潼關(guān)縣2016年小型農(nóng)田水利建設(shè)方案探析

韓麗娜（河南省豫北水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院陜西分院陜西西安710086）

潼關(guān)縣2016年小型農(nóng)田水利建設(shè)方案探析

韓麗娜
（河南省豫北水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院陜西分院陜西西安710086）

本文通過(guò)分析潼關(guān)縣基本概況和小型農(nóng)田水利現(xiàn)狀，對(duì)水利設(shè)施存在的程度低、設(shè)施老化和配套不完善等問(wèn)題進(jìn)行了探討。結(jié)合實(shí)際，規(guī)劃在17個(gè)村實(shí)施2016年新增小型農(nóng)田水利項(xiàng)目，并提出了渠系工程、機(jī)井工程、高效節(jié)水灌溉工程建設(shè)方案，可供其它相近地區(qū)進(jìn)行參考。

潼關(guān)縣；小型農(nóng)田水利；建設(shè)方案；分析

1　概況

潼關(guān)縣地處陜西省關(guān)中平原東端，總面積526km2。地貌南高北低，跌宕明顯，呈臺(tái)階狀。由南向北分為山地、殘?jiān)瓬羡趾忘S、渭河谷三種類型。屬暖溫帶大陸性雨熱同季的季風(fēng)型干旱氣候。南北差異大，光能資源較充足，熱量和降水量偏少，時(shí)空分布不均。四季分明，冬夏長(zhǎng)，春秋短，年平均風(fēng)速3.2m/s。全縣共轄6個(gè)鎮(zhèn)28個(gè)村社區(qū)，人口16萬(wàn)人。2014年，全縣生產(chǎn)總值41.1億元，城鄉(xiāng)居民收入26101元。

2　農(nóng)田水利設(shè)施存在的主要問(wèn)題

2.1小型農(nóng)田水利現(xiàn)狀

截止2013年底，潼關(guān)縣共建成各類水利工程488處，其中機(jī)井449眼，年度供水量1538.9萬(wàn)m3；水庫(kù)11座，陂塘7處；7條自流引水渠，灌溉渠道178.56km；中型灌區(qū)1個(gè)（港口抽黃灌區(qū)）；小型灌區(qū)2個(gè)（太蒿庫(kù)渠灌區(qū)和魚(yú)化屯水庫(kù)灌區(qū)）；抽水站18處，總功率2010kW。這些水利設(shè)施在改善農(nóng)業(yè)生、促進(jìn)縣域經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮了重要作用。但由于老化失修、破損嚴(yán)重，機(jī)電設(shè)備大部分為淘汰產(chǎn)品，渠系不健全，輸水能力不足，灌溉效益逐年下滑，嚴(yán)重制約了經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展，急需加強(qiáng)水利設(shè)施改造建設(shè)。

2.2小型農(nóng)田水利設(shè)施存在的問(wèn)題

（1）水利化程度低。潼關(guān)縣耕地面積1276.67hm2，設(shè)施灌溉面積8473.3hm2，其中項(xiàng)目區(qū)灌溉面積為1866.67hm2。區(qū)內(nèi)有效灌溉率偏低，大量耕地缺少灌溉水利設(shè)施。主要有兩個(gè)方面的原因：一是長(zhǎng)期以來(lái)水利建設(shè)投入不足，缺乏穩(wěn)定的投入保障機(jī)制。二是一些地方由于缺乏水資源，坡度較大或土地零星分散等原因，無(wú)法興建傳統(tǒng)水利設(shè)施。或因單位投資過(guò)大，目前還沒(méi)有水利設(shè)施而干旱。如一些異地移民安置點(diǎn)、庫(kù)區(qū)移民點(diǎn)和山區(qū)零星分散的土地，絕大部分都沒(méi)有灌溉水利設(shè)施。

（2）水利設(shè)施老化及損壞嚴(yán)重。特別是水泵及機(jī)電設(shè)備的更新?lián)Q代嚴(yán)重落后，導(dǎo)致抽水能力不足，事故發(fā)生率高，灌溉效率低下。項(xiàng)目區(qū)現(xiàn)有機(jī)井28眼，有26眼機(jī)井水泵及配套設(shè)施嚴(yán)重落后，已配套的機(jī)電設(shè)備由于年代久遠(yuǎn)，大多帶病運(yùn)行，效率底下，無(wú)法保證灌區(qū)正常灌溉用水。

