海城市溫香灌區(qū)節(jié)水配套改造緊迫性評估研究

項 偉

（海城市水利事務(wù)中心，遼寧 海城 114200）

灌區(qū)骨干水利工程是有效緩解干旱缺水問題和實現(xiàn)水資源均衡配制的主要方法，可以為灌區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和及居民生活提供充足的水源[1]。隨著農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，經(jīng)濟作物面積的擴大，加之原有渠系輸水滲漏嚴重，用水效率下降，灌區(qū)節(jié)水配套改造及其緊迫程度評估逐漸成為當前的研究熱點。例如，李建民等選擇管護效應(yīng)、灌溉效益、管理機制、灌區(qū)現(xiàn)狀和社會經(jīng)濟狀況5個要素，綜合評判了新疆博樂市灌區(qū)節(jié)水工程實施的緊迫程度；李斌等以汾西灌區(qū)為例，采用東水法評價和測試了節(jié)水改造工程效益，結(jié)果顯示節(jié)水改造工程可以大幅度提升灌溉水利用系數(shù)，工程實施后具有較好防滲效果；趙澤鋒等歸納總結(jié)了大中型灌區(qū)存在的主要問題以及應(yīng)采取的改造措施，并指出今后灌區(qū)的建設(shè)發(fā)展方向；何朝青等利用層次分析法評價了新疆渭干河灌區(qū)節(jié)水改造工程，結(jié)果顯示該工程的實施效果較好；黃麗麗等充分考慮生態(tài)環(huán)境和社會經(jīng)濟發(fā)展等影響因素，建立能夠反映灌區(qū)改造實際情況的評估體系，并采用組合權(quán)重評估了灌區(qū)改造效益。鑒于此，文章充分考慮溫香灌區(qū)實際情況，從灌區(qū)生態(tài)環(huán)境、管理體制、工程現(xiàn)狀、水資源利用情況和灌區(qū)效率5個方面建立評估體系，全面、合理、科學地評估溫香灌區(qū)節(jié)水配套改造項目實施的緊迫程度，對保證糧食生產(chǎn)安全及提高水資源使用效率具有重要意義。

1 灌區(qū)概況

溫香灌區(qū)位于海城市西北方向，灌區(qū)引水有高坨子、劉坨子、桑樹和東高4個排灌站，分別從太子河、渾河提水灌溉，屬于多水源灌區(qū)，多年平均可利用量為1.4億m3，75%年可利用量為1.05億m3。溫香灌區(qū)總灌溉面積0.45萬hm2，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以水稻為主，旱田以玉米為主，兼有蔬菜、豆類等作物。

溫香灌區(qū)干渠渠道存在沖刷、淤積和滲漏問題，高駝子、劉坨子排灌站有十余處水閘存在閘門損毀、排架結(jié)構(gòu)被破壞和閘門基礎(chǔ)被掏空的情況。另外，渡槽進水口雜草叢生，淤積嚴重，兩側(cè)翼墻混凝土剝蝕、粗骨料外露。出水口地板混凝土受水流沖刷邊緣混凝土破損，地板下存在向內(nèi)掏空，最大掏空深度25cm，兩側(cè)翼墻亦有混凝土剝蝕、粗骨料外露情況出現(xiàn)。漿砌石槽墩已有大量砌石脫落、基礎(chǔ)多處被掏空，渡槽主體穩(wěn)定性無法保證。

2 研究方法

2.1 建立綜合評估體系

文章結(jié)合前人研究成果和溫香灌區(qū)實際情況，從灌區(qū)生態(tài)環(huán)境、管理體制、工程現(xiàn)狀、水資源利用情況和灌區(qū)效率5個方面建立評估體系，具體如表1所示。

表1 溫香灌區(qū)節(jié)水配套改造緊迫程度評估體系

統(tǒng)計分析溫香灌區(qū)劉坨子、高駝子、桑樹和東高排灌站各項參評指標的初始數(shù)據(jù)，從而確定節(jié)水配套改造緊迫程度評估有關(guān)數(shù)據(jù)，如表2所示。

表2 各排灌站節(jié)水配套改造緊迫程度評估基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

2.2 等級劃分

依據(jù)溫香灌區(qū)骨干水利工程運行現(xiàn)狀和有關(guān)研究成果，將節(jié)水配套改造各評價指標劃分成十分緊迫（Ⅴ級）、很緊迫（Ⅳ級）、緊迫（Ⅲ級）、較緊迫（Ⅱ級）和不緊迫（Ⅰ級）5個等級，見表3。

