煙臺市牟平區高陵水庫灌區節水改造工程的必要性及規劃方案

孔瑞霞

(煙臺市牟平區大窯鎮水利站 264100)

何繼業

(煙臺市牟平區沁水河水利工程管理所 264100)

1 灌區自然概況

1.1 灌區基本情況

高陵水庫灌區位于煙臺市牟平區高陵水庫下游，是一座中型灌區，灌區總土地面積3.33萬hm2，耕地面積為7693 畝。高陵水庫灌區共有干渠兩條，分干兩條，其中東干渠長7.8km，西干渠長5.63km，一分干長12.64km，二分干長2.7km，渠系建筑物180座。

灌區地處丘陵地帶，丘陵面積占總面積的85.4%，地面坡度在5～10°左右，平原面積占14.6%左右，多為山前沖積平原，地面坡度相對較大。海拔高程在20～110m 左右，項目區地貌按成因分類，屬侵蝕構造地貌，相對切割深度不大于100m，地面坡度一般在7～20°之間。整體地勢為南高北低，東西兩側多呈“V”字形，河谷兩側發育有一階地。土壤多為棕壤土，土層較適合糧食種植和發展經濟作物。

灌區屬暖溫帶東亞季風型大陸性氣候，因受海洋調節，四季特征明顯，多年平均氣溫11.5℃，多年平均降雨量763.9mm，降雨量時空分布不均，70%以上降雨量集中在6～9月，多年平均地面溫度14℃，多年平均凍土深度0.47m 左右，無霜期198 天，自然災害主要為水災、旱災和雹災。

灌區水源以高陵水庫為主體，高陵水庫總庫容6713萬m3，興利庫容3500萬m3;水庫上游已建蓄水工程有:小(1)型水庫4座，小(2)型水庫5座，塘壩38座，總蓄水量為980.47萬m3，9座水庫、38座塘壩和高陵水庫緊密相連，形成了以高陵水庫為主體水源，其他水庫為調節水源的長藤結瓜式供水體系。

1.2 項目區所在地概況

煙臺市牟平區地處山東半島東北部，北瀕黃海，東臨威海市，南與乳山市相接，西與煙臺高新區搭界，與遼東半島隔海相望。牟平區全區總面積(包含昆崳區)1519.75km2，東西長69km，南北寬40km，區域形狀近似平行四邊形。全區境內海岸線總長65km，有小北海和金山港兩個海灣，其余較平直。

現轄7 鎮、5個街道辦事處、1個省級經濟開發區和1個省級旅游度假區，共591個自然村(包含昆崳區)，總人口45.42萬，其中農村人口37.2萬。

2 灌區工程現狀

2.1 灌區運行狀況

高陵水庫灌區覆蓋牟平區3個鎮89個行政村，總人口15.07萬，其中農業人口14.76萬。土地面積3.39萬 hm2，耕地面積7693.33hm2，灌溉面積為3423.33hm2。

高陵水庫灌區于1971年動工興建，1983年基本建成，共投資415.5萬元。1971～1973年，由水庫工程指揮部代管，開始進行總干渠及一分干渠的工程配套施工，經費由水庫工程費借支。1974年正式成立了縣高陵水庫灌區工程指揮部，開始進行二分干渠的工程配套施工，由國家按批復計劃逐級撥款。

灌區配套工程竣工以來其灌溉效益明顯，按現已灌溉的土地計算，每畝平均增產糧食100kg，每年可增產513.5萬kg，提高了灌區人民的生活水平。

2.2 渠系工程

灌區共有總干渠2 條，總長14.99km;東干渠原渠首流量9.1m3/s，西干渠原渠首流量2.1m3/s。分干渠2 條，長21.2km，其中土渠長9.34km;支渠3 條，長16.35km，其中土渠長16.2km。

高陵水庫灌區現有干支渠道工程完好率為15%，干渠已襯砌，但因老化失修，漏水嚴重;分干渠已襯砌2.6km，襯砌率占25%;支渠未襯砌，干支渠道防滲率僅為20%。

2.3 渠系建筑物

灌區主要渠系建筑物180座，其中東干渠建筑物23座，西干渠1座，分干渠建筑物156座，這些建筑物多為20 世紀70年代所建，標準質量先天不足，經過多年運行，大部分工程處于“帶病”工作狀態，灌區現有干支渠系建筑物完好率為15%。

2.4 提水工程

沿干渠及支渠提水灌溉166.67hm2，建有揚水站6座，工程完好率33%。

2.5 灌區渠系水利用系數

20 世紀80年代建設初期高陵水庫灌區灌溉水利用系數為0.6，后期由于工程老化、退化等原因，目前自流灌區灌溉水利用系數降至0.475。

現狀情況下，灌區渠道水利用系數為0.5，灌區灌溉保證率為45%。

3 灌區工程節水改造的必要性分析

3.1 灌區工程在現代化農業生產中的作用

項目區骨干工程自20 世紀70年代建設以來，以其特有的地位和規模以及良好的配套設施，為促進牟平區的國民經濟發展，尤其是農業生產，作出了十分重要的貢獻。高陵水庫灌區土壤肥沃，糧食畝產由灌溉前的379kg 提高到灌溉后的456kg，年總產由4374萬kg 增加到5262kg。灌區糧田面積占全區總面積的22.2%，糧食總產占全區的24.6%，農業產值占全區的19.9%，是全區重要的商品糧生產基地。

