃設(shè)計(jì)

取水方式的設(shè)計(jì)主要是根據(jù)灌溉水源的不同，決定取水方式的設(shè)計(jì)，它是農(nóng)田水利灌溉工程規(guī)劃設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要方面。通常情況下，根據(jù)農(nóng)田灌溉水源的不同，可以分為兩類，一類為自流取水灌溉，另一類則為提水取水灌溉。在自流取水灌溉中，當(dāng)以河流作為水源時(shí)，可以分為無(wú)壩取水和有壩取水兩種。

灌溉工程規(guī)劃無(wú)壩取水

在進(jìn)行無(wú)壩取水設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)特別重視的是渠首是否需要修建水閘，通常情況下，如果不修建水閘的話，在洪水期間，引水口是無(wú)法控制水流量的，這樣渠道在洪水的沖擊下容易出現(xiàn)破壞，甚至可能會(huì)導(dǎo)致農(nóng)田被洪水淹沒。因此，在進(jìn)行無(wú)壩取水設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體的情況確實(shí)是否需要建閘。如果需要建閘的話，應(yīng)充分考慮建閘控制方案。在建詐控制方案中涉及到引水角的控制問題，一般應(yīng)在引水角控制在 30~45°之間，這樣才能保證水流在進(jìn)入渠道時(shí)能夠保持穩(wěn)定，而且能夠承受較大的引量，這樣可以減輕水流對(duì)引水口下唇的沖蝕作用。

灌溉工程規(guī)劃有壩取水

如果工程所在區(qū)域的地勢(shì)較為平坦，水位較低，即使水流充足，也無(wú)法滿足自流灌溉的條件，此時(shí)應(yīng)在河道上修建塹水建筑物。

在有壩取水中，由于修建了建筑物，必然會(huì)增加這方面的工程成本，但是這種方式可以在距離灌區(qū)更近的地方進(jìn)行引水口位置的選擇，相對(duì)于無(wú)壩取水方式這樣可以大大減短引水干渠的長(zhǎng)度，直接減少了工程土方量和交叉建筑物的數(shù)量。

有壩取水的主要形式有四種，分別為①溢流壩。在河道中修建溢流壩可以通過攔截河流的方式以提高水位，同時(shí)可以將汛期過大的水量排出。②進(jìn)水閘。進(jìn)水閘可以很好的控制進(jìn)入渠道的水量，同時(shí)起到引水灌溉的作用。進(jìn)水閘的平面布置形式有側(cè)面取水和正面取水兩種。③排沙閘。在多泥沙河流低壩取水中必然要用到排沙閘，它可以有效的控制泥沙，防止其進(jìn)入渠道中造成堵塞。與進(jìn)水閘相比，排沙閘的過水能力略大。為了保證排沙閘具有良好的排沙效果，其底板高程應(yīng)比進(jìn)水閘的低。其他可以防止泥沙的措施還有沉沙槽、沉沙池等，在工程中應(yīng)經(jīng)過綜合考慮，因地制宜軒選擇合適的防沙措施。④防洪堤。防洪堤的使用可以減少攔河壩對(duì)上游的淹沒損失，在洪水期間，可以起到保護(hù)城鎮(zhèn)安全的作用。

在進(jìn)行干、支渠的規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)做好因地制宜，綜合考慮當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛策M(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)。

山地、丘陵型灌區(qū)山地、丘陵型灌區(qū)的地形起伏，復(fù)雜多樣，坡度陡，耕地多為坡地、梯田(修建農(nóng)田的工程多有渠道彎且長(zhǎng)、建筑物多、施工復(fù)雜等待點(diǎn)(在設(shè)計(jì)干渠沿等高線布置時(shí)，要考慮到灌區(qū)位于分水嶺與山溪或河流之間，呈狹長(zhǎng)形，等高線大致與河流方向平行，灌區(qū)上游坡度較大，地面狹窄等實(shí)際情況，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該以求“水不低頭”，即水位少降低，為方向，以求最大限度地自流控制全部灌區(qū)面積(支渠在干渠一側(cè)引出，這種設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是: 干渠縱比降平緩，水頭損失小，控制面積大; 筑渠堤結(jié)合開挖山坡截水溝，攔截坡地暴雨徑流，既攔山洪，又防止水土流失。

平原型灌區(qū)一般來(lái)說(shuō)，平源地區(qū)大多位于河流的中下游，由河流沖積而成，地形比較開闊，而且有大片集中的耕地(設(shè)計(jì)時(shí)可以把地理?xiàng)l件與洪、澇、旱、漬、堿等災(zāi)情的程度結(jié)合起來(lái)，進(jìn)行干、支渠的布置。

