讨赖河流域共用骨干工程改造在水利遗产保护中的要点研究_王云泽.pdf

河南水利与南水北调 2023年第5期百家谭讨赖河流域共用骨干工程改造在水利遗产保护中的要点研究王云泽（甘肃省水利厅讨赖河流域水资源利用中心，甘肃 酒泉 735000）摘要：随着水利行业的进步，水利设计标准也逐渐完善，研究讨赖河流域共用骨干工程改造在水利遗产保护中的要点有利于调整河流工农业及生态结构，支撑河流周边经济区域发展。文章通过对讨赖河流域基础概况进行论述，利用先进的技术和材料对讨赖河共用骨干工程渠道断面、超高、防冻胀、节制分水闸、排沙闸、排沙渠及安全防护区进行改造，改善了其原有设计工况，满足了现行规范的相关要求，为讨赖河流域水利工程技术信息智能化建设提供了基础保障。关键词：水利工程；渠道改造；水利遗产；水闸改造中图分类号：TV52文献标识码：A文章编号：1673-8853（2023）05-0132-03Research on Key Points of Shared Backbone Project Reconstruction of Taolai River Basin inConservation of Water Conservancy HeritageWANG Yunze（Gansu Provincial Water Resources Department Taolai River Basin Water Resources Utilization Center,Jiuquan 735000,China）Abstract：With the progress of water conservancy industry,water conservancy design standards are gradually improved.It is beneficialto adjust the industrial,agricultural and ecological structure of the river and support the development of the economic area around theriver to discusse the key points of the renovation of the shared backbone project in the conservation of the water conservancy heritage.The basic situation of Taolai River Basin is discussed in this paper.Advanced technology and materials are used to transform thechannel section,elevation,frost heave prevention,control sluice,sand sluice,sand drainage channel and safety protection area of thecommon key project.It improves the original design condition and meets the relevant requirements of the current standards,whichprovides the basic guarantee for the construction of intelligent technical information of river hydraulic engineering.Key words：water conservancy project;channel transformation;water conservancy heritage;sluice reconstruction0引言讨赖河流域共用骨干工程位于甘肃西部的重要“一翼”酒嘉两地，是当地农业生产的重要骨干渠道。