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)

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口至居仁农科村西止，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 hm2。

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，对吉东干渠进行节水改造，经多方案设计及比较，最后确定吉东干渠节水改造工程措施为对渠道进行混凝土衬砌。

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、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

砌石防渗工程量较大，抗冻性能较差，加之不能机械施工，质量难以保证，因此是不可选方案。

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 cm，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50 cm×75 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。

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、直实行续灌制度，农渠采用轮灌制度，这样可以集中水量，缩短输水时间，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口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:

式中:Q为设计流量，m3/s;A为渠道过水面积，m2;C为谢才系数;R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，所以此次干渠防渗设计维持原干渠纵向比降不变，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=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。

3.4.1 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:

式中:S为每公里输水损失，m3/s/km;K为土壤渗透系数，m/d;B为渠底宽度，m;R1为考虑渠坡侧向毛管渗吸的改正系数，取1.1;则S=0.03 m3/skm。

3.4.2 未衬砌渠道顶托渗流下输水损失

式中:SD为顶托渗流下输水损失，m3/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，Sf=r SD;则SD=0.021m3/s/km

3.4.3 衬砌下渠道顶托渗流输水损失

式中:Sf为衬砌后顶托渗流下输水损失，m3/s/km;r为减少系数，土工膜防渗查为0.04;SD为顶托渗流情况下输水损失，m3/s/km;则:SD=0.001 m3/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:

式中:V干为干渠年节水量，万m3;SD为顶托渗流下输水损失，m3/s/km;Sf为衬砌后顶托渗流下输水损失，m3/s/km;L为防渗衬砌长度，km;T为水田灌溉时间，d;则V干=52万m3。

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，水量不足的问题日驱严重，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m3，水田毛灌溉定额降到6 825 m3/hm2，节约的水量可调整种植结构，新增水田76.7 hm2，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。

［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.