渠系建筑物

渠系建筑物在中國很早就出現(xiàn)了。據(jù)《水經(jīng)·渭水注》記載：漢惠帝元年（公元前194）筑長安城，用飛渠引水入城；《周禮》一書中的《考工記·匠人》篇(成書于2000多年前)記載:“欲為淵,則勾于矩”；《漢書》卷89“召信臣傳”記載：漢元帝建昭五年（公元前34），召信臣“行視郡中水泉，開通溝瀆，起水門提閼凡數(shù)十處，以廣灌溉”；《后漢書·張讓傳》記載：中平三年(公元186)畢嵐“作翻車、渴烏,施于橋西”。上述之“飛渠”、“勾于矩”、“水門”及“渴烏”即為現(xiàn)今渡槽、跌水、水閘及虹吸管。渡槽、跌水、水閘在中國已有2000年以上的歷史，虹吸管也有1800年的歷史。建于戰(zhàn)國前期的引漳十二渠是中國北方引河水灌溉最早的大型灌溉渠系。埃及尼羅河流域、美索不達(dá)米亞以及印度河流域等地區(qū)都有悠久的灌溉歷史。這些地區(qū)最古老的灌排渠系建筑物可追溯到公元前2000多年 。

渠系建筑物按其作用可分為以下幾類：

①渠道：人工開挖或填筑的水道，用來輸送水流以滿足灌溉、排水、通航或發(fā)電等需要。一個灌區(qū)內(nèi)灌溉或排水渠道，一般分干、支、斗、農(nóng)四級構(gòu)成渠道系統(tǒng)，簡稱渠系。

②調(diào)節(jié)及配水建筑物：渠道中用以調(diào)節(jié)水位和分配流量的建筑物，如節(jié)制閘、 分水閘、 斗門等。

③交叉建筑物：輸送渠道水流穿過山梁和跨越或穿越溪谷、河流、渠道、道路時修建的建筑物，分平交建筑物與立交建筑物兩大類。前者為渠道與另一水道相交處具有共同流床的交叉建筑物，適用于兩水道底部高程相近的情況。常用的平交建筑有水閘、倒虹吸管等。后者為渠道與天然或人工障礙在不同高程上相交時，在渠道上修建的建筑物，適用于兩者高程相差較大情況。常用的立交建筑物有渡槽、倒虹吸管、涵洞、隧洞等。

④落差建筑物：渠道在地面落差集中或坡度陡峻地段所修建的連接上下游段，或在泄水與退水建筑物中連接渠道與河、溝、庫、塘的連接建筑物，如跌水、陡坡、跌井等。

⑤渠道泄水及退水建筑物：為了防止渠道水流由于超越允許最高水位而釀成決堤事故，保護(hù)危險渠段及重要建筑物安全，放空渠水以進(jìn)行渠道和建筑物維修等目的所修建的建筑物，如溢流埝、泄水閘、排洪槽、虹吸泄水道、退水閘等。

⑥沖沙和沉沙建筑物：為了防止和減少渠道淤積而在渠首或渠系中設(shè)置的沖沙和沉沙設(shè)施，如沉沙池、沖沙閘等。

⑦量水建筑物：為了按用水計劃準(zhǔn)確而合理地向各級渠道和田間輸配水量，并為合理征收水費提供依據(jù)，在渠系上設(shè)置的各種量水設(shè)施。

⑧專門建筑物及安全設(shè)施：為服務(wù)于某一專門目的而在渠道上修建的建筑物稱專門建筑物，如通航渠道上的船閘、碼頭、船塢，利用渠道落差修建的水電站和水力加工站等。安全設(shè)施是指為防止、阻攔人畜等進(jìn)入渠道或使落入渠道的人畜脫離危險的設(shè)施，如安全防護(hù)欄等。

渠系建筑物的形式選擇，主要根據(jù)灌區(qū)規(guī)劃要求、工程任務(wù)，并全面考慮地形、地質(zhì)、建筑材料、施工條件、運用管理、安全經(jīng)濟(jì)等各種因素后，進(jìn)行比較確定 。

渠系建筑物是指為渠道正常工作和發(fā)揮其各種功能而在渠道上興建的水工建筑物。如利用渠道落差發(fā)電的水電站，通航渠道上的碼頭 、船閘和為人、畜免于落水而設(shè)的安全護(hù)欄。渠系建筑物數(shù)量多、總體工程量大、造價高，故應(yīng)向定型化、標(biāo)準(zhǔn)化、裝配化和機(jī)械化施工等方面發(fā)展。

為了安全輸水，合理配水，精確量水，以達(dá)到灌溉、排水及其他用水目的而在渠道上修建的水工建筑物。在農(nóng)田水利工程建設(shè)中，蓄水、引水等樞紐工程，只有與渠系工程配套使用，才能達(dá)到興利的目的，故渠系建筑物又稱灌區(qū)配套建筑物。灌區(qū)工程配套是挖掘現(xiàn)有灌溉設(shè)施潛力、發(fā)揮工程效益的重要措施 。

