浅谈倒虹吸工程在金沙江干热河谷地区的实际应用

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1、浅谈倒虹吸工程在金沙江干热河谷地区的实际应用永仁县水务局云南永仁651499倒虹吸工程是输水建筑物基木型式，将倒虹吸工程简化应用于金沙江干热河谷地区的人畜饮水工程和小型农W灌溉工程中，可节约工程投资，满足实用要求。关键词：倒虹吸工程实际应用;农田灌溉和人畜饮水工程;输水建筑物。1.前言永仁县位于云南省北大门、金沙江南岸，境内较大河流有4条，即.•永定河、羊蹄江、万马河、白马河，具有“河谷狭窄，山高坡陡箐深，耕地破碎,人口居住分散，人高水低”的地域特点，属亚热带季风气候，是典型的金沙江干热河谷地区。万马河属金沙江一级支流，干热河谷地形气候最明显，具有代表性。该河位于永仁县城丙

2、部，发源于大姚县昙华山北麓，由南向北经大姚桂花乡、永仁县中和镇、永兴乡，汇入金沙江。主河道全长62.5km,流域面积1027.7km2,河口多年平均流量lUmS/s，永仁县过境长38km,区间面积768km2。多年平均降雨量884.8mm,年蒸发量2794.4mm,多年平均日照2848小时，平均太阳辐射量158.34卡/cm2，多年平均气温17.7°C,多年平均霜期53.2天，多年平均风速2.5m/So万马河流域有人口17787人（永仁县境内），有耕地面积21060亩，人均占有耕地1.184亩。2.问题的提出在万马河流域沿河两岸都有农田、农户，沿河两岸均需修建沟渠才能解决农

3、FH灌溉问题。受地形限制，解决农W灌溉的主要措施是引水渠道，所有沟渠较长，沿途多经沟壑、山箐等地形复杂地段，工程投资大，效益低，水毁严重,维护费用高，群众劳动强度大。同时，随着农村生活水平不断提高，人畜活动加剧，农村饮水不安全的问题H益突出。有的村庄原有的井水出水量满足不了人畜饮水需求，有的村庄饮用水源为菁水、河水，达不到农村饮水安全的要求。随着农村水利资金的投入，如何充分利用奋限的资金，对原奋的沟渠进行防渗处理、新建农村人畜饮水工程，彻底解决绝人多数人的吃饭和吃水两人问题，是对基层水利工作者的重大考验。由于当地在河道上有修建“游索”及“竹索桥”的历史和经验。结合工程实际，

4、借鉴“游索”及“竹索桥”的经验，提出“跨河吊水”的思路，实用的“钢索悬索式倒虹吸工程”应运而生。1.工程规划、规模在工程建设中，针对沟渠的弊病，采用“倒虹吸”式输水工程，只需修建-条沟渠就可以解决沿河两岸农田灌溉，减少工程规模和工程投资，提高工程灌溉效益；采用“倒虹吸”输水工程，跨河引水，清洁的山泉水翻山越岭，无水村庄实现使用“自来水”梦想。在所建沟渠灌溉工程和饮水工程中，“倒虹吸”工程共有30多件，跨度在50米以上的工程冇13件，投资在万元以上的仅有4件，这些实用的输水工程，成为万马河流域下游沟梁和饮水工程的重要组成部分，成为金沙江干热河谷农村水利工程建设的一个特色。在所

5、建的倒虹吸输水工程中，渠道桥式结构倒虹吸工程1件，A总投资的13.8%;曲线式倒虹吸工程3件，占所在工程投资的30%左右；钢索悬索式倒虹吸工程9件，占所在工程总投资的3%—5%„2.工程布置钢索悬索式“倒虹吸”输水工程设计主要考虑河道行洪安全和工程安全，一般应避开居民区，悬索高度应不小于设计洪水位。工程一般布置于河道上，用于沿河两岸沟渠灌溉工程的连接，实现沿河两岸农田灌溉只需修建一道沟渠，或用于沿河村庄跨河的人畜饮水工程之中，解决缺水村庄的人畜饮水。工程布置如图所示。3.工程设计钢索悬索式倒虹吸工程的主要设计任务：5.1管径型号选择计算农村人畜饮水工程建设中，管道流量计算己

6、作详细计算，“倒虹吸”输水工程的管径只需对号入座使用即可。农田灌溉沟渠工程中，过水流量由灌溉面积和灌溉定额确定，管径计算采用《云南省农村人畜饮水技术手册》中的公式，计算步骤如下：A、经济流速V,从《云南省农村人畜饮水技术手册》中可查得确定；B、计算管径直d:,根据计算结果，选择接近的管径为设计值，重新校核流速V:V=Q/A=Q/0.785d2j（米/秒）。式中：d—管道直径，dj—管道计算内径，A—管道断面积（米2）。C、计算管道沿程损失水头hF=iL,水力坡降i的计算公式从《云南省农村人畜饮水技术手册》中查用，L为管道长度。计算结果hF应小于进出口水位差HA。5.2钢丝绳

7、型号选择计算钢索型号的选择主要考虑的力有：钢管自重G1、钢索及配件自重G2、该段钢管过水量G3、风阻系数等。计算步骤如下：a、选择垂跨比κ:κ=l/8一1/12，一般取1/10;b、悬索纵坐标：y=（取坐标原点在左支点上）式中，f为垂幅高（米）：L为跨距（米）；c、计算恒载W:W=G1+G2+G3，当地风速为2.5米/秒可忽略不计，单位为KN;d、计算拉力T:，式中，f为垂幅高（米），L为跨距（米），为钢索水平夹角，由公式tan=确定；f、选择钢丝直径，由《五金手册》查出钢丝直径及破断拉力［