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摘要：通过对渠系工程运行过程中存在的常见问题的分析, 提出了渠道系统、渠系建筑物及渠道信息化改造的主要原理及技术, 为灌区渠系工程功能正常发挥提供了依据。
关键词：灌区渠系; 改造设计; 问题; 对策；
引言：
随着社会经济的不断发展，工业化、城市化、以及农业产业化建设进程不断加快，各业生产生活对水的需求量不断增加，应进行灌区改造总体规划，应对灌区渠首工程、渠系工程规模进行复核。
灌区渠系统的改造常见问题
随着社会经济的不断发展, 工业化、城市化以及农业产业化建设进程不断加快, 生产、生活对水的需求量不断增加, 不少灌区水源工程的来水量因上游开发利用或修建枢纽控制型工程而发生了变化; 大多数灌区, 由于农业结构的调整和管理、运行模式及新技术的运用,使得需水流量过程发生了显著改变。来水和用水两方面的变化以及工程老化、失修等原因使得原有的渠首工程不能满足下游的用水要求, 应进行灌区改造总体规划,对灌区渠首工程、渠系工程规模进行复核。
1. 选择设计保证率和分析水源可供水量、流量、水源水位等参数不合理相关参数在设计中选取不合理或考虑不细致、全面, 使工程建成后与实际运行偏差较大,后续工程无法配套或无法实施, 导致工程不能达到预期效果。
2. 对原有渠首工程的改造要根据区域性、整体规划的要求, 尽可能地增辟水源, 在中下游地区兴建调节水库, 确保对下游供水的稳定性。
3. 灌溉面积、引水流量、渠首水位的复核灌区的设计灌溉面积、有效灌溉面积、实际灌溉面积相差很大, 灌区经过多年运行, 环境条件发生了不同程度的改变, 应按实际灌溉面积进行统计。同时, 应分析统计灌区作物种植结构, 根据现代农业发展趋势和节水型技术应用,分析不同作物的灌溉制度及定额, 确定灌区引水流量。
4. 灌区水土平衡分析根据计算复核后的水源来水流量、水位和灌区需水流量、渠首设计水位进行来、用水平衡分析, 确定满足灌区改造要求的流量、水位条件, 校核渠首引水枢纽工程规模、尺寸, 提出应该改造的工程项目、改造措施及其规模。
5. 渠首控制工程的改造对有坝取水工程, 计算溢流坝长度、堰顶高程、非溢流坝坝顶高程及泄洪、冲砂、引水闸宽度、底高程等工程参数, 分析上、下游防护工程改造范围, 确定工程的改造方案。
6. 河道悬移质及推移质含沙量要进行收集调查、分析计算, 计算的结果是否准确将影响到渠首改造方案的选取及确定冲砂宽度。
灌区渠系统的改造
1）在改造规划中，当渠道设计流量改变时，其纵横断面形式、尺寸相应也要改变。渠道横断面形式、尺寸改造是在原渠道的基础上，对横断面进行拓宽、缩垫、整修，以满足灌区引水流量和水位的要求。
2）渠道防渗改造包括土料防渗、砌石防渗、塑膜防渗、混凝土防渗等类型。要调查分析清楚渠道损坏原因，并进行计算确定相应的防渗形式改造。如渠道是冻胀破坏的，要增加戈壁垫层厚度，增加排水措施等；冲刷破坏的，要调整渠道纵坡、修建陡坡、跌水等，避免渠道再遭破坏。
3）防渗改造除选择经济合理的防渗形式和横断面形式外，由于衬砌材料的改变，断面糙率发生了改变，渠道流速、设计水位也必将发生变化。因此，应对改造渠道进行全面复核，计算水位衔接情况，采取必要的工程措施满足渠道上下级分水要求。
2）对陡坡渠道或非棱柱体渠道, 若渠底宽固定不变, 可采用BⅡ型降水曲线或查尔诺门斯基方法计算;对底宽渐变的陡槽段则可用查氏方法分段详算。