（3）灌區(qū)水利設(shè)施配套不完善，節(jié)水改造滯后。項(xiàng)目區(qū)最大的水利工程為港口抽黃工程，渠道總長(zhǎng)13.44km，其中襯砌防滲4.56km，防滲率為33.9%，渠道防滲率低，渠系建筑物年久失修、坍塌、老化、淤積等現(xiàn)象嚴(yán)重，導(dǎo)致灌溉水利用率低，水資源得不到充分利用，灌溉保證率達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，灌溉面積逐年下降；此外，由于輸水設(shè)施不完善，春耕季節(jié)用水高峰時(shí)，灌區(qū)內(nèi)上游有水下游旱現(xiàn)象年年存在，水事糾紛經(jīng)常發(fā)生，供水不安全等。

3　農(nóng)田水利設(shè)施建設(shè)方案

為了提高潼關(guān)縣農(nóng)田水利設(shè)施能力，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，現(xiàn)規(guī)劃在潼關(guān)縣5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的17個(gè)村實(shí)施2016年小型農(nóng)田水利新增項(xiàng)目，主要建設(shè)內(nèi)容為渠系工程、機(jī)井工程、高效節(jié)水灌溉工程（低壓管道輸水灌溉工程、滴灌工程），涉灌面積1076hm2，灌水方式為低壓管道灌溉、滴灌和渠灌。

3.1渠系工程

本項(xiàng)目渠系工程位于城關(guān)鎮(zhèn)港口抽黃灌區(qū)，由高橋四級(jí)抽水站供給，通過(guò)北支渠和南支渠，向項(xiàng)目區(qū)供水，總抽水量0.38m3/s。項(xiàng)目涉及高橋村、稅村、南營(yíng)村、北營(yíng)村，灌溉面積353.33hm2。灌區(qū)支渠運(yùn)行狀況良好，部分斗渠已經(jīng)襯砌，但現(xiàn)有渠道數(shù)量不能滿足灌溉需要，故規(guī)劃新建斗渠、分渠8878m，其中新建D40U形渠道7711m，新建D30U形渠道1167m，以滿足農(nóng)田灌溉需求。

具體建設(shè)方案為：設(shè)計(jì)渠道比降為1‰～14‰。由于砼U形渠道具有較佳的水力斷面，過(guò)水條件好，利于輸水輸沙，具有整體性好和抗凍脹能力強(qiáng)、渠道占地少，節(jié)省材料等優(yōu)點(diǎn)，因此對(duì)已有渠道損壞處和現(xiàn)有土渠襯砌，全部采用“U”形斷面。渠道采用D40、D30 “U”形斷面50mm厚混凝土現(xiàn)澆。渠道為現(xiàn)澆C15混凝土，砼性能指標(biāo)：強(qiáng)度C15，抗?jié)BW4，抗凍F50；砼下土基必須處理夯實(shí)，壓實(shí)系數(shù)需達(dá)0.93；沿縱向每4.0m設(shè)一伸縮縫，伸縮縫縫寬2.0cm，采用瀝青膠泥填塞。

目前，已有研究[42]結(jié)果提示，S1P可通過(guò)與不同受體結(jié)合偶聯(lián)炎癥和凝血反應(yīng)。因此，平衡S1P在炎癥和凝血反應(yīng)中的作用可能成為治療膿毒癥的新途徑。

對(duì)于跨越渠道的13座農(nóng)橋，設(shè)計(jì)橋面寬4.0m，跨度1.2m。設(shè)計(jì)荷載為農(nóng)橋Ⅱ，為單跨簡(jiǎn)支鋼筋砼板式結(jié)構(gòu)，橋面采用C25現(xiàn)澆砼板，橋墩采用C20砼現(xiàn)澆。橋板最大承載力≥60kN。

水閘位于斗渠和農(nóng)渠的進(jìn)水口，形式為開(kāi)敞式。閘室段采用混凝土整體式結(jié)構(gòu)。閘門(mén)采用鑄鐵閘門(mén)，渠道與閘孔采用扭面連接。閘室采用C25現(xiàn)澆混凝土，混凝土抗?jié)B等級(jí)為W4，抗凍等級(jí)為F50。基礎(chǔ)要求嚴(yán)格夯實(shí)，壓實(shí)度不小于0.93。D40、D30渠道上的水閘采用C20混凝土，400mm× 400mm鑄鐵閘門(mén)，開(kāi)敞式砼結(jié)構(gòu)，與上下游渠道采用扭面連接。

