大型灌區節水改造工程建設的常見問題與對策

□周 賓

（江西省潦河工程管理局）

0 引言

農業是中國社會經濟發展的支柱產業，大型灌區更是用水大戶，是國家重點建設的水利設施，在區域經濟發展中占據非常重要的地位。大型灌區節水改造工程具有很強的復雜性和技術性，中國對此方面的研究還處于發展階段，各項技術、管理體制還不夠完善，在建設中仍然存在很多問題，嚴重影響了大型灌區節水改造工程的效果。近年來，各地區逐步加大了大型灌區節水改造工程建設力度，在充分利用天壤降水和土壤水分基礎上，保證農作物生長對水分的需求，提升農作物產量，降低水資源消耗量。此外，科學合理的開展大型灌區節水改造工程建設，可改善周圍的生態環境，發揮土地資源的最大效益。基于此，開展大型灌區節水改造工程建設的常見問題與對策的研究就顯得尤為必要。

1 工程概述

江西某大型灌區節水改造工程，灌溉面積達到2.13萬hm2，其中一條干渠設計流量為3.50 m3/s，基本上滿足了區域農作物灌溉的需求。

2 大型灌區節水改造工程建設的原則

2.1 可持續發展原則

傳統農作物灌溉時，多采用漫灌方式，無節制的開發和利用水資源，致使大量生態用水被占用，而且浪費現象比較嚴重，通過擴大規模來獲取眼前局部效益，致使大量水資源被無故浪費。在水資源日益緊缺的背景下，大型灌區節水改造工程建設中必須依據當地水資源的實際承受能力，重新核實區域農作物灌溉的面積，確定建設規模，在滿足農作物生長用水的基礎上，實現可持續發展。

2.2 因地制宜

大型灌區節水改造工程建設具有很強的綜合性和針對性，一個大型灌區節水改造工程只負責某一區域的灌溉任務。因此，在具體建設中，必須做到因地制宜，實事求是。工程所在區域節水灌溉設施比較滯后，存在很多問題亟待解決。基于此種情況，要先解決影響灌區發揮效益的關鍵性問題。在融入新技術的同時，控制投入資金。

2.3 保證灌區發展和生態環境相互統一

大型灌區節水改造工程建設不能以破壞生態環境為前提，更不能以犧牲生態用水為代價，換來短暫發展。應當做到上下游兼顧，實現灌區發展和生態環境相互協調統一發展，同時要盡快遏制目前生態環境惡化的趨勢，促使當地經濟建設和生態環境保護協同發展。

2.4 大型灌區節水改造要和農業結構調整相互結合

大型灌區節水改造工程的主要目的是為農業結構調整奠定扎實基礎，以保障農業增產增收，提升農民收入。這樣農民利用足夠的資金投入到大型灌區節水改造工程建設中，二者是相輔相成，相互促進的關系。

3 目前大型灌區節水改造工程建設中常見的問題

3.1 輸水渠道滲漏嚴重

目前江西地區的很多大型灌區節水工程渠道襯砌率僅在50%～60%之間，水資源利用系數在0.50 左右，這兩組數據表明，灌溉水在渠道運輸中，近50%的水滲漏流失，嚴重影響了灌溉效率。

3.2 田間工程不配套

在大型灌區節水改造工程建設中，還存在田間工程不配套的問題，主要原因是灌水技術比較滯后，田間平衡度不足。到目前為止，仍然有很多地區，在農作物灌溉中，采用傳統漫灌、串灌等方法，致使田間灌溉水利用率過低，大多只在0.60～0.70之間，水資源浪費現象依然嚴重。

3.3 體制改革問題

大型灌區節水改造工程的主要服務對象是農業和農村，并承擔著防洪除澇的作用，是一項利國利民的基礎工程，并非以盈利為主要目的。在大型灌區節水改造工程建設體制改革中，需要在確定水利管理單位形式的基礎上，盡快完成管理體制、運行機制的改革任務，保證大型灌區節水改造工程建設各項工作都能高效、有序的開展。

4 解決大型灌區節水改造工程建設常見問題的對策

4.1 確定農作物所需引水量

在確定農作物所需引水量時，需要結合當地氣候條件和地質水文條件，嚴格按照灌區農作物的灌溉時節、灌溉定額、不同作物灌溉面積等合理確定。就案例工程而言，灌區主要的農作物是水稻，復種指數為120%，大型灌區節水改造工程建設完成之后，要求灌區渠道水資源的有效利用率不應＜80%。水稻的灌溉時節主要集中在每年4-5月，灌溉天數需要至少持續20 d，總灌溉面積為680 hm2，灌溉定額5 426 m3/hm2。則水稻所需的渠道引水量最大值應當為1.48 m3/s，才能滿足水稻灌溉的要求。

