□陳玉英 □劉香君 □張瑞雪(河南省水利勘測設(shè)計研究有限公司)
趙口引黃灌區(qū)位于河南省黃河南岸豫東平原上,屬淮河流域。灌區(qū)始建于1970年,經(jīng)過40多年的開發(fā)建設(shè),目前灌溉面積已發(fā)展到39.13萬hm2,涉及鄭州、開封、許昌、周口、商丘等5個地市,總土地面積5949 km2,至2020年總需水量177558萬m3,其中農(nóng)業(yè)需水量124277萬m3(占69.99%);水資源配置原則為:在不影響當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的情況下,首先充分利用當(dāng)?shù)氐叵滤?、地表水,鼓勵使用再生水,不足部分引黃河水。供水方案為:地下水99482萬m3(占56.03%)、地表水29557萬m3(占16.64%)、再生水4013萬m3(占2.26%)、引黃水44506萬m3(占25.07%),引黃水現(xiàn)有20083萬m3引黃指標(biāo),其余需從河南省黃河干流引黃剩余指標(biāo)和南水北調(diào)置換指標(biāo)共52707萬m3中調(diào)劑。由此可見,灌區(qū)內(nèi)水資源異常短缺,在大力發(fā)展節(jié)水灌溉的同時,應(yīng)通過工程或非工程措施對各種可利用水資源進(jìn)行合理利用,以保障灌區(qū)社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。
趙口灌區(qū)原分為正常灌區(qū)和補源灌區(qū),補源灌區(qū)主要分布在灌區(qū)中下游的杞縣、尉氏、扶溝、太康、西華、鹿邑、鄢陵等縣,這些區(qū)域自1958年以來陸續(xù)興建了一些各自獨立的小型灌區(qū),水源為當(dāng)?shù)睾恿?,由于流域小、河道徑流變幅大,引水保證率低,灌溉效益較差。為提高這些小灌區(qū)的供水保證程度,上游引黃灌區(qū)開始向下游延伸,將引黃水送(退)入作為小型灌區(qū)水源的河流內(nèi),改造或直接利用原有工程輸水灌溉。如灌區(qū)內(nèi)骨干河道渦河利用自身徑河和引黃退水穩(wěn)定灌溉面積達(dá)3.40萬hm2。
趙口灌區(qū)屬季風(fēng)型大陸性氣候區(qū),60%左右的降雨均集中在6-9月份的汛期,故非汛期河道的排水任務(wù)較輕,而恰好非汛期農(nóng)田需灌溉,為節(jié)省投資和結(jié)合開發(fā)利用當(dāng)?shù)氐乇韽搅?,采用了既有的河流溝道作為渠道輸水灌溉或蓄水以補充地下水。這種輸(蓄)水的模式也使沿河溝兩岸形成了井灌和分散提水灌的灌溉方式。灌區(qū)內(nèi)現(xiàn)有排灌合一的河溝眾多,如大堰溝、大新溝、小新溝、清水河、清水溝、鐵底河等等。
這種充分利用現(xiàn)有河溝輸(蓄)水和因地制宜地采取不同的灌溉方式來發(fā)展農(nóng)業(yè)灌溉的做法,在資金不足、干旱缺水的平原區(qū)是非常具有現(xiàn)實意義和積極可取的。
趙口灌區(qū)目前僅排灌合一干支溝就有70余條,長度達(dá)800多千米。利用現(xiàn)有的河溝輸(蓄)水即排灌合一與灌排分設(shè)相比,主要有以下優(yōu)點:①減少渠道工程,減少占地,縮短建設(shè)周期,節(jié)省大量投資;②沿河溝兩岸農(nóng)戶可直接提水灌或井灌,減少了面上配套工程,還可盡早發(fā)揮灌溉效益;③節(jié)約水資源河溝可接納區(qū)間降水、徑流和灌溉滲水、漏水、棄水等回歸水,同時井灌和提灌水利用系數(shù)高,可多方面節(jié)約利用水資源。
2.3.1 河道排灌合一設(shè)計分析
排灌合一河道在設(shè)計時首先要滿足其作為河道排澇行洪功能的需要,即按河道的治理標(biāo)準(zhǔn)(如5 a一遇除澇、20 a一遇防洪)確定河道斷面、水力要素、除澇水位、防洪水位、堤頂高程等,其次是要滿足灌溉的要求,灌溉要求主要指水質(zhì)、水量和水位,水質(zhì)要滿足《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》GB5084的要求;水量,可利用水量滿足所服務(wù)灌片用水的需要;水位,尤其是自流灌片,要求灌溉輸(引)水水位到達(dá)自流入田間的高度。一般,河道的除澇流量大于灌溉流量,按除澇要求治理過的河槽斷面較大,致使灌溉季節(jié)過灌溉流量時水位較低,不能滿足灌溉需求,此時可在河道上修建攔河閘(壩)以攔蓄水量、壅高水位,來滿足灌溉的需要。也就是說,通過工程配套使這些排灌合一的河流溝道具備干旱能灌溉、洪澇能排水的雙重功能。
2.3.2 河道排灌合一運行管理分析
趙口灌區(qū)排灌合一的河道在運行管理時宜區(qū)別汛期和非汛期,在非汛期以灌溉為主,汛期以防洪除澇為主。但仍需注意在非汛期蓄水補充地下水(或節(jié)制過水)時,要監(jiān)視地下水位變化,防止?jié)n害、次生鹽咸化;在汛期灌溉時需根據(jù)天氣和洪水預(yù)報實行實時調(diào)度,在洪水來臨前盡量泄空,在洪水消退末期則開始蓄水,將末期洪水變?yōu)榭衫盟Y源。
另外,趙口灌區(qū)內(nèi)有8座縣城和眾多鄉(xiāng)鎮(zhèn),這些城鎮(zhèn)工業(yè)較發(fā)達(dá),污水排放相對集中,平時要加巡視監(jiān)督,防止工業(yè)污水沒經(jīng)處理不符合灌溉水質(zhì)要求而排入排灌兩用的河道內(nèi),最終導(dǎo)致污染物入田間,影響范圍擴大,治理困難。
河道排灌合一的利用方式在節(jié)省投資、節(jié)約水資源方面具有顯著的優(yōu)越性,但是對管理要求較高。目前,全國大型灌區(qū)信息化系統(tǒng)建設(shè)正在進(jìn)行中,建成后對排灌合一利用的河道提供了管理方便、運行可靠的保障。經(jīng)趙口、三義寨等灌區(qū)的多年實踐證明,河道排灌合一的利用方式是可行的、有益的,在條件合適的灌區(qū)可以借鑒采用。