隨著工農業(yè)生產的發(fā)展，人口的逐漸增加，城市化進程的加快，使本來就十分緊張的水資源更加危急，為充分合理利用水資源，各級水利部門選擇的共同突破點就是大、中、小型水庫灌區(qū)防滲配套建設，特別是對有自壓條件的中、小型水庫灌區(qū)實施管灌、噴灌、微噴灌、滴灌等先進灌水方法，建設自壓供水水廠，解決人畜及工農業(yè)生產、生活用水，達到節(jié)約用水、合理科學用水的目的。如何成功將水源工程與用水系統(tǒng)聯(lián)接，滿足供水系統(tǒng)壓力要求，是水庫自壓供水的一個技術難題。該技術引起了費縣水利部門的高度重視，幾年來抽出專門工程技術人員，從事中、小型水庫自壓節(jié)水灌溉技術和水庫自壓供水水廠技術開發(fā)研究，現(xiàn)已建成自壓供水工程8處,發(fā)展大棚瓜菜滴灌、管灌2khm2，糧田噴灌1.5khm2，年增糧食920萬kg，建自壓供水水廠2處，解決吃水人口2.5萬人，年供水能力182萬m3，年增經(jīng)濟效益1652萬元，年節(jié)約燃料動力費84萬元，該系列課題多次獲市、縣科技進步獎，在自壓供水方面也積累了一些經(jīng)驗。現(xiàn)僅就首部系統(tǒng)取水方式及應注意的問題簡述如下，以供參考。
1 引水工程形式分析
1.1 從水庫放水洞引水
該縣水庫放水洞多采用有壓涵管、有壓涵洞、無壓涵洞等幾種形式，為充分利用水庫水位壓力發(fā)展自壓供水，不同形式放水洞的水庫自壓引水應采取不同的工程技術措施。
1.1.1 有壓涵管或有壓涵洞自壓供水
從水庫放水洞有壓涵管或有壓涵洞引水進行自壓供水，應以不影響水庫調洪和其它方面的供水，且壓力不超過原設計壓力為原則，把放水洞出口進行改造，安裝三通管進行供水分流，并分別安裝閘閥或閥門，以滿足不同的供水要求。
1.1.2 無壓放水涵洞自壓供水
無壓放水涵洞是設在水庫放水閘下游的無壓放水廊道，廊道多為拱形，斷面較大，水庫放水時，廊道內水流為自由出水，無有壓力。從這種形式的放水洞內進行有壓引水，需在放水涵洞內安裝壓力管道，其壓力管鋪設有兩種形式：一種是將壓力管道直接接到放水洞入口，原放水洞閘門即為壓力管總閘，接頭預埋鋼筋用混凝土或漿砌石固定，不得滲漏。這種方法即把原無壓放水涵洞改為有壓放水涵管，放水涵管按所用材料分鋼筋混凝土管、鋼管、鑄鐵管、PVC塑料管、PE塑料管，不論采用何種管材，均應嚴格按操作規(guī)程施工，并加以保護。優(yōu)點是不受水庫水位的限制，施工條件較好，是水庫自壓供水較理想的連接方式。另一種是把壓力管在洞內局部布設，在原放水洞水閘一側直通水庫，取水不受原放水洞閘門控制，此法缺點是放水洞放水時易沖刷洞內壓力管，安裝時應搞好管道固定，施工難度大，且受庫內水位限制，只能降至一定水位時方可施工，這種接法一般不宜采用。
1.2 破壩引水
破壩引水需對壩體進行大開挖，然后安裝有壓管道進行自壓引水，這種方法需要破壞壩體，施工難度大，造價高，還有可能危及大壩安全，一般情況下不宜采用。
1.3 倒虹吸引水
倒虹吸引水可把虹吸管埋設于壩坡下面，不需大范圍破壩，施工較簡單，可縮短工期，節(jié)約投資，但需要抽真空設備，運行管理要求嚴格，對管材質量要求也較嚴格，其安裝高度需經(jīng)嚴格的水力計算。
2 引水系統(tǒng)首部設計應注意的問題
自壓引水系統(tǒng)首部設計包括取水頭部設計、引水管道計算、引水口安裝高度，對倒虹吸管引水系統(tǒng)還應計算倒虹吸管的安裝高度及抽真空設備的計算和選擇等。
2.1 取水頭部的設計
取水頭部是取水工程的組成部分，主要作用是防止浮漂物等吸入管道，運行中最大問題是防止泥砂淤積和雜草阻塞。取水頭部形式很多，而作為水庫自壓取水的取水系統(tǒng)應是構造簡單，安裝方便，易于檢修，使用效果較好的取水頭部。