3.2 灌區工程現狀迫切需要進行節水改造

高陵水庫灌區工程建于20 世紀70年代，受工程建設時期技術、材料、資金的制約，工程存在建設標準低，施工質量差等問題，再加上三十多年的運行，灌區骨干工程老化失修嚴重，安全隱患突出，大部分工程都“帶病”或“超負荷”運行。據統計，渠道工程滲漏嚴重，骨干渠道完好率僅為15%，渠系建筑物完好率為33%，現狀灌溉面積僅為1500hm2，渠系水利用系數僅有0.5。工程運行當中，由于缺乏必要的資金投入，灌區骨干工程及配套建筑物得不到及時更新、維護，老化、退化等現象較為嚴重，尤其是渠道工程邊坡坍塌、渠底淤積、輸水能力降低，造成大片農田灌溉困難，有效灌溉面積逐年下降，灌溉保證率偏低，農作物產量得不到保證，制約著當地經濟的健康發展。盡早實施高陵水庫灌區工程節水改造是十分迫切的。

3.3 實行高陵水庫灌區節水改造是維持區域水資源平衡的一項重要措施

由于該灌區骨干工程及配套建筑物老化失修，灌溉渠道滲漏嚴重，且大部分為土質渠道，渠系水利用系數僅為0.5，造成水資源大量浪費。當地百姓為提高農田灌溉能力，打了大量的機井，抽取地下水來解決農業灌溉困難，致使地下水資源超采嚴重，地下水位逐年下降。在沿海地區，如果地下水位低于海水水位，海水就會回滲入內陸地下淡水層，引起海水倒灌，導致土壤含鹽量升高，產生鹽漬化，耕種能力大幅下降，同時使地下水資源環境迅速惡化。

為維護水資源平衡，降低海水入侵的風險，盡快恢復高陵灌區灌溉能力，實施灌區節水改造、完善配套設施是十分必要的。

3.4 灌區節水改造是一項順民心解民意的民生工程

近年來，農業發展迅速，老化退化的灌區工程已經不能適應現代化農業發展的需要，灌區節水配套改造已成為地方政府和群眾最為關心的焦點問題，每次人大、政協會議，都有代表提案、建議，群眾來訪、來信也逐年增加。為此，盡快完成高陵水庫灌區工程節水配套改造是十分必要的。

4 項目建設標準及規劃方案

4.1 項目建設目標

該灌區已運行多年，渠系布置合理，經濟效益顯著。本著安全適用、經濟合理的原則，渠系布置維持現狀，規劃將原有土渠改造成漿砌石渠道，恢復西干渠和二、三支渠供水，同時對原有水工建筑物實施重建和改建。

規劃項目建設目標如下:

a.農業灌溉保證率將由目前的45%提高到50%。

b.渠道水的利用系數提高為0.74。

c.恢復灌溉面積2730hm2，改善灌溉面積1500hm2。

4.2 項目建設標準

根據《灌溉與排水工程設計規范》和《水利水電工程等級劃分及洪水標準》，確定該工程等別為Ⅲ等，東干渠、一分干工程等別為Ⅳ等，主要建筑物為Ⅳ級，次要建筑物為Ⅴ級，工程規模為小(1)型;西干渠、二分干工程等別為Ⅴ等，主要建筑物級別為Ⅴ級，次要建筑為Ⅴ級，工程規模為小(2)型。

4.3 規劃設計方案

4.3.1 渠道規劃設計

渠道縱斷面設計:為確保渠道輸水和灌溉，結合該灌區多年運行經驗，考慮灌區現有的輸水條件和引水條件，對渠道比降不作調整，維持現狀。

渠道橫斷面設計:

a.規劃將高陵灌區東干渠改造成漿砌石渠道，渠道斷面型式由原來的梯形斷面改造成矩形斷面。

式中 Q——渠道設計流量，m3/s;

ω——渠道過水斷面面積，m2;

R=ω/x——水力半徑，m;

x——渠道過水斷面濕周，m;

i——渠道比降，m/m;

n——渠道糙率。

b.將灌溉面積較小的西干渠改成地埋PVC 管道的形式，節約土地、節省資金，符合灌區改造的原則。

式中 Q——灌溉設計流量，m3/h;

m——設計灌水定額，m3/畝;

A——設計灌溉面積，畝;

t——每天灌水時間;

T——一次灌水延續時間;

n——管道系統水利用系數。

式中 D——管內徑，m;

Q——管道設計流量，m3/s;

V——管道適宜流速，m/s。

4.3.2 灌區建筑物規劃方案

高陵水庫灌區東干渠、一分干、二分干現有建筑物180座，已運行多年，老化嚴重，需維修改建、重建98座，其中渡槽16座、隧洞4座、倒虹吸2座、暗渠3 處、涵洞10座、橋15座，節制閘10座、泄水閘11座、分水閘27座，埋設φ400PVC 管道7.5km，φ200PVC 管道3km。

從多年的運行狀態、運行效果看，不需要改變原建筑物類型，主要建筑尺寸通過計算確定，小型建筑套用定型設計。

1 雷剛.自壓管道灌溉系統在石頭河水庫灌區節水改造中的應用［J］.陜西水利，2012(3):153－154.

2 呂明，畢衛峰，魏文菁，等.井渠結合節水改造工程在雪野水庫灌區中的應用［J］.南水北調與水利科技，2012，10(A02):107－108.

3 王元武.高密市峽山水庫灌區續建節水配套項目可行性及建議［J］.商品與質量:學術觀察，2012(10):262.

4 楊鳳萍.淺析郭堡水庫灌區進行節水工程改造的必要性［J］.當代農機，2012(8):71－72.