印度跨流域调水工程设计、运行及管理
摘要：麦蒂渡槽设有管理处负责运用管理和养护维修等工作。运行 20多年来渡槽经常在
高水位下运行，未出任何事故。通过检测未发现工程有明显的位移和沉降，也未发现渡槽
常见的漏水现象。这些充分说明戈麦蒂渡槽的设计、施工和管理水平都是很高的......
关键词：印度 跨流域 调水工程 设计 运行 管理
1 印度水资源及跨流域调水工程概况
印度是世界上第七大国，国土面积 万 km2，人口近 10亿，由 22个邦和 9个直
辖区组成，可耕地面积占总面积的 55％，农业产值占国民总收入的 50％。全国年平均降
水量 1100mm，总降水量 37万 m3，蒸发量约占降水量的 1／3，地表水年径流量约 17万
m3，万 m3入渗补充地下水，其中约 万 m3可以被利用。印度的降水量分布不均
匀，喜马拉雅山东部和西海岸的山脉年降水量为最大可达 4000mm，东部阿萨姆地区为
1000mm，在中部和南部的高止山脉背风坡面不到 600mm，最干旱的西北部拉贾斯坦和塔尔
沙漠以及孟买北部固贾拉特年降水量不足 100mm。印度的河流水源有两种：一种是雪水补
给的，在北部和西部经常引起洪水；另一种是季风雨补给（印度降雨量的 90％集中在 6～
9月的雨季），在中南部造成短暂的洪水，这些河道旱季干涸，雨季暴涨，很有 规律
印度现有灌溉面积 2200万 hm2，占可耕地面积的 15％，仅占预计潜在灌溉能力的一
半。据粗略估计，印度的 1／3地区水量有余。1／3地区缺水，1／3地区水量时多时少。
因此，开发印度水利资源最好和最可靠的办法就是把季风雨径流贮存在水库中，并用于作
物需水期灌溉。由于水库库容与年径流相比根本谈不上实现有效控制和最佳利用，所以跨
流域长距离调水就成为开发印度水利资源恰当而重要的方式
长距离大流量调水在印度已有五个世纪的 历史 ，如西珠木那运河和阿格拉运河从喜
马拉雅山调水至遥远的旁遮普、乌塔普拉德西和拉贾斯坦。20世纪开始，特别是印度独立
以来调水工程快速 发展 ，取得了巨大的 经济 效益。如北方邦的萨尔达－萨哈亚克调水
工程从卡克拉河－萨尔达河送水到恒西平原，供水渠长 260km，设计流量 650m3/s，灌溉
面积约 160万 hm2，拉牟刚嘎河供水工程，灌溉面积约 60万 hm2；巴克拉－前加尔调水工
程，灌溉面积约 万 hm2；那珠那沙供水工程，灌溉面积约 80万 hm2；唐巴德拉供
水工程，灌溉面积约 40万 hm2以及正在建设中的拉贾斯坦运河工程，从喜马拉雅山输水
到拉贾斯坦的沙漠地带，供水渠长 178km，设计流量 685m3/s，灌溉面积约 120万 hm2
20世纪 90年代印度国家水文 研究 院提出的 2000年及 2025年全国需水量预测见表
1
表 1 印度 2000年、2025年需水量预测
由此表可见，印度全国年需水量将由 1990年的 5520亿 m3增加到 2025年的 10500亿
m3，增加 190％；其中灌溉用水由 4600亿 m3增加到 7700亿 m3，增加 167％。其增长速度
是十分惊人的
尽管近几十年对灌溉水源做了大规模的开发，但印度政府和各邦政府对长距离大流量
调水 问题 仍在进行认真的规划和调查研究。这些调水规划有：哥达瓦利河－克里西那河
－蒲那河调水计划；那马德河高水运河；西流河水东调计划；恒河建高坝蓄水计划；布拉
