浅谈黄松甸镇水源工程渗渠设计

　　［摘要］本文以蛟河市黄松甸水源渗渠工程为例，阐述了工程的基本情况，渗渠坝址的确定，工程地质，渗渠布置，论述了截潜流；截水墙；设计理念。
　　［关键词］截潜流；天然膜料；渗渠布置
　　1、基本情况：黄松甸镇位于蛟河市区东32公里处。东和南与敦化市交界，西与南岗子乡、乌林乡、白石山镇接壤，和前进乡为邻，面积623平方公里。现有镇内人口3500人，林业人口4898人，全镇现有住户2623户、8398人、牲畜66头。黄松甸镇是地方病（高寒山区病）重患区之一，山区水质较硬，各种地方病蔓延严重危胁当地群众的身心健康，阻碍当地的经济发展。
　　为改变镇内群众饮水条件，解决群众吃水难、水质差等问题，决定2010年修建渗渠水源工程。该工程的建设，可解决该镇2623户、8398人、牲畜66头牲畜饮水安全问题，饮用水达到国家生活饮用水标准。
　　1.1渗渠的坝址的确定
　　2010年6月，由水利局领导、白林局领导、农村饮水项目办、宏鑫水利勘测设计院与黄松甸镇政府各部门相关人员参加，召开了镇内饮用水水源位置确定的现场办公论证会。
　　论证结果：渗渠浅坝水源位置，确定在位于镇政府驻地南6公里处的沙河掌和牛槽沟两条河交汇处。
　　1.2工程地质：于2010年6月25日做了现场地勘，现有河底的砂卵石含水层厚度只有50-60cm，西侧往下是强风化花岗岩层深度为1.5m，可以用钩机开挖，再往下为弱风化花岗岩，开挖难度大；东侧1.5m深以下为弱透水破碎花岗岩，开挖难度较大，裂隙深度不详，含水层材料需做透水料砂卵石置换处理。
　　潜流工程是综合性开发河道地表水和地下径流的一种地下集水工程，充分利用当地的地质条件制作截渗墙和科学布置集水渗渠，是潜流工程设计中的重要内容。充分利用当地天然的石料的不透水性选择、深度的确定、结构设计、导水管路的链接及集水池的布置形式等关系到取水量的大小。
　　2、渗渠布置
　　2.1渗渠作用。渗渠主要用以截取河流渗透水和潜流水其出水量多具有季节性变化的特点，一般枯水期出水量小，富水期出水量大。在计算渗渠的出水量时，应考虑枯水期内的最低流速大于不淤流速，当截取河流渗漏水时，渗渠有一定的净化作用，其净化效果与河水浊度及人工滤层结构有关，一般可除去悬浮物70%以上，出去细菌70-95%，除去大肠菌70%以上。
　　2.2适用条件。含水层厚度大于2m，最大4-6m，透水性较好，一般渗透系数大于10-20m/d,地下埋深不大且变化幅度较小，枯水期地下水位埋深不低于5m，在严寒地区间歇河谷中含水层较薄的地带，靠近岸边的渗渠应布置在河岸稳定、河水较清、水流较稳且有一定冲刷力的直线段或凹岸。
　　2.3工程实例
　　2.3.1总体布置。截潜流工程布置在位于蛟河市黄松甸镇政府驻地南6公里处的沙河掌河与牛槽沟河两条河的交汇处。采用非完整式集水管形式，现场地勘结果为：河道含水层为50cm，基础为强风化、弱风化岩性的花岗岩基础，岩石的不透水性好，是一个十分理想的地下储水池。设计理念是采用破碎凿岩机、钩机联合作业进行整体开挖，利用天然的岩石做为截渗墙材料，制造成完整式截渗墙166m，开挖深度为3.7mi，开挖坡比为1:0.4，在河道下游设地下拦河坝一座，坝顶高与原河底一平，既不影响河道的正常行洪，又能保证渗渠水源的供给量。在拦河坝上游设6排集水管，集水管与主河道水流方向平行布置，集水管长度为200m，集水管坡度3‰.在集水管上端、管顶面做好反滤处理，在集水管下端设集水箱，在集水箱上设取水明口和检修井，通过导流管将过滤水导入清水池，设计清水池结构尺寸为15×8×4.8m。利用清水池基础，在上面盖同规格尺寸的管理房，既节省了基础建设费用又便于工程管理，实属一举两得的设计理念。通过变频泵、自流管（充分利用地理高差，节约能源）往下游用户供水。
　　2.3.2截水墙。截水墙充分利用了工程实地的天然破碎花岗岩资源，通过机械开挖、运输、人工找平等工序的处理，达到预期的防渗效果。
　　2.3.3集水管
　　2.3.3.1进水孔及集水管。根据下面公式进行计算：F=Q/V式中：F---进水孔的总面积；Q-----设计出水量，Q=0.022m3/s;V-----进水孔允许流速，一般采用0.01m/s.经计算得F=2.2m2,如按铺设200长的集水管，每节集水管长2m，进水孔内径d=25mm计算，在每节集水管上需有88个孔。实际在定做加工时采用了108个孔，以增加过滤的渗漏量。选用内径为φ1000mm，壁厚为60mm的混凝土管，每节管长2.0m。进水孔沿上部2/3圆周布置，孔眼为25mm等径，呈梅花状布置，孔眼净距为20cm。
　　2.3.3.2集水管水量。根据无压含水层非完整式渗渠水量计算公式：Q=KL＜(H2-h02)/R.＜(t+0.5r0)h＞0.4＜(2h0-t)h0＞充满度为0.6进行分析。式中Q----集水管出水量，m3/d；K------渗透系数，87m/d;L---集水管长度，200m；H------含水层厚度，3.5m（集水管进口）；H0-------集水管内水位距含水层底板高度，2.8m；（集水口进口）；R----影响半径，30m；t-------集水管水深，0.48m；r0------集水管半径，0.5m。经计算得Q=1836.9m3/d＞需水量573m3/d.
　　结束语：该工程与2010年9月15开工，截止2010年11月30日，经过大家共同努力圆满的完成了蛟河市农村饮水安全黄松甸镇水源工程一期工程的施工任务，当清澈的生活饮用水流入到老百姓家里的时候，来百姓们的脸上，各个露出了满意的笑容。
　　经过近期的试水运行，证明该工程设计合理，施工质量合格，水量十分充足，水质良好，达到了生活应用水的标准。