淺議小型水庫(kù)灌溉工程規(guī)劃

彭?yè)P(yáng)平，熊 佳

(廣東珠榮工程設(shè)計(jì)有限公司，廣東 廣州 510000)

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淺議小型水庫(kù)灌溉工程規(guī)劃

彭?yè)P(yáng)平，熊 佳

(廣東珠榮工程設(shè)計(jì)有限公司，廣東 廣州 510000)

水庫(kù)灌溉工程是農(nóng)作物用水的基本保障，灌溉工程的合理規(guī)劃可以有效保障灌區(qū)灌溉率，提高作物產(chǎn)量。本文以實(shí)際工程為例，對(duì)水庫(kù)灌溉工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析和探討。

小型水庫(kù)；灌溉工程；規(guī)劃

1 工程概況

某水庫(kù)工程總庫(kù)容1256萬(wàn)m3，水庫(kù)灌區(qū)修建于1972年，設(shè)計(jì)灌溉面積為986 hm2，共修建兩條干渠，5條分干渠，總建設(shè)長(zhǎng)度為48.4 km,各類建筑物332座，灌區(qū)建成后有效改善了周圍村莊的用水問題，促進(jìn)了地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，但是隨著使用年限的不斷增加，灌區(qū)設(shè)施老化，水資源利用率降低，已經(jīng)不能滿足用水需求，需要對(duì)水庫(kù)灌溉工程進(jìn)行重新規(guī)劃設(shè)計(jì)。

2 灌區(qū)主要問題及其原因

2.1 主要問題

(1)水量利用系數(shù)低。依據(jù)實(shí)地干渠渠系勘測(cè)和灌溉面積測(cè)量，得到水庫(kù)干渠水和灌溉水的利用系數(shù)都很低，分別為0.26和0.1。

(2)水量灌溉效益低。依照最初設(shè)計(jì)，灌區(qū)預(yù)估計(jì)灌溉面積可達(dá)1000 hm2,自灌區(qū)建設(shè)完成以來(lái)，其中最大灌溉面積僅為預(yù)計(jì)面積的3/5,而實(shí)際灌溉面積是預(yù)計(jì)面積的2/5。

2.2 問題形成原因

(1)灌區(qū)渠道路線太長(zhǎng)。

(2)比降高。據(jù)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，萬(wàn)畝以下的山區(qū)干渠比降超過(guò)普通灌區(qū)的4倍，合適的比降一般為1/1000～1/2000，而部分干渠比降可達(dá)l/8000。

(3)地理環(huán)境因素。該灌區(qū)多為石灰?guī)r巖溶區(qū),地質(zhì)條件較差，巖層容易破碎，造成水的滲透力較大。

(4)灌區(qū)工程標(biāo)準(zhǔn)低，工程質(zhì)量較差。因灌區(qū)建設(shè)時(shí)期，社會(huì)條件較落后，造成整體質(zhì)量低，灌區(qū)建設(shè)材料均使用石灰砂漿片石，經(jīng)過(guò)多年的運(yùn)營(yíng)，以及自然因素影響，造成灌區(qū)年久失修，老化損壞程度較高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，整個(gè)灌區(qū)渠系保存較完好的僅占渠道總長(zhǎng)的16.0%，為13 km，可利用建筑物僅占所有建筑物的17.1%，為51座，其余均已不能投入使用。

(5)田間工程系統(tǒng)不完整。灌區(qū)輸水工程系統(tǒng)不完整，僅有輸水干渠和支渠,缺乏田間配水渠道,造成水滿全坡，不能有效利用。

(6)灌溉區(qū)域均為溝畦。該灌區(qū)采用了較落后的灌溉方式，即溝畦漫灌,同時(shí)因灌區(qū)土質(zhì)貧瘠，導(dǎo)致水、土、肥流失嚴(yán)重。

