灌溉渠系规划
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第一节灌溉渠系规划
一、灌溉渠系概述
1.灌溉渠系的组成
灌溉渠系由各级灌溉渠道和退(泄)水渠道组成。灌溉渠道按其使用寿命分为固定渠道和临时渠道两种:多年使用的永久性渠道称为固定渠道;使用寿命小于一年的季节性渠道称为临时渠道。按控制面积大小和水量分配层次又可把灌溉渠道分为若干等级:大、中型灌区的固定渠道一般分为干渠、支渠、斗渠、农渠四级,如图4-1所示;在地形复杂的大型灌区,固定渠道的级数往往多于四级,干渠可分成总干渠和分干渠,支渠可下设分支渠,甚至斗渠也可下设分斗渠;在灌溉面积较小的灌区,固定渠道的级数较少;如灌区呈狭长的带状地形,固定渠道的级数也较少,干渠的下一级渠道很短,可称为斗渠,这种灌区的固定渠道就分为干、斗、农三级。农渠以下的小渠道一般为季节性的临时渠道。
退、泄水渠道包括渠首排沙渠、中途泄水渠和渠尾退水渠,其主要作用是定期冲刷和排放渠首段的淤沙、排泄入渠洪水、退泄渠道剩余水量及下游出现工程事故时断流排水等,达到调节渠道流量、保证渠道及建筑物安全运行的目的。中途退水设施一般布置在重要建筑物和险工渠段的上游。干、支渠道的末端应设退水渠道。
2.灌溉渠道的规划原则
1) 干渠应布置在灌区的较高地带,以便自流控制较大的灌溉面积。其他各级渠道亦应布置在各自控制范围内的较高地带。对面积很小的局部高地宜采用提水灌溉的方式,不必据此抬高渠道高程。
2) 使工程量和工程费用最小。一般来说,渠线应尽可能短直,以减少占地和工程量。但在山区、丘陵地区,岗、冲、溪、谷等地形障碍较多,地质条件比较复杂,若渠道沿等高线绕岗穿谷,可减少建筑物的数量或减小建筑物的规模,但渠线较长,土方量较大,占地较多;如果渠道直穿岗、谷,则渠线短直,工程量和占地较少,但建筑物投资较大。究竟采用哪种方案,要通过经济比较才能确定。
3) 灌溉渠道的位置应参照行政区划确定,尽可能使各用水单位都有独立的用水渠道,以利管理。
4) 斗、农渠的布置要满足机耕要求。渠道线路要直,上、下级渠道尽可能垂直,斗、农渠的间距要有利于机械耕作。
5) 要考虑综合利用。山区、丘陵区的渠道布置应集中落差,以便发电和进行农副业加工。
6) 灌溉渠系规划应和排水系统规划结合进行。在多数地区,必须有灌有排,以便有效地调节农田水分状况。通常先以天然河沟作为骨干排水沟道,布置排水系统,在此基础上,布置灌溉渠系。应避免沟、渠交叉,以减少交叉建筑物。
7) 灌溉渠系布置应和土地利用规划(如耕作区、道路、林带、居民点等规划)相配合,以提高土地利用率,方便生产和生活。
二、干、支渠的规划布置形式
干、支渠的布置形式主要取决于地形条件,大致可以分为以下三种类型:
1.山区、丘陵区灌区的干、支渠布置
山区、丘陵区地形比较复杂,岗冲交错,起伏剧烈,坡度较陡,河床切割较深,比降较大,耕地分散,位置较高。一般需要从河流上游引水灌溉,输水距离较长。所以,这类灌区干、支渠道的特点是:渠道高程
较高,比降平
缓,渠线较长
而且弯曲较
多,深挖、高
填渠段较多,沿渠交叉建筑物较多。渠道常和沿途的塘坝、水库相联,形成长藤结瓜式水利系统,以求增强水资源的调蓄利用能力和提高灌溉工程的利用率。
山丘、丘陵区的干渠一般沿灌区上部边缘布置,大体上和等高线平行,支渠沿两溪间的分水岭布置,如图4-2所示。在丘陵地区,如灌区内有主要岗岭横贯中部,干渠可布置在岗脊上,大体和等高线垂直,干渠比降视地面坡度而定,支渠自干渠两侧分出,控制岗岭两侧的坡地。
