(喀左縣中三家水利服務(wù)站，遼寧 喀左 122305)

我國是一個農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，對國民經(jīng)濟和社會發(fā)展具有十分重要的意義和價值。同時，農(nóng)業(yè)也是我國水資源消耗最大的產(chǎn)業(yè)，在水資源供需緊張和生態(tài)建設(shè)要求不斷提高的背景下，發(fā)展農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉就成為農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中必須要面對和解決的問題[1]。

1 工程概況

平房子灌區(qū)位于遼寧省喀左縣南部的平房子鎮(zhèn)境內(nèi)，灌區(qū)共涉及平房子鎮(zhèn)的平房子村、三家村、三臺村。灌區(qū)渠首平房子水閘位于平房子鎮(zhèn)山灣子村，地處大凌河、蒿桑河以及滲津河交匯點的大凌河中上游。渠首閘址以上流域面積2260km2，設(shè)計洪峰流量為2342m3/s，校核洪峰流量為3688m3/s。平房子灌區(qū)海拔在270～300m之間。

灌區(qū)共建成各類水工建筑物45座，包括：引水建筑物渠首1處，現(xiàn)狀由攔河閘、進水閘、泄洪沖沙閘及電站構(gòu)成；干渠2條，總長15km；分水建筑物(分水閘、節(jié)制閘、退水閘)3座；交叉建筑物(渡槽、倒虹吸、橋涵)11座；消能建筑物(跌水、陡坡)1座，田間配套建筑物23座。灌區(qū)主要供水水源為蓄水量為300萬m3的1座小(1)型水庫，年供水量240萬m3。灌區(qū)有效灌溉面積1.1萬畝，保證灌溉面積0.8萬畝，受益人口5000人，平房子灌區(qū)是一座中型灌區(qū)。1976年，灌區(qū)開工建設(shè)，1978年，灌區(qū)建成投入使用。

灌區(qū)地形屬于半干旱低山丘陵區(qū)，地面高差為3～5m，局部可達15m，土壤以砂壤土為主；氣候?qū)儆诘湫偷闹袦貛Т箨懶园敫珊禋夂颍竞渖傺?，夏季炎熱少雨，降雨主要集中于汛期?—8月，降水占全年的7成以上，且多短時強降雨，進而誘發(fā)局部或流域性洪澇災(zāi)害。

2 灌區(qū)節(jié)水灌溉存在的主要問題

2.1 渠道工程老化情況嚴重

平房子灌區(qū)已運行40多年，干渠工程嚴重老化，渠首以下渠道質(zhì)量問題和供水矛盾最為突出，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：?灌區(qū)工程建成之后由于長期淤積和地面沉降，現(xiàn)在已不能按設(shè)計流量運行。原設(shè)計，該段渠道設(shè)計水位為285.11m，設(shè)計流量為37m3/s，目前運行水位284.50m，流量為30m3/s。?渠道浸沒現(xiàn)象比較嚴重，部分渠段由于下沉和淤積的雙重作用，水位已經(jīng)高于兩岸的農(nóng)田，由于渠道滲水或渠堤潰決造成渠道兩側(cè)幾十米乃至上百米的農(nóng)田淹沒。?該段渠道上存在連接兩岸村鎮(zhèn)橋梁13座，其中大部分存在破損，且阻水嚴重。

2.2 灌溉制度亟待改進

平房子灌區(qū)始建于1976年，在建成運行的40多年中，取得了巨大的經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益，為促進喀左縣的農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收、效益增加做出了巨大貢獻。但是，受引水指標偏少和大凌河水位逐年下降等因素的影響，灌區(qū)的自流灌溉面積逐年減少，而通過泵站提灌必將顯著抬高灌區(qū)灌溉成本，同時也不利于灌溉節(jié)水。因此，選擇合理的灌溉模式盡量擴大自流灌溉面積，對降低灌溉成本、促進農(nóng)民增收具有重要意義。