马普特拉河－恒河调水计划以及开发拉贾斯坦沙漠计划等。印度政府已经认识到大规模调
水对于开发水利资源和改善环境的重要性，可以期望，再过一、二十年这些规划中大部分
将变成现实，那时印度大部分地区的 社会 经济、人民生活和生态环境将会面貌一新
2 萨尔达－萨哈亚克调水工程设计、运行和管
萨尔达－萨哈亚克调水工程建于 20世纪 70年代中后期，已经正常运用 20余年。调
水工程位于印度北方邦，从发源于尼泊尔境内喜马拉雅山南麓的卡克拉河和萨尔达河取
水，水源充沛。在两条河上各建一座低拦河坝和进水闸组成的引水枢纽。在两河之间建一
条连接渠，长 ，设计流量为 480m3/s，从卡克拉河调水入萨尔达河，以上为取水首
部工程。输水总干渠自萨尔达河引水，全长 260km（其中自 26km至 104km为双线并行输
水，其余均为单线输水），设计引水量 650m3/s，灌溉面积 160hm2。灌区内主要作物为甘
蔗、水稻、小麦、蔬菜和果树，主要灌溉期为 6月至 11月；11月至 3月用水较少，一般
维持在 400m3/s左右；3月至 6月为非灌溉期。总干渠基本处于平原地区，地形平坦，村
镇稀疏，渠线比较顺直，渠道多为填方或半挖半填，设计水深 ～，渠道底宽
48m～23m，设计边坡为 1／，纵坡为 1／10000。总干渠渠道输水部分采用混合衬砌，
衬砌结构自下而上为素混凝土垫层（厚 10cm）－砖（厚 12cm）－塑膜防渗层－砖（厚
12cm），衬砌段长度合计 130km。总干渠共设节制闸 4座，分水闸 12座。为保证输水安
全，每隔 40km～60km设退水闸一座，退水流量为相应总干渠设计流量的 1／2，总干渠与
现有河渠交叉处共设大型建筑物 2座，其中渠渡槽 1座、河涵洞 1座。由于总干渠两侧村
庄较稀疏，公路桥间距约为 2km～4km左右
调水工程仍实行政府行政管理的事业体制。总管理机构为北方邦灌溉管理局，并在枢
纽工程和重要建筑物处设管理处。灌区的农作物灌溉定额为 1m水深（折合 10005m3／
hm2）。灌溉水费按作物类型以 hm2计征，如：小麦为 287卢比／hm2；甘蔗为 474卢比／
hm2。水费由地方政府征收，工程管理、运用和维修费用由政府拨付。工程运用方式也比
较简单，渠道一般不按灌溉需水量输水，而是常年维持大流量输水，多余的水量送入下游
河道
3 戈麦蒂渡槽的设计、施工和管
戈麦蒂渡槽是 目前 世界上已建成的最大渡槽之一，位于萨尔达－萨哈亚克调水工程
总干渠 163km处，是总干渠跨越戈麦蒂河的大型交叉工程。总干渠设计流量 357m3/s，戈
麦蒂河设计洪水流量 4530m3/s，渡槽总长 ，其中：进口渐变段 37m，槽身段
，出口渐变段 55m。过水槽宽 ，高 ，由 高的预应力混凝土纵梁、
加劲肋和横梁、上连杆组成的框架系统支承。左右纵梁顶部均设有 5m宽的公路桥连接戈
麦蒂河两岸 交通 。渡槽下部结构空心槽墩和基础沉井，槽墩长 18m，宽 3m，高 9m；沉井
长 27m，宽 12m，深 35m
戈麦蒂渡槽的工程设计、施工特征主要有以下几点
增加盲跨，减少岸墩沉井深
戈麦蒂河设计洪水流量 4530m3／s，经河道水利 计算 渡槽设 10跨，每跨 ，即
可满足行洪要求。但按此进行冲刷计算，河槽部位沉井埋置深度为 35m，两岸沉井埋置深
