吳 峰
(渭南市洛惠渠管理局 陜西 大荔 715100)
大荔縣南部的沙苑地區位于關中平原東端渭河、洛河交匯處的夾槽地帶,是河岸沙丘地貌類型和關中平原非干旱氣候條件下形成的一個特殊荒漠景觀。該區東西長40km,南北寬約12km,總土地面積458.72km2,其中耕地25.03萬畝,包括沙底、西寨、官池、石槽、八魚、下寨、張家和蘇村等八個鄉鎮525個村民小組,區內有農業人口17.03萬人,勞動力9.31萬人。該區屬暖溫帶半干旱季風氣候,日照充足,春季長溫快,回暖早,風多風大;夏季氣溫高,日照長,多伏旱;秋季降溫快,多陰雨;冬季干冷少雨雪。多年平均降水量526.6mm,該區為渭河盆地深陷區,新生界老第三系湖相沉積巨厚,組成物質主要為泥質巖、砂巖,下粗上細。地表層由第四系松散的風積、河積、湖積物堆積而成,以細砂為主、局部中砂,自周邊至中心、由東向西,沙層逐漸增厚,厚度為5 m~15 m,區內分布著高低起伏、形態各異的沙丘、沙梁和沙灘,有耕種風沙區、固定、半固定和流動風沙區等幾種類型。沙苑地區春秋風大,風吹沙起,夏季酷熱干旱,冬季寒冷少雪,生態環境脆弱,風沙和干旱是制約沙苑農業發展的主要因素。
該區土壤類型以風沙土為主,孔隙度差、容重大,屬漏透型土體結構,耕種層土壤微量元素缺乏,有機質含量低,是典型的貧瘠土壤,雖經上世紀九十年代兩期開發,使井灌面積達到23.3萬畝,但土壤質地無法得到根本性改變;又沙苑灌區屬中等富水灌區,地下水以降水補給的潛水為主,埋深淺、水質良好,適宜于灌溉和生活用水,近年來開展了平沙造田,打井灌溉,單井出水10m3/h~20m3/h,但是由于大范圍高強度地開采地下水,很多機井出現“吊泵”現象,導致地下水位嚴重下降。而洛河又是一條多泥沙的河流,泥沙級配良好,肥力豐富,根據洛惠渠灌區多處引洪淤灌、改良土壤的經驗,利用洛惠渠現有的骨干工程系統,增設新開沙苑輸水渠道,來提高該區灌溉保證率,增強區域農業綜合生產力。從長遠來看:引用洛河水灌溉沙苑地區農田,可以改良土壤結構,變砂土為壤土,提高農業生產水平,增加農民收入。
治理前,沙苑灌區作物種植結構為:夏季以小麥為主,秋季以玉米、花生、棉花、油類作物為主,作物復種指數為165%,種植比例為小麥65%,玉米15%、花生50%,棉花15%,果樹10%,其它10%。灌溉方式為畦灌和溝灌兩種,根據洛惠渠灌區灌溉管理制度和灌溉經驗,沙苑地區灌水定額可以定為40m3/畝·次~50m3/畝·次,作物生長期一般灌水6次,灌溉水利用系數0.6,在2010年現狀年,按灌溉面積20萬畝計算,該區年平均毛需水量約5889萬m3;通過工程改造和節水技術推廣,2020年設計水平年時,該區灌溉水利用系數為0.64,年灌溉水量約5355萬m3;該區現有鄉鎮8個,根據該區新農村建設規劃,該區人畜工副業用水955萬m3,該區2010年和2020年年均需水量分別為6844萬m3和6310萬m3。