2.平原区灌区的干、支渠布置
这类灌区大多位于河流中、下游地区的冲积平原,地形平坦开阔,耕地集中连片。山前洪积冲积扇,除地面坡度较大外,也具有平原地区的其他特征。河谷阶地位于河流两侧,呈狭长地带,地面坡度倾向河流,高处地面坡度较大,河流附近坡度平缓,水文地质条件和土地利用等情况和平原地区相似。这些地区的渠币规划具有类似的特点,可归为一类。干渠多沿等高线布置,支渠垂直等高线布置,如图4-3所示。3.圩垸区灌区的干、支渠布置
分布在沿江、滨湖低洼地区的圩垸区,地势平坦低洼,河湖港汊密布,洪水位高于地面,必须依靠筑堤圈圩才能保证正常的生产和生活,一般没有常年自流排灌的条件,普遍采用机电排灌站进行提排、提灌。面积较大的圩垸,往往一圩多站,分区灌溉或排涝。圩内地形一般是周围高、中间低。灌溉干渠多沿圩堤布置,灌溉渠系通常只有干、支两级,如图4-4所示。
三、斗、农渠的规划布置
1.斗、农渠的规划要求
斗、农渠的规划和农业生产要求关系密切,除遵守前面讲过的灌溉渠道规划原则外,还应满足下列要求:1) 适应农业生产管理和机械耕作要求;
图4-4圩垸区干支渠布置
2) 便于配水和灌水,有利于提高灌水工作效率;
3) 有利于灌水和耕作的密切配合;
4) 土地平整工程量较少。
2.斗渠的规划布置
斗渠的长度和控制面积随地形变化很大。山区、丘陵地区的斗渠长度较短,控制面积较小。平原地区的斗渠较长,控制面积较大。我国北方平原地区一些大型自流灌区的斗渠长度一般为3~5km,控制面积为3000~5000亩。
斗渠的间距主要根据机耕要求确定,和农渠的长度相适应。
3.农渠的规划布置
农渠是末级固定渠道,控制范围为一个耕作单元。农渠长度根据机耕要求确定,在平原地区通常为500~1000m,间距为200~400m,控制面积为200~600亩。丘陵地区农渠的长度和控制面积较小。在有控制地下水位要求的地区,农渠间距根据农沟间距确定。
4.灌溉渠道和排水沟道的配合
灌溉系统和排水系统的规划要互相参照、互相配合、统盘考虑。斗、农渠和斗、农沟的关系则更为密切,他们的配合方式取决于地形条件,有以下两种基本形式:
(1) 灌排相间布置在地形平坦或有微地形起伏的地区,宜把灌溉渠道和排水沟道交错布置,沟、渠都是两侧控制,工程量较省。这种布置形式称为灌排相间布置,如图4-5(a)所示。
(2) 灌排相邻布置在地面向一侧倾斜的地区,渠道只能向一侧灌水,排水沟也只能接纳一边的径流,灌溉渠道和排水沟道只能并行,上灌下排,互相配合。这种布置形式称为灌排相邻布置,见图4-5(b)。
图4-5沟、渠配合方式
(a) 灌排相间布置;(b) 灌排相邻布置
四、渠线规划步骤
干、支渠道的渠线规划大致可分为查勘、纸上定线和定线测量三个步骤,简述如下:
1.查勘
先在小比例尺(一般为1/50000)地形图上初步布置渠线位置,地形复杂的地段可布置几条比较线路,然后进行实际查勘,调查渠道沿线的地形、地质条件,估计建筑物的类型、数量和规模,对难工地段要进行初勘和复勘,经反复分析比较后,初步确定一个可行的渠线布置方案。
2.纸上定线
对经过查勘初步确定的渠线,测量带状地形图,比例尺为1/1000~1/5000,等高距为0.5~1.0m,测量范围从初定的渠道中心线向两侧扩展,宽度为100~200m。在带状地形图上准确地布置渠道中心线的位置,