骨干工程在水利遗产保护中主要对老灌区进行维修改造，因其在多年的建设和发展过程中，周边村社、企业、供电线路、交通、通讯以及其他辅助设施已基本建成，且渠、堤、路等配套基本定型，改造讨赖河流域工程既有设施，具有积极的现实意义。文章从讨赖河流域渠堤工程改造出发，对讨赖河流域共用骨干工程改造在水利遗产保护中的要点进行了分析，以期调整讨赖河流域工农业、生态结构，为当地经济社会的快速发展、生态环境的不断改善提供强有力的支撑。1工程概况讨赖河流域地处河西走廊中部，属黑河一级支流，发源于祁连山东段，干流全长约370 km，流域面积1.93万km2。山口以上流域狭长，两岸垂直陡崖高差约100120 m，河谷呈“U”形，水流湍急，河床陡峻，河道比降大，河流源地终年积雪，有冰川分布，是河流的补给源之一，冰沟以上峡谷河段平均纵比降约10。讨赖河在冰沟水文站以上流域面积6 883 km2，河长约219 km。河年均流量20.20 m3/s，年均径流量6.36亿m3。改造讨赖河流域共用骨干工程，对于改善嘉峪关城区的生活、工业供水具有积极意义。2工程设计原则讨赖河流域共用骨干工程渠道现状如图1所示。讨赖河流域共用骨干工程改造总体设计中应遵循以下原则。维持水利遗产现状工程布局：按照水利遗产当前布局，基本不涉及占用耕地、拆迁移民等问题，是最实际、可行、经济的布置方案，能够大幅减少工程以外的费用。增加水利遗产控水、监测设施：维持骨干工程水利遗产总体布置不变的前提下，对存在问题的建筑物进行拆除重建或合作者简介：王云泽（1990.2），男，工程师，研究方向：农业水利工程。基金项目：甘肃省水利厅讨赖河流域水资源利用中心重点项目，项目编号：23GSLK035。132河南水利与南水北调 2023年第5期百家谭并处理，同时根据管理需要，适当增加控水、量水、监测设施。局部水利遗产渠道线路改造：由于铁路建设和嘉峪关市对渠系改建，渠道存在不合理渠段，此次通过对水利遗产调整渠道解决线路问题。南干渠2#排沙闸下游接排沙土渠，由于嘉峪关市区发展，现状排沙渠出口处密布新建厂区厂房，排沙渠泄水排沙后严重威胁下游厂区房屋安全，需要移址新建。3工程改造设计要点3.1渠道断面受当地风沙大、暴雨等气象因素影响，高边坡砂砾石被剥蚀、滑塌，进入渠道内，造成下游渠道的磨损。针对高边坡段渠道，改建渠道均在原渠线上进行，除局部渠段纵坡需要进行调整外，基本维持现有渠道纵坡，南干渠高边坡段处于戈壁滩，无地形场地限制，拆除重建北一支干和北一支干三支渠。南干渠深挖方段维修断面示意图如图2所示。对南干渠高边坡段采取削坡处理后，在渠顶左侧设5 m宽马道，右侧设2 m马道，为避免灌溉期干扰或其他条件制约，削坡坡度采用1:1。北干渠高边坡段处于城市道路周边，由于地形场地限制，采取削坡后右侧渠顶设3 m宽马道，左侧渠顶设0.50 m宽马道，削坡坡度采用1:1，两侧削坡后进行挂钢筋网喷砼支护措施。3.2渠道超高此项目原设计超高为0.150.20 m，不满足当前规范要求，根据 灌溉与排水工程设计规范 规定，45级渠道稳定超高可按下列公式计算确定。Fb=14hb+0.2（1）式中：Fb为渠道堤顶超高（m）；hb为渠道加大流量时的水深（m）。根据 灌溉排水渠系设计规范 设计要求，维修改造后渠道断面尺寸及水面线衔接情况如下：渠道所需超高为0.300.60 m，渠道现状超高大部分在0.100.50 m局部渠段为0.80 m，所以此次改造对超高值不满足规范要求的渠段进行加高。渠道加高分为普通加高和景观加高两种类型，普通加高主要针对有地形条件，周边人群稀疏的区域，以砂砾石夯填增加渠岸顶部高度后，以C20混凝土预制板表面防护。景观加高主要针对受地形条件限制及游人安全，通过设置砖砌防护栏实现。3.3渠道防冻胀工程区地处内陆干旱气候区，冬季寒冷，最大冻土深度131 cm。根据改建渠道穿越田间渠段易出现冻胀之特点，结合工程地层条件、水文地质情况及换基材料来源，确定防冻胀措施。项目渠道冻胀破坏存在于渠道穿越田间部位。该段渠道地下水埋深均大于15 m，渠道冻胀主要原因是渠道内水外掺和灌溉回归水产生的冻胀。依据设计抗冻胀基本参数 渠系工程抗冻胀设计规范 设计渠道防冻胀计算方法如下。设计冻深Zd：Zd=dZm（2）式中：Zd为设计冻深（m）；Zm为历年最大冻深（m），按工程区最大冻土深度以177 cm计；d为考虑日照及遮阴程度的修正系数；为地下水影响系数。