韩榕练水系连通乌石拦河闸引水工程的设计探讨

曾辉强

(广东省水利电力勘测设计研究院，广东 广州 510635)

1 工程概况

引榕灌区工程位于榕江中游右岸，灌区范围包括普宁市的梅塘、燎原、大坝、赤岗、洪阳、占陇六个镇和流沙东、流沙北二个街道，揭西县的棉湖、凤江镇共130个村，受益面积11.34万亩，灌溉水源为榕江，灌区工程于1956年建成，灌区建筑物包括中型的榕江乌石拦河闸、闸后电站、莲花水厂、渠首引水闸、引水干支渠等。灌区在乌石拦河闸上游右岸100m处取水，设计引水流量12m3/s。现状干渠总长66.56km，支渠总长364km。沿渠主要建筑物有进水控制闸、节制闸、分水闸、排洪闸、反虹管、穿河涵、渡槽、水陂、交通桥等。引榕灌区工程是一处以灌溉为主、结合排涝的水利工程。

乌石拦河闸引水工程是韩江 - 榕江 - 练江水系连通工程的子工程之一，是改善练江流域水环境污染、水生态破坏等问题的水系连通工程，工程利用现有普宁市引榕灌区工程进行挖潜，对灌区中的南干渠、夏地分干渠进行整治，在优先保证区域防洪排涝安全以及灌溉、生产生活用水的前提下，对练江流域进行生态环境补水。本文重点对工程中的夏地分干渠整治方案进行详细阐述。

2 渠道现状

夏地分干渠属于引榕灌区中东干渠的分干渠，以灌溉为主兼顾排涝，渠道上游与东干渠连接，并以反虹涵型式横穿南干渠，下游与白坑水连接，两岸主要为农田及林地，局部渠段穿过公路，总长约5.737km，灌溉面积约1850亩。

目前，渠道宽度约2～10m，高度约1.5～2m，纵向坡率约1.4∶10000，渠道现状除了埋涵段其他均为土渠，岸坡没有衬砌，渠道前4.24km渠长过水断面狭窄，且纵坡比降小，甚至出现反坡，淤积严重，过流能力大大下降，经水力计算复核，目前渠道最小断面的过流能力达不到1m3/s，每逢雨季涝灾常有发生。渠道现状见图1。

3 设计方案

夏地分干渠分为A段和B段，A段总体上为南北走向，全长4.344km，主要以连接取水为主；B段为东西走向，全长1.393km，主要以排洪为主。本次设计拟对夏地分干渠存在的问题，采用相应的工程措施，包括清淤、清障、拓浚和岸坡防护，恢复渠道的排涝输水能力，稳定岸坡，并兼顾生态景观需要，基本实现水清、流畅、岸绿。

3.1 夏地分干渠A段

3.1.1 渠道纵坡设计

夏地分干渠A段大部分渠道断面狭小，本次整治按满足设计引水流量的要求对渠道进行清淤拓宽，纵坡设计坡率以满足过流能力要求，并使流速不小于不淤流速为原则。由于渠道沿线穿越村镇，为避免过深的开挖对两岸造成影响，渠道纵坡不宜过陡，拟定为4∶10000。

3.1.2 渠道横断面设计

由于夏地分干渠A段沿线穿过城镇、村庄并紧挨房屋等建筑物，为减少对两岸占地的影响，渠道采用钢筋混凝土矩形断面，渠道断面尺寸根据当地地形条件，分别选取几组底宽进行比选。

根据渠道水力最佳断面计算矩形渠道最优断面的宽深比B/h=2。本次整治考虑到引水起点水位及引水沿线地形条件限制，选用底宽4m的渠道断面，高度1.1～1.9m，底板厚度0.4m，侧墙厚度0.3m。经计算，U型槽最大基底应力为42.0kPa，局部软基段采用抛石挤淤处理(见图2)。

3.1.3 渠顶高程复核

夏地分干渠A段为5级渠道，原渠道主要功能为灌溉渠道，渠道顶高程按引水流量控制，根据《灌溉与排水工程设计标准》(GB 50288—2018)6.4.8的规定，渠道岸顶超高按0.25倍引水水深再加0.2m控制，经复核，现状渠顶高程均满足规范要求。

图2 夏地分干渠A段整治典型断面 (单位：mm)

3.2 夏地分干渠B段

3.2.1 渠道纵坡设计

夏地分干渠B段原属排洪渠道，上游接夏地分干渠A段，下游出口接白坑水渠，现状纵坡为1∶1000，本次整治按满足设计排洪流量的要求，并考虑上下游控制点的衔接，对渠道进行清淤疏浚、固脚护岸，纵坡设计按渠道现状不变，取1∶1000。

3.2.2 渠道横断面设计

夏地分干渠B段渠道断面较大，宽度约8～10m，高度约2m。渠道现状渠内淤积严重，目前两岸为土坡，抗冲刷能力差，易产生塌坡现象。本次主要对渠道采取清淤疏浚、岸坡护脚、固岸、增设堤顶路面等措施。

图3 夏地分干渠B段整治典型断面 (单位：mm)

为避免较大范围的征地，采用占地小的直立式混凝土挡墙断面，整治后维持原有渠道宽度约8～10m，高度约2～2.5m。C20混凝土重力式挡墙高度约2.5～3.0m，顶宽0.5m，挡墙侧坡度为1∶0.5，前坡为直立面，墙趾埋深0.5m。地基采用抛石挤淤处理。渠道现状堤顶为天然泥土路，本次整治拟在堤顶单侧增设水泥石屑路面。夏地分干渠B段整治典型断面见图3。

3.2.3 渠顶高程复核

夏地分干渠B段为4级渠道，渠道顶高程按排洪流量控制，根据《灌溉与排水工程设计标准》(GB 50288—2018)7.2.6的规定，排水渠道设计水位宜低于地面(或堤顶)不小于0.2m，本次设计岸顶超高按排洪水位加0.5m控制。经复核，现状渠顶高程均满足规范要求。

4 工程施工中出现的问题及处理方法

夏地分干渠B段混凝土挡墙基础抛石挤淤在施工过程中发现局部段淤泥层较厚，现场用尾径120mm的松木桩打入建基面试探，探明淤泥夹层厚度为1.2m，继而采取1.2m抛石挤淤处理，处理后复核地基承载力不小于100kPa，满足混凝土挡墙地基承载力要求。

5 结 语

本文结合韩江 - 榕江 - 练江水系连通乌石拦河闸引水工程中夏地分干渠的设计方案，介绍了现状渠道加固改造思路及措施，并对其实际施工过程中碰到的问题进行了设计完善。由于这是一个改扩建工程，需要充分考虑现状情况，在满足安全的前提下，应尽量不破坏原有结构。设计时应与现状相结合，不断完善及改进，进行科学合理的方案设计。