淺談千川村村級灌溉系統設計與規劃

李小紅 周 偉

（1.千陽縣城關鎮人民政府 陜西 千陽 721100；2.千陽縣張家塬鎮人民政府 陜西 千陽 721100）

1 千川村灌溉現狀與存在問題

千陽縣位于渭北旱塬西部丘陵溝壑區，而千川村位于該縣城以東2km，該村和馮家山水庫尾部相連，屬千河灘地井灌區，有1個行政村，5個村民小組630戶2400人，耕地面積3200畝，是千陽縣唯一的蔬菜種植村。該村現有大口井10眼，深機井3眼，混凝土田間輸水干渠2.3km，引水土渠近8km。由于這些工程是上世紀八十年代村組自行修建的，管理混亂，加之現在集體經濟薄弱，無力維修、配套，致使所建工程未能充分發揮效益，田間引水渠道因多為土渠，跑、漏、滲現象相當嚴重，導致水資源和澆地人工浪費嚴重，所以，加快千川村灌溉系統改造與建設是提高村域農業生產能力，增加農民收入的關鍵性措施。

2 千川村灌溉系統水源的確定

2.1 分析千川村灌溉系統供水量

千川村地處千河左岸一、二級階地區的黃土臺塬內，該村農田灌溉水源主要依靠地下水。通過對該村現有10座大口井進行實測調查，單井涌水量均在1500m3/d～2000m3/d，均符合農業灌溉水質標準，依據耕種地理條件和大口井分布現狀，確定選用5眼大口井為水源，將灌區分為2個區來控制，大口井相互串連，單井控制面積均在90畝～100畝之間。在第一區設3眼大口井，控制灌區面積290畝；第二區設2眼大口井，控制灌區面積185畝。經過對這五眼大口井涌水量的實際測量，單井涌水量在1500m3/d，5眼井日涌水量為0.75萬m3，月涌水量22.5萬m3。

2.2 分析該村灌溉系統用水量

第一區規劃發展灌區面積290畝，設計灌溉面積522畝，二區規劃發展灌區面積185畝，設計灌溉面積333畝，目前兩個區域的作物復種指數均為1.8，灌溉水利用系數為0.65；又千川村灌區屬缺水地區，該村是以種植蔬菜為主，確定該灌溉系統保證率為75%，該區各作物灌水時間、次數、定額，以《關中北二區灌溉制度》為依據，參照千陽縣馮坊河西干—郝家坡水庫灌區的灌溉制度，確定出灌區的灌溉制度。以此灌溉制度作為計算依據，計算第一區灌溉年用水量為6.26萬m3，第二區灌溉年用水量為4萬m3，兩個區合計灌溉年用水量為10.26萬m3。

2.3 系統水量平衡分析

通過計算，兩個區灌溉年用水量為10.25萬m3，月最大用水量2.89萬m3。而作為水源的五眼大口井常年涌水量波動不大，日涌水量最小為1500m3/d，月最小供水量達22.5萬m3，遠遠大于灌區月最大用水量，該水源完全能滿足千川村灌溉系統的供水需求。

3 千川村灌溉系統建設內容

3.1 系統建設原則與標準

千川村灌溉系統實行改造和改革、骨干與田間、灌溉與排水相結合的原則，制定適宜的改造方案，充分考慮水資源承載能力，實行總量控制、定額管理，協調行業用水需求，促進農業結構調整。依據《灌溉與排水工程設計規范》確定該工程級別為5級，主要建筑物級別為5級，供水與灌溉保證率為75%，根據1996年省地震防御區化分布的有關規定，工程所在地地震設防裂度為7度。

3.2 系統建設內容

千川村位于千河左岸一、二級階地，地形北高南低，地面坡降2%，地勢平坦，地塊經多年種植，平整規則。依據該區地形地勢條件和原來村組自行修建的水利設施，利用原有5眼大口井作為水源，機電設備齊全，故不需考慮重建。但是由于自然、人為損壞，井臺、井口壁需進行維修，井下需進行淘洗，以保證水量充足。對規劃的5眼大口井全部進行淘洗，并對大口井井臺采用M 7.5漿砌石進行維修，加固井口，厚度0.3 m；為了使渠道與大口井銜接，布設出水池5座，出水池均為C20砼澆筑，設計長度1.2 m，寬度0.6 m，池深1.0 m。出水池壁厚0.2 m。新配套D 30“U”型引水渠道，筑砌長度為4.36km。