3） 消能设施的水力计算, 采取底流式消能可以采用A·C:巴什基洛娃图表计算。由于巴氏对各种消能设备的计算方法与步骤均较明确、详细, 计算省时又能保证精度; 但是我们在选定消能设施的尺寸时应该留有余地,对于一些重要的大中型工程其水力计算成果还应通过模型试验加以验证; 至于挑射消能计算, 目前还未找到一种比较成熟适用的计算方法。
渠系建筑物改造
建筑物的改造主要包括以下3 种：
1．除险加固。包括建筑物主体部分或基础部分严重老损，如底板被淘空，基础发生渗流、管涌、流砂、侧流等破坏，由于地基承载力不足引起的建筑物变形、折断和整体倒滑等，影响建筑物安全的工程改造。
2. 恢复功能。如基础部分、主体部位丧失功能，淤积、变形严重，部分结构引起的功能下降，引水量不能满足灌溉要求，以改建、扩建恢复建筑物局部功能为目的的工程改造。
3. 整修补强。主要表现在局部破损严重，裂缝，混凝土碳化，老化剥落，刚进外漏，进出口断面损坏，主体建筑物部分丧失功能，以整修补强为目的的工程改造。
4. 结构计算。无论哪种类型的改造，都应对损坏原因进行调查研究，选择合适的方案进行设计，重新核算建筑物安全系数，精心组织施工，按照基本建设要求进行项目管理，确保工程质量。①对于大中型陡坡的护砌厚度应满足滑动安全，设置伸缩缝沉陷缝以后，坡面砌护类似大面积薄板，故对基础应力以及倾复稳定一般可不须计算，其主要控制条件是滑动稳定，作用在护面上的滑动力主要有水流拖泄力、砌体自重顺坡方向的分力及护面凸体（如伸缩缝）产生的阻力；抗滑力则包括砌体自重垂直坡面的分力和水流静压力（需扣除高速水流的脉动压力）、护面上的上举力和渗透压力，其抗滑安全系数应不小于1.3~1.5 即为安全。②消力池、水闸底板厚度应满足抗浮稳定要求，由于底板四周边界的约束作用，一般没有滑动问
渠道信息化工程改造
渠系信息化改造，即通过遥测系统、远程监控系统、决策支持系统和人机对话系统，对渠系的输水、配水、水量、水位、水质进行监测，河道、水库、渠道工程及城市防洪预警预报，各分水口水闸启闭遥控动态自动化管理及控制。
(1)提高灌概水利用效率，促进节约用水。通过对斗渠以下工程的改造．渠道防渗配套工程的实施．项目区末级渠系灌溉水利用率大幅提高．显著改善了现有工程状况，减少了末级渠道在输水过程巾的渗漏损失。通过完善计量设施，初步解决了计量不清的问题，提高了用水的透明度。
(2)稳定灌区的灌溉面积。有效增加粮食产量。通过灌区的项目建设，稳定扩大了灌溉面积．有效遏制了灌溉面积减少的趋势。改变了过去由于灌区田问工程老化严重，部分农田无法灌溉的情况．提高了灌溉用水保证率。
(3)减少工程管护费用，降低农业生产成本。通过对斗渠以下工程的改造，提高了工程标准．减少了输水损失，减少了农民的水费支出，直接降低了农业生产成本。
(4)推动终端水价改革，开展计量收费工作。在试点区通过农户用水组织的建立和推行，全面实行计量收费和终端水价。建立了水价、水费公示制度，促进了农业节水和减轻农民负担。
结束语：
针对渠系改造工程常出现的问题, 应从资料收集、规划布局、水利计算及结构计算层层把关, 保证工程安全经济可行。
参考文献：
《灌溉与排水工程设计规范》GB50288- 99.
《渠道防渗工程技术规范》SL18- 2004.
[3]《水工建筑物抗冰冻设计规范》GB/T50662-2011
[4]《水闸设计规范》SL265- 2001.
[5] 冯广志.渠系改造.