考虑日照及遮阴程度的冻深修正系数计算d，可根据工程地点所在纬度及建筑物轴线走向，按下式计算：d=a+（1-a）i（3）式中：i为典型断面某部位的日照及遮阴程度修正系数，阴、阳面中部取值1.05，底面中部取值1.10；a为系数，根据工程所在气候区（由中国气候区划图上查得为中温带）。地下水对冻深的影响系数，按下式计算：W=1+e-Zw01+e-Zwi（4）式中：Zwi为计算点地冻前地下水水位深度（m），可取计算点地面（开挖面）至当地冻结前地下水水位的距离；Z0为临近气象台的冻前地下水水位埋深（m）；当黏土、粉土Z03 m、细粒土质砂Z02.50 m、含细粒土砂Z02 m时，可取黏土、粉土Z0=3 m，细粒土质砂Z0=2.50 m，含细粒土砂Z0=2 m；为系数，按 渠系工程抗冻胀设计规范 表3.1.5取值；基础设计冻深Zf，系指计算点自底板底面算起的冻深，当基础板厚c0.50 m时，按下式计算：Zf=Zd-0.35c-1.6w（5）式中：Zd为工程地点的天然设计冻深（m）；Zf为基础下的设计冻深（m）；c为基础板厚度（m）；w为底板之上冰层厚度（m）。基础结构下冻土层产生的冻胀量hf按式（6）计算：hf=hZf-Zd（6）式中：h为工程地点天然冻土层产生的冻胀量（cm），天然状态的冻胀量h可根据土质和冻结前地下水水位埋深Zw的情况获取，当地下水水位埋深Zw值大于2 m时，取Zw值等于2 m；hf为基础结构下冻土层产生的冻胀量（cm）。经计算，该项目改建渠道部分地基土的冻胀量在2.304.20 cm之间，地基土冻胀级别为级，大于允许法向位移值，需要考虑采取渠道抗冻胀措施。对于基础土的冻胀级别为、级的渠道，冻胀位移值与衬砌允许位移值相差不大，可采用适应冻胀位移的结构措施解决；冻胀级别为、级的渠道，位移值与允许值相差较大，可采用回避、削减或消除冻胀的措施设定解决方案。3.4节制分水闸改建经现场实际勘察，此项目改建节制分水闸23座，其中南干渠图1讨赖河灌区渠现状图图2南干渠深挖方段维修断面示意图133河南水利与南水北调 2023年第5期百家谭节制闸3座，分水进水闸7座、北干渠节制闸3座，分水进水闸3座。改建节制分水闸均选取对闸室原址拆除重建，对闸门、启闭设备进行更换的方式进行，均采用手电两用螺杆式启闭机控制。南干渠节制分水闸。南干渠三级陡坡节制分水闸位于南干渠桩号11+680处，节制闸设计流量20 m3/s，采用两孔节制闸，一孔溢流堰布置，节制闸单孔尺寸2 m3.50 m（宽高），闸室底板厚度0.70 m，边墩厚度0.60 m，中墩厚度0.80 m，平门启闭，上部设启闭机房。溢流堰堰高1.80 m，堰宽2.40 m，设计流量6 m3/s。分水闸设计流量14 m3/s，采用三孔布置，单孔尺寸2.50 m2.90 m（宽高），闸室底板厚度0.70 m，边墩厚度0.60m，中墩厚度0.8，平门启闭，上部设启闭机房。闸室基础为砂砾石，原基夯实后设5 cm厚C15细粒混凝土垫层。北干渠节制分水闸。北干渠 1#节制分水闸位于北干渠桩号10+738处，节制闸设计流量20 m3/s，采用单孔布置，孔口尺寸4 m3 m（宽高），闸室底板厚度1 m，闸墩厚度0.80 m，弧门启闭，上部设启闭机房。分水闸设计流量6.40 m3/s，加大流量8 m3/s，采用单孔布置，孔口尺寸4 m2 m（宽高），闸室底板厚度1 m，闸墩厚度0.80 m，弧门启闭，上部设启闭机房。闸室基础为砂砾石，原基夯实后设5 cm厚C15细粒混凝土垫层。3.5排沙闸改建此项目改建排沙闸4座，其中南干渠2座、北干渠2座。其中南干渠2#排沙闸移址新建，其他改建排沙闸均采用原址拆除重建，采用弧门卷扬机。对闸门、启闭设备进行更换。南干渠排沙闸。南干渠1#排沙闸位于南干渠桩号0+222处，排沙闸分水角度62，单孔布置，孔口尺寸5 m3.90 m（宽高），闸室底板厚度1 m，闸墩厚度0.80 m，弧门启闭，上部设启闭机房。闸前设导沙坎，倒“L”形布置，坎高1.60 m。闸后接南干渠1#排沙渠，排沙渠拆除重建，采用C15细粒混凝土砌卵石结构，底宽4 m，渠深1.90 m，边坡11.25，衬砌厚度25 cm，渠道长320。