戴紅梅

（固原市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院，寧夏 固原 756000）

沈家河庫(kù)井灌區(qū)規(guī)劃布置方案論證

戴紅梅

（固原市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院，寧夏 固原 756000）

沈家河水庫(kù)灌區(qū)是以庫(kù)灌為主的中型灌區(qū)，局部又有純井灌和庫(kù)井結(jié)合灌等特點(diǎn)，且原灌區(qū)只設(shè)干、斗兩級(jí)渠道，按重點(diǎn)縣建設(shè)相關(guān)技術(shù)要求和標(biāo)準(zhǔn)改造完善該灌溉系統(tǒng)，灌區(qū)規(guī)劃布置是關(guān)鍵。文中結(jié)合灌區(qū)現(xiàn)狀和特點(diǎn)，通過對(duì)三種規(guī)劃布置方案進(jìn)行對(duì)比分析、科學(xué)論證，確定出最優(yōu)規(guī)劃布置方案，對(duì)今后同類灌區(qū)規(guī)劃布置提供技術(shù)經(jīng)驗(yàn)和借鑒。

重點(diǎn)縣建設(shè)項(xiàng)目；庫(kù)井灌區(qū)；規(guī)劃布置；方案論證

1 灌區(qū)概況

沈家河水庫(kù)灌區(qū)始建于1960年，是固原市原州區(qū)最大的庫(kù)灌區(qū)，地理位置為東徑106°15′～106°17′， 北緯 36°04′～36°08′， 輻射頭營(yíng)鎮(zhèn) 7 個(gè)行政村44自然村的農(nóng)田灌溉，受益人口1.73萬人。灌區(qū)原設(shè)計(jì)灌溉面積4.0萬畝，目前實(shí)有可控制灌溉面積3.02萬畝，其中東干渠控制灌溉面積1.7萬畝，西干渠控制灌溉面積1.32萬畝。由于原灌區(qū)水利工程損壞嚴(yán)重，配套標(biāo)準(zhǔn)低，水資源浪費(fèi)嚴(yán)重，灌區(qū)實(shí)際灌溉面積約1.22萬畝，灌區(qū)效益低下。2004年沈家河水庫(kù)除險(xiǎn)加固改造后，水庫(kù)總庫(kù)容4749萬m3，年可供灌溉水量約532.5萬m3，且當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有機(jī)井83眼，年可供灌溉水量210萬m3。由于該灌區(qū)實(shí)施節(jié)水改造工程建設(shè)的必要性和可行性較強(qiáng)，“十二五”期間該灌區(qū)被列為原州區(qū)中央財(cái)政小型農(nóng)田水利重點(diǎn)縣建設(shè)項(xiàng)目之一，計(jì)劃分3期實(shí)施完成。鑒于原灌區(qū)設(shè)干、斗兩級(jí)渠道，整體布置不盡合理，遠(yuǎn)不能滿足重點(diǎn)縣建設(shè)項(xiàng)目相關(guān)技術(shù)要求和標(biāo)準(zhǔn)，且灌區(qū)是以庫(kù)灌為主，局部又有純井灌和庫(kù)井結(jié)合灌等特點(diǎn)。該灌區(qū)在整體規(guī)劃布置上存在一定技術(shù)難題，因此全面分析、科學(xué)論證、優(yōu)化灌區(qū)規(guī)劃布置方案對(duì)整個(gè)灌區(qū)節(jié)水改造工程建設(shè)意義重大。

2 灌區(qū)布置現(xiàn)狀及襯砌配套情況

2.1 灌區(qū)布置現(xiàn)狀

灌區(qū)居于原州區(qū)境內(nèi)的清水河兩岸，呈狹長(zhǎng)帶狀，整體地勢(shì)南高北低，且東西兩岸地勢(shì)較高，中部河谷地帶地勢(shì)較低，東西兩岸有多條沖溝，呈“U”字型。沈家河水庫(kù)灌區(qū)大體布設(shè)干斗2級(jí)渠道，由總干渠、東西2條干渠、1條西高支渠、81條斗渠、3條農(nóng)渠控制灌溉?？偢汕皷|干渠居于清水河?xùn)|面，依東部山腳基本沿等高線由南向北布設(shè)，且東臨中寶鐵路，西面散布村落居民。東干渠兼顧灌溉及泄洪雙重任務(wù)，總干渠長(zhǎng)0.226km，后接?xùn)|干渠長(zhǎng)14.274km，沿總干及東干渠東西向布設(shè)有斗渠46條，斗渠長(zhǎng)150～2800m，間距200～600m，斗渠大致垂直等高線，且垂直作物種植方向布置；西干渠從清水河河道所建攔河壩及取水閘取水（灌溉期水從東部總干渠泄水閘分水，經(jīng)東西向泄洪溝再投入南北向清水河河道，至攔河壩處），從清水河西岸轉(zhuǎn)向西部地勢(shì)較高處，再?gòu)哪舷虮鞭?，長(zhǎng)9.68km，沿西干渠西東向布設(shè)斗渠30條，間距150～500m。西干渠設(shè)西高支渠1條，前段大致平行西干渠布設(shè)，后段設(shè)斗渠5條，全長(zhǎng)4km，襯砌長(zhǎng)1km。該灌區(qū)無排水溝渠，余水直接由渠道下泄入清水河。沿所有斗渠每25m左右設(shè)1農(nóng)口，即每層梯田1農(nóng)口，水由農(nóng)口直接入田間臨時(shí)農(nóng)（毛）渠進(jìn)行輸水灌溉。

