鴨河口灌區末級渠系管道化改造方案

雷雨，呂小光

(南陽市水利建筑勘測設計院，河南 南陽 473000)

1 引言

1.1 灌區概況

鴨河口灌區位于南陽盆地，在唐、白河之間，灌區總面積約2 500 km2，效益宛城、新野、唐河、方城、社旗五縣區，設計灌溉面積15.87 萬hm2。灌區中的土壤分布主要有砂姜黑土、黃膠土、黃老土，土地肥沃，河南省糧食主產區和重要農產品供應區。灌區多年平均降雨量802.90 mm，汛期(6—9月)占全年降水量的63.00%。

1.2 灌區末級渠道情況

近些年借助各類農田項目對灌區的末級渠道進行了配套與改擴建，使得灌區“最后一公里”輸水問題得到解決，目前有效灌溉面積12萬hm2。現有末級渠系以明渠為主，并配置附屬建筑物，局部水源較差的區域采用井渠雙配的模式，現狀農田灌溉條件大大改善。由于現有的末級渠系布置仍沿用原有規劃，實施必須結合地形條件，導致工程占地多，浪費土地資源；同時造成現有大田農業耕作不便。多數渠道跨行政村用水，統一調度困難，存在隨意扒口放水問題，水資源浪費嚴重，且造成水費征收困難。部分末級渠系屬上世紀70年代群建工程，產權不明晰，加之近年農村基礎設施建設力度加大，渠系被占壓后損壞，失去工程效益。大部分田間工程未配套或配套不完善，灌溉方式為灌溉水進入田間溝道，再由農戶用水泵抽水灌溉。

2 目前灌區田間配水工程建管面臨的問題

2.1 灌溉水資源利用效率有待提高

根據《河南省南陽市鴨河口灌區續建配套與節水改造項目總體可行性研究報告》(2016年)，灌區總面積15.87萬hm2，保證率P=75%。在十二五規劃期間近期水平年灌溉水利用系數0.58，灌溉總面積為14.03萬hm2。在十三五規劃期間近期水平年灌溉水利用系數0.65，灌溉總面積為15.87萬hm2。

表1 灌區供需水平衡分析表 單位：萬m3

由表中可以看根據灌區供水平衡分析，區域灌溉用水占總供水任務的70.00%，灌溉供水任務重，灌區水資源總體供大于求，略有結余，水資源相對緊張。根據 “十四五”農村供水保證規劃和環境污染攻堅要求，農村生活供水保證程度不斷加強及河道生態基流保證要求提高，水資源總體需求仍在增加，需要統籌考慮水資源綜合調度問題，尤其是農業高效節水灌溉實施，才有助于區域水資源的平衡。另一方面目前灌區農業灌溉用水部分區域因田間工程損壞或不健全，導致灌溉水利用系數不高，灌區供水面臨供水有限和節水能力不足的問題。

2.2 工程占地協調困難

大部分田間工程由鄉鎮統一規劃協調，當地村委組織群眾投工投勞修建明渠，無占地補償。目前灌區已完成土地確權任務，田間工程基本未實施劃界確權，被毀渠道占用土地的所有權已劃為村集體所有，并將土地使用權分到農戶。農田水利設施修建工程必須征用土地，加上，目前灌區多數耕作農戶為散戶，非農業生產大戶仍對各自使用土地面積價值更看重，不考慮綜合利用價值，農田水利局部的土地征收更加困難，并且投資較高。

目前田間渠系為明渠，矩形、U型或梯形斷面，延米工程占地多，僅考慮工程占壓寬度在1.50～3.50 m，平均每延米93～217元(征地費用平均67.50 萬元/hm2)。工程投資較高，同時征遷和賠償工作任務繁瑣，施工協調任務加重，易導致項目擱淺和方案調整，工程落地困難。加之近些年實施基本農田保護政策，現有灌區大部分耕地屬于基本農田保護紅線內，工程建設占地實施更加困難。

2.3 工程管護困難

灌溉末級渠系建設主要有縣級職能部門實施，驗收合格后交由鄉鎮管護。田間工程點多線長，鄉政府和行政村由于缺乏可靠經費來源和專管人員，工程管護基本有人建無人管的狀態，更難實施有效的管理制度和管理措施。灌區斗農渠未實施征地，多屬于群建和獎補結合建設工程，多數工程存在任意占壓，農村垃圾、作物秸稈亂堆亂放，渠道工程損毀嚴重，管理實際協調任務重，管理措施實施困難。

2.4 水費征收困難

田間工程是農業水費征繳的控制環節，現狀大部分渠道為巴氏量水槽，測量不方便，同時農民缺乏“水是商品”的概念，大都認為農業稅都取消了，灌溉用水還用繳費，更難接受。現在隨著小型抽水設備的普及，沿灌區骨干工程許多農戶直接在渠道工程抽水，既出現了上下游爭水，又導致水費難于精準征收。田間工程采用明渠形式，仍屬于開放式工程，水量計量管理，群眾接受度相對低，水費征收仍然困難。