2.3 畦田灌溉參數(shù)設(shè)計不合理

畦灌是平房子灌區(qū)密植作物最常見的地面灌水技術(shù)，與微灌等灌水方法相比，畦灌具有投資成本低、田間工程設(shè)施簡單和操作方便等優(yōu)點，同時也存在灌水質(zhì)量不高、水分浪費較為嚴重等缺點，并引起了一系列農(nóng)田生態(tài)環(huán)境問題[2]。但是，由于畦灌成本低、操作簡便，仍然是我國當(dāng)前農(nóng)業(yè)灌溉領(lǐng)域的主要灌溉方式[3]。在畦灌短期內(nèi)并不能被微灌全面取代的背景下，優(yōu)化畦田規(guī)格、提升灌水質(zhì)量，就成為提升農(nóng)業(yè)灌溉用水效率、緩解水資源供需矛盾的重要途徑[4]。

2.4 灌區(qū)管理信息化水平較低

目前，平房子灌區(qū)的信息收集手段是以專業(yè)人員進行固定時間觀測，在信息的傳遞方面主要依靠電話和有線網(wǎng)絡(luò)。因此，灌區(qū)的部分管理段在信息采集和傳輸方面仍存在滯后性問題，嚴重影響到灌區(qū)信息的時效性。例如，灌區(qū)的調(diào)度管理所依據(jù)的信息經(jīng)常是幾小時以前的信息，往往調(diào)度管理的指令還沒執(zhí)行，而需水要求又發(fā)生的新的變化。此外，由于灌區(qū)的信息化建設(shè)水平較低，許多資料的整理工作仍需要人工完成。在這種情況下，一些大型灌區(qū)每月的灌溉資料需要2個工作日才能統(tǒng)計完成，而年終的資料整理和匯總差不多需要1個月。同時，由于資料整理基本是手工操作，統(tǒng)計數(shù)據(jù)的準確度相對較低，可靠性較差。

3 灌區(qū)節(jié)水具體策略

3.1 實施干渠渠道改造

根據(jù)平房子灌區(qū)干渠存在的實際問題，在渠道改造中將渠道左岸低洼地全部抬田，右岸筑堤防滲加導(dǎo)滲。具體工程措施如下：對照該渠段原設(shè)計中的渠底高程，對局部淤積嚴重的位置和橋下斷面進行清淤，清淤后的渠底高程與原設(shè)計相同，渠道底寬40m，邊坡1∶3；對渠道左岸約70m的低洼地進行抬高，抬田頂高程按原設(shè)計水位+1.0m計算,抬田高度小于0.3m的部分不做抬田處理；對渠道右岸樁號30+020～35+160段進行筑堤并加設(shè)0.8m高的防水墻。堤頂高程為原設(shè)計水位+0.5m；對右岸樁號31+370～42+810的整體嚴重沉降段進行防滲處理；在地面以下2.5m處鋪設(shè)管徑為1m的暗管排水，管下設(shè)0.3m中粗砂墊層，管外包裹3層土工布+0.15m厚中粗砂反濾。

3.2 設(shè)計合理的灌溉制度

平房子灌區(qū)主要通過引大凌河水進行灌溉，受上游來水情況影響，取水口部位的大凌河水位變幅一般為285.50～287.00m。鑒于大凌河水資源的重要性，灌區(qū)的灌溉水量由遼寧省統(tǒng)一控制，執(zhí)行限額計劃供水制度。一般6月底—7月限50m3/s，8月限35m3/s，9月限30m3/s。結(jié)合遼寧省關(guān)于平房子灌區(qū)的計劃供水要求和灌區(qū)的實際情況，各干渠的分水閘實行兩側(cè)干渠的分組輪灌，其中東側(cè)兩個輪灌組根據(jù)各自控制區(qū)的灌溉預(yù)報結(jié)果計算灌水量，并結(jié)合初步擬定的輪灌時間計算確定輪灌流量，也就是灌區(qū)渠首引水閘的引水流量。結(jié)合遼寧省下達給灌區(qū)的限額用水計劃，確定實際引水流量，進而對干渠下的支渠和斗渠的流量進行計算和分配，并對灌水時間進行必要調(diào)整[5]。

3.3 加大灌區(qū)管理信息化建設(shè)