渠系建筑物又稱灌區(qū)配套建筑物。分為：

①控制、調(diào)節(jié)和配水建筑物。用于調(diào)節(jié)水位 ，分配流量 ，如節(jié)制閘 、分水閘、斗門等。

②交叉建筑物。用以穿越河渠、洼谷、道路及障礙物，如渡槽、倒虹吸管、涵洞、隧洞等。

③泄水建筑物。如泄水閘、退水閘、溢流堰等。

④落差建筑物。即落差集中處的連接建筑物，如跌水、陡坡和跌井等。

⑤沖沙和沉沙建筑物。如沖沙閘、沉沙池等。

⑥量水建筑物。如量水堰、量水槽等，也可利用其他水工建筑物量水。

⑦專門建筑物和安全設(shè)備 。

單個建筑物的規(guī)模一般不大，但數(shù)量多，總的工程量和造價均很大。如湖南省韶山灌區(qū)總干渠與北干渠總造價中，渠系建筑物占44%，為引水樞紐造價的6.3倍 。

當(dāng)前中國渠系建筑物的發(fā)展趨勢是進(jìn)一步向輕型化、定型化、裝配化及機(jī)械化施工等方面發(fā)展。節(jié)水、節(jié)能建筑物的研究，新材料的研究和應(yīng)用，電子計算機(jī)技術(shù)在渠系建筑物設(shè)計中的應(yīng)用與普及，建筑物的綜合利用，渠系建筑物監(jiān)測，管理自動化及集中控制等問題的研究日益受到重視 。2100433B

《渠道和渠系建筑物》為高等院校水利水電工程建筑和農(nóng)業(yè)水利工程專業(yè)教材，主要內(nèi)容包括渠道工程及其渠系建筑物(渡槽、倒虹吸、水利工程中的橋梁、跌水、陡坡、涵洞、渠道專門量水設(shè)施)。其中在渡槽、倒虹吸、橋梁、涵洞中引進(jìn)了南水北調(diào)工程中大流量輸水條件下采用的新結(jié)構(gòu)型式。

為了安全輸水，合理分配水量， 以達(dá)到灌溉、排水、給水、航運及發(fā)電等目的而在渠道上修建的一系列建筑物。

渠系建筑物按其作用可分為：

①調(diào)節(jié)及配水建筑物，即渠道中用以調(diào)節(jié)水位和分配流量的建筑物，如節(jié)制閘、分水閘、斗門等；

②交叉建筑物，即輸送渠道水流跨越和穿過山梁、溪谷、河流、渠道和交通道路時的建筑物，如隧洞、渡槽、倒虹吸管、涵洞等；

③落差建筑物，即在水流落差集中處修建的建筑物，如陡坡、跌水等；

④泄水及退水建筑物，即為了防止渠道水流由于超越允許最高水位而釀成決堤事故，保護(hù)危險渠段及重要建筑物安全，放空渠水以進(jìn)行渠道和建筑物維修等目的所修建的建筑物，如溢流堰、泄水閘、虹吸泄水道、退水閘等；

⑤沖沙和沉沙建筑物，即為了防止或減少渠道淤積而在渠首或渠系中設(shè)置的沖沙和沉沙設(shè)施， 如沖沙閘、沉沙池等；

⑥量水建筑物，即為了實行計劃用水， 準(zhǔn)確控制各級渠道放水流量及合理征收水費等而在渠系上設(shè)置的各種量水設(shè)施， 如量水堰、 量水槽、量水管嘴等。 渠道上的一些建筑物，如水閘、 渡槽、 跌水、 陡坡等也可用來量水；

⑦專門建筑物， 如通航渠道上的船閘、 碼頭、 船塢， 利用渠道落差修建的水電站和水力加工站等。

渠系建筑物型式繁多， 進(jìn)行型式選擇時， 應(yīng)根據(jù)灌區(qū)規(guī)劃要求、 工程任務(wù)并全面考慮地形、 地質(zhì)、 建筑材料、 施工條件、 運用管理、 安全經(jīng)濟(jì)等各種因素加以比較確定。 渠系建筑物的特點是， 單個工程的規(guī)模一般不大，但數(shù)量多，總工程量和造價卻很大。 湖南省韶山灌區(qū)總干渠與北干渠總造價中， 渠系建筑物占44%，為引水樞紐造價的6.3倍。 渠系建筑物由于同類建筑物工作條件相近， 因此可廣泛采用定型設(shè)計和裝配式結(jié)構(gòu)，以簡化設(shè)計和施工， 節(jié)約勞力和降低造價。

本書除可用作上述專業(yè)的普通高等院校本科、?？萍俺扇烁叩冉逃龑W(xué)生教材外。還可用作相近專業(yè)學(xué)生和從事水利水電工程設(shè)計與施工人員的參考用書。