山麓平原型灌區(qū)當(dāng)排水條件好，但是地下水埋藏深，開發(fā)比較困難，因此，設(shè)計(jì)時(shí)可以著重利用地面水發(fā)展渠灌; 而當(dāng)?shù)叵滤^易開采、水質(zhì)符合要求時(shí)，則著重興建井灌或井渠灌溉(山麓平原型灌區(qū)等高線與河流平行或斜交，地面坡度傾向河流，上部地面坡度陡，近河地面坡度緩(干渠多沿山麓方向布置，支渠與干渠垂直或成一角度布置，主要視地形情況而定(在灌區(qū)前緣與河流鄰近部位，地下水逐漸升高而接近地面，應(yīng)修建排水系統(tǒng)，排除地面水和地下水，實(shí)行“灌排分開”的布置形式，以求互不干擾。

農(nóng)田水利灌溉渠系的規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下幾個(gè)基本原則：

（1）充分利用地形條件的原則。應(yīng)根據(jù)地形選擇地勢(shì)較高的位置進(jìn)行灌溉渠道的布置，而選擇地勢(shì)低的地方進(jìn)行排水溝道的布置，這樣才能達(dá)到自流灌溉和排水的要求，灌溉和排水兩套系統(tǒng)相互獨(dú)立，分開修建。如果局部地區(qū)存在高地，則可以采取小片提灌的措施進(jìn)行處理，而對(duì)于局部洼地，則采取小片提排的方式，這樣就可以在不影響全局的基礎(chǔ)上照顧到局部。同時(shí)，在進(jìn)行渠系規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)考慮的一個(gè)因素是經(jīng)濟(jì)，因此在進(jìn)行渠系布置時(shí)，應(yīng)盡量直、順、整齊，減少交叉建筑物。

（2）安全為主的原則。在進(jìn)行渠道工程時(shí)，首要應(yīng)保證的是安全可靠。因此在進(jìn)行渠道布置時(shí)，盡量減少挖方、高填方和難工險(xiǎn)段工程的存在。如果當(dāng)?shù)氐匦螢樯角饡r(shí)，渠道的布置應(yīng)盡量避開河溪，這樣可以避免渠道被山洪所破壞。應(yīng)干渠布置在地質(zhì)條件較好的地段，盡量避開風(fēng)化巖層以及透水性強(qiáng)的土質(zhì)地帶。在渠道中還應(yīng)做好各種相應(yīng)的排洪、泄洪措施。

（3）綜合利用的原則。在山丘進(jìn)行渠道的布置時(shí)，應(yīng)綜合考慮水電和水力加工，采取集中落差的方式，一水多用，實(shí)現(xiàn)多種用途，這樣可以提高水土資源的利用率。在平原地區(qū)應(yīng)考慮河井相結(jié)合的灌溉方式。

灌溉工程規(guī)劃的內(nèi)容和步驟一般包括：

（1）灌區(qū)和灌溉范圍的調(diào)查研究。對(duì)準(zhǔn)備實(shí)施灌溉的地區(qū)進(jìn)行自然、農(nóng)業(yè)、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)等情況的調(diào)查研究。內(nèi)容有土地分類及其宜灌程度，不同部位土壤的物理性質(zhì)，適宜種植作物的品種及合理的種植比例，采用的農(nóng)業(yè)技術(shù)措施，豐產(chǎn)的灌溉制度，灌溉前后的作物產(chǎn)量，作物的需水量及相應(yīng)的灌水方法，當(dāng)?shù)厝罕妼?duì)發(fā)展灌溉的要求和意見，以及對(duì)自然生態(tài)和環(huán)境的影響等。

（2）灌溉用水量的估算。根據(jù)上述調(diào)查資料，分析各種作物的灌溉制度，確定其灌溉定額，并在此基礎(chǔ)上按照作物種植比例估算單位而積上的灌溉用水量。這是規(guī)劃中系列計(jì)算工作的基礎(chǔ)，也是設(shè)計(jì)和運(yùn)行工作中的一項(xiàng)重要資料。

（3）水量與上地資源需求水量的平衡分析，并結(jié)合其他經(jīng)濟(jì)部門的用水要求，進(jìn)行灌區(qū)的選定和灌區(qū)范圍的確定。如有多處灌區(qū)可供開發(fā)或灌區(qū)規(guī)模很大，則需要確定灌區(qū)開發(fā)和建設(shè)的步驟和順序，明確近期開發(fā)灌區(qū)和遠(yuǎn)景開發(fā)灌區(qū)，或灌區(qū)近期工程和遠(yuǎn)景工程。

（4）灌溉系統(tǒng)渠首樞紐工程的布置。根據(jù)灌區(qū)來(lái)水和用水的分析計(jì)算，按照水量調(diào)節(jié)和水位控制的要求，確定渠首樞紐工程的類型（無(wú)壩引水、有壩引水、水庫(kù)取水，泵站取水等）。然后，選擇樞紐工程的位置，明確樞紐工程包括的各種建筑物并對(duì)其進(jìn)行布置，定出其結(jié)構(gòu)型式，并擬出各建筑物的主要尺寸，繪出樞紐工程布置圖。

