灌溉渠首工程

为将河流、湖泊等地面水源的水引入灌溉渠道,而在引水段及干渠首部修建的工程设施。渠首工程应能保证按灌溉用水要求,从河流、湖泊水源向干渠供水。为使水位、流量经常变化的水源满足灌溉用水要求,可采用不同的工程设施对天然水流进行调节及引水。

分类

灌溉渠首工程一般分为:由水库取水的蓄水灌溉渠首工程;用引水枢纽取水的渠首工程以及利用水泵提水的渠首工程三类。

蓄水灌溉渠首工程

适用于河道年径流或多年径流总量满足灌溉要求,但其流量过程不能适应各时期灌溉所需水量的情况。此时,需拦河筑坝抬高水位,调蓄水量,形成水库;利用渠首闸或通过坝下埋管、坝内孔道、水工隧洞等向灌溉渠首引水。此类渠首工程常与水力发电、防洪或其他水利事业相结合,以达到综合利用水资源的目的。

引水灌溉渠首工程

当流量过程能满足灌溉要求时,为引取设计流量,需在进水口附近修建一个或几个水工建筑物的引水枢纽。引水枢纽可分为无坝引水及有坝引水两大类。无坝引水的主要建筑物是进水闸,必要时在进水口前设置导流坝,在河流的天然状况或水位稍有壅高的情况下引水。无坝引水枢纽主要用于防沙要求不高、水源水位能满足要求的情况。有坝引水除在渠首修建进水闸外,还需拦断河流修建壅水坝或拦河闸。枢纽通常还应有冲沙闸、防沙设施及上下游整治建筑物等。有坝引水枢纽由于坝高及上游库容较小,一般只能壅高水位,没有或仅在很小程度上起调节流量的作用,通常适用于河道流量能满足各时期用水要求,但水位低于正常引水位的情况。

提水灌溉渠首工程

当水源来水丰富,但水位较低且不适于修建其他形式的渠首工程时,可建泵站,用水泵将水源的水抽到干渠。提水灌溉虽可缩短干渠长度及减少水量损失,但需耗费较多的能源及管理费用。

规划设计原则

灌溉渠首工程的位置在满足设计要求的前提下,应尽量靠近用水地点,以减少输水工程的投资。其规划设计应满足以下要求:

(1)根据灌溉对水质、水量的要求,有计划地供水;

(2)在多沙河流上,应采取有效的防沙措施,避免有害泥沙入渠,以防止渠道淤积及对护面、渠系建筑物等的磨损;

(3)拦阻漂浮物及冰凌进入渠道;

(4)结构简单,能对入渠流量及沙量进行控制和量测,并尽量采用现代化管理设施。

由于引水灌溉渠首工程中不设或仅设很低的拦河建筑物,故引水河段水深与天然情况下的水深相比增加不多,而引水比一般较大,在山区河流上枯水期甚至达100%。与从水库引水相比,泥沙问题显得更加突出,故在引水枢纽的规划布置中妥善解决防沙、排沙问题,常成为枢纽运行成败的关键。常用的防沙措施有:

(1)利用弯道环流作用,使表层含沙量小的水流向凹岸,含沙量大的底层水流向凸岸,将进水口设在弯道凹岸,以引取表层水;

(2)利用含沙量沿水深分布不均匀的规律,引表层较清水入渠,底层设冲沙廊道或冲沙闸等用以排沙;

(3)设置能壅高水位,降低流速,使有害泥沙下沉的沉沙槽、沉沙渠、沉沙池等,以减少入渠泥沙;

(4)在进水口设水平或倾斜栏栅,拦截大粒径底沙入渠。

发展状况

灌溉渠首工程的兴建,在中国有悠久的历史。春秋后期于晋阳(在今山西太原西南三十里)所建智伯渠,公元前246年开始兴建的郑国渠(见郑白渠),均为有坝引水。公元前256~前251年在岷江上修建了规模宏大、举世闻名的都江堰(位于今四川省灌县)无坝引水工程。中华人民共和国成立后,兴建了大量灌溉渠首工程,以满足农业迅速发展的要求。如宝鸡峡引渭工程、新疆喀什河渠首引水灌溉工程、引黄人民胜利渠无坝引水工程等,均为多沙河流上运用良好的工程实例。世界著名大型灌区的渠首工程有:苏联卡拉达里亚河上的卡姆贝尔-拉瓦特引水枢纽,美国科罗拉多河上的因皮里尔坝引水工程,印度戈西河上的戈西堰等,其引水流量均达数百立方米每秒以上。前两个工程及戈西堰东干渠渠首,分别利用人工弯道、沉沙池及冲沙廊道等防沙、排沙设施,较成功地解决了泥沙入渠问题。

参考书目
  1. 宋祖诏等:《渠首工程》(灌区水工建筑物丛书),水利电力出版社,北京,1983。