談水庫灌區渠系實施管道化改造的意義

崔 魁，張維杰，周春蕾

（山東省水利科學研究院，山東 濟南 250014）

王魯山水庫地處魯中地區，泰山東麓，總庫容202萬m3，興利庫容110萬m3，是一座以防洪、灌溉為主的為小（1）型水庫。水庫附屬渠道灌區建于20世紀70年代，渠系由干、支、農渠三級組成，干、支渠為漿砌石渠道，農渠為土渠。渠系首部與放水洞出口連接，自流引水，設計灌溉面積100 hm2。

1 王魯山水庫渠系管道化改造工程

1.1 改造前渠系現狀

王魯山水庫渠系經多年運行，存在較多問題：一是由于維修養護及管理不善，干、支渠破損、滲漏嚴重，輸水效率低；二是農渠大多被填平，末級渠道覆蓋范圍減??；三是灌水采取按畝收費方式，無法按用水量進行精確收費，容易造成在同樣灌溉面積上盡可能多地用水，屬于一種負激勵[1]；四是管理水平落后，管理手段單一，無法對渠系進行科學管理；五是維修資金、施工環境受限，整體維修加固費用大、施工困難、工期長；六是灌區部分稍高于干渠地塊需提水進行灌溉，增加農民用水成本；七是灌區受益村莊近年來正積極進行種植結構調整，大力倡導蔬菜、果樹產業發展，渠系節水模式與周邊灌水需求不相適應。

1.2 渠系管道化改造

針對王魯山水庫存在的問題，經綜合分析，選擇實施渠系管道化改造方案。該方案采用低壓管灌溉方式，整體投資費用為183萬元，相較于渠系整體維修加固方案費用256萬元，項目投資費用較小。水庫興利水位與灌溉耕地高差較大，低壓管灌采用自流灌溉方式，相較于渠灌，低壓管灌可充分利用水位壓力水頭，使灌溉區域進一步擴大，灌溉面積由原來的100 hm2提高到128 hm2。低壓管灌管網干、分干、支管均采用PE管，干管、分干管大致沿原渠道鋪設，支管根據作物種植方向布設，支管上設置給水栓，相較于渠道漿砌石施工，PE管埋設、安裝快捷、省工。管網干管、分干首部設有電動閘閥系統；支管首部設有智能控制系統，包含射頻卡控制器、電動閥、GPRS數據采集傳輸模塊、GPRS數據卡年費、超聲波流量計等設備，可實現灌水用戶按用水量進行精確收費；干管、分干管、支管首部控制系統均可遠程進行控制，若首部控制系統存在接電不方便問題，可采用太陽能供電電源設施。低壓管灌系統設有項目區檢測1套，包含GPRS數據采集傳輸終端、太陽能供電設備、土壤墑情傳感器、雨量傳感器等，可根據實際的土壤墑情確定灌溉制度，從而更有效地節約灌溉用水，為灌區科學化管理提供依據。王魯山水庫渠系管道化改造之后，節水效益更加明顯，與周邊灌水需求發展趨勢更加契合。

2 山區水庫灌區渠系管道化的意義

2.1 灌區渠系管道化符合農業節水發展趨勢

山區水庫灌區渠系管道化是渠灌區管道化重要組成部分，渠灌區管道化是我國農業節水發展的主要技術方向之一[2]，目前國內不少地方正對灌區渠系管道化進行積極的研究與探索，例如在2010年，中國水利水電科學研究院在山西省承擔了水利部的有關開敞式管道輸水灌溉系統試驗研究，達到了項目預期目標[3]。

2.2 灌區渠系管道化是落實鄉村振興重大舉措

2018年，《中共中央國務院關于實施鄉村振興戰略的意見》明確提出：加快灌區續建配套與現代化改造。灌溉現代化的核心內涵為供水可靠化、調度靈活化、用水精準化和管理信息化，山區水庫灌區渠系管道化是灌區現代化改造措施之一，是落實鄉村振興戰略的重大舉措。

2.3 灌區渠系管道化可行性強

1）目前，灌溉系統管網理論研究、設計知識儲備十分完備，山區水庫灌區渠系管道化不存在技術難題。渠系管道化可供選擇的管材多樣性，可根據不同灌溉方式、地形地貌及用水需求進行管材選擇。

2）山區水庫灌區一般人均耕地少，周邊村民迫切需求提高單位面積作物產值來增加收入，比較合適發展蔬菜業、瓜果業，渠系管道化使以滴管、微噴、噴灌等為代表的高效節水灌溉方式成為可能，也使水肥一體化成為可能，因此山區水庫灌區渠系管道化需求比較強烈。

3）與其他灌區相比，山區水庫灌區渠系管道具有以下優勢：一是山區水庫灌區興利水位與灌溉地塊高差相對較大，可利用的水頭差較大，更有利于實現管道自流灌溉，節省灌溉用電費用；也更有利于擴大灌溉范圍，解決高程較高地塊灌溉難題。二是山區水庫灌區水質相對較好，泥沙、雜質含量較低，渠系管道化改造后灌溉方式選擇更加靈活多樣，一直以來灌區水質泥沙、雜質含量制約著渠系管道的進展。

2.4 灌區渠系管道化節水效益顯著

目前，水庫灌區灌溉水利用系數平均為0.45，渠系管道化可減少輸水過程中的滲漏、蒸發等各種損失，管道灌溉區灌溉水利用系數可達到0.8以上，較渠道輸水節水效益大幅度提升。

2.5 灌區渠系管道化有利于灌區農業水價改革

山區水庫渠道灌區目前普遍實行“按畝配水，按方收費”，測水設備缺失或落后，測量誤差大，無法按用水量進行精確收費，個別情況下存在用水戶爭議大、不太愿意繳費現象。渠系管道化之后，可在最末級支管或是出水口安裝管道計量設施，根據用水量進行科學、合理收費，有利于灌區農業水價改革的實現。

2.6 灌區渠系管道化投資少、施工快捷、占地少

灌區渠系管道化改造投資相對較少；管道可沿原渠道鋪設，減少工程費用；新管線管道埋地下，幾乎不占用耕地；管道開挖、安裝、埋設快速便捷，施工技術成熟。

2.7 灌區渠系管道化使用壽命長、便于管理

管道受自然及人為影響因素干擾較小，管材抗凍、抗老化、抗侵蝕等性能較高，使用壽命長；簡化了日常巡查、養護頻率，更便于管理。

2.8 渠系管道化有利于實現科學化、智能化管理

山區水庫灌區渠系管道化，為發展現代節水灌溉技術和農藝節水措施夯實了基礎，為建成生態型灌區創造了條件。山區水庫灌區渠系管道化推動了信息化、自動化與灌區建設管理融合，健全了灌區科技信息資源平臺共享機制，實現對灌區自動、精準、及時的管理。

3 結語

本文以王魯山水庫灌區渠系管道化為例，通過分析王魯山水庫渠系現狀存在的問題及渠系管道化改造之后的諸多益處，可以看出山區水庫灌區渠系管道化符合農業節水發展趨勢、可行性強，有益于提升灌溉、節水效益，有益于推廣新型灌溉方式，且對水價改革的實現，管理的科學化、智能化的實現有一定推動作用。