引水灌溉工程

由於河槽的主流總是靠近凹岸，渠首引水工程一般設置在河道的凹岸中點偏下游處，引水渠道的中心線同河道主流線的夾角不大於30°～40°。這樣還可利用彎道的橫向環流作用，防止泥沙淤積渠口和防止底沙進入渠道，避開凹岸水流頂沖的部位。當因灌區位置及地形條件的限制，無法把渠首引水工程布置在凹岸而必須放在凸岸時，可把渠首放在凸岸中點偏上游處，這裡泥沙淤積較少，同時可通過加長導流堤到主流等工程措施，造成“人工環流”，把水引入渠口。

無壩引水樞紐 河道的水位和流量能滿足取水要求、無須建壩抬高水位的引水樞紐。一般由進水閘、沖沙閘和導流堤組成。進水閘用來控制進入乾渠的流量，並防止底沙進入乾渠。沖沙閘用來沖刷淤積在進水閘前的泥沙，通過它的泄水造成人工環流，使河道主流方向固定，同時在洪水期間宣洩多餘水量。導流堤用來引導水流順暢地引入進水閘，洪水期間部分水量從導流堤上溢流。進水閘和沖沙閘總是緊靠在一起的，它們在渠首工程中的相互位置一般有兩種布置方式：①正面排沙，側面引水。當河流水量大，含沙多，除保證本灌區的灌溉用水外，還有足夠的流量沖沙或還需要分水給下游灌區時，常布置成這種形式。其泄水方向和主流方向一致，進水閘的軸線和主流成一銳角，一般為30°～40°，以減輕洪水對進水閘的衝擊力，而沖沙閘則能有效地衝掉沉積在渠首的沙石。②正面引水，側面排沙。當河道水量少，灌溉面積大時，布置成這種形式可增大進水流量。進水閘的軸線與主流方向一致，而沖沙閘與主流流向成較大角度（接近90°）。這時常有較多的沙石進入渠道中，必須加大幹渠縱坡，並沿渠線布置適當的沖沙閘。導流堤的布置從泄水閘開始向上遊河道延伸到接近主流，使主流沿導流堤入渠。導流堤與主流的夾角以10°～30°為宜。過大時如遇洪水堤易被沖毀而影響引水；過小則將增加導流堤長度，增大工程量。

無壩引水一般只修一個取水口，稱單首制。而在河岸及河床不穩定或水源含沙較多的情況下，可採用多首制引水。樞紐施工較簡單，能就地取材，對地質條件要求不高，適宜於河流水源豐富，水位、流量均能滿足灌溉用水要求的河流下游或平原地區採用。中國著名的都江堰水利樞紐就是無壩引水灌溉工程的範例（見彩圖）。都江堰建於戰國時期，其引水樞紐由百丈堤、魚嘴、金剛堤、飛沙堰、寶瓶口等工程組成（見圖）。魚嘴和金剛堤把岷江分割成內江和外江兩支。外江系岷江的正流，內江為灌溉的引水道。根據岷江流量和水位的變化，魚嘴能以四六比例自然進行分水。灌溉季節內江分水六成，外江分水四成；洪水時期，則內四外六，從而保證了灌區灌溉和分洪的要求。百丈堤築於魚嘴上游東側，以保護彎曲河岸和引導水流。飛沙堰寬約百餘米，在內江進水量大於灌溉用水量時，多餘的水量，由飛沙堰泄走，起著溢洪道及排沙的作用。寶瓶口是內江的取水口，它位於岷江彎道凹岸頂點下游，可利用橫向環流引取表層水。都江堰引水樞紐從百丈堤到寶瓶口，連綿約3公里，其中各類工程設施緊密配合，相互協調工作，發揮了分水泄洪、引水防沙的良好效果。有壩引水樞紐 當河流水源雖較豐富，但水位不能滿足灌溉要求時，則需在河道上修建壅水建築物（壩或水閘），抬高水位，以便引水自流灌溉。有壩引水樞紐主要由攔河壩、進水閘、沖沙閘、防洪堤等建築物組成。此外，為滿足河流綜合利用需要，還可設置船閘、魚道、筏道及電站等建築物。攔河壩的作用在於橫攔河道，抬高水位，以滿足灌溉引水的要求；汛期則在溢流壩頂溢洪，宣洩河道洪水。因此，壩頂需有足夠的溢洪寬度，在寬度受到限制或上游壅水不宜過高時，可降低壩頂高度，改為帶閘門的溢流壩或攔河閘，以增加泄洪能力。進水閘用以引水灌溉。其平面布置形式與無壩引水相同。沖沙閘是多沙河流低壩引水樞紐中不可缺少的組成部分，置於進水閘和溢流壩之間的河床上。其過水能力應大於進水閘的過水能力，底板高程應低於進水閘的底板高程，以保證良好的沖沙效果。防洪堤多修築於攔河壩上游沿河一帶，其作用在於減少攔河壩上游的淹沒損失，在洪水期保護上游城鎮及交通安全。

有壩引水工程距灌區較近，乾渠較短，能有效控制河道水位，增加引水可靠性。公元前422年由西門豹在魏鄴地（即今河北磁縣和臨漳縣一帶），領導修建的漳水十二渠，就是有壩引水灌溉的工程。目前中國較大的有壩引水灌區有湖南省的韶山灌區，河南省的南灣灌區，陝西省的寶雞峽引渭灌區、涇惠渠灌區、洛惠渠灌區等。