□周在美(河南省人民勝利渠管理局)
人民勝利渠灌區(qū)位于河南省北部,渠首在京廣鐵路黃河鐵路橋上游北岸1.5km的秦廠大壩上,為無壩自流引水。渠首閘設(shè)計(jì)引水流量60m3/s,加大流量85m3/s;灌區(qū)控制總面積1486.84km2。主要澆灌新鄉(xiāng)、焦作、安陽9個(gè)縣(市、區(qū))47個(gè)鄉(xiāng)(鎮(zhèn))的9.9萬hm2,還承擔(dān)著向新鄉(xiāng)市城市供水任務(wù),同時(shí)可向鶴壁、河北、天津等地送水。灌區(qū)屬暖溫帶大陸性季風(fēng)型氣候,無霜期22d,多年平均水面蒸發(fā)量620mm,其中6~9月份的降水量占全年降水量的70%~80%。氣候特點(diǎn)是冬春干旱、夏秋多雨、旱澇交替。
人民勝利渠的井渠結(jié)合模式,是在和旱、澇、堿的長期斗爭中經(jīng)過反復(fù)實(shí)踐,歷經(jīng)“興渠廢井”到“興井廢渠”的曲折之后才逐漸形成的。
新中國成立初期,灌區(qū)內(nèi)分布著為數(shù)不少的大口淺磚井。這些井由人工開挖,一般深只有6~8m,雖然出水量小,每小時(shí)僅能供應(yīng)7~8t水,但在當(dāng)時(shí)對(duì)抗御干旱起到了一定的作用。1951年興建人民勝利渠時(shí),由于沒有考慮這些井的存廢問題,再加上井的出水量根本無法和渠灌相比,因此灌區(qū)開灌后,這些井自然銷聲匿跡了,僅在農(nóng)民的菜園內(nèi)或村里的井才得以保存下來。人們稱這段時(shí)期為“興渠廢井”時(shí)期。
1958年以后,由于認(rèn)識(shí)上的錯(cuò)誤,實(shí)行大引、大蓄、大灌的方針,無節(jié)制地引用黃河水,使灌區(qū)水量平衡嚴(yán)重失調(diào),地下水位急劇上升,1961年平均地下水埋深只有1.31m,次生鹽堿化猛烈發(fā)展。群眾一股腦兒地認(rèn)為是渠灌帶來了鹽堿,因此從上到下興起了平渠風(fēng)。大部分引黃灌溉工程被毀,人民勝利渠只保留了1.6萬hm2的灌溉設(shè)施,實(shí)行嚴(yán)格控制灌溉。恰在此時(shí),機(jī)井技術(shù)大發(fā)展,試制成了大鍋錐、無沙混凝土井管,采用合格的濾料,使井灌迅速發(fā)展。人們稱這一時(shí)期為“興井廢渠”時(shí)期。
1962年以后,為了防止土壤鹽堿化,在原水電部水利水電科學(xué)研究院和有關(guān)單位的幫助下,研究了灌區(qū)次生鹽堿化和地下水的關(guān)系,通過總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),克服了重灌輕排、只灌不排的片面性,嚴(yán)格控制引黃水量,疏浚了排水河道。從1964年開始,在灌區(qū)大量建造機(jī)井,提取地下水灌溉,并控制地下水位在臨界深度以下,到1965年,次生鹽堿化基本得到治理。井灌雖然發(fā)揮了豎井排水的作用,對(duì)調(diào)整地下水位產(chǎn)生了良好效果,但遇到持續(xù)干旱,地下水位急劇下降,有井不出水時(shí),人們又產(chǎn)生了恢復(fù)渠灌的想法,因此平掉的渠道又自發(fā)恢復(fù)了。從此灌區(qū)走上灌排配套、井渠結(jié)合的道路,也迎來了灌區(qū)的大發(fā)展。
自20世紀(jì)70年代黃河出現(xiàn)斷流以來,80年代頻頻斷流,進(jìn)入90年代更是年年斷流。黃河管理部門只好統(tǒng)一調(diào)水,以定供需。另據(jù)灌區(qū)資料分析,降雨有18%的水量入滲到地下,渠灌有35%的水量入滲到地下,通過井、泵等設(shè)備將這些水抽出來用于灌溉,正好可以解決黃河供水量不足的問題。因此,自20世紀(jì)80年代以來,井渠結(jié)合又成了灌區(qū)優(yōu)化配置水資源的重要手段,井水成了灌區(qū)的第二水源。
(一“)六五”時(shí)期對(duì)井渠結(jié)合技術(shù)的研究,著重于防止土壤次生鹽堿化效果觀測(cè)。通過對(duì)1981、1982年2年觀測(cè)資料的相關(guān)分析,在1次灌水中,當(dāng)灌水面積系數(shù)>0.6、毛灌水定額1800~2100m3/hm2時(shí),得到的井灌水量占總灌水量的百分比,與灌水后地下水位的升降值△H有如下的關(guān)系:△H=0.551~1.31P;
(二“)七五”時(shí)期,主要對(duì)灌區(qū)內(nèi)水資源優(yōu)化調(diào)度方案進(jìn)行了研究。以水資源合理利用和節(jié)水為主要內(nèi)容,以求得在運(yùn)行費(fèi)最小情況下,達(dá)到灌區(qū)灌溉效益最大、 水環(huán)境最佳的控制方案。在“六五”時(shí)期調(diào)控地下水防止次生鹽堿化研究的基礎(chǔ)上,豐富和發(fā)展了井渠灌溉技術(shù)。