跌水混凝土強(qiáng)度等級(jí)均為C20，抗凍等級(jí)F50，抗?jié)B等級(jí)W4；消力池底部設(shè)間距1m的Φ50排水孔，排水孔底部設(shè)砂石反濾層。采用平底拋物線無(wú)喉量水堰，C15砼現(xiàn)澆。量水堰規(guī)格根據(jù)相應(yīng)渠道級(jí)別確定。

3.2機(jī)井工程

項(xiàng)目區(qū)共有35眼管井，其中修復(fù)機(jī)井28眼，新打機(jī)井7眼，配套水泵等機(jī)電設(shè)備33套，修建井房408m2/34座。

3.2.1新打機(jī)井設(shè)計(jì)

以代字營(yíng)村新打機(jī)井為典型設(shè)計(jì)。通過(guò)代字營(yíng)鎮(zhèn)代字營(yíng)村新打機(jī)井柱狀圖分析，取水層主要是黏土夾砂卵石層、黏土砂卵石互層等含水層，含水層位置為100m～110m，155m～175m，190m～200m，225m～235m，285m～315m。根據(jù)以上地層情況，本次設(shè)計(jì)成井深度340m，單井出水量為50m3/h。機(jī)井終孔直徑為550mm，全孔采用550mm鉆頭一次成孔。井壁管采用外徑Φ273mm，壁厚7mm的螺旋鋼管，沉淀管、過(guò)濾器與井壁管采用相同直徑的管材，井底沉淀管長(zhǎng)度5m。全孔均采用外徑273mm螺旋鋼管，總長(zhǎng)320m，其中濾水管長(zhǎng)70m；濾水管均為打眼、墊筋、纏絲、包尼龍羅底（規(guī)格100目），包棕片2片～4片層，濾水管孔隙率為15%，絲距1mm～1.5mm。礫石按要求采用規(guī)格為φ2mm～8mm的自然石料，由于該井地層顆粒太細(xì)，在濾料中夾1/3粗砂，礫石粗砂填至25m。為防止地下水污染，在25m以上用優(yōu)質(zhì)黃土封孔到地面。

機(jī)井灌區(qū)主要種植作物以玉米和小麥為主，綜合平均灌水定額為435m3/hm2，依據(jù)灌區(qū)水文地質(zhì)資料，工程區(qū)單井出水量為50m3/h。本次機(jī)井位置按照單井控制23.33hm2進(jìn)行布置。相應(yīng)出水量為50m3/h。選用200QJ50-240/12型潛水泵，揚(yáng)程240m，電機(jī)功率63kW，額定電流125.8A。井距為484m。

為便于管理，同時(shí)起到保護(hù)水源作用，水泵機(jī)電設(shè)備安裝于井房?jī)?nèi)。井房為磚混結(jié)構(gòu)，建筑面積12m2；鋼防盜門(mén)，鋁塑合金窗加防盜網(wǎng)；屋面采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土板，墻體及基礎(chǔ)采用M7.5砂漿砌機(jī)磚；屋面板對(duì)應(yīng)于管井位置設(shè)置圓形天窗，直徑350mm，與蓋板均為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；內(nèi)墻面刷乳膠漆，外墻面刷橘黃色涂料，屋頂四周翻檐貼白色瓷片。

3.2.2修復(fù)機(jī)井設(shè)計(jì)

項(xiàng)目區(qū)共修復(fù)管井28眼，修復(fù)內(nèi)容為更新水泵及配電設(shè)施，新建井房等，主要修復(fù)內(nèi)容如下：通過(guò)洗井等方式進(jìn)行清淤，提高管井出水量。對(duì)損毀嚴(yán)重的機(jī)電設(shè)備進(jìn)行配套改造。依據(jù)井房?jī)?nèi)設(shè)備占用面積的多少和管理要求，確定井房面積12m2，井房采用磚混結(jié)構(gòu)，墻體為磚砌，屋頂為現(xiàn)澆樓板覆蓋，頂部防滲處理，刷涂料；外墻面拉毛處理，刷橘黃色涂料，屋頂四周翻檐貼瓷片。

3.3低壓管道輸水灌溉工程

低壓管道灌溉面積714hm2，水源為35眼管井，鋪設(shè)田間管網(wǎng)1.2萬(wàn)m。現(xiàn)以代字營(yíng)鎮(zhèn)代字營(yíng)村新打J01進(jìn)行管灌典型設(shè)計(jì)。