灌區(qū)有機(jī)井83眼，多居于清水河兩岸地勢(shì)較低處，井距150～600m，井深50～150m不等，單井出水量大部分為50m3/h。

2.2 襯砌配套情況

項(xiàng)目實(shí)施前，整個(gè)灌區(qū)渠道防滲襯砌率為47.66%，襯砌渠道完好率不到35%，建筑物完好率30%左右，渠系水利用率約53%，田間大畦漫灌，田間水利用率不到85%，整個(gè)灌區(qū)灌溉水利用率約45%，畝均毛灌溉定額340m3/畝，幾乎一大半的水資源被浪費(fèi)掉了。水庫(kù)水不能滿足灌區(qū)需水情況下，機(jī)井作為灌區(qū)補(bǔ)充灌溉水源發(fā)揮著一定作用。但是除二營(yíng)設(shè)施農(nóng)業(yè)配套3眼機(jī)井外，其余機(jī)井全為土渠輸水，自流灌溉，單井控制灌溉面積相對(duì)較低，且灌溉水利用率低，不到60%。因此，灌區(qū)節(jié)水改造配套工程建設(shè)十分必要。

2.3 渠道流量復(fù)核

經(jīng)復(fù)核，已襯砌配套的東干渠由上到下3個(gè)梯形斷面，最大泄洪流量分別為18.7、13、73m/s；西干渠已襯砌配套的梯形斷面復(fù)核流量為4m3/s?，F(xiàn)狀總干渠灌溉設(shè)計(jì)流量為3m3/s，東干渠灌溉期流量按2.0m3/s，西干渠灌溉期流量按 1.0m3/s。原各斗渠設(shè)計(jì)流量為0.3m3/s，少數(shù)后開設(shè)的斗渠流量為0.1m3/s。按照寧夏頒布的最新灌溉定額表，結(jié)合灌溉制度，初步計(jì)算得灌區(qū)設(shè)計(jì)灌水率約為 0.4（m3/s）/104畝，灌區(qū)總設(shè)計(jì)流量為1.208m3/s。顯然原渠道流量及斷面較新設(shè)計(jì)流量大的多。灌區(qū)節(jié)水改造需全面合理規(guī)劃和設(shè)計(jì)，確保其經(jīng)濟(jì)、安全、有效運(yùn)行。

3 灌區(qū)規(guī)劃布置方案分析論證

3.1 方案一（低標(biāo)準(zhǔn)改造方案）

3.1.1 灌區(qū)規(guī)劃布置

以盡量不改變?cè)鄥^(qū)渠系布置，對(duì)原有渠道盡可能利用、少占用農(nóng)民耕地為前提，在距離較大斗渠間適當(dāng)增設(shè)一些斗渠或分斗渠，基本按照200m左右間距布設(shè)斗渠。東干渠按原斷面進(jìn)行維修改造，西干渠新增1.4km輸水渠道，改河道取水為直接從總干渠西側(cè)取水，在攔河壩前通過輸水涵管輸水入原西干渠。斗、農(nóng)渠按原斷面維修；按新設(shè)計(jì)流量襯砌配套老化、損壞嚴(yán)重、未襯砌的斗農(nóng)渠及新增加渠道，斷面全部設(shè)計(jì)成水力條件相對(duì)較好的“U”形；各級(jí)渠道灌溉設(shè)計(jì)流量嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)灌水率及灌溉制度進(jìn)行，同時(shí)參考重點(diǎn)縣建設(shè)相關(guān)指標(biāo)和技術(shù)規(guī)定設(shè)計(jì)道路、林帶等。