(三)“八五”時(shí)期,針對(duì)灌區(qū)田間工程配套中溝畦過長、過寬所帶來的水量浪費(fèi)等問題,開展了“井渠結(jié)合節(jié)水灌溉研究”,取得了井渠結(jié)合條件下的節(jié)水灌溉工程模式、適宜的田間畦(溝)規(guī)格。根據(jù)田間灌水試驗(yàn)成果,畦寬2.0~3.3m、長60m的灌水效果較好,最優(yōu)化組合為2.2m×60m,因此建議采用此種畦田規(guī)格。
(一)井渠并用。井渠并用是灌區(qū)井渠結(jié)合的一種主要形式,面積約4萬hm2,井渠雙配套,地表水地下水聯(lián)合運(yùn)用,以渠控井。一般來說,井灌水量占總灌水量的27%左右為好。
(二)井灌渠補(bǔ)。井灌渠補(bǔ)主要分布在灌區(qū)的下游及干、支渠尾端,以及抗旱補(bǔ)源區(qū)。這部分面積大多數(shù)不直接引黃灌溉,但地下水由渠灌區(qū)側(cè)滲補(bǔ)給或引渠水補(bǔ)源。
(三)工農(nóng)業(yè)聯(lián)合使用的井渠結(jié)合。灌區(qū)內(nèi)工業(yè)和城市生活比較集中的有新鄉(xiāng)、小冀等城鎮(zhèn),多數(shù)工廠的用水主要靠提取地下水,但新鄉(xiāng)市自來水公司的水源70%是渠水。從目前的情況看,井渠水的比例基本上是1:1。
(四)井渠匯流。井渠匯流方式是經(jīng)過試驗(yàn),是一個(gè)比較理想的井渠結(jié)合形式,但由于諸多原因尚無推廣。其特點(diǎn)是井渠統(tǒng)一規(guī)劃,把井打在斗、農(nóng)、毛渠的渠首或渠旁,井渠的田間工程一體化,統(tǒng)一管理。可以用渠水灌,也可以用井水灌,還可以井水渠水混用。
(一)實(shí)現(xiàn)灌區(qū)水資源的優(yōu)化配置。黃河流域缺水的事實(shí)難以改變。井渠結(jié)合可實(shí)現(xiàn)降水、地下水、黃河客水的聯(lián)合運(yùn)用,從而實(shí)現(xiàn)灌區(qū)水資源的優(yōu)化配置。
(二)防止土壤次生鹽堿化。灌區(qū)曾因土壤次生鹽堿化嚴(yán)重地阻礙了發(fā)展。根據(jù)灌區(qū)實(shí)踐,為防止土壤次生鹽堿化,地下水埋深原則上應(yīng)>2m,井灌的經(jīng)濟(jì)地下水埋深不得>8m。
(三)減輕內(nèi)澇災(zāi)害。灌區(qū)的氣候特點(diǎn)明顯地表現(xiàn)在夏季的旱澇交錯(cuò)。采取小定額的井灌,既可抗旱又可增加抗?jié)衬芰Α<词褂龅酱笥?,也不?huì)造成大的災(zāi)害。
(四)減少泥沙淤積。黃河是多泥沙河流,引水必引沙。少引黃河水,有利于減輕處理泥沙的負(fù)擔(dān)。
(五)提高供水保證率。井水作為灌區(qū)的第二水源,可以與渠水互補(bǔ),從而滿足用水戶適時(shí)適量用水,提高供水保證率。
(六)促進(jìn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)。井渠雙灌區(qū)產(chǎn)量高,年單產(chǎn)達(dá)15t/hm2以上,主要是因?yàn)榫嗳菀鬃龅竭m時(shí)、適量灌溉,從而達(dá)到高產(chǎn)。
(七)降低排水渠道投資。井渠結(jié)合的灌區(qū),地下水位完全可以通過井的抽水量多少來控制,排水渠的設(shè)計(jì)只考慮排除地面徑流就可以了。這樣可以省去許多深而密的排水溝,從而降低工程投資。
(一)明確大中型灌區(qū)的水資源管理權(quán)歸屬問題。目前,灌區(qū)中管渠的不管井,管井的不管渠。要想實(shí)行井渠結(jié)合灌溉,減少渠道淤積,就必須明確灌區(qū)的水資源管理權(quán)歸屬問題,改革現(xiàn)行投資體制、管理體制、經(jīng)營運(yùn)行體制,實(shí)行灌區(qū)井渠統(tǒng)一規(guī)劃,更好地發(fā)揮井渠結(jié)合的效益。
(二)改革現(xiàn)行投資體制、管理體制、經(jīng)營運(yùn)行機(jī)制。在灌區(qū)內(nèi),機(jī)井是群眾自己或集體投資興建,渠道及其建筑物是國家和地方投資興建,井灌運(yùn)行費(fèi)用高于渠灌運(yùn)行費(fèi)用,且安裝、拆卸麻煩,因此群眾喜歡渠灌而不喜歡井灌。要使井渠結(jié)合走向正確的發(fā)展軌道,必須統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一投資、統(tǒng)一管理。在成立農(nóng)民用水戶協(xié)會(huì)或類似組織的地方,最好由協(xié)會(huì)或類似組織管理。
(三)灌區(qū)的井渠要統(tǒng)一規(guī)劃。井應(yīng)分布在斗、農(nóng)、毛渠的渠首或渠旁,井渠的田間工程要一體化,以便實(shí)現(xiàn)井渠匯流,并節(jié)約田間工程的投資。