鑒于平房子灌區(qū)的進水閘門、節(jié)點閘門等控制需要通過電話通知、人工操作，已經(jīng)不能滿足灌區(qū)信息化建設(shè)的需要[6]。在信息化建設(shè)過程中，急需要構(gòu)建灌區(qū)各閘門等節(jié)點控制單元的遠程自動化控制系統(tǒng)，提高運行控制的高效性和實時性，因此，以灌區(qū)信息化建設(shè)為契機，積極構(gòu)建運行監(jiān)督管理系統(tǒng)，利用以互聯(lián)網(wǎng)和自動控制等技術(shù)，對重要控制節(jié)點進行遠程控制與管理。具體管理流程為：灌區(qū)的調(diào)度中心下達調(diào)度指令，運行管理系統(tǒng)將指令以流量或水位為設(shè)定值的方式通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至相關(guān)控制節(jié)點的控制器，控制器依據(jù)相關(guān)指令對閘門的開度進行調(diào)節(jié)。同時，基于互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，該系統(tǒng)還可以以圖像、數(shù)值、文本、聲音等各種技術(shù)手段和呈現(xiàn)方式對重點部位進行實行視頻監(jiān)控。

3.4 優(yōu)化畦灌的基本參數(shù)

根據(jù)相關(guān)研究成果，畦灌效率的主要影響參數(shù)為畦長、田面坡度以及單寬流量[7]。研究中，利用WinSRFR軟件對不同畦長、田面坡度和單寬流量條件下的灌水均勻度和灌水效率兩個指標進行模擬計算，并根據(jù)計算結(jié)果在保證灌水均勻度和效率兩個指標值均大于0.85的條件下進行畦田規(guī)格優(yōu)化[8]，根據(jù)優(yōu)化結(jié)果，結(jié)合喀左縣平房子灌區(qū)的實際情況，提出兩種畦田優(yōu)化模式：模式一：在灌區(qū)入畦流量均值不變的前提下，保持當(dāng)前50m的畦田長度，同時將畦田的寬度減小至5～7m，同時強化土地平整投入，利用激光平地法，將坡度大于1‰?yún)^(qū)域的坡度降至1‰以下。模式二：如果激光平地存在困難，可以將原有畦田沿著長度方向進行合并。具體而言，對坡度為2‰～3‰的區(qū)域，合并后的長度掌握在100m左右，畦寬15～24m；對坡度為4‰～5‰的區(qū)域，合并后的長度掌握在150m左右，畦寬17～24m。由于畦田合并之后長度和寬度均大幅增加，建議每隔10m左右設(shè)置一個進水口。

4 節(jié)水簡析

在實施上述節(jié)水策略之后，平房子灌區(qū)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)量、糧食水分生產(chǎn)率、節(jié)水效益、工程完好率等四項指標有了較大的提高，據(jù)測算，每年可以節(jié)約灌溉用水30萬m3，說明灌區(qū)節(jié)水改造有力地促進了灌區(qū)區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展，為灌區(qū)可持續(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。群眾對灌區(qū)節(jié)水技術(shù)的運用及節(jié)水設(shè)施改造的歡迎程度發(fā)生了轉(zhuǎn)變，說明灌區(qū)節(jié)水改造順應(yīng)民心，為灌區(qū)農(nóng)民參與灌溉管理打下了基礎(chǔ)。

目前，灌區(qū)渠系水利用系數(shù)、田間水利用系數(shù)、灌溉水利用系數(shù)三項指標有所提高，但與國內(nèi)大型灌區(qū)先進管理水平相比，此三項指標屬于中等偏下，需要進一步提高管理水平，加大灌區(qū)管理體制改革力度，提高灌溉水的利用率和利用效率，使灌區(qū)持續(xù)良性發(fā)展。

5 結(jié) 語

水利工程作為國家的基本建設(shè)工程，是關(guān)乎國家經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平的重要工程。作為一個有著8億農(nóng)民的農(nóng)業(yè)大國，我國一直非常重視灌區(qū)節(jié)水技術(shù)研究，投入了巨大精力創(chuàng)新，也取得了快速穩(wěn)定的發(fā)展。當(dāng)然灌區(qū)節(jié)水灌溉工程任重而道遠，我們要在各個環(huán)節(jié)審視自身的不足，從思想根源上把節(jié)水事業(yè)重視起來，從技術(shù)和管理上不斷改革和創(chuàng)新，使農(nóng)業(yè)灌區(qū)節(jié)水事業(yè)發(fā)展越來越好。