水利灌溉设计探讨

1、    水利灌溉设计探讨    陶圣叶摘 要：本文对农田水利灌溉工程的设计进行了分析研究，为农田水利灌溉工程的建设提供借鉴。关键词：农田水利；灌溉设计；探讨1 设计标准河流的径流量是随着四季不断变化的，农田种植面积和作物种类等也是不断的在变化的，这就决定了灌溉用水量是不确定性，也就是说在不同年份来水量和用水量都是不一样的。因此，农田灌溉工程建设的规模，也就需要有一个灌溉设计标准为依据，以便保证设计方案的科学性。一般来说灌溉设计标准要以灌区水源来水情况、现有水利设施情况、农业发展要求和当地经济条件等因素为依据，再综合考虑加以合理确定。灌溉设计标准是表示灌溉

2、水源对于灌溉用水的保证程度。设计标准高，意味着灌溉用水的保证程度也高。因此，它直接影响着灌溉工程的规模大小。 一般来说，灌溉设计的标准有两种：一是灌溉设计保证率，二是抗旱天数。1.1 灌溉设计保证率灌溉设计保证率指的是某个灌溉工程在长期使用期间，灌溉用水得到满足的年数占总年数的百分数，用符号“p”表示。例如p=80%，就表示某工程在100年内有80年能满足全灌区的灌溉用水要求，其余20年不能完全保证，有缺水现象。p=80%就是这个灌区的灌溉设计保证率。因此，在设计农田水利灌溉工程时，设计方必须要根据工程所在地的情况，来确定灌溉工程的规模，特别是当地水源状况和作物种类。1.2 抗早天数所谓抗旱天

3、数，就是以灌溉设施，如小水库、塘坝等的供水能力为依据，以连续无雨（“连续无雨”，不是指抗旱期内绝对无雨，而是指降雨量很少，一般将日降雨量小于日蒸发量的情况都当作无雨处理）的情况下，能满足作物需水要求的天数为标准。例如灌溉设施可以满足连续80天的作物灌溉用水，则该灌溉设施的灌溉设计标准为抗旱80天。2 取水方式的设计取水方式的设计是农田水利灌溉工程设计的重要组成部分，在设计时要根据不同地区的灌溉水源，决定其取水方式的设计方向。一般来说灌溉的水源可以分为两类一是自流取水灌溉；二是提水取水灌溉，水利工程的取水设计要针对这两种类型进行设计。以下主要对自流取水灌溉进行介绍。2.1 无坝取水在设计时无坝取

4、水的渠首，可以根据实际情况设计为有建闸和不建闸两类。但是考虑到不建闸的引水口，那在洪水期间不能控制流量，渠道易被洪水冲毁，农田会被淹没等情况。因此，在设计时首先要考虑建设建闸控制的方案。通过把进水闸的中心线与河道水流方向的夹角 （叫引水角），设计为锐角（30°45°），保证入渠的水流平稳，而且引水量也大，又可以减轻对引水口下唇的冲蚀。2.2 有坝取水如果工程所在地的河流水源丰富，但是由于地势或者其他原因水位较低，无法满足自流灌溉引水要求。此时，在设计时就应在河道上修建堑水建筑物（低坝或节制问），提高水位，以保证引水自流灌溉。这种取水方式的设计虽然会增加筑坝的工程投资费用，但

5、引水口位置离灌区较近，引水干渠长度较无坝取水大为缩短，可以减少了土石方工程量和交叉建筑物的数量和交叉建筑物的数量。2.2.1 溢流坝可以起到横拦河道，抬高水位，同时排出河道多余的水量和汛期洪水的作用。2.2.2 进水闸进水闸可以用于引水灌溉，并能控制入渠的流量。其平面布置有有两种类型，一是侧面取水；二是正面取水。由于侧面取水不能在引水口处形成横向入流，会导致大量的泥沙入渠，因此，在设计时要考虑到工程水源的情况，如果工程地处多沙河流则要选用正面取水的方案。正面取水是指，进水闸引水力向河道水流方向一致或斜交时，在引水口处能形成横向环流，可以达到使水流表层清水入渠，底层含沙水流离开引水口的效果，是农