綜上所述，該灌區(qū)水資源嚴(yán)重浪費(fèi)，有效利用率非常低，導(dǎo)致灌溉效益逐年降低。同時(shí)，該灌區(qū)還出現(xiàn)上游水嚴(yán)重浪費(fèi)，下游卻嚴(yán)重缺水，人畜吃水都成問題[1]。因此，如何能有效改造灌區(qū)，合理利用水資源提升灌溉效益，提升水資源有效利用率，增加灌區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展，提升當(dāng)?shù)厝罕娚钏椒浅Ｖ匾?/p>

3 灌區(qū)工程改造

3.1 灌區(qū)渠系改造

灌區(qū)渠系改造模式是選用壓力干管供水及田間管網(wǎng)配水。其中，壓力干管供水即舍棄原渠道開發(fā)一條新的地下壓力總干管和東、西兩條干管，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)灌區(qū)供水；田間管網(wǎng)配水主要是順著干管配置橫向地下支、農(nóng)、毛管，實(shí)現(xiàn)農(nóng)田配水灌溉。通過(guò)調(diào)研可知灌區(qū)管網(wǎng)供水改造切實(shí)有效，主要表現(xiàn)在以下四個(gè)方面：

(1)技術(shù)方面：該灌區(qū)改造借助干管和田間管網(wǎng)充分利用水庫(kù)30～160 m的自然水頭可實(shí)現(xiàn)全灌區(qū)自壓供水。隨著科技的進(jìn)步，我國(guó)高壓管道技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)非常成熟，尤其是新型夾沙玻璃多管道的應(yīng)用，從耐壓強(qiáng)度、重量、成本上提升了管道質(zhì)量，同時(shí)，很大程度上使得地形復(fù)雜的山區(qū)高壓管道的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)更有保障。

(2)灌溉效益：該改造方案大大提升節(jié)水效率,使得水利用系數(shù)提升至90%。通過(guò)高效用水，提升了灌溉效益，灌溉面積高達(dá)3333.33 hm2。

(3)投資成本：該改造方案大大節(jié)省了投資成本。灌區(qū)干管全長(zhǎng)達(dá)29.01 km，預(yù)算成本達(dá)3347萬(wàn)元；改造后，渠道全長(zhǎng)可達(dá)61.74 km，預(yù)算成本為2590萬(wàn)元。

(4)灌溉成本：該改造方案采用自壓供水,大大降低了灌溉成本，使用管網(wǎng)優(yōu)點(diǎn)是水利用率較高，同時(shí)可高效利用水庫(kù)自然水頭壓力完成自壓灌溉。

3.2 干管工程和田間管網(wǎng)建設(shè)

本項(xiàng)目工程主干管進(jìn)出口高程分別為1025.20 m和966.04 m，相差59.16 m，平均水力坡降達(dá)2.58‰。通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算總干管選用玻璃鋼管，管壓0.4 MPa，管徑為800 mm，700 mm，600 mm。分干管材料選用PVC管，管壓為0.4 MPa，直徑是200 mm。為充分保障管道安全，管道埋置需深達(dá)76 cm以下。在保障管道正常運(yùn)營(yíng)和維修的基礎(chǔ)上，綜合多方因素，確定本灌區(qū)管道的非穿河段管頂埋置土壤厚度需大于1.0 m，穿河段管頂埋置土壤厚度需大于2.0 m。

