小中甸水利枢纽灌区工程管道供水可行性研究

黄思岚 王煜森 韩任远

摘 要：小中甸水利枢纽灌区工程在坝址下游硕多岗河左右两岸I、Ⅱ级阶地上。初步设计方案为在坝址下游河道修筑挡水堰，抬高水位，I级阶地明渠自流引水，Ⅱ级阶地泵站提水后布置明渠进行供水。通过现场调查并结合工程区的实际，从工程布置、结构设计、施工组织、工程建后管理、工程投资及工程效益等方面综合分析后，认为应合理利用建坝后抬高的水头，将灌区明渠自流方案改为管道供水方案.并对方案的可行性进行了分析论证，供业主和设计单位参考。

关键词：小中甸水利枢纽；灌区工程；明渠；管道供水：可行性研究

一、灌区工程概况

小中甸水利枢纽为硕多岗河流域综合治理开发的控制性工程，为“一库七级”梯级开发的上游龙头水库，工程规模为Ⅱ等大（2）型水利枢纽.工程主要由主副坝（主坝最大坝高52.7m）、坝后式电站（装机容量18MW）发电厂房、引水隧洞及压力钢管、升压站、灌区供水等主要建筑物组成.灌区工程位于坝址下约4.5km的硕多岗河两岸阶地上.共划分为4个片区。坝下左岸由I、Ⅱ级阶地组成，Ⅱ级阶地高程在3194～3230m之间.为一号灌区：I级阶地在3142～3160m之间.为二号灌区：坝下右岸亦由I、Ⅱ级阶地组成.其中I级阶地高程在3136～3162m之间.为三（1）号灌区：Ⅱ级阶地高程在3163～3212m之间，为三（2）号灌区。总规划灌区面积16120亩（1亩=1/15hm2，下同）。

二、灌区原设计方案

灌区为典型的高原地区高山之间夹小块平地的地形.田高水低.大部分人居住在这之间.灌区大多为牧场或耕地.部分为灌木丛。灌区地层为第四系含泥质砂卵砾石层夹粉质黏土：表层0.4～2.5m为粉质黏土.局部为砾质黏土。灌区地表以下多分布有较厚的砂砾石层.透水性较强。枢纽上下游两岸阶地发育.阶地一般宽1～2km.最宽处达2.5km。区内土壤类型以草甸土、亚高山草甸土为主，土壤肥沃.有机质含量丰富.普遍达4%～5%，土层深厚，土壤pH值约为6.5～7，土壤质地疏松.结构良好.适宜于青稞、马铃薯以及球根花卉的生长需要。坝址下游左岸、小中甸镇镇政府及其下游一带Ⅲ级阶地台面上规划的灌区.高程为3194～3230m。地层为第四系粉质黏土夹黏土质砾或含黏土砾：表层为0.8～2.5m的粉质黏土.局部为砾质黏土.具微～极微透水性.大多为牧场或耕地.部分为灌木丛。

坝址下游左岸I级阶地台面上规划的灌区.台面高程3142～3160m。地层为第四系砂卵砾石、黏土质砾或含黏土砾夹粉质黏土.具中等～强透水性：表层0.4～1.0m为砾质黏土或砂质黏土.局部为砂壤土.具弱～微透水性.大多为耕地.局部为牧场。

坝址下游右岸I级阶地台面上规划的灌区.台面高程3136～3162m。地层为第四系砂卵砾石、黏土质砾或含黏土砾夹粉质黏土.具中等～强透水性：表层0.4～1.0m为砾质黏土或砂质黏土.局部为砂壤土.具弱～微透水性，大部分为耕地，局部为牧场。

坝址下游右岸Ⅲ级阶地台面上规划的灌区.台面高程3163～3212m。地层为第四系粉质黏土夹砂卵砾石、黏土质砾或含黏土砾：表层0.6～1.5m为粉质黏土或砂质黏土.局部为砾质黏土。具弱～微透水性.大部分为牧场或耕地.局部为灌木丛。