闸室基础为砂砾石，原基夯实后设5 cm厚C15细粒混凝土垫层。北干渠排沙闸。北干渠1#排沙闸位于南干渠桩号0+426处，排沙闸分水角度45，单孔布置，孔口尺寸5 m3.90 m（宽高），闸室底板厚度1 m，闸墩厚度0.80 m，弧门启闭，上部设启闭机房。闸前设导沙坎，倒“L”形布置，坎高1.60 m。闸室基础为砂砾石，原基夯实后设5 cm厚C15细粒混凝土垫层。闸后接北干渠1#排沙渠，排沙渠现状较好，因此，继续利用。3.6渠道安全防护及勘界此工程渠道基本为明渠，沿渠线几乎没有勘界标志、安全警示标志和防护栏设施等设施，时常有人员落水现象发生。为加强渠道安全防护和勘界管理工作，通过增设界桩、警示牌和防护栏杆等措施进行维修改造。界桩采用C20现浇混凝土桩，沿渠道管护范围界线处埋设，间距50 m。警示牌采用立杆式，上部为铝板材质，尺寸0.60 m0.40 m，沿巡渠道路单侧布置，间距300 m。根据当地居民活动情况和密集程度对渠道穿越地域进行防护栏杆布置，采用高2 m普通防护网形式，沿渠道外侧埋设。对于景观加高渠段可取消防护措施。北干渠9+20012+341、14+29517+918段，渠岸两侧进行绿化，两侧渠岸种植杨树，杨树间距2 m，渠岸左右两侧各绿化6764 m，有效提升渠道周边的安全性。4结语讨赖河流域共用骨干工程水利遗产不仅为当地文殊、讨南、讨北、新城、边湾灌区提供供给，同时兼顾着向洪水河、临水河、清水河、鸳鸯灌区的调水、输水任务，实施讨赖河流域共用骨干水利遗产保护改建工程，对讨赖河流域共用骨干工程水利遗产系统进一步维修改造，实施水利遗产保护改建工程，可以从根本上保障讨赖河骨干工程水利遗产的自身运行安全运行，同时为今后讨赖河流域共用骨干工程水利遗产水利自动化管理建设奠定基础。通过整体改造干渠，骨干工程系统可恢复干渠的输水功能，改善缓解共用骨干工程水利遗产经济社会发展与水资源合理配置之间的关系，促使讨赖河有限的水利遗产资源更好地服务当地社会经济。参考文献：1 杨冬妮.新时期给排水设计在城市古城改造中的运用研究 J.工程建设与设计，2023（2）:49-51.2 李蕊.农村水利工程造价管理浅析以宁夏农垦连湖灌区改造项目为例 J.农业灾害研究，2022，12（11）:132-134.3 高宁，韩瑞，赵懿珺，等.基于减缓温排水热影响的滨海核电排水明渠改造优化研究J.给水排水，2022，58（10）:109-115.4 王泽武.水利工程地下水位高的原因及对策以潍坊市峡山水库灌区续建配套与节水改造工程为例 J.工程技术研究，2022，7（14）:138-140.收稿日期：2023-3-23编辑：刘长垠韦诗佳全面推行“河长检察长”制是贯彻落实习近平生态文明思想，做好河湖生态保护工作的重要举措，也是助力营商环境优化的工作创新。信阳市自市委改革办、市人民检察院、市河长办联合出台 信阳市推行“河长检察长”制改革实施方案以来，13条市级河流明确了责任检察长，并在全省率先设立市人民检察院驻市河长办检查联络室，积极开展“检察长全程巡查责任河”活动，对全市主要河流干流沿线河岸生态环境进行定期巡查，推动河湖保护提档升级。市、县两级河长办与检察机关多方位形成工作合力，实现了河道管理规范化、制度化、常态化，有效促进行政执法、检察监督有机衔接，市河长办先后向市检察院移交涉河湖问题线索300余个，在全市范围内开展了河湖“清四乱”、饮用水水源地保护、城市黑臭水体整治、妨碍河道行洪突出问题清理整治等专项监督活动，推动解决了一批党委关心、社会关注、历史遗留的“老大难”问题。依托“河长检察长”制，固始县河长办与县检察院成立联合督导组专项督导检查淮委交办河湖问题整改落实情况，潢川县针对非法围垦毛大湖、在河道管理范围内违建活动板房、养殖棚房、浴池等问题进行立案，向行政机关发出诉前检察建议，推动问题整改到位。下一步，信阳市河长办将继续深入落实“河长检察长”工作机制，持续加强涉河湖水污染防治、水环境治理、水生态修复等工作，持续改善河湖面貌，积极为全市营商环境打造优美生态底色。（文字来源：河南省水利厅官网-地方快讯）信阳市全面推行“河长+检察长”制河湖管护显成效134