汾南灌溉片区节水改造工程实施方案简述

吕庆平

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西 太原 030024）

1 灌溉片区概况

山西省禹门口引黄灌区位于黄河左岸的运城市和临汾市。禹门口引黄灌区包括以黄河干流为主要水源的禹门口灌区、西范灌区、北赵灌区和回龙灌区；以汾河干流为水源的汾南灌区、木赞灌区、北庄灌区；以当地地表水为水源的浍河灌区；以泉水为灌溉水源的鼓水灌区、利民灌区和以当地地下水为水源的襄汾井灌区共11处现有灌区，总控制灌溉面积达到167253.33hm2。

汾南灌溉片区位于山西省运城市稷山和万荣两县汾河南岸的二级阶地，高程在450～525m之间，地形南高北低，南北宽15km，地面坡度1/200～1/300。汾南灌溉片区设计灌溉面积15093.33hm2，有效灌溉面积7666.67hm2，灌溉范围包括稷山、万荣6个乡镇、70余个村庄，受益人口15万余人，1966年开始兴建，1970年开始使用，属典型的“三边”工程。

汾南灌溉片区汾河水源泵站设计规模6级6站，泵站位置均位于稷山县境内，设计提水流量4.5m3/s，总扬程157m，原安装机组26台，总装机容量10200kW，取水方式为低坝枢纽，侧向引水。一级、二级泵站位于下费村东，三级泵站位于清河镇北辛庄村西南，四级泵站位于清河镇秦家庄村内，五级泵站位于清河镇清河村西，六级泵站位于太阳乡坞堆村内。灌区现有一至六级总干渠，长11.85km；分干渠8条，长85km；支渠84条，长165km。共有各类骨干渠道建筑物2803座。

2 改造原则及内容

汾南灌溉片区渠道均建成于20世纪70年代，采用预制混凝土板防渗的梯形断面。渠道经过多年运行，渠基沉陷，防渗面板损毁严重。闸门及启闭机等设施损坏、缺失严重。在已有改造完成的基础上，根据项目设计委托任务书的计划安排，确定实施方案。

渠道改造防渗形式的确定。渠道均在原渠线基础上进行布置，走向与原渠线保持一致，纵坡维持不变。结合现状渠道断面的情况和已改造的渠道防渗形式，并从过流能力、水力条件、渠床稳定性、挟沙能力，以及最大限度减小工程量、节约投资等方面，进行综合对比确定。考虑对于流量较大的干渠、支渠采用弧底梯形断面，流量较小的支渠、斗渠和农渠采用U形渠道。

渠系建筑物改造原则。对于主体结构完好并满足过流的建筑物根据现状情况只进行局部维修；对于原建筑物毁坏不能正常运行的，需拆除重建；对于不满足过流能力的建筑物需拆除重建；新建建筑物应根据多年的实际运行情况需要新增。

原汾南灌区六级泵站取水口位于五干西支渠6+420处，泵站位于乌堆村内。近年来随着农村建设的发展，泵站四周新建了大量民房，泵站处于约10m的深坑内，无法在原有泵站的基础上进行改造，因此需新建六级泵站。新建泵站位于五干西支渠6+000处，由于原五干东支渠沿线建有大量民房，不宜采用渠道输水，因此宜采用压力管道输水。五干西支渠经泵站提水后汇入原渠线，采用渠道输水。

工程建设主要内容：新建六级泵站，西范东扩向汾南供水的输水管道，六级泵站东西支渠以及支渠以下斗农渠进行防渗处理，并对渠系有关建筑物进行配套改造。

3 汾南灌溉片区改造实施方案

3.1 六级泵站改造

新建六级泵站位于白池村西南约1km处，泵站从五干西支渠6+000处取水，主要向六干东支、西支和坞墩村北供水，六级泵站共布置5台机组。根据汾南灌溉片区的现状，结合历次改造情况，六干东支控制灌溉面积293.33hm2，设计流量0.147m3/s，泵站地形扬程30.0m，设计扬程34.0m，总装机为3×25kW；六干西支控制面积348hm2，设计流量0.12m3/s，泵站地形扬程50.0m，设计扬程55.0m，总装机为1×110kW；坞墩村北控制面积133.33hm2，设计流量0.044m3/s，泵站地形扬程16.0m，设计扬程19.0m，总装机为1×15kW。泵站由主厂房、前池、进出水管、出水池等组成。