4.2 大型灌區節水改造工程總體布置

工程原來干渠流量僅為2.50 m3/s，大于水稻引水量1.48 m3/s，復核設計流量也可以滿足灌區供水量的需求。工程農渠總長度為7.45 km，其中明渠的總長度7.14 km，布置了2 座渡槽，總長度為38 m。渠首流量為3.50 m3/s，渠底坡降為1/2 000，渡槽的坡降則為1/1 000。基于此，在大型灌區節水改造工程總體布置中，主要是對渠道進行全面系統的防滲漏整治，保證設計流量≥1.50 m3/s，為確保灌溉效率，避免滲漏損失，采用了梯形斷面設計形式，用C15 混凝土進行底部澆筑，并用C15 混凝土預制塊護坡，需要改造的防滲漏工程總長度為4 650 m，石渠為漿砌塊石襯砌，渠道工程總長度為2 412 m，渡槽需要改造的長度為21 m，主要進行勾縫防滲漏處理。

4.3 大型灌區渠道節水改造設計

工程要求改造之后，渠道的流量≥1.50 m3/s，為減少工程量，控制建設成本，在渠道設計和施工中，采用了不沖不淤的方法，渠道護砌斷面主要按照明渠均勻流公式進行計算：

Q=WV=ωC（Ri）1/2；C=R1/6/n

本工程明渠渠底的坡降為1/2 000，渠道糙率n為1.50×10-2，邊坡系數為0.50，渠道底部寬度為1.20 m，渠道水深為0.80 m，超高0.30 m，過水斷面ω為1.28 m2，濕周為2.99 m，水力半徑K=ω/X=0.43，C 為43.44，V 為1.52 m/s，則計算的流速為0.72 m3/s，和工程所需的1.50 m3/s 相差較大，需要進一步調整相關參數。調整參數包括：將渠道底部寬度適當減少，從原來的1.20 m 減小到0.80 m，其余參數保持不變，則過水斷面ω 會下降到0.96 m2，濕周也會降低到2.59 m，水力半徑降低到0.37，C 降低到42.38，V降低到0.58 m/s，此時流速會增加到3.50 m3/s和大型灌區節水改造工程的設計結果相符。

4.4 主要建筑物施工要點

在大型灌區節水改造工程建設中，主要改造的建筑物包括：明渠、渡槽等。本工程原有建筑物和渠系病害如下：土渠總長度為4 650 m，主要病害是滲漏和塌方；石渠的總長度為2 412 m，主要病害是滲漏及部分砂漿發生脫落；渡槽需要改造的長度為21 m，主要病害是滲漏。

針對這些不同的病害，需要采取與之相適的改造方法，經過系統研究分析，工程對渡槽、石渠進行M10砂漿勾縫處理，以解決滲漏嚴重的問題。針對改造治理長度比較大的土渠，采用C15混凝土預制塊襯砌，然后用M10砂漿進行勾縫處理。

土渠在進行防滲處理中，需要對坡面進行修整，坡比為1/1.25，并在坡面鋪設100 mm后砂卵石反濾料，滿足設計要求之后，再進行C15 混凝土預制塊襯砌（預制塊為六棱塊，規格為300 mm×300 mm×60 mm），從坡腳處開始，按照從下往上的順序砌筑，勾縫采用M10砂漿進行勾縫處理，勾縫砂漿應飽滿密實［6］。渠道直線段保證平直，彎道處應當圓滑順暢。渠底防滲處理中，按渠底坡降進行開挖回填，然后鋪設100 mm厚砂卵石墊層，再進行C15混凝土底板澆筑。

5 結語

綜上所述，文章結合工程實例，分析了大型灌區節水改造工程建設的常見問題與對策，分析結果表明，大型灌區節水改造工程建設范圍比較廣，影響因素眾多。在具體建設中，仍然存在很多問題，在一定程度上限制了大型灌區節水改造事業的發展。為保證改造效果，提升灌區節水水平，可從農作物所需引水量、大型灌區節水改造工程總體布置、渠道工程設計、主要建筑物施工要點等方面入手，保證各道工序都能安全、有序、高效地開展。