我国是农业大国，农业作为基础产业，发挥着不可替代的作用。我国现有大型灌区434处，是我国农业灌溉的骨干及我国重要的商品粮、棉、油基地，在农业和农村经济发展中及改善生态环境等方面有着十分重要的地位和作用。为了改善灌区工程管理状况，提高灌溉水利用效率和农业综合生产能力，1998年，国家启动了《全国大型灌区续建配套与节水改造规划》项目，经过十多年发展与建设，大型灌区续建配套与节水改造规划设计的任务仍然艰巨，对其相关技术和方法进行研究显的尤为重要。

从2009年开始，一直从事《惠亭水库灌区续建配套与节水改造》项目工作，经过7年的设计工作积累，总结出一些大型灌区续建配套与节水改造工程的主要设计思路。

1 建设内容的选择

水资源的时空分布不均，造成局部地区局部时段缺水，旱情发生的严重程度制约着当地农业发展。为进一步巩固农业的基础作用，按照当地条件及现有灌区工程的综合条件，对灌区水源、效率、环境影响等进行综合评估;根据灌区类型、经济发展水平、水土资源环境、灌排工程条件、灌区管理等因素，确定灌区节水改造优先次序和改造模式的分析方法与标准;灌区输水渠道及建筑物老化诊断技术以及防治与修复技术，建立输水渠道及建筑物老化损坏程度及影响因素判断方法与评价指标。

以规划报告建设内容为范围，以上一阶段批复的建设内容为总体目标，核减同阶段已经批复的建设内容，本着自上而下、集中连片、轻重缓急的原则，重点保证影响灌区整体效益发挥的“卡脖子”工程，确定建设内容的选择。

若进行分期可研设计，应以批复的规划报告中的建设内容为总体目标，核减之前各期已经批复的分期可研报告建设内容，在剩余的建设内容中按照上述原则确定本期分期可研的建设内容;若进行分年度实施方案设计，应以已经批复的分期可研报告建设内容为总体目标(这里需要注意的是由于各个可研报告编制的侧重点不同，并非分期可研均按照自上而下的原则确定，但实施方案的设计应结合已经批复的各期可研报告建设内容自上而下进行选择为宜，故存在一期实施方案对照多期可研报告的情况，核减各期可研已经批复的实施方案建设内容，在剩余的建设内容中按照上述原则确定年度实施方案的建设内容。

2 工程任务专项设计

由于灌区为续建配套与节水改造工程，其渠系的走向、纵向坡比、横断面尺寸、护砌结构型式，渠系建筑物的布置、纵向坡比、孔口尺寸及护砌结构型式均已确定，所以在设计的前期须对现状渠道及渠系建筑物参数进行详实的摸底调查和安全检测，从而针对现状存在的问题提出设计合理、施工方便、经济实用的方案。

现场踏勘工作对于设计工作非常重要，在现场踏勘过程中能及时发现渠道或渠系建筑物存在的表观问题，如:渠道渗漏、渠道垮塌、渠道淤积;建筑物破损、漏水、配套不完善等一系列问题，同时还能对现状渠道或渠系建筑物的护砌型式及完好性进行预估。所以一般要求在现场踏勘过程中对于重点渠段(高填方、深挖方、曾经或已经发生垮塌的渠段等)和主要建筑物(水闸、渡槽、涵洞、隧洞、倒虹吸管、泵站等)须进行实地现场踏勘，了解渠道或渠系建筑物存在的主要表观问题，对问题原因进行现场预评估，形成初步的改造方案。

2. 2渠道工程设计

渠道衬砌的主要两个目的为防渗和减糙，应结合渠道现状存在的问题合理选择渠道衬砌措施。渠道工程分以下两种情况:

 (1)渠系已经形成

灌区上游由于建管较到位，渠系基本上还保留着原有设计断面尺寸和结构型式，但由于长年失修或缺乏维护资金，渠道可能存在渗漏、变形、滑坡、淤积等问题。所以在设计过程中应结合渠道现状纵坡或断面尺寸来解决存在的问题，最大限度的发掘现有渠道的输水能力。