表3 等級劃分標準

2.3 數(shù)據(jù)處理

由于各指標具體內(nèi)涵不同且彼此都是相互獨立的，各指標的數(shù)量級和單位存在一定差異，所以無法直接利用表2中的數(shù)據(jù)進行灌區(qū)節(jié)水配套改造緊迫程度的計算，必須先進行預(yù)處理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上確定相應(yīng)的權(quán)重，具體流程如下：

1）正向化處理。對于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的正向化處理方法主要包括作商法和作差法兩種，結(jié)合研究目標考慮選用作差法進行處理，其表達式為：

式中：xij、xij′表示評估指標的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及其正向化值。然后對各指標的正向化數(shù)據(jù)應(yīng)用均值法進行無量綱化處理，其表達式為：

2.4 結(jié)果分析

根據(jù)表3中的等級劃分標準和灌區(qū)節(jié)水配套改造緊迫程度評估指標計算結(jié)果，合理評定劉坨子、高駝子、桑樹和東高排灌站各項指標等級見表4。

表4 各排灌站節(jié)水配套改造緊迫程度評估等級

由表4可知，劉坨子排灌站有3個指標達到不緊迫(Ⅰ級)程度，有2個指標達到緊迫(Ⅲ級)程度，有7個指標達到十分緊迫(Ⅴ級)程度，可見達到緊迫(Ⅲ級)及以上程度的指標共有9個；高駝子排灌站有3個指標達到不緊迫(Ⅰ級)程度，有1個指標達到較緊迫(Ⅱ級程度，有1個指標達到緊迫(Ⅲ級)程度，有7個指標達到十分緊迫(Ⅴ級)程度，可見達到緊迫(Ⅲ級)及以上程度的指標共有8個；桑樹排灌站有2個指標達到不緊迫(Ⅰ級)程度，有2個指標達到緊迫(Ⅲ級)程度，有1個指標達到很緊迫(Ⅳ級)程度，有7個指標達到十分緊迫(Ⅴ級)程度，可見達到緊迫(Ⅲ級)及以上程度的指標共有10個；東高排灌站有4個指標達到不緊迫(Ⅰ級)程度，有1個指標達到很緊迫(Ⅳ級)程度，有7個指標達到十分緊迫(Ⅴ級)程度，可見達到緊迫(Ⅲ級)及以上程度的指標共有8個。綜上分析，溫香灌區(qū)劉坨子、高駝子、桑樹和東高排灌站均存在一定問題，現(xiàn)已無法滿足正常運行需求，亟須開展節(jié)水配套改造工程立即改善緊迫及以上程度指標狀況。

通過現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，溫香灌區(qū)現(xiàn)存在的主要問題包括：①渠道沖淤破壞嚴重，引水困難，不能保證灌區(qū)的正常供水。由于缺乏有效的管護，渠道部分區(qū)段存在沖刷破壞或淤積破壞的情況。②灌區(qū)建筑物老化失修、配套不全，渠系配套不足，影響了工程效益的發(fā)揮，個別干、支渠滲漏嚴重，水利用率低，灌溉效益逐年減少。鑒于溫香灌區(qū)水利骨干工程的現(xiàn)狀已嚴重制約了灌區(qū)農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)的順利進行和當?shù)剞r(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展。隨著種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整，經(jīng)濟作物面積不斷擴大，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提出了更高的要求，灌區(qū)現(xiàn)狀已不能滿足日益發(fā)展的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要，水利管理設(shè)施落后，灌區(qū)管理機制不健全等諸多問題，亟待解決[11-13]。因此，溫香灌區(qū)節(jié)水配套改造項目實施的緊迫程度評價結(jié)果與實際情況高度吻合，文中所構(gòu)建的評估體系和計算方法具有較強適用性與可靠性，可以為灌區(qū)節(jié)水配套改造工程的可行性研究和方案設(shè)計提供參考。

3 結(jié) 論

文章結(jié)合溫香灌區(qū)調(diào)查統(tǒng)計基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及其骨干水利工程運行現(xiàn)狀，從工程現(xiàn)狀、生態(tài)環(huán)境、灌區(qū)效率、管理體制和水資源利用情況5個方面建立綜合評估體系，通過無量綱化、正向化處理和等級標準劃分評估了溫香灌區(qū)劉坨子、高駝子、桑樹和東高排灌站實施節(jié)水配套改造項目的緊迫程度。結(jié)果表明，劉坨子排灌站達到緊迫及以上程度的指標共有9個，高駝子、東高排灌站達到緊迫及以上程度的指標共有8個，桑樹排灌占達到緊迫及以上程度的指標共有10個。4個排灌站均存在一定問題，現(xiàn)已無法滿足正常運行需求，亟須開展節(jié)水配套改造工程立即改善緊迫及以上程度指標狀況，研究成果可為其它灌區(qū)節(jié)水配套改造緊迫性分析及其方案設(shè)計提供一定參考。