太原市敦化大闸自流灌区改造工程可行性研究报告

　　摘要：通过对太原市敦化大闸自流灌区现状及未来发展的预测，经过水量平衡，提出合理的敦化大闸自流灌区改造工程方案，以恢复潇河敦化大闸自流灌区，实现项目区内的生态效益和经济效益。
　　关键词：潇河；敦化大闸；恢复灌区
　　
　　敦化大闸枢纽工程位于潇河下游太原市清徐县境内赵家堡村东南，同戈村东北约1km处，工程以防洪为主，兼顾兴利，进行引洪灌溉，原控制自流灌溉面积为太原市小店区和清徐县境内的7个乡镇43个村庄的15.2万亩农田。
　　1、项目建设的必要性
　　当地农民自古有引洪灌溉的习惯，边山洪水泥沙含量大，使耕地土质肥沃。
　　敦化大闸自流灌区北部为小店区，南部为清徐县。灌区始建于1952年，1958年兴建敦化大闸，该闸位于潇河干流上，根据资料记载，工程建成当年即首遇830m3/s的洪峰流量的考验，1962年7月15日遭遇历史上特大洪水，洪峰流量达1420m3/s，上游水位壅高5.5m，泄水建筑物仍然坚固，但随着水位下降，枢纽工程下游东西两边发生下沉和裂缝。1962年9月进行了加固工程，工程完成后保障了交通运输的畅通，并可灌溉全区15.2万亩农田，当时每年保证普浇洪水一次和秋冬浇2~3次的灌溉，使产粮区农业生产稳产高产，确保沿河两岸人民生命财产的安全。
　　2008年底太原市水利勘测设计院对敦化大闸进行了安全鉴定，工程主要存在问题：⑴上游铺盖、下游消力池被淤积土覆盖，经挖坑检查，砌石结构损坏严重；⑵启闭机房地板开裂，混凝土风化，公路桥成为危桥；⑶闸门为木质结构，门体变形严重，启闭机大部已损坏，处于报废状态；⑷大闸电缆及配电设施老化破损严重；⑸敦化大闸无观测设施。
　　2、水量平衡分析
　　根据敦化大闸建闸以来洪水资料分析，年可利用洪水灌溉量平均为218万m3。通过汾河一坝灌区东干二支渠引用汾河库水38.88万m3。2002年，小店区水务局与杨家堡污水处理厂等签订了有偿供水协议，将处理后的中水排入北张退水渠供沿线农田灌溉利用，年中水资源量为12362.11万m3。
　　根据计算，灌区年可利用地表水量为12618.99万m3。
　　改造完成后，灌溉面积达到6.98万亩，在P=50%中等干旱年综合灌溉定额为140m3/亩，总灌溉需水量为976.85万m3。太榆退水渠最小流量3.93m3/s，满足灌区需水量和最大提水流量3.6m3/s的设计要求。
　　3、项目总体布局与工程设计方案
　　3.1项目总体布局
　　根据现场勘察和水土平衡分析计算，确定敦化大闸自流灌区改造设计布局为：⑴对敦化大闸进行加固改造，提高水闸的防洪和水源调蓄供水功能，保证灌区灌溉供水；⑵统一调配灌区范围内潇河洪水、太榆退水渠中水和外调汾河库水，兴建引调水工程，将水提至敦化大闸，调蓄后向灌区自流供水；⑶在灌区内部抓好节水改造和建筑物更新配套，提高灌区灌溉水平和能力建设，恢复灌区灌溉面积，改善灌区灌溉条件。
　　3.2水源及渠首工程改造设计
　　⑴水源大闸改造工程
　　根据《潇河敦化大闸枢纽工程安全鉴定论证报告》评价结果，对大闸主要存在问题进行加固改造：
　　①对大闸上下游进行清淤，设计对库内蓄水回水范围长2km和闸下游海子长600m的河道进行清淤，清淤深度2.0m，设计调蓄库容58.73万m3。
　　②将闸墩、边墙浆砌石结构损坏部位进行拆除清理，采用M7.5水泥砂浆砌条石重新砌筑。将损坏的上游铺盖、下游消力池和海漫进行清理后重新砌筑片石。
　　③启闭机房拆除重建，采用C25钢筋砼梁板柱结构，启闭机房宽4.0m，高2.5m，启闭机梁断面为0.4×0.6m，公路桥采用C25钢筋砼桥板。
　　④将闸门全部更换为平板钢闸门，孔口尺寸4.2×4.4m。闸门门体由门叶结构、封水装置、支承滑道和侧轮等组成，闸门为双吊点吊点间距2.2m。启闭机型号选用QPQ-2×100kN。检修闸门选用叠梁式平板钢闸门，每套闸门分3节，共设3套，单节叠梁闸门孔口宽4.2m，高1.5m。
　　⑤将电气设备全部更换，拟申请两回路10kV供电电源，一用一备，保证工程的正常的运行。铺设电缆560m，配套配电柜18套，动力配电箱1套、照明配电箱1套。
　　⑥设计在敦化大闸设置大闸位移沉降、水位、流量、降雨量观测项目。
　　⑵补水工程设计
　　在侯家寨村西的太榆退水渠与汾河一坝东干二支渠交叉口处新建灌区中水补水泵站，将水提至东干二支渠，主要建设项目有：进出水池、泵房、管理房、机泵、配电柜、变压器及附属设备配套。设计安装轴流泵3台，设计提水能力3.6m3/s，扬程达到灌区灌溉最大流量要求，配套安装配电柜3面，变压器1台，新建管理房50m2。