3 鴨河口灌區末級管道化技術可行分析

3.1 灌區骨干工程分布特點分析

灌區鴨東干渠主要沿伏牛山南麓高程150～160 m區域內開挖渠道，穿越白河左岸和唐河右岸的部分支流，向干渠以南的區域供水，主要分干渠及支渠沿南北向小河流界線向南延伸。白桐干渠沿唐河白河分水嶺向南延伸，現有支渠基本沿垂直等高線布置，兩側分水。分干渠及分支渠平面間距在2～4 km范圍內，耕地地面坡度1/1 000～1/100。根據地形，可以建立以行政村為單位的管道灌溉配水系統，水頭差較大的區域采用自壓輸水灌溉(鴨東干渠效益的大部分區域和白桐干渠部分區域)，壓力水頭不足的區域由加壓泵站和輸水管道實施計量灌溉，主要配水管網配置水表。目前灌區內多數灌溉是從支渠內直接抽水灌溉，區域內電力供應可以滿足農業灌溉需求。

3.2 鴨河口灌區末級渠系管道化改造技術要求

灌區灌溉高程在150～85 m高程之間，通過管道可以實現高水高用，就近取水的目的，取水口水位與灌溉田面高程在3～25 m之間，管道工作水頭在低壓灌溉輸水管道的適用范圍內。

目前國內可用于田間灌溉管道包括鋼筋混凝土管、鋼管、塑料管及竹纏繞復合管等。國內管材生產標準統一，適用范圍廣，配件齊全，管道工作壓力0.20～0.60 MPa，管道直徑在110～1 000 mm選取。

結合近些年實施的高標準農田項目，末級渠系管道改造田間管道采用直徑110 mm管道即可，每公頃管道45～75 m，單個出水口控制面積0.33～0.67 hm2。

3.3 典型區綜合比較分析

結合以往已實施田間工程，選取位于白桐干渠六支、七支部分區域做為典型區，設計灌溉面積0.14 萬hm2，位于宛城區茶庵鄉，緊鄰白桐干渠，水源條件好，水頭條件充足，田間渠系基礎條件好。通過實施明渠田間工程和管道灌溉兩種方案對比綜合分析建設成本。

明渠建設方案：內容包括斗渠6條,長9.90 km；新建農渠97條,長38.26 km，各類建筑物1 083座，其中水閘17座、斗農毛門427座、渡槽87座、過路涵55座、橋梁203座，量水建筑物103座。按照現行單價分析末級固定明渠渠道建設投資約1 300萬元。另外占地(面積約8 hm2)補償540萬元。總投資1 840萬元。

管道建設方案：管道采用承插口預應力鋼筋混凝土管，管道布設同斗農渠布設，主要建設DN500～800鋼筋混凝土斗管6條,長9.90 km； DN300～400鋼筋混凝土農管97條長38.26km，各類附屬建筑物343座，總投資1 600萬元。

根據以上經濟分析，考慮工程占地補償后，管道建設方案投資占有優勢。灌區末級渠系管道化改造具備經濟上的優勢。

4 應用前景分析

4.1 嚴格水資源管理符合性高

管道化改造實現了農業供水的精準計量，能夠實現水費精準征收和水量控制，有利于水資源的高效利用。符合水資源三條紅線控制要求和最嚴格水資源管理要求。同時輸水管道埋于地下，可以用于汛期渠道雨水的存放，后期用于農業灌溉，拓寬農業水源。

4.2 工程管理維護任務小

管道工程均埋于地下，對農業生產影響小，有利于農業大型機械田間作業。同時埋于地下，工程維護任務相對較輕，管護工作壓力小，鄉鎮管理服務和農村維護人員能夠通過灌溉輸水定期檢驗和檢修設施。

4.3 工程建設阻力小

工程建設征地主要為臨時征地，基本不占用農業耕地面積，農民容易接受，同時工程建成通電后灌溉取水更方便，農民建設意愿高，工程建設阻力小。

4.4 水費征收符合性

田間工程管道化方案實現了單畝面積用水精準計量，能夠控制用水量和計算單畝用水水價，農業水費征收以量收費，鼓勵節約，有助于當前正在實施水價改革和水費征收工作。

5 結論

鴨河口灌區末級渠系管道化改造，能夠在工程建設的經濟性上顯示優越性，工程建設征地協調任務少，工程管護方便，能夠實現水資源的高效利用和水費按量征收，管道化改造具備較好的推廣價值。同時目前農村電網改造基本完畢，具有較完備的農業供電條件，工程全灌區開展具有較完備的條件。