（5）灌溉渠道系統(tǒng)的規(guī)劃。內(nèi)容包括灌溉渠道的布置，典型地區(qū)斗渠以下渠系的布置，典型地塊田間工程的布置，渠道流量和水位的推算以及水力學(xué)計(jì)算，渠道縱橫斷面的設(shè)計(jì)，各級(jí)渠道防滲措施的確定，渠系建筑物類型和位置的確定，重要量水設(shè)備和地點(diǎn)的確定。最后，完成渠道縱橫斷面設(shè)計(jì)圖并計(jì)算出工程量。

（6）方案的比較和選擇。在灌溉工程規(guī)劃中，一般根據(jù)需要與可能提出若干個(gè)方案。對(duì)于每一個(gè)方案都要根據(jù)技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理的原則進(jìn)行比較并擇優(yōu)選用。在進(jìn)行方案選擇時(shí)，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的優(yōu)劣是一項(xiàng)主要標(biāo)準(zhǔn)，但當(dāng)情況比較復(fù)雜時(shí)，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不是惟一標(biāo)準(zhǔn)。有時(shí)需要做到局部利益服從全局利益，單項(xiàng)利益服從綜合利益，暫時(shí)利益服從長(zhǎng)遠(yuǎn)利益。

（7）近期工程的確定。對(duì)于大型灌溉工程或一個(gè)流域和地區(qū)的灌溉規(guī)劃，需要在系列可行的工程中挑選出近期實(shí)施的工程。選擇的原則是：規(guī)劃中最關(guān)鍵、最能滿足當(dāng)前規(guī)劃目的；能為實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步開發(fā)提供條件；當(dāng)前或最近幾年投資有可能、技術(shù)上做得到；效益明顯等。

（8）經(jīng)濟(jì)分析及敏感性分析。經(jīng)濟(jì)分析包括經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)和財(cái)務(wù)分析。經(jīng)濟(jì)分析包括：①工程投資計(jì)算。內(nèi)容有工程建設(shè)費(fèi)用和年費(fèi)用計(jì)算，如系綜合利用工程，還需進(jìn)行工程投資的分?jǐn)傆?jì)算。②工程效益估算。根據(jù)灌溉后農(nóng)作物產(chǎn)量的提高以及其中變化，估算灌溉的毛效益和凈效益。③對(duì)工程投資和灌溉效益進(jìn)行對(duì)比，按照一定的經(jīng)濟(jì)準(zhǔn)則對(duì)灌溉工程規(guī)劃方案作出經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。財(cái)務(wù)分析包括確定貼現(xiàn)率，估算工程年費(fèi)用，償還分析，水價(jià)以及其他財(cái)務(wù)項(xiàng)目等。

敏感性分析也是規(guī)劃工作中不可缺少的步驟。其目的是分析有關(guān)參數(shù)的變化及其對(duì)規(guī)劃成果的影響。在灌溉工程規(guī)劃中，有許多參數(shù)都是根據(jù)對(duì)未來(lái)情況的預(yù)測(cè)而估算出來(lái)的。如果實(shí)際情況與預(yù)測(cè)的不同，據(jù)此估算出的參數(shù)也將發(fā)生變化，從而造成規(guī)劃成果的失真。因此，對(duì)將來(lái)可能發(fā)生變化的某些參數(shù)以及根據(jù)一定假設(shè)得出的參數(shù)，需要估計(jì)出其可能變化的范圍，以及這種變化對(duì)規(guī)劃成果的影響，并制定出相應(yīng)的改進(jìn)措施。

（9）環(huán)境影響評(píng)價(jià)。興建灌溉工程給環(huán)境帶來(lái)的正面和負(fù)面影響，必須在工程規(guī)劃時(shí)作出評(píng)價(jià)，并在此基礎(chǔ)上提出克服負(fù)面影響的措施。對(duì)大型灌溉工程更是不可缺少。同時(shí)，做出相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)分析，以論證實(shí)施該工程的合理性。

（10）提出管理運(yùn)行準(zhǔn)則。在規(guī)劃工作中，需要對(duì)灌區(qū)建成后的管理運(yùn)行工作作出原則性的規(guī)定。對(duì)于小型灌溉工程的規(guī)劃，此項(xiàng)內(nèi)容可以省略。

