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山地灌溉工程
第一节灌溉水源的取水方式
取水枢纽又称为渠首,它的任务是从水源及时取得满足作物灌溉用水需要的水量。按工程措施的不同,取水枢纽可分为无坝取水、有坝取水、抽水取水和水库取水四种形式。
(一)无坝取水
1 、适用条件:水源(河道)的水位和流量均能满足灌溉用水的要求。
2 枢纽组成:
进水闸:控制引水流量(一般不大于枯水流量的30%)
冲沙闸:冲走进水闸前泥沙(少沙河流上可不需冲沙闸)
导流堤:导流及保证引水,平时导流,枯水时截断河流,保证引水(有些河道要求引水流量不大于河道流量的30%,以保证通航和河道的稳定),从大江大河引水时,不需导流堤。
3 、引水口位置的选定:
一般选在凹岸中部偏下游处(对顺直河流不在存在这一问题),以防止泥沙淤塞进水口和进入渠道。把取水口选在凹岸,不仅引水可靠(靠近主流、水位较高),而且可以防止泥沙入渠。通常把引水口放在弯道中部偏下游的地方,因为在这时环流作用发挥得最充分,又避开了凹岸水流顶冲的部位。
如果由于客观条件限制,取水口必须选在凸岸,则应选在凸岸中部偏上游处。该处因环流作用而造成的不利影响较小。
(二)有坝取水
1 、适用条件:河道的流量能满足灌溉要求,但水位略低于渠首的引水要求。
2 、枢纽组成:
壅水坝:抬高水位,满足灌溉引水要求;
进水闸,冲沙闸:作用同上;
防洪堤:减免或避免上游淹没损失。
关于冲沙闸:它是多沙河流低坝引水枢纽中不可缺少的组成部分。冲沙闸的底板高程应低于进水闸底板高程,以保证冲沙效果。
(三)扬水取水
1 、适用条件:河道水量丰富,但灌区位置较高,并且修建其它取水工程困难或不经济时。
2、枢纽组成: 抽水设备(水泵、动力机、管道、闸阀等)
水工建筑物(引水渠、进水池、泵房、出水池等)
辅助设施(供电设施、泵房内供排水设施、安装检修设施)
(四)水库取水
1、适用条件:(1)年或多年总来水量较丰富,但有时水量水位都不能满足灌溉要求;(2)有适当的地形(山谷)。
2 、组成:大坝(重力坝、拱坝、土石坝等)
溢洪道(正槽、侧槽;无闸控制、有闸控制等分类)
输水涵洞(涵管式、卧管式)
3 、优缺点:
优点:(1)能调节径流,(2)进入灌区的泥沙很少;
缺点:枢纽复杂,投资大;(2)淹没损失大。
蓄引提结合灌溉系统:常见的有引提结合、蓄提结合。
二、丘陵山区灌排渠系的规划布置
山丘区的水利特点是:排水比较通畅,但干旱问题比较突出。在山丘区虽然可以修建水库塘坝蓄水灌溉,但是由于其蓄水能力有限,因此干旱问题是山丘区的主要水利问题。因此山丘区灌排渠系的布置,以灌渠道布置为重点。山丘灌溉渠道布置的关键是布置干渠。
(一)干渠的两种布置形式
(1)干渠沿等高线布置
(2)干渠垂直于等高线布置
(二)支、斗、农渠布置
支渠垂直于干渠,其间距由地形条件决定。
斗渠间距一般为:400~800m
农渠间距一般为:100~200m
两种布置形式:
(1)灌排相邻适用于单一坡向地形
(2)灌排相间适用于平坦,或有微起伏
渠系建筑物规划布置
渠系建筑物指与渠道或排水沟配套的水闸、涵洞、桥梁、渡槽、倒虹吸、跌水、陡坡等建筑物。
一、渠系建筑物选型与布置的原则
1、满足使用要求
如渠道切断了道路,那么该处需设涵洞或桥梁;渠道水位不够则需建节制闸抬高水位。
2、尽量采用联合枢纽布置的形式
目的是为节省投资和管理方便。如闸与桥常联合修建,分水闸与节制闸常联合修建。
3、尽量采用定型设计和装配式建筑物
由于渠系建筑物数量很多,同一类建筑物工作条件常相近。采用定型设计和装配式结构,对简化设计,加速施工进度非常有利。
4、尽量考虑采用当地材修建
如在山丘区建渡槽、农桥可用砌石建筑,在平原地区则宜用钢筋混凝土排架渡槽。
5、多作经济比较,选择最优方案
选择较经济合理的方案。有时同一建筑物可采用不同的施工方案,这时也可通过经济比较来选择较合理的施工方案。