关键词：灌区渠系; 改造设计; 问题; 对策；
引言：
随着社会经济的不断发展，工业化、城市化、以及农业产业化建设进程不断加快，各业生产生活对水的需求量不断增加，应进行灌区改造总体规划，应对灌区渠首工程、渠系工程规模进行复核。
灌区渠系统的改造常见问题
随着社会经济的不断发展, 工业化、城市化以及农业产业化建设进程不断加快, 生产、生活对水的需求量不断增加, 不少灌区水源工程的来水量因上游开发利用或修建枢纽控制型工程而发生了变化; 大多数灌区, 由于农业结构的调整和管理、运行模式及新技术的运用,使得需水流量过程发生了显著改变。来水和用水两方面的变化以及工程老化、失修等原因使得原有的渠首工程不能满足下游的用水要求, 应进行灌区改造总体规划,对灌区渠首工程、渠系工程规模进行复核。
1. 选择设计保证率和分析水源可供水量、流量、水源水位等参数不合理相关参数在设计中选取不合理或考虑不细致、全面, 使工程建成后与实际运行偏差较大,后续工程无法配套或无法实施, 导致工程不能达到预期效果。
2. 对原有渠首工程的改造要根据区域性、整体规划的要求, 尽可能地增辟水源, 在中下游地区兴建调节水库, 确保对下游供水的稳定性。
3. 灌溉面积、引水流量、渠首水位的复核灌区的设计灌溉面积、有效灌溉面积、实际灌溉面积相差很大, 灌区经过多年运行, 环境条件发生了不同程度的改变, 应按实际灌溉面积进行统计。同时, 应分析统计灌区作物种植结构, 根据现代农业发展趋势和节水型技术应用,分析不同作物的灌溉制度及定额, 确定灌区引水流量。
4. 灌区水土平衡分析根据计算复核后的水源来水流量、水位和灌区需水流量、渠首设计水位进行来、用水平衡分析, 确定满足灌区改造要求的流量、水位条件, 校核渠首引水枢纽工程规模、尺寸, 提出应该改造的工程项目、改造措施及其规模。
5. 渠首控制工程的改造对有坝取水工程, 计算溢流坝长度、堰顶高程、非溢流坝坝顶高程及泄洪、冲砂、引水闸宽度、底高程等工程参数, 分析上、下游防护工程改造范围, 确定工程的改造方案。
6. 河道悬移质及推移质含沙量要进行收集调查、分析计算, 计算的结果是否准确将影响到渠首改造方案的选取及确定冲砂宽度。
灌区渠系统的改造
1. 灌区渠系改造的原则
由于大多数灌区都已经运行了几十年，随着社会经济的发展，农业种植结构调整及小城镇建设等因素的变化，不少灌区的渠线布置方式已不再满足灌区社会经济发展的要求；不少灌区由于建设中属于“三边”工程，原有的渠道本身布置就不尽合理，如干渠沿线直挂斗、农渠，渠系与其它建筑物交叉混乱等，对明显的不合理的渠线进行调整合并，按照“层次明确、长度较短、经济合理、便于管理”的原则进行改线、改建，理清灌排体系。2. 渠道断面
包括渠道的横断面形式、尺寸、防渗形式、抗冻改造等。1）在改造规划中，当渠道设计流量改变时，其纵横断面形式、尺寸相应也要改变。渠道横断面形式、尺寸改造是在原渠道的基础上，对横断面进行拓宽、缩垫、整修，以满足灌区引水流量和水位的要求。
2）渠道防渗改造包括土料防渗、砌石防渗、塑膜防渗、混凝土防渗等类型。要调查分析清楚渠道损坏原因，并进行计算确定相应的防渗形式改造。如渠道是冻胀破坏的，要增加戈壁垫层厚度，增加排水措施等；冲刷破坏的，要调整渠道纵坡、修建陡坡、跌水等，避免渠道再遭破坏。
3）防渗改造除选择经济合理的防渗形式和横断面形式外，由于衬砌材料的改变，断面糙率发生了改变，渠道流速、设计水位也必将发生变化。因此，应对改造渠道进行全面复核，计算水位衔接情况，采取必要的工程措施满足渠道上下级分水要求。
3. 水力计算为使水力计算与工程特性相一致, 正确选用计算公式十分重要。
1） 对于一般渠道水流恒定、渠槽长而直、底坡沿程不变的棱柱体渠道可直接用明渠恒定均匀流公式计算。2）对陡坡渠道或非棱柱体渠道, 若渠底宽固定不变, 可采用BⅡ型降水曲线或查尔诺门斯基方法计算;对底宽渐变的陡槽段则可用查氏方法分段详算。