3.1.2 優(yōu)缺點(diǎn)分析

優(yōu)點(diǎn)：

（1）工程投資相對(duì)較小，初步設(shè)計(jì)末級(jí)渠道改造總投資2175.78萬元（其中渠灌總投資1668.52萬元，井灌總投資504.26萬元），畝均投資720.5元，干渠改造總投資1437.17萬元。

（2）占用耕地面積小，為396.08畝。

（3）地塊較長(zhǎng)，農(nóng)戶機(jī)械耕作方便。缺點(diǎn)：

（1）節(jié)水效果不顯著，尚不能滿足灌區(qū)3.02萬畝可控制灌溉面積需水要求。

孔老一被老三的尖叫聲驚醒，猛地掙脫手上的繩子，瘋了似的撲向老三，一把將老三死死抱在懷里，任憑憲兵怎么抽打，再也不肯撒手。憲兵無奈，只好用一根繩子裹粽子一樣一道又一道地將孔老一裹了個(gè)嚴(yán)嚴(yán)實(shí)實(shí)。

（2）井渠結(jié)合灌溉效果差，尤其是機(jī)井直接灌溉時(shí)，水溫低影響作物生長(zhǎng)。

（3）干渠開口增多，在兼顧防洪任務(wù)下其安全穩(wěn)定系數(shù)降低。

（4）按200m間距布設(shè)斗渠，將出現(xiàn)一渠控制多村現(xiàn)象，不便于灌溉管理。

3.2 方案二（高標(biāo)準(zhǔn)改造方案）

3.2.1 灌區(qū)規(guī)劃布置

該方案嚴(yán)格按照小型農(nóng)田水利重點(diǎn)縣建設(shè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)指標(biāo)：?jiǎn)挝幻娣e灌區(qū)畝均固定渠道長(zhǎng)6～10m布置?？紤]到干渠開口多對(duì)其安全性造成影響，增設(shè)部分支渠，支渠基本平行干渠布置，且按照所屬村隊(duì)地界劃分核定控制灌溉面積，便于配水和管理。在原斗渠之間增設(shè)部分斗渠或分斗渠，斗渠間距控制在100m左右，少數(shù)與地塊大致平行斗渠需增設(shè)農(nóng)渠，間距80～100m，個(gè)別雙向灌水斗、農(nóng)渠間距150～200m，相應(yīng)田間配套建筑物全部規(guī)劃布置完善。

東干渠基本按原斷面維修改造，但為提高防洪標(biāo)準(zhǔn)，維修加固原泄洪建筑物3座，新建泄洪建筑物5座。西干渠在保留方案一基礎(chǔ)上將渠道按照新設(shè)計(jì)流量全部改造成“U”形斷面，以減少占地，增加路面寬度?？紤]到原西高支渠輸水線路長(zhǎng)4km，且盤山而行，不僅維修改造規(guī)模大，投資高，且渠道受山洪威脅，穩(wěn)定性差等因素，擬定將西高支渠廢棄，沿原西干渠向北設(shè)一條支渠（名為西干三支渠），后面與原西高支渠一分支渠相接。斗農(nóng)渠襯砌配套措施同方案一，只是間距變小，其余均按規(guī)范要求設(shè)計(jì)。

灌區(qū)內(nèi)18眼純機(jī)井灌區(qū)機(jī)井布置方案同方案一；59眼井渠結(jié)合灌區(qū)，機(jī)井只作為補(bǔ)充灌溉水源，規(guī)劃將地勢(shì)較低且自流灌溉面積較小機(jī)井根據(jù)其最大控制灌溉面積布設(shè)1條揚(yáng)水管線，將水揚(yáng)至臨近渠道較高處，通過渠道增加灌溉面積；距離渠道近且地勢(shì)較高機(jī)井，布設(shè)1條引水入渠明渠與機(jī)井連接，實(shí)現(xiàn)井渠結(jié)合灌溉。機(jī)井配套管道盡量避免影響渠道布設(shè)，并根據(jù)揚(yáng)程需要更換部分井泵。

3.2.2 優(yōu)缺點(diǎn)分析

優(yōu)點(diǎn)：

（1）節(jié)水效果顯著。按該方案實(shí)施后，灌區(qū)灌溉水利用率將提高到0.67，灌區(qū)毛灌溉定額將減少，3.02萬畝灌溉面積年灌溉需水總量為705.2萬m3，相對(duì)原灌溉定額340m3/畝節(jié)約水量321.6萬m3，節(jié)水量達(dá)30%以上。

