□李振清 李 偉 陳才峰
為充分利用地表水,減少對地下水的開采,對現(xiàn)有供水工程進行了調(diào)查分析。在河道控制范圍內(nèi),通過建設揚水點等配套工程,我們可充分利用地表水進行農(nóng)業(yè)灌溉,但目前一些現(xiàn)有渠道控制范圍以外的區(qū)域,無法通過開鑿明渠的方式解決地表水源問題,難以取用地表水進行農(nóng)業(yè)灌溉。為了解決這一問題,通過近幾年工程建設中的探索實踐,采用一種“暗河工程”形式進行遠距離輸水,可解決地表水源問題,有效增加了地表水灌溉面積,促進糧食生產(chǎn),減少地下水的開采,綜合效果顯著。
地表水源主要有渠村引黃、崗黃水庫、王快水庫、白洋淀汛前棄水以及當?shù)刈援a(chǎn)地表水;主要水利工程有排澇揚水站4 座,灌溉揚水站2 座,中型節(jié)制閘3 座,小型節(jié)制閘40 座,干支渠道111條,全長577.33km;全市耕地總面積55.6 萬畝,其中有效灌溉面積43.6 萬畝,地表水控制面積35 萬畝,純井灌面積8.6 萬畝。
地表水灌溉主要有兩種方式:一種是固定式的揚水點并配以田間低壓管道(PVC 或PE 管材,管徑≦DN160mm)輸水灌溉方式,控制范圍一般不超過河道兩側(cè)800m,另一種是在渠道上臨時安裝水泵,并結(jié)合小白龍輸水灌溉方式,控制范圍一般不超過河道兩側(cè)各150m。
在任丘市2016 年地下水超采綜合治理地表水灌溉項目建設中,于村鄉(xiāng)軍莊村規(guī)劃建設了一坑塘引水工程。工程計劃從鄰近河道通過鋪設地下輸水管道連通坑塘,實現(xiàn)坑塘儲蓄地表水。工程布置:從軍莊村北的東淀引渠,鋪設一條長1350m、管徑DN1200mm 預應力鋼筋混凝土輸水管道。
考慮到河道泥沙淤積,引水管道入口高程比渠底高出0.5m,并在引水渠首、渠尾各建管涵閘1 座。管道上設置取水井6 個,并安裝水泵;為便于管道檢修和水泵安裝,取水井側(cè)壁安裝踏步梯,取水井兼顧檢修井功能;為解決低水位提水和泥沙沉積問題,檢修井底部高程低于管道底部高程1m,檢修井兼顧沉沙井功能。同一井變成取水井、檢查井、沉沙井,一井多用,實現(xiàn)“三井合一”。
在工程運行中,當河道水位低于輸水管道頂部時,群眾在取水井中安泵取水灌溉;在河道水位高于輸水管道取水井口時,水會自流入田間溝。
在河道水位低于引水管道入口時,可將首尾兩處閘門關閉,在河道安裝水泵揚水到暗河中,群眾通過暗河預留的取水口取水,實現(xiàn)“二級揚程”灌溉。
暗河連接河道和坑塘,延展了河道兩側(cè)灌溉面積,方便群眾隨時在有水的暗河中提水灌溉。暗河工程建設是在原有河道控制范圍之外區(qū)域通過建設一條條暗河方式輸水來擴大地表水灌溉面積,減少地下水的開采。
建設區(qū)內(nèi)有田間溝的,選擇在田間溝溝底開挖鋪設輸水管道,“暗河”將斷斷續(xù)續(xù)的田間溝串連起來,田間瀝水水排到田間溝,再通過田間溝內(nèi)的取水口,利用暗河排到大的河渠,實現(xiàn)排澇目的,把因多年破壞田間溝而棄置的排澇系統(tǒng)恢復利用。通過初步設計,排澇標準按5 年一遇計算排澇量,在1350m的暗河上設置6 個取水口(也是排澇口)。在2021 年秋一次罕見的瀝澇中,建設區(qū)內(nèi)農(nóng)田排澇效果顯著,1600 畝農(nóng)田未遭受水澇災害,當年秋糧生產(chǎn)得以穩(wěn)產(chǎn)穩(wěn)收。
暗河串連田間溝這一新舉措,除了輸水外,高水位時,河水通過取水口溢出來,充滿田間溝,田間溝水自然下滲到地下,補充地下水,涵養(yǎng)水源。暗河是混凝土管材,有一定防滲效果,雖有少量滲漏,可忽略不計。
將坑塘蓄水的輸水工程優(yōu)化設計,不僅增加了地表水灌溉面積,又將輸水管道變成了一條既能引水灌溉又能排澇的暗河。目前工程運行良好,6 年來未發(fā)生管道淤積等問題。
一是優(yōu)化路線。建設區(qū)內(nèi)有田間溝的要將暗河設置在田間溝內(nèi),既可以減少土方開挖回填量,降低施工成本,減少臨時占地面積,減少投資的同時也能減少施工中征遷安置工作量,最終實現(xiàn)輸水、排澇、補水“三合一”功能。
二是加強連通功能。如果暗河末梢附近有渠道或者坑塘,無論大小,盡可能與其連通,管線鋪設要有適當縱坡,除了可以多蓄水外,還能起到在蓄水過程中對輸水管道內(nèi)側(cè)進行沖刷的作用,減少暗河淤積的可能。
三是管材選擇??紤]工程造價及施工質(zhì)量控制難易程度等因素,目前預應力鋼筋混凝土管材比較適合暗河工程。考慮工程途經(jīng)田間、道路等不同地形地段以及各類大型農(nóng)機設備和交通車輛通過時對管道造成不同承載力,應選用不同級別的預應力鋼筋混凝土管材。
四是管徑選擇。通過預算分析得知,暗河管徑越大,畝均綜合投資越大,所以,在選擇管徑時,必須保證暗河遠期最大控制灌溉面積時和灌溉高峰期暗河輸水能力,并應考慮后期暗河清淤及維護等多種因素,多方案比選后,確定暗河管材的管徑?!?/p>