6、田有坝取水的常用取水型式。3 灌溉渠系布置的設计原则3.1 总体规划布置的设计原则在进行灌溉渠系规划时，要把当地的国土整治，山、水、田、林、路的规划密切结合，同时还要考虑其他用水部门如发电、航运、人畜饮水的需要，全面安排，统筹兼顾，做到科学合理，便于管理，充分利用水土资源，扩大灌溉面积，最大限度地实现经济效益和社会效益的完美结合。其规划布置一般应遵循下述基本原则：3.1.1 充分利用地形条件的原则灌溉渠道应布置在高处，与其相对应的排水沟道布置在低处，力求自流灌溉、排水，建成灌排分开，各自独立的灌排两套系统。对局部高地或洼地，可分别采取小片提灌（排）等措施处理，不必为了照顾局部而影响全局。同时，

7、在渠道线路布置上要考虑到经济因素，渠线布置尽可能直、顺、整齐，减少交叉建筑物，避免更多良田和民房被占。3.1.2 安全为主的设计原则渠道工程必须要安全可靠，在渠道布置时尽可能避免深挖方、高填方和难工险段。山丘区地形的渠道设计要尽量避免靠近沿河、溪布置，以防止被山洪冲毁。干渠沿线的地质条件要好，避开风化岩层和节理发育的破碎带以及透水性强的土质地带。沿渠应有合适的排洪、泄洪设施，如溢洪堰、泄水闸等。3.1.3 综合利用的原则山丘区的灌溉渠道应利用集中落差，结合水电、水力加山丘区的灌溉渠道应利用集中落差，结合水电、水力加工，开展多种经营，一水多用，充分利用水土资源。还应考虑采用库、塘、渠并用，蓄、引

8、、提结合的长藤结瓜灌溉系统。平原地区要采用河水相井水灌溉相结合，地表水与地下水联合运用的灌溉系统。3.2 干、支渠布置的设计原则在确定干、支渠的布置方案时，要坚持实事求是的原则，具体问题具体分析，根据实际的地形地貌进行设计。3.2.1 山地、丘陵型灌区山地、丘陵型灌区的地形起伏，复杂多样，坡度陡，耕地多为坡地、梯田。修建农田的工程多有渠道弯且长、建筑物多、施工复杂等待点。在设计干渠沿等高线布置时，要考虑到灌区位于分水岭与山溪或河流之间，呈狭长形，等高线大致与河流方向平行，灌区上游坡度较大，地面狭窄等实际情况，在设计时应该以求“水不低头”，即水位少降低，为方向，以求最大限度地自流控制全部灌区面积

9、。支渠在干渠一侧引出，这种设计的特点是：干渠纵比降平缓，水头损失小，控制面积大；筑渠堤结合开挖山坡截水沟，拦截坡地暴雨径流，既拦山洪，又防止水土流失。3.2.2 平原型灌区一般来说，平源地区大多位于河流的中、下游，由河流冲积而成，地形比较开阔，而且有大片集中的耕地。设计时可以把地理条件与洪、涝、旱、渍、碱等灾情的程度结合起来，进行干、支渠的布置。3.2.3 山麓平原型灌区当排水条件好，但是地下水埋藏深，开发比较困难，因此，设计时可以着重利用地面水发展渠灌；而当地下水较易开采、水质符合要求时，则着重兴建井灌或井渠灌溉。山麓平原型灌区等高线与河流平行或斜交，地面坡度倾向河流，上部地面坡度陡，近河地面坡度缓。干渠多沿山麓方向布置，支渠与干渠垂直或成一角度布置，主要视地形情况而定。在灌区前缘与河流邻近部位，地下水逐