（2）水資源達(dá)到優(yōu)化合理配置。（水資源優(yōu)化調(diào)配方案略）

缺點(diǎn)：

（1）工程投資較大，初步設(shè)計(jì)預(yù)算末級(jí)渠道改造總投資3394萬元（其中渠灌總投資2917萬元，井灌總投資477萬元），畝均投資1124元/畝，干渠改造總投資1602萬元。而末級(jí)渠道改造中央補(bǔ)助資金約1800萬元，地方配套資金由于地方財(cái)政困難落實(shí)不了，該方案可行性因資金問題受到限制。

（2）占用耕地面積大，約982畝，同時(shí)地塊較短，機(jī)械耕作不方便，農(nóng)戶大多不愿接受，工程實(shí)施難度大。

3.3 優(yōu)選方案

3.3.1 灌區(qū)規(guī)劃布置

結(jié)合方案一和方案二的優(yōu)點(diǎn)，基本保留方案二，但將斗、農(nóng)渠布置間距適當(dāng)增寬，斗渠間距為150～200m，增設(shè)農(nóng)渠間距按150m左右，部分雙向灌溉農(nóng)渠間距按200m左右。同時(shí)，考慮到地方配套資金難籌措，適當(dāng)減少部分道路、生產(chǎn)橋和農(nóng)橋，且不新增設(shè)林帶，以最大限度降低投資。

3.3.2 優(yōu)缺點(diǎn)分析

優(yōu)點(diǎn)：

（1）與方案二相比投資明顯降低。該方案末級(jí)渠道改造工程預(yù)算總投資為1895.64萬元（其中渠灌1574.95萬元，井灌320.69萬元），基本接近中央補(bǔ)助資金1800萬元，畝均投資627.7萬元，干渠改造總投資1325.4萬元。同時(shí)，由于道路規(guī)模相對(duì)減少，且不增設(shè)林帶，工程占用耕地面積較小，老百姓易于接受，工程實(shí)施的可行性強(qiáng)。

（2）節(jié)水效果明顯。按該方案實(shí)施后，灌區(qū)灌溉水利用率將提高到0.65，將節(jié)約水量286.68萬m3，節(jié)約水量可恢復(fù)1.8萬畝灌溉面積，整個(gè)灌區(qū)年灌溉需水總量為740.12萬m3，而灌區(qū)年可供灌溉水量為742.5萬m3，灌區(qū)水資源達(dá)到供需平衡。

（3）水資源能夠充分有效利用、合理優(yōu)化配置。

（4）占用耕地面積小，且較方案二地塊長(zhǎng)，機(jī)械耕作較方便。

缺點(diǎn)：

考慮到資金及征地協(xié)調(diào)難問題，部分道路、林帶及生產(chǎn)橋等沒有嚴(yán)格按照規(guī)范要求規(guī)劃布置。

4 結(jié)語

沈家河庫(kù)井灌區(qū)節(jié)水改造工程通過多種方案優(yōu)化選比，科學(xué)合理規(guī)劃布置，按擬定優(yōu)選方案實(shí)施后，改造配套完善了整個(gè)灌區(qū)灌溉系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)節(jié)水高效和水資源優(yōu)化配置，滿足了3.02萬畝灌區(qū)灌溉需水要求，不僅改善灌面1.22萬畝，還恢復(fù)灌面1.8萬畝。灌區(qū)年農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收凈效益618.41萬元，人均增收357.46元，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益顯著。但由于中央補(bǔ)助資金有限，而地方財(cái)政困難，配套資金全面落實(shí)較難，該項(xiàng)目在林帶、道路及生產(chǎn)橋等次要建筑物規(guī)劃布置上不夠規(guī)范和完善，需要后期積極整合財(cái)政、林業(yè)和交通等項(xiàng)目資金，逐年配套落實(shí)。

［1］楊丹齡.老渠道改造工程中縱橫斷面圖的數(shù)字化測(cè)繪［J］.水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2009（03）.

［2］何靜.水利規(guī)劃與建設(shè)方針的核心與實(shí)施［J］.水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2013（11）.

［3］財(cái)政部、水利部關(guān)于實(shí)施中央財(cái)政小型農(nóng)田水利重點(diǎn)縣建設(shè)的意見［J］.中國(guó)水利，2009（13）.

［4］韓建忠.太原市灌溉發(fā)展規(guī)劃探討［J］.水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2015（12）.

［5］李力，沈冰.太原市水資源合理配置研究［J］.西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2008（02）.

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1672-2469（2017）10-0012-03

10.3969/j.issn.1672-2469.2017.10.004

2017-03-22

戴紅梅（1976年-）女，高級(jí)工程師。