度达 58m，不仅造价太高，施工难度也太大。因此，设计时在两岸各增加 1跨 的盲
跨，两岸况井按埋置式设计，不再考虑冲刷 影响 。渡槽设计总长为 12跨，每跨 ，
共计
输水槽与承重框架各自独立，解决槽身抗裂 问题
戈麦蒂渡槽上部结构采用预应力承重框架支承非预应力输水槽身的布置形式。这种结
构受力明确，跨度 的承重框架不直接挡水，不必进行抗裂计算；而输水槽身三面支
承在间距为 的横梁和肋板上属于密肋板结构，容易满足抗裂安全要求。由于采用这
种结构，输水槽身可以分节布置，设计为每跨三节，每节 ，以增强槽身对沉陷、位
移、温度、地震等变化的适应性
承重结构采用预应力箱型框架，承载能力
戈麦蒂渡槽承重结构采用预应力箱型框架，框架由纵梁、横梁、竖肋和拉杆组成，为
增强框架的刚度，底部纵梁和横梁之间还设置了十字交叉的系梁。框架的每一个部件均为
预应力混凝土结构，每根纵梁设有 38根纵向预应力钢绞线，每根横梁设有 12根横向预应
力钢绞线，每根竖肋设有 3根竖向预应力钢绞线，每根拉杆设有 4根横向预应力钢绞线。
这个由三向预应力构成的高 ，宽 ，跨度 的箱型框架具有很高的承载能
力，经 20余年的高水位运用，未出现任何问题
采用两段钢槽连接段，选用合理的支座及分缝止水结构，适应地震、温度、伸
缩、沉降变
为了消除槽墩沉陷和地震时纵向位移对结构和止水的影响，戈麦蒂渡槽采用了非常规
的连接段、支座、接缝和密封止水形式。经计算和现场实验槽墩沉陷 ～，对
应的渐变段侧墙顶端位移可达 30cm。为此，在岸墩与渐变段之间设置了一跨长 的简
支滑动钢槽，钢槽支承在一侧固定，一侧可以滑动的圆柱铰支座和滚动圆柱铰支座上，能
在滚动铰支座侧承受 30cm的滑动位移。为便于滑动并保证密封止水，在支座的垫板上增
加一叠 10mm厚的铅片，并将带皱折的止水铜片焊接在钢槽和支座钢板上，使之能适应水
槽的位移，保证渡槽不漏水。在渐变段内，将水槽分段与沉井布置相适应，即每段水槽放
置于一个沉井上，并在沉井之间设置较小的水槽段。水槽支座采用特制的切线橡胶支座，
相临水槽间设 30cm的分缝并采用Ⅴ型橡胶止水。这种止水表面用钢板覆盖，钢板一边固
定在一节水槽上，另一边搭接在另一节水槽上，钢板下铺设铝片并安装 P型密封橡胶止
水，防止泥沙进入。渐变段是渡槽沉陷、位移最严重的部位，采取以上措施保证了渡槽的
安全运行
渐变段采用沉井基础，减少与主槽段之间的不均匀沉
戈麦蒂渡槽上部荷载很大，主槽部位全部采用沉井基础。沉井为双 D型断面，长
27m，宽 12m，井壁厚 ，隔墙厚 。渐变段位于两岸槽身坐落在原状土上，如不进
行处理将在主槽和渐变段之间产生很大的不均匀沉陷，造成结构破坏和渡槽漏水。为此，
设计时特别重视两岸渐变段的基础处理，对渐变段的槽身也采用沉井基础。渐变段的基础
沉井长 26m，宽 14m，比主槽沉井尺寸大，上游渐变段设 3个沉井，下游渐变段设 4个沉
井，除与岸墩相临的两个为双 D型断面外，其余 5个均为矩形断面，矩形沉井壁厚为
。为使设计更加符合实际，在戈麦蒂河左岸做了一个直径 5m，壁厚 的实验井，
经详细观测得到：井壁摩阻力为 ／㎡；井底容许承载力为 ／cm2以及荷载强度
5kg／cm2时的总平均沉陷量。这些实测资料为沉井设计提供了可靠的依据
梁系结构采用工字型断面，受力条件
戈麦蒂渡槽的主要受力构件均采用工字型断面。纵梁梁高 ；上翼缘宽 5m；跨中