4 灌溉系統渠道設計流量與斷面確定

4.1 系統灌水定額的確定

千川村作物種植以蔬菜為主，灌溉采用渠道灌溉，各類作物的灌水時間、灌水次數、灌水定額，以《關中北二區灌溉制度》為依據，并參照千豐渠灌區的灌溉制度來確定。按照《土地開發整理項目規劃設計規范》中公式，灌水定額計算按下列公式：

m設=6.67·r·h（βmax-βmin）

式中，r——土壤干容量，取值1.40 g/cm3；

H——土壤計劃濕潤層深度。取0.7cm；

Βmax——田間最大持水量，取值24%；

Βmin——田間最小持水量，按經驗值取最大持水量地2/3。

經計算，灌水定額為m設=65.34m3/畝。

4.2 灌溉系統灌水周期的確定

千川村作物種植主要以蔬菜為主，蔬菜生長期包括分苗期、生長期、揚花期、掛果期、成熟期5個生育期，大多在春夏季節。根據蔬菜需水規律，其需水高峰在掛果期間，因此以該區蔬菜掛果期，蒸騰蒸發峰值來確定灌水周期，由試驗資料可知：

該區蔬菜蒸騰蒸發峰值Ep=6.5mm/d。

灌水周期F=m設/Ep=65.34/6.5=10.05 d。

灌水周期取整值，為10天。

4.3 渠道斷面的確定

渠道斷面設計時，要考慮渠道具有足夠的輸水能力和穩定的渠床，同時也應具有足夠的水位，以控制最大的灌溉面積，兩者互為聯系，互為條件，以此保證渠床穩定，不會發生局部沖刷和淤積。該灌溉系統中，引水流量根據該區大口井現配套的機電設備來確定，現配套的水泵流量為45m3/h，同時考慮該區大口井為串連形式，故渠道流量按2井合計取90m3/h，渠道設計流量為0.025m3/s，初步確定該渠道斷面采用30“U”型渠，對該型號渠道均勻流進行計算，采用下列公式：

式中，A—D 30“U”型渠，其面積為0.056m2；

R—該型號渠道的水力半徑；

i—該型號渠道的水力半徑，取3‰。經計算Q設=0.029m3/s。

渠道斷面正好滿足設計需求，故確定渠道斷面為D 30“U”型渠。

通過對梯形斷面、矩形斷面和“U”型斷面分析比較，渠道斷面采用“U”型斷面比較合理。該灌溉系統設計新建D 30“U”型渠道10條，長4.36km，用C20砼澆筑。渠道斷面上口寬0.36 m，渠深0.3 m，設計水深0.25 m，襯砌厚度6cm。按照每個田塊分布狀況，在斗渠上適當布設分水口，斷面上口寬0.30 m，渠深0.3 m，設計水深0.25 m，襯砌厚度為6cm。

表1 千川村灌溉制度表 （P=75%）

4.4 渠道附屬建筑物建設

根據道路布設和規劃，在渠道上布置生產橋16座，橋長3.0 m，側墻和拱頂均采用C20砼澆筑。渠臺寬度0.5 m。挖方段邊坡系數0.5，填方段邊坡系數為1.0，渠臺壓實干容重必須大于1.6 g/cm3。渠道每6 m設伸縮縫1道，采用人工切制的V形縫，采用M10水泥砂漿填塞，再切制寬0.5cm的縫。

5 結論

千川村灌溉系統建成運行，最明顯的效益是節約水資源和節省土地，該系統灌溉面積475畝，布置渠道4.5km，每100m可節省耕地0.15畝，節省耕地3.6畝；采用渠道輸水灌溉與土渠相比較，不僅速度快，而且能夠大大提高水的利用率，水利用系數由0.5可提高到0.75，畝均灌水量可節省15m3，按作物生育期內平均灌水4次計算，畝均年可節水60m3，該系統年可節水5.13萬m3。經對已成水利設施的灌溉調查分析，蔬菜畝均可增產150 kg，增產糧食1.5萬kg，增收16.13萬元，水利分攤系數按0.40計，年可凈增收6.45萬元，有限面積產出的經濟效益有了顯著提高，為該村農民增收提供了強有力支撐。