管道選用開槽地埋式。主干管基槽的斷面開挖需保障工程施工安裝，開挖邊坡比是1∶0.5，槽底寬度是1.6～1.8 m，基槽底部需鋪筑一層中粗砂墊，厚度達(dá)200 mm，穿河段管道為防沖擊在管溝頂部鋪設(shè)厚600 mm的鉛絲籠石。在充分保障管道剛度、強(qiáng)度及地基條件下，選用原狀土進(jìn)行管道基礎(chǔ)夯實(shí)。當(dāng)管基處于地下水以下時(shí)，需改換碎石墊層，厚度300 mm；當(dāng)管基土層屬于非自重濕陷性是，為提升該段地基承載力，減緩地基濕陷性，基槽底部需改換3∶7灰土墊層，厚度300 mm。為保障管道運(yùn)營(yíng)安全、控制及檢修，輸水管沿線可建設(shè)54座分水閥井、27座排氣閥井、2座流量計(jì)井、10座檢修閥井、19座排水閥井和50座鎮(zhèn)墩。管道沿線各種交叉建筑物分別為穿河段2處，穿鐵路1處，穿公路段11處，穿渠段3處，共計(jì)17處。田間管灌管網(wǎng)通過(guò)設(shè)置分干管和支管兩級(jí)管道進(jìn)行固定，其中支管間距100 m，給水栓間距為50 m，均處于支管上，同時(shí)每個(gè)支管末端均設(shè)計(jì)了泄水井。

3.3 高效灌溉

灌區(qū)因地形格局分散、地質(zhì)貧瘠，采用原始的溝畦漫灌容易造成嚴(yán)重的水、土、肥流失。通過(guò)引進(jìn)先進(jìn)的噴灌、微灌等用水措施，大大改善水、土、肥流失問題。灌區(qū)采用管網(wǎng)供水時(shí)需配合高效用水灌溉技術(shù)。結(jié)合灌區(qū)地形分布，從水位推算，灌區(qū)水力高壓區(qū)適合噴灌和微灌，低壓區(qū)適合微灌和管灌[2]。經(jīng)測(cè)算，該灌區(qū)可配置噴灌666.67 hm2，管灌1000 hm2，進(jìn)行糧食作物種植；微灌1666.67 hm2，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)林種植。同時(shí)，節(jié)水灌溉面積可達(dá)3333.31 hm2，全年用水量達(dá)705萬(wàn)m3，水庫(kù)年徑流量達(dá)1050萬(wàn)m3，可用于灌溉和年際調(diào)節(jié)。

3.4 建設(shè)小池蓄水

灌區(qū)中上游因種植作物使得土地格局分散、高低不平，僅采用管道直接供水灌溉不是很及時(shí)、方便。因此，可以在管道山脊兩側(cè)水壓線內(nèi)，搭建多個(gè)水容量為100～1000 m3的蓄水池，實(shí)現(xiàn)引、蓄、調(diào)并舉。閑時(shí)可以蓄水，忙時(shí)可以灌溉，調(diào)用及時(shí)、方便，同時(shí)可以合理利用地表徑流進(jìn)行水源擴(kuò)充，確保水源穩(wěn)定。

4 結(jié) 語(yǔ)

水庫(kù)工程節(jié)水灌溉規(guī)劃不但提高灌區(qū)的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定發(fā)展，最大限度降低水資源危機(jī)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)灌區(qū)的社會(huì)效益。在進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)要嚴(yán)格按照建設(shè)農(nóng)村、發(fā)展農(nóng)業(yè)、利惠農(nóng)民的基本原則逐步開展，設(shè)計(jì)出高效安全、科學(xué)合理的水利灌溉工程。此外，還要充分認(rèn)識(shí)到環(huán)境保護(hù)的重要性，進(jìn)行綜合性的考慮，將水利灌溉工程的效益充分發(fā)揮出來(lái)，實(shí)現(xiàn)人和自然的和諧發(fā)展。

[1] 劉洪友，徐萬(wàn)江，崔潤(rùn)利．芻議訥全灌區(qū)渠系建筑物凍害分析及防治措施[J].黑龍江水利科技，2010,37(5) :93.

[2] 樓豫紅,付曉光.四川省節(jié)水灌溉工程設(shè)計(jì)中需要關(guān)注的幾個(gè)問題[J].四川農(nóng)業(yè)與農(nóng)機(jī),2009(2):32-33.

彭?yè)P(yáng)平(1985-)，男，工程師，主要從事水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)方面的工作。

S152.7

A

2096-0506(2016)10-0077-02