　　⑶渠道防渗设计
　　设计对灌区的枫林干渠、敦化一支渠和新建北干渠进行防渗处理。设计采用现浇C20混凝土衬砌防渗，渠底及阳坡厚度为15cm，阴坡为20cm。并在混凝土中用8#铁丝布置成网，横断面每米1根，纵断面配置2根。压条尺寸为800×400×120mm（长×宽×厚）。每隔8m设置一条伸缩缝，用沥青油毡板条填充。
　　⑷渠系建筑物改造设计
　　敦化大闸自流灌区渠道防渗改造需新建和改造渠道建筑物共25处。主要项目包括：对枫林干渠改造分水节制闸1处、分水闸2处、车桥6处；北干渠新建太徐公路涵洞、208国道倒虹、东干二支渡槽、太榆退水渠渡槽、分水闸5座、车桥4座；敦化一支渠改造涵洞1处、分水闸2座、车桥2座。
　　以新建的北干渠渠道建筑物作为典型设计。
　　在北干渠进水闸后修建南格分水闸，设计分水流量0.3m3/s，分水闸采用开敞式，现浇C20钢筋混凝土结构，安装钢筋混凝土平板闸门，设计孔口尺寸1.0×1.0m，采用手摇螺杆式启闭机。
　　各级渠道断面尺寸及改造设计表
　　表3-1
　　渠系 段
　　(防渗长度) 渠型 设计
　　流量
　　(m3/s) 纵坡 边坡
　　系数 渠底
　　宽
　　(m) 设计
　　水深
　　(m) 设计
　　渠高
　　(m) 备注
　　枫林干渠 8450 现浇砼 28 1/2000 1.0 3.5 2.66 3.0 清淤
　　衬砌
　　北干渠 11554 现浇砼 0.83 1/2000 1.0 0.8 0.75 1.1 新建
　　敦化一支渠 2680 现浇砼 4.2 1/3500 1.2 1.5 1.50 1.8 清淤
　　衬砌
　　4、项目环境影响评价
　　工程建成后，由于灌溉用水有部分渗漏，灌溉时还有退水，因此，使地下水逐年得到补给，做到采补平衡，改善地下水条件。灌溉用水取用潇河洪水、城市中水和外调汾河水，水源条件得到改善，能使土壤水分运动向良性循环，改善了土壤、水、肥、气、热状况，使土壤结构向更有利于作物生长的方向发展，同时可防止土壤产生次生盐碱化。环境有利影响是主要的、长远的，不利影响是次要的、暂时的，通过一定水保措施，是可以消除的。
　　5、项目投资估算及资金筹措
　　根据水利厅晋水规计(2003)716号文发布的《山西省水利水电工程设计概（估）算编制规定》和晋水规计(2009)891号文，计算工程总投资6322.68万元。工程部分总投资6302.68万元，其中：建筑工程4834.74万元，机电设备及安装工程274.43万元，金属结构设备及安装工程390.40万元，临时工程219.32万元，独立费用283.66万元，基本预备费300.13万元。不计价差预备费，不贷款。水土保持和环境保护工程部分总投资20万元。
　　项目总投资中争取国家财政资金75%，县、乡（村）自筹25%。国家财政资金4742.01万元，自筹资金1580.67万元。
　　6、经济评价
　　依据《水利建设项目经济评价规范》（SL72-94）和国家发展改革委、建设部2006年7月发布的《建设项目经济评价方法与参数》（第三版），对本工程进行经济评价。本项目为灌区改造工程，考虑到渠道防渗的使用年限，经济计算期取为32年，其中前两年为施工期，工程运行期30年。由于灌区工程属于公益性设施所以本工程主要进行国民经济评价，财务评价只对供水成本进行分析。各指标为：经济内部收益率（EIRR）=16.44%＞6%；经济净现值（ENPV）=7415.93万元＞0；经济效益费用比（EBCR）=2.060＞1；投资回收年限为9.12年。
　　本工程单位面积投资为905.83元/亩。灌区灌溉用水增加的单位供水成本为0.33元/m3。
　　7、结论及建议
　　根据山西省政府晋政办函【2009】37号文批复，09年4月19日，潇河灌区正式移交晋中市。位于太原市境内的灌区将需要重新整合，确保农业生产的稳定。通过对上述需要建设工程项目的设计及分析，说明本工程在技术上是可行的，经济上也是合理的，效益显著，建议工程尽早实施，解决当地群众农业生产的需要。
　　
　　参考文献：
　　【1】 李代鑫，最新农田水利工程规划设计手册，北京：中国水利水利电出版社，2006年
　　【2】 鲁刚，新编农村供水工程规划设计手册，北京：中国水利水利电出版社，2006年

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