摘要:方家水庫原來為1φ100水泥管泄洪灌溉洞，目前洞身已經錯位、漏水，出口消能設施損毀。閘門漏水，啟閉機不能正常工作，泄洪和灌溉放水無法運行。本次設計采用開敞氏溢洪道泄洪，埋設灌溉管用于灌溉，既保證了安全泄洪，又能保證灌溉放水，方便管理和運行，清除了水庫的安全隱患。

　　關鍵詞:水利工程論文范文,溢洪道,灌溉管,安全泄洪,消除隱患

　　1 概述

　　方家水庫位于雙陽區西側，地理位置東經125°34′,北緯43°30′。距雙陽區15km，隸屬于長春市雙陽區鹿鄉鎮方家村七社，水庫所在河流為石溪河。

　　水庫設計灌溉面積21公頃。方家水庫是一座以防洪、灌溉為主，以水產養殖為輔的綜合利用的小(2)型水庫。

　　2 灌溉管工程地質條件評價

　　原泄洪灌溉洞損壞嚴重，不能正常運行，出口消能防沖設施損毀。按病險類型劃分屬于涵、洞滲漏問題和輸水涵管損壞問題，應采取工程處理措施。

　　新建灌溉管位于大壩右端(樁號0+284)，根據工程地質剖面圖按其巖性特征由上而下分述如下：

　　壩體土：褐色粉質壤土，可塑狀態。厚度3.3m。

　　粉質壤土：褐色，可塑狀態，含鐵錳結核，滲透系數K=7.9×10-6，屬微弱透水層。揭露厚度0.6～0.8m。

　　淤泥質粉質壤土：灰色、黑灰色，濕，軟塑狀態，滲透系數K=3.9×10-6，屬微弱透水層。揭露厚度5.4～7.0m。

　　花崗巖：肉紅色，全風化成砂礫，鉆進厚度0.5m。

　　從工程地質剖面圖可知，灌溉管基底主要由粉質壤土組成，但此層較薄，建議以下臥淤泥質粉質壤土層進行驗算，其地基承載力特征值fak=100kPa，強度可否滿足建筑物設計要求。為避免產生不均勻沉陷，建議采用碎石墊層。淤泥質粉質壤土可滿足滲漏要求。淤泥質粉質壤土為強凍脹土，設計需加以考慮。施工時注意基坑排水及開挖邊坡穩定問題。

　　3 灌溉管工程設計

　　為保證下游水田灌溉，本工程在原泄洪洞位置埋設灌溉管，灌溉放水管布置于溢洪道右側，中心樁號0+284m,采用預埋鑄鐵管，進口底高程226.5米，出口接灌溉渠道，放水管上游側設置閘閥，閘閥布置于檢修井內，檢修井采用鋼筋混凝土結構。

　　3.1灌溉管路型式及管路布置

　　根據壩體斷面尺寸、地形條件確定灌溉管走向，本工程灌溉管埋設于原泄洪洞處，將原泄洪洞拆除后埋設灌溉管。灌溉管進出口管底高程均與死水位齊平，為226.5m，擬采用φ300mm鑄鐵管，管中心高程226.65m。根據管路布置，管路總長度27.6m。根據《水力學》關于管流的計算原理，本工程的灌溉管按簡單長管計算。

　　3.2 灌溉管過水流量

　　水庫設計灌溉面積21公頃，核算為315畝，根據《長春市雙陽區小型農田水利重點縣工程》設計資料，雙陽區水田高峰期用水流量模數為η=0.0234m3/s/100畝。

　　計算公式：Q=η×F

　　公式中：Q-流量;m3/s

　　η-水田用水流量模數，η=0.0234m3/s/100畝

　　F-設計灌溉面積，本工程315畝

　　經過計算：Q=0.074m3/s=74升/s

　　3.3 灌溉管作用水頭

　　方家水庫正常高水位為229.0m，根據水庫運行管理經驗，水庫歷年放水的最低水位為227.0m，根據管路布置，出口管中心高程為226.65m，因此灌溉管的計算水頭范圍為0.35～2.35m。

　　3.4 灌溉管直徑D選擇

　　按設計方案，灌溉管采用鑄鐵管，通常按正常舊管計算管道糙率n取0.0125。

　　擬定φ200mm、φ250mm、φ300mm、φ400mm各種方案進行比較。

　　計算公式：Q=K×(H/L)0.5

　　公式中：Q-流量;m3/s

　　K-管路流量模數，與管路斷面尺寸糙率有關，查附表得到。

　　H-管路計算水頭

　　L-管路長度，本工程為27.6m。

　　通過上表比較知道，灌溉管選擇直徑300mm時，在最低水位時灌溉管放水流量為0.113 m3/s>灌溉需水流量0.074 m3/s，滿足灌溉要求，而且經濟適用，因此本次設計灌溉管直徑選擇直徑為300mm的鑄鐵管。

　　3.5 結構形式

　　閥門井為鋼筋混凝土結構，頂高程230.3m，設置井蓋，井內凈尺寸1.0×1.0m，設置簡易爬梯。井內設DN300閘閥一個。

　　鑄鐵管總長27m,管基礎采用20cm厚素混凝土基礎，混凝土包到管道中心。

　　灌溉管出口接出水池，池尺寸2.2×2.4m，深1.0m，按構造布置消力坎0.2m，出口接灌溉渠道。

　　4 結論

　　小型水庫以防洪灌溉為主，以往的設計都是設置泄洪兼灌溉洞，采用啟閉設施控制，泄洪閘門在灌溉期間頻繁啟動，增加了啟閉設備的損毀幾率，小型水庫灌溉面積均較小，安全防洪為主，本次設計充分考慮到這一點，單獨埋設灌溉管用于放水，采用閘閥控制，降低了工程造價，同時設置開敞氏溢洪道用于泄洪，方便水庫管理和運行，既消除了安全隱患，又能保證灌溉放水，同時降低工程投資，在小型水庫設計中值得借鑒。

　　參考文獻：

　　(1)中國水利水電出版社《水力計算手冊》武漢大學水利水電學院水力學流體力學教研室李煒主編

　　(2)水利出版社《水力學》陜西省水利學校主編