取水頭部應設在足夠的水深處，且底層進水孔下緣距水體底部不得小于1.0m，進水孔上緣在設計最低水位下的淹沒深度，頂部進水時不小于0.5m，側面進水時不少于0.3m，虹吸管和倒虹吸管進水時不小于1.0m。設計時取水頭部進水孔流速不宜過大或過小 ， 水庫引水進水孔流速一般取 0.2m —0.6m/s。
2.2 引水管道計算
引水管道計算包括管道直徑的選擇和水頭損失的計算，設計時管道直徑應由流速確定，還要兼顧水頭損失綜合考慮，自流管管內流速，一般不小于0.6m/s，虹吸管管內流速，一般為1.0—1.5m/s，最小不宜小于0.6m/s。
2.3 引水口安裝高度
引水口安裝高度不僅應滿足下游用水系統(tǒng)的水壓要求，還應滿足取水頭部安裝尺寸要求，并且要結合水庫水位和人畜飲水、工業(yè)供水和節(jié)水灌溉的設計保證率(一般為95%)綜合考慮，合理確定供水范圍、引水流量和引水口安裝高度。
2.4 倒虹吸管引水系統(tǒng)計算
倒虹吸管除應計算管徑及進水口安裝高度外，還應計算管頂最大允許安裝高度和啟動系統(tǒng)的計算和選擇，倒虹吸管的啟動一般采用真空泵抽真空充水啟動。
2.5 取水首部設計應注意的其它問題
2.5.1 所選管道應經(jīng)濟耐用，系統(tǒng)不漏水、漏氣，管路應固定，接口要牢固。
2.5.2 不能影響大壩的安全，對倒虹吸管應采取一定的措施，防止水位過高時，水流沿管壁滲漏危及壩體安全。
2.5.3 取水系統(tǒng)的選擇應進行技術經(jīng)濟比較合理選用。
2.5.4 不同供水系統(tǒng)對水質有不同的要求，要根據(jù)要求安裝過濾設備。
2.5.5 為充分利用水庫水壓，必要時在用水系統(tǒng)安裝管道加壓泵，以便在水壓達不到要求時用來增加管道壓力。
2.5.6 引水系統(tǒng)首部設計時，應進行地基承載力和管道(或涵洞)壓力校核。
3 設計與應用實例
3.1 黃崖水庫低壓管道灌溉工程取水系統(tǒng)首部設計及應用
位于費縣大田莊鄉(xiāng)的黃崖水庫為小(一)型水庫，總庫容186萬m3，興利庫容131.5萬m3，設計灌溉面積266.6hm2，放水洞為無壓隧洞，底高程162.4m，設計流量為2.5m3/s，放水洞長度51m，該水庫灌區(qū)由于灌水方法落后，渠系配套差，浪費水極為嚴重，水的有效利用系數(shù)不足0.4，不能滿足日益發(fā)展的農業(yè)灌溉需要，1999年9月實施自壓低壓管道灌溉工程措施，設計引水流量0.3m3/s。不同材料、不同取水方式計算成果列表如下：黃崖水庫自壓供水不同管材及取水方式計算成果表．
由上述計算成果經(jīng)經(jīng)濟技術分析，采用了施工簡單、造價低的不用原放水閘控制將UPVC塑料管沿原放水洞一側入庫的工程方案，并在引水口安裝了箱式取水頭部，其水壓、安裝高度均符合要求，運行狀況良好。
3.2 高家圍子自壓供水首部系統(tǒng)
高家圍子水庫為小(一)型水庫，位于方城鎮(zhèn)境內，總庫容237萬m3，其中興利庫容139.5萬m3，1998年在該水庫建成自壓供水水廠，向該鎮(zhèn)及周圍村莊供水，由于該水廠的供水范圍擴大，水廠需擴建，并需要對水庫無壓放水涵洞進行改造，經(jīng)過技術經(jīng)濟分析，擬采用Φ800鋼管混凝土承插管，直接與原放水閘底座連接的方案，在涵管進出口預留鋼筋，用以與原放水閘和出口三通管連接，承插口對接后在接縫內澆筑環(huán)氧樹脂砂漿。
3.3 后樓水庫自壓供水首部系統(tǒng)
后樓水庫位于汪溝鎮(zhèn)境內，總庫容296萬m3，其中興利庫容134萬m3，放水洞為鋼筋混凝土壓力涵管，在進行自壓供水改造時，把涵管出口進行處理，露出原有涵管鋼筋，焊接鋼筋并澆筑混凝土三通管，在三通管出口分別安裝了蝴蝶閥和閘閥，達到了工程設計要求，滿足工程運行需要，效果良好。
參考文獻：
1、楊天·節(jié)水灌溉技術手冊·第1版·北京·中國大地出版社·2002
2、水利部農村水利司編·供水系統(tǒng)設計·第1版·北京·水利電力出版社·1995