主厂房上部采用钢筋混凝土结构，单层布置，厂房宽7.2m，长28.2m（其中检修间长6.36m），高4m（至梁底）。室内地坪、安装间地面高程503.80m，屋顶采用现浇钢筋混凝土屋面板。主厂房下部为现浇钢筋混凝土结构，边墙高5.8m，厚0.6m；底板厚0.8m。厂房基础处理采用0.2m厚C20混凝土垫层和桩径0.5mC25混凝土灌注桩处理方式。

进水池为矩形，采用C25现浇混凝土结构，池长19.0m，宽2.0m，深5.65m，边墙厚0.4m，底板厚0.4m，基础下垫0.2m厚C20混凝土垫层，垫层下为C25混凝土灌注，桩径0.5m。

进、出水管采用钢管，1号机组进水管直径为0.3m，出水管直径为0.25m，出厂房后采用1根DN300球墨铸铁管输水至坞墩村北斗渠。2号机组进水管直径为0.35m，出水管直径为0.30m，出厂房后采用1根DN500球墨铸铁管输水至六干西支出水池。3—5号机组进水管直径为0.35m，出水管直径为0.30m，出厂房后采用1根DN700球墨铸铁管输水至六干东支管。

东支、西支出水池均为矩形，采用C25现浇混凝土结构，池长5.0m，宽4.0m，深1.8m，边墙厚0.2m，底板厚0.3m，基础下垫0.3m厚的3∶7灰土。

3.2 六级东、西支渠防渗改造

六级东支渠采用管道输水，始于泵站出水管，采用球墨铸铁管，管径为DN700，管线长5.73km。

六级西支渠本次改造桩号0+000—2+892.55渠段，渠道防渗设计将原土渠改造为现浇C20U形渠道（混凝土抗冻等级F100，抗渗等级W4）。U形渠道，坡脚半径0.4m，边坡倾角12°，衬砌厚度为8cm，渠深根据设计水深加安全超高为0.9m。混凝土衬砌每4m设1条伸缩缝，缝宽2cm，缝内填充沥青水泥砂浆和聚氯乙烯胶泥。夯实土压实系数不小于0.94，渠道顶部两侧各设20cm宽现浇混凝土封顶板。

六干东支共设斗渠7条，设计流量0.007~0.018m3/s，渠道总长度8.6km，其中斗渠D50的U形渠道，长度为7.6km，D40的U形渠道，长度为1.0km；六干西支共设斗渠9条，设计流量0.007~0.024m3/s，渠道总长度12.1km，其中斗渠D60U形渠道，长度为0.7km，斗渠D50U形渠道，长度为2.8km，D40U形渠道，长度为8.6km；坞墩村北斗渠总长度5.2km，渠道断面为D40U形渠道。

3.3 西范东扩供水管道

西范东扩供水管线自坞墩村西出水池，出水池水位531.30m，设计流量2.59m3/s，供水管线总长16.29km。自出水池桩号0+000—9+769.69段，采用PCCP管管径为DN1400，长度为9.77km。在桩号9+769.69处给五级干渠分水，分水流量为0.48m3/s。桩号9+769.69—桩号12+989.49，设计流量2.11m3/s，采用PCCP管，管径为DN1200，长度为3.22km。在桩号12+989.49处给四级干渠分水，分水流量为1.46m3/s。桩号12+989.49—桩号16+294.02，设计流量0.65m3/s，采用球墨铸铁管，管径为DN600，长度为3.30km。沿线共布置建筑物22座，其中检修阀室6座，排水井7座，排气井6座，分水阀室2座，流量计井1座。

4 结语

经过灌溉片区节水改造后，可使灌区恢复部分设计灌溉面积，同时使现状灌溉水利用系数更加接近原设计成果，对充分发挥灌区效益，促进当地国民经济可持续发展有重要的支撑作用。