3） 消能设施的水力计算, 采取底流式消能可以采用A·C:巴什基洛娃图表计算。由于巴氏对各种消能设备的计算方法与步骤均较明确、详细, 计算省时又能保证精度; 但是我们在选定消能设施的尺寸时应该留有余地,对于一些重要的大中型工程其水力计算成果还应通过模型试验加以验证; 至于挑射消能计算, 目前还未找到一种比较成熟适用的计算方法。
渠系建筑物改造
建筑物的改造主要包括以下3 种：
1．除险加固。包括建筑物主体部分或基础部分严重老损，如底板被淘空，基础发生渗流、管涌、流砂、侧流等破坏，由于地基承载力不足引起的建筑物变形、折断和整体倒滑等，影响建筑物安全的工程改造。
2. 恢复功能。如基础部分、主体部位丧失功能，淤积、变形严重，部分结构引起的功能下降，引水量不能满足灌溉要求，以改建、扩建恢复建筑物局部功能为目的的工程改造。
3. 整修补强。主要表现在局部破损严重，裂缝，混凝土碳化，老化剥落，刚进外漏，进出口断面损坏，主体建筑物部分丧失功能，以整修补强为目的的工程改造。
4. 结构计算。无论哪种类型的改造，都应对损坏原因进行调查研究，选择合适的方案进行设计，重新核算建筑物安全系数，精心组织施工，按照基本建设要求进行项目管理，确保工程质量。①对于大中型陡坡的护砌厚度应满足滑动安全，设置伸缩缝沉陷缝以后，坡面砌护类似大面积薄板，故对基础应力以及倾复稳定一般可不须计算，其主要控制条件是滑动稳定，作用在护面上的滑动力主要有水流拖泄力、砌体自重顺坡方向的分力及护面凸体（如伸缩缝）产生的阻力；抗滑力则包括砌体自重垂直坡面的分力和水流静压力（需扣除高速水流的脉动压力）、护面上的上举力和渗透压力，其抗滑安全系数应不小于1.3~1.5 即为安全。②消力池、水闸底板厚度应满足抗浮稳定要求，由于底板四周边界的约束作用，一般没有滑动问
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题，因此仅需对其抗浮要求进行稳定计算。作用在底板上的上浮力包括渗透压力、脉动压力、底板上凸出体产生的上举力，以及下游消力池水深与水跃段内压力差。抗浮力包括底板的浮重和底板上的水重，其抗浮安全系数不小于1.3~1.5 即为安全。渠道信息化工程改造
渠系信息化改造，即通过遥测系统、远程监控系统、决策支持系统和人机对话系统，对渠系的输水、配水、水量、水位、水质进行监测，河道、水库、渠道工程及城市防洪预警预报，各分水口水闸启闭遥控动态自动化管理及控制。
五、预期渠系改造效益分析
根据渠系改造工作安排，各地在进行节水改造过程中探索性地开展工作．初步建立了新型终端渠系管理体制和运行机制，为末级渠系改造和终端水价改革做了有益的探索，并取得了很好的效果。(1)提高灌概水利用效率，促进节约用水。通过对斗渠以下工程的改造．渠道防渗配套工程的实施．项目区末级渠系灌溉水利用率大幅提高．显著改善了现有工程状况，减少了末级渠道在输水过程巾的渗漏损失。通过完善计量设施，初步解决了计量不清的问题，提高了用水的透明度。
(2)稳定灌区的灌溉面积。有效增加粮食产量。通过灌区的项目建设，稳定扩大了灌溉面积．有效遏制了灌溉面积减少的趋势。改变了过去由于灌区田问工程老化严重，部分农田无法灌溉的情况．提高了灌溉用水保证率。
(3)减少工程管护费用，降低农业生产成本。通过对斗渠以下工程的改造，提高了工程标准．减少了输水损失，减少了农民的水费支出，直接降低了农业生产成本。
(4)推动终端水价改革，开展计量收费工作。在试点区通过农户用水组织的建立和推行，全面实行计量收费和终端水价。建立了水价、水费公示制度，促进了农业节水和减轻农民负担。
结束语：
针对渠系改造工程常出现的问题, 应从资料收集、规划布局、水利计算及结构计算层层把关, 保证工程安全经济可行。
参考文献：
《灌溉与排水工程设计规范》GB50288- 99.
《渠道防渗工程技术规范》SL18- 2004.
[3]《水工建筑物抗冰冻设计规范》GB/T50662-2011
[4]《水闸设计规范》SL265- 2001.
[5] 冯广志.渠系改造.