治理前,沙苑地區用水主要取自地下水,根據水量平衡計算,一般干旱年份地下水可開采量為3120萬m3,在滿足當地工業和生活用水后,僅能保證10萬畝農田灌溉需求,其余10萬畝灌溉用水,需要通過區外水源補給。洛惠渠渠首通過實施加閘工程,每年可多蓄引洛河水2000萬m3用于農田灌溉,這就為引洛入沙提供了可能。經計算,工程實施后,僅通過渠道供水,洛惠渠2010年和2020年分別可以向沙苑地區供水3277萬m3和3004萬m3,基本能滿足沙苑灌區10萬畝50%保證率的灌溉用水,同時,通過渠灌可以補充灌區地下水,實現渠井雙灌,還可以減輕洛河下游河道的淤積,還能有效地緩解或防止農田土壤鹽堿化。所以,通過洛惠渠工程引洛河水進入沙苑地區,可以為該區農業生產提供水利支撐。
根據當地的實際情況,本著以自流為主,避免渠道深挖高填、減少占用耕地的原則,規劃干渠從洛惠渠西干渠尾端開始,向南經倒虹穿越洛河到達蒲城晉城村西,折向東南經大荔縣羌白、八魚兩鄉鎮進入沙苑地區,再向東延伸到西寨鄉秦家莊,全長32.5km,控制灌溉面積20萬畝。干渠控制面積6.1萬畝,干渠上開設四條支渠,一支渠全長7.15km,控制羌白、八魚兩鄉鎮1.9萬畝,二支渠全長5.6km,控制官池鎮3.5萬畝,三、四支渠設在干渠的末端,總長21.25km,控制沙底、西寨兩鄉鎮8.5萬畝。
根據沙苑地區的作物灌溉制度、灌溉定額和灌溉面積,通過分析計算,干渠設計流量為6m3/s,按梯形斷面設計,干渠底寬2 m,內坡比為1∶1,渠深2 m,考慮到洛惠渠渠道運行經驗公式,確定干渠比降為1/2000,支渠底寬1.2 m,內坡比為1∶1,渠深2 m,支渠縱比降為1/1500~1/2000。
因引洛入沙渠道工程建在沙苑地區,又該區處在暖溫帶大陸性干燥氣候區,冬季最低氣溫達到-16.7℃,做好渠道防滲抗凍脹工作至關重要。在防滲方面,渠道襯砌時用防滲薄膜隔離層法,在砼板下鋪設0.15mm~0.2mm厚的塑料薄膜作為隔離層,一方面防止渠水滲漏,降低渠道基土含水量,減少地下水補給量,另可提高地溫,降低凍土層中溫度梯度造成的滲透壓力,防止或減弱凍脹破壞;其次,提高渠道伸縮縫材料性能,利用焦油塑料膠泥或瀝青砂漿等粘力強、彈性大的耐老化材料進行伸縮縫處理,防止伸縮縫填充材料破損或失效;再次,采用聚丙烯纖維砼或鋼絲網砼等具有較強韌性或變形能力的新型砼材料,增強砼早期抗拉強度,減少表面開裂,增強結構的抗滲性和整體性,從而提高渠道襯砌體的抗滲性和抗凍性。
規劃引洛入沙工程干支渠上共有建筑物168座,總長度66.15km,干渠建筑物71座,主要有過洛倒虹1座,大華、大蒲公路橋2座,與108國道交叉處建直跌式倒虹1座,2m×2 m的矩形斷面渡槽10座,節制閘3座,退水閘1座及兩級直跌式跌水1座。通過計算,引洛入沙工程工程量為:土方173萬m3,石方6113m3,砼3.37m3。在投資估算過程中,水利建筑工程采用1986年定額,施工機械臺班費采用年定額,經估算,引洛入沙工程靜態總投資9014.26萬元。
引洛入沙工程實施后,有效地改善了沙苑地區土壤結構,變砂土為壤土,渠道灌溉可補充地下水,實現渠井雙灌;減輕洛河下游河道淤積,引洛河水進入沙苑灌區,糧食產量由治理初期的畝產123斤增加到現在的近700斤,農作物種類由治理前的5個增加到現在的20多個,輻射帶動沙苑全區以林果業、農牧業、果蔬加工業為主的特色產業迅速崛起,年產值突破10億元大關,沙苑地區農民人均純收入達到了2646元。走進如今的沙苑地區,展現在人們眼前的已是滿目蔥翠,渠路成蔭,瓜果飄香的嶄新畫面。