灌溉渠首工程的位置在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，應(yīng)盡量靠近用水地點(diǎn)，以減少輸水工程的投資。其規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下要求：①根據(jù)灌溉對(duì)水質(zhì)、水量的要求，有計(jì)劃地供水；②在多沙河流上，應(yīng)采取有效的防沙措施，避免有害泥沙入渠，以防止渠道淤積及對(duì)護(hù)面、渠系建筑物等的磨損；③攔阻漂浮物及冰凌進(jìn)入渠道；④結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能對(duì)入渠流量及沙量進(jìn)行控制和量測(cè)，并盡量采用現(xiàn)代化管理設(shè)施。

由于引水灌溉渠首工程中不設(shè)或僅設(shè)很低的攔河建筑物，故引水河段水深與天然情況下的水深相比增加不多,而引水比一般較大,在山區(qū)河流上枯水期甚至達(dá)100%。與從水庫(kù)引水相比，泥沙問題顯得更加突出，故在引水樞紐的規(guī)劃布置中妥善解決防沙、排沙問題，常成為樞紐運(yùn)行成敗的關(guān)鍵。常用的防沙措施有：①利用彎道環(huán)流作用，使表層含沙量小的水流向凹岸，含沙量大的底層水流向凸岸，將進(jìn)水口設(shè)在彎道凹岸，以引取表層水；②利用含沙量沿水深分布不均勻的規(guī)律，引表層較清水入渠，底層設(shè)沖沙廊道或沖沙閘等用以排沙；③設(shè)置能壅高水位,降低流速,使有害泥沙下沉的沉沙槽、沉沙渠、沉沙池等，以減少入渠泥沙；④在進(jìn)水口設(shè)水平或傾斜欄柵，攔截大粒徑底沙入渠。

序

前言

第1章 渠道防滲工程

1.1 概述

1.2 基本資料

1.2.1 基本情況

1.2.2 灌溉設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

1.2.3 灌溉制度和灌溉用水量

1.2.4 灌區(qū)面積確定

1.3 渠道防滲工程規(guī)劃

1.3.1 渠道防滲工程規(guī)劃

1.3.2 渠系建筑物規(guī)劃

1.3.3 田間工程規(guī)劃

1.4 渠道防滲工程設(shè)計(jì)

1.4.1 渠道設(shè)計(jì)流量

1.4.2 灌溉渠道橫斷面設(shè)計(jì)

1.4.3 灌溉渠道縱斷面設(shè)計(jì)

1.4.4 渠道斷面設(shè)計(jì)成果整理與工程量估算

1.4.5 渠道防滲材料和方法

1.4.6 混凝土渠道防滲設(shè)計(jì)

1.4.7 砌石渠道防滲設(shè)計(jì)

1.4.8 塑料薄膜渠道防滲設(shè)計(jì)

1.4.9 瀝青混凝土渠道防滲設(shè)計(jì)

1.5 渠道防滲工程施工

1.5.1 施工計(jì)劃

1.5.2 開挖方法

1.5.3 漿砌石渠道防滲施工

1.5.4 塑料薄膜渠道防滲施工

1.5.5 混凝土渠道防滲施工

1.5.6 瀝青混凝土渠道防滲施工

1.6 渠道防滲工程管理

1.6.1 工程管理

1.6.2 用水管理

1.6.3 組織管理

1.6.4 經(jīng)營(yíng)管理

1.7 渠道防滲工程設(shè)計(jì)實(shí)例

1.7.1 基本情況

1.7.2 渠道流量設(shè)計(jì)

1.7.3 渠道斷面設(shè)計(jì)

第2章 噴灌工程

2.1 概述

2.1.1 噴灌系統(tǒng)的組成

2.1.2 噴灌的優(yōu)缺點(diǎn)

2.2 基本資料

2.2.1 地形資料

2.2.2 土壤資料

2.2.3 作物資料

2.2.4 水文氣象

2.2.5 水利工程現(xiàn)狀

2.2.6 作物種植情況

2.2.7 社會(huì)經(jīng)濟(jì)

……

第3章 微灌工程

第4章 管道灌溉工程

第5章 雨水集蓄利用工程

第6章 節(jié)水灌溉工程項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

附表一

附表二

參考文獻(xiàn) 2100433B

本書根據(jù)作者在長(zhǎng)期水利工作中積累的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)節(jié)水灌溉工作中經(jīng)常遇到的實(shí)際問題，對(duì)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、管理及評(píng)價(jià)幾個(gè)方面進(jìn)行了系統(tǒng)、詳細(xì)的闡述。全書共分6章，包括渠道防滲工程、噴灌工程、微灌工程、管道灌溉工程、雨水集蓄利用工程及節(jié)水灌溉工程項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。內(nèi)容精煉、實(shí)用、通俗易懂，實(shí)用性和操作性較強(qiáng)。

本書可供從事農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、管理的水利工作者閱讀使用，也可供地、市、縣、鄉(xiāng)各級(jí)水利技術(shù)人員參考。