灌区规划设计水平年为2020年.灌溉設计保证率取P=80%.本阶段规划设计灌区的灌溉面积为16120亩.灌溉引水流量1.42m3/s.装机提水流量0.88m3/s.提水单站装机功率0.028万kW。

三、灌区新设计方案

（1）将灌区明渠全部改为管道。为充分利用建坝后的水头，灌区供水主管直接从坝后预留生态基流管取水（已在坝体预埋钢管DN600mm，流量为1.42m3/s），降低灌区提水高度（主要为#1总干渠控制灌溉面积3900亩，#3-2总干渠控制灌溉面积2296亩），并将原设计提水泵站取消，在管道上增设管道增压泵，缩减泵站装机（#1总干管管道增压泵电机功率60kW，#3-2总干管管道增压泵电机功率44kW），装机较渠道方案减少796kW，年提水动力成本减少约14.4万元，工程年运行成本也相应降低。

（2）根据长期以来灌区居民的用水习惯、灌区土质、种植结构调整等情况，从节约利用水资源的角度出发，拟采用管道灌溉模式对灌区进行全面规划调整，经初步统计、复核后按节水灌溉方式（喷灌和滴灌）拟定灌区取水总量为1.02m3/s（与原明渠引水方案总引水流量减少0.4m3/s）。各灌区分片与原设计基本一致，控制灌溉面积略有调整。具体设计优化方案如下：从主坝坝后预留生态基流管引水，增加主管道DN600mm钢管，管道长度约3200m，增加坝下游左岸灌溉面积1190亩，主管开口接支管，设计引用流量0.12m3/s；#1总干管埋设与原干渠路线基本一致，取水初步估算流量为0.22m3/s，拟采用PE管埋设，在合适的位置增设管道增压泵，保证水库在最低水位时能保证灌区用水；#2、#3-1总干管埋设与原干渠路线基本一致，#2干管初步估算取水流量为0.14m3/s，#3-1干管初步估算取水流量为0.26m3/s，拟采用PE管埋设，在最枯季节可完全满足自流灌溉；#3-2总干管埋设位置与原设计线路进行适当调整，灌溉面积略有减少，#2干管初步估算取水流量为0.28m3/s，但在水库高水位时可将设置在管道沿线的蓄水池蓄满进行供水，同时考虑在合适的位置增设管道增压泵，保证水库在最低水位时也能满足灌区用水。

四、结束语

（1）明渠改为管道后灌区可实现以自流灌溉为主、提水灌溉为辅的方式，供水管线布置较为灵活、方便，输水水量损失也大为降低，节水灌溉效益明显。同时可在灌区合适位置布置相当容积的高位蓄水池，在水库高水位时自流蓄满，满足灌区用水需求，一定程度上可缓解发电用水与灌溉用水的矛盾，区域水资源利用更为充分。

（2）明渠改为管道后，工程永久占地面积大大减少，降低征占地征用协调难度及补偿费用，对生态环境影响减弱。

（3）#1总干管与#3-1总干管的管道增压泵装机容量大幅降低，水工建筑物数量相应减少，值守人员减少，建后管理及运行维护成本大大降低。

（4）灌区内的大小牲畜出行不受任何影响，建后日常管理难度降低。

（5）按同等价格进行投资分析比较后，直接工程费用增加426万元，但工程总投资减少约758万元，投资效益更为显著。

参考文献

[1]机电排灌设计手册[M].北京：水利电力出版社，2016.

[2]湖南省水利水电勘测设计研究总院.云南省迪庆州小中甸水利枢纽灌区工程实施方案[R].2016.

[3]水工建筑物[M].北京：水利电力出版社.2016.

[4]水利工程施工[M].北京：水利电力出版社.2016.

[5]机电排灌手册[M].北京：/C-并，J电力出版社.2015.