部位腹板厚 350mm，下翼缘宽 600mm，高 ；两端各 长部位腹板厚 600mm，下翼
缘宽 1650mm，高 ；跨中部位与两端部位之间设 600mm长的过渡段。横梁高 ；腹
板厚 350mm；翼缘宽均为 1m，上翼缘厚 150mm，带有高 90mm的 45°的梁腋；下翼缘边厚
150mm，带有高 150mm的 30°的梁腋。拉杆也为工字型断面，截面高 600mm，腹板厚
350mm，上下翼缘均为 450mm，厚 150mm。主要受力构件采用工字型断面虽然给施工带来一
定困难，单具有断面 经济 合理，便于配筋等优点，特别适用于预应力混凝土结构
戈麦蒂渡槽工程
戈麦蒂渡槽于 1973年 10月开工，1978年竣工，总工期 5年。主要工程量为：土石方
35000m3，沉井土方开挖 180000m3，混凝土和普通钢筋混凝土 140000m3，预应力混凝土
8000m3，钢筋 7500t，钢模板和钢支架 3500t。沉井开挖采用 10t起重机加 抓斗，
每口井使用两台。由于沉井自重很大，一般不需另加压重便能自行下沉，但是工地也准备
了混凝土压重块，施工中有一个沉井就在使用加重块后一个月未沉陷，而在一次偶然情况
下突然下沉 10m，所幸未造成任何破坏。上部结构施工顺序为：纵梁，每根纵梁分 3次浇
筑；横梁；内外肋板；拉杆；输水槽以及其他小项工程，如护栏、耐磨层、连接装置等。
纵梁施工由于河床土壤承载力很低，不能在地面安装脚手架和模板，为此制造了一台带滚
轮的特种钢拱架梁，架设在槽墩上，一次可施工 4跨。纵梁采用定型钢模板，分三层浇筑
混凝土，一旦纵梁浇注完成并施加完第 1期预应力后，钢拱架梁就移可至后面 4跨，浇注
后面 4跨纵梁。横梁、肋板、拉杆、输水槽的模板均支承在从纵梁上缘悬挂下来的脚手行
架上。由于输水槽的侧墙非常薄，侧墙混凝土分 4层浇筑，并采用模板振捣器振捣压实。
为防止漏水，输水槽底板和侧墙均涂刷了两层环氧树脂。预应力的施加程序为纵梁（先垂
直后纵向）；横梁；拉杆。纵梁浇筑完 5天后开始施加垂直预应力，从纵梁中部向两端对
称施加，在纵梁顶部加载，在底部灌浆封孔。纵向预应力分两期施加。第 1期在混凝土浇
筑完 7天后开始对 26根钢绞线施加预应力，梁底 6根钢绞线的预应力足以承受纵梁自
重，此时可拆除底部钢模板；第Ⅱ期预应力于纵梁混凝土浇筑完 21天后施加，各纵向钢
绞线均从纵梁两端施加预应力。纵梁预应力由纵梁向跨中对称施加，为减少附加应力对纵
梁的影响，分三步进行：第 1步，先对每根横梁的 2根钢绞线施加预应力；第 2步，对另
外 2根钢绞线施加预应力；第 3步，用千斤顶将整跨框架顶升并将纵梁支承在只允许横向
位移的滚住轴承上，再给横梁中的其他钢绞线施加预应力。所有横梁预应力均由一端施
加，施工时左右交叉对称进行。拉杆施加预应力从纵梁两端 1／4跨处开始，向跨中和两
端对称进行。每根拉杆的预应力一次施加完成。所有的预应力钢绞线穿孔均采用混凝土泵
进行灌浆，以确保浆体注满整个空间。该渡槽的其他部位施工均采用常规的 方法
戈麦蒂渡槽设有管理处负责运用管理和养护维修等工作。运行 20多年来渡槽经常在
高水位下运行，未出任何事故。通过检测未发现工程有明显的位移和沉降，也未发现渡槽
常见的漏水现象。这些充分说明戈麦蒂渡槽的设计、施工和管理水平都是很高的