设计步骤:①确定渠道设计流量，②统计现状渠道参数(渠道基本参数包括渠道横断面桩号、现状渠底高程、现状渠顶高程、现状底宽、现状左右岸边坡坡比、现状护砌情况等参数)，③根据已经确定的渠系输水建筑物参数，计算现状渠道过流能力(以控制性的渠系输水建筑物为节点，根据已经确定的渠系输水建筑物参数，按照恒定非均匀流公式分段试算现状渠道过流能力)，④分析现渠道现状过流能力计算成果(现状过流能力满足设计要求和不满足设计要求两种情况对渠道提出合理的改造措施:现状渠道过流能力不满足设计要求的渠段，在确保现有渠坡安全的前提下，对渠道进行护砌，通过减少渠道糙率，看是否能满足设计过流能力的要求，若仍不满足就必须采取扩挖措施，扩挖应尽量在单侧渠坡进行扩挖，减少土石方开挖量和永久占地数量;现状渠道过流能力满足设计要求的渠段，对于填方侧渠道需进行防渗处理，对挖方侧在渠坡稳定满足设计要求，且不影响正常使用的前提下，原则上可保留现状不采取护砌措施)，⑤计算改造后的渠道过流能力，⑥确定渠道衬砌参数，完成相关设计。

 (2)渠系尚未形成

灌区下游由于建管不到位，渠系水长期无法引至下游渠系，故渠系基本上失去了灌溉功能，甚至被人为填埋。所以在设计过程中应对下游尚未形成渠系的渠道进行新建。

设计步骤:①确定渠道设计走向，②确定渠道设计流量，③计算渠道过流能力(渠道采用标准断面设计，渠道过流能力计算可采用明渠均匀流公式)，④确定渠道衬砌参数，完成相关设计。

2. 3 输水建筑物设计

设计思路:在整个输水渠系中，输水建筑物易为“卡口”，所以在设计中应首先对渠系输水建筑物进行更新改造设计，将更新改造后的输水建筑物作为控制节点，推算渠道设计参数。

设计步骤:(1)统计现有渠系输水建筑物现状参数(包括渡槽、倒虹吸管、渠道输水涵洞、隧洞等的实际桩号、现状长度、现状进出口高程、现状净空尺寸、现状护砌结构型式等参数)，(2)计算现状渠系输水建筑物过流能力，(3)结合安全检测成果提出更新改造方案(分为新建、拆除重建或维修加固等)，(4)计算改造后的渠系输水建筑物过流能力，(5)确定输水建筑物的进出口底板高程、断面尺寸等参数，(6)完成相关设计。

改造后的输水建筑物进、出口底板高程的确定是下一步渠道纵坡设定的重要依据。

2. 4泄洪建筑物和附属建筑物设计

泄洪建筑物和附属建筑物的设计需待渠道设计完成后进行。

渠系泄洪建筑物(如泄洪闸、溢流堰等)在设计泄洪流量时应考虑渠道最大过流能力，不得大于该段渠道的最大过流能力，若大于该段渠道的最大过流能力，则应在该段渠道间新增泄洪设施。

设计步骤:(1)统计现有泄洪建筑物和附属建筑物的现状参数，(2)计算现状过流能力，(3)结合安全检测成果提出更新改造方案，(4)计算改造后的建筑物过流能力，(5)确定建筑物的进出口底板高程、断面尺寸等参数，(6)完成相关结构设计。

3 结语

大型灌区续建配套与节水改造中，由于灌溉渠道系统的投资在整个灌区改造总投资中占相当大的比重，特别是渠道的开挖及衬砌费用投资很大，另外，渠道改造与当地环境的协调程度，也是值得探讨的课题。作者结合其它大型灌区续建配套与节水改造工程的成功案例总结出，既要发挥现有工程的功能，进行续建配套工程建设，又要进行节水改造工程，以保证水资源的合理配置与利用，避免水资源浪费、流失。因此节水改造工程设计的科学与否将直接影响水资源利用效率以及续建配套与节水改造工程投资在农业生产中的效益与成效。