代字營(yíng)村低壓管道輸水灌溉典型區(qū)田塊長(zhǎng)780m，寬282m，灌溉面積22hm2，水源井位于項(xiàng)目區(qū)東南角，整個(gè)地勢(shì)西南高，東北地，主要種植作物為小麥和玉米，灌溉設(shè)計(jì)保證率取75%，灌溉水利用系數(shù)取0.85，作物需水高峰期日耗水強(qiáng)度為5mm/d，土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層深度為0.6m。管道布設(shè)采用樹(shù)枝狀管網(wǎng)，單井管道系統(tǒng)。管道采用干管（輸水）支管（配水）兩級(jí)固定管道，支管走向宜平行于作物種植行，支管間距可根據(jù)實(shí)際地形調(diào)整。支管上安裝出水樁，出水樁設(shè)計(jì)出水量為25m3/h，出水樁間距根據(jù)地形可適當(dāng)調(diào)整。為固定出水樁，周圍用C15砼澆筑，為了防止下閥體被盜或損壞，水流沖刷渠岸，上部加蓋砼護(hù)帽。出水口護(hù)樁為現(xiàn)澆砼件，配套消力池為預(yù)制混疑土構(gòu)件。為了防止水泵突然關(guān)閉或其它事故產(chǎn)生水倒流，應(yīng)在系統(tǒng)首部設(shè)逆止閥，同時(shí)為防止停泵時(shí)管內(nèi)積水倒流產(chǎn)生負(fù)壓將管子吸扁，在管道首部最高處設(shè)進(jìn)排氣閥。本工程所用管道均采用硬質(zhì)PVC-U塑管，公稱壓力0.63MPa。

田間管道開(kāi)挖斷面設(shè)計(jì)為梯形，設(shè)計(jì)管溝深為1.2m，底寬0.8m，邊坡1：0.3。基本順地面開(kāi)挖，開(kāi)挖深度局部可適當(dāng)調(diào)整，必須保證排水暢通。

3.4滴灌工程

萬(wàn)家?guī)X村滴灌工程灌溉面積8.67hm2，種植作物為葡萄，株行距1.5m×3.0m。原有管井1眼，地下水經(jīng)過(guò)濾器輸配至田間管網(wǎng)。系統(tǒng)采用兩級(jí)過(guò)濾，離心+網(wǎng)式過(guò)濾器組合過(guò)濾。田間輸配水管網(wǎng)分為主干管、分干管、支管及滴灌管四級(jí)，滴灌管平行于作物種植行向布設(shè)，支管垂直于滴灌管布置，主干管沿道路布設(shè)，分干管垂直于主干管。田間管網(wǎng)除滴灌管為PE管外，其余均為PVC-U管。在管網(wǎng)最低點(diǎn)處設(shè)排水井，系統(tǒng)最高點(diǎn)和駝峰處設(shè)自動(dòng)排氣閥井。

灌水器采用壓力補(bǔ)償式滴灌管，滴頭流量為qd=2.1L/h，滴頭間距0.5m，滴灌管間距3.0m。根據(jù)果樹(shù)需水要求、種植方式及灌水器水力特征，擬采用壓力補(bǔ)償式滴灌管。滴灌管直徑16mm，壁厚1mm，設(shè)計(jì)工作壓力0.1MPa～0.35MPa，滴頭流量2.1L/h，流態(tài)指數(shù)0～0.2。設(shè)計(jì)灌水周期取3.5d。通過(guò)首部（包括離心+網(wǎng)式過(guò)濾器組合過(guò)濾系統(tǒng)），經(jīng)主干管、分干管、支管、滴灌管四級(jí)管網(wǎng)，對(duì)果樹(shù)進(jìn)行灌溉。其中主干管、分干管及支管為地埋敷設(shè)，通過(guò)出地管（立管）至于地面以上20cm～50cm后，經(jīng)球閥接滴灌管，滴灌管敷設(shè)于地面，每行果樹(shù)一行滴灌管。

4　結(jié)語(yǔ)

結(jié)合實(shí)際，提出2016年潼關(guān)新增小型農(nóng)田水利項(xiàng)目建設(shè)方案，改造建設(shè)35眼管井，鋪設(shè)田間管網(wǎng)1.2萬(wàn)m，配套水泵等機(jī)電設(shè)備33套，建設(shè)滴灌面積8.67hm2，項(xiàng)目實(shí)施后，每年增加產(chǎn)量347.62萬(wàn)kg，增產(chǎn)效益872.87萬(wàn)元。陜西水利

（責(zé)任編輯：暢妮）

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