打漁張灌區(qū)末級渠系改造工程實(shí)踐

王豐海，李永華 ，趙長生

（1.濱州市水利勘測設(shè)計(jì)研究院，山東 濱州 256600；2.濱州市水利局，山東 濱州 251700；3.博興縣水務(wù)局，山東 博興 256500）

末級渠系工程在灌溉渠系中的長度最長，其節(jié)水水平對灌溉渠系的水利用水平起著至關(guān)重要的作用。小農(nóng)水重點(diǎn)縣工程建設(shè)是財(cái)政部、水利部發(fā)起的，旨在提高全國小型農(nóng)田水利工程建設(shè)水平，改善農(nóng)民群眾生產(chǎn)生活條件的一項(xiàng)水利工程建設(shè)活動。在重點(diǎn)縣建設(shè)的過程中，最先面對的就是引黃灌區(qū)的末級渠系改造難題。

打漁張引黃灌區(qū)末級渠系項(xiàng)目，堅(jiān)持用以人為本、人水和諧、可持續(xù)發(fā)展指導(dǎo)項(xiàng)目建設(shè)和管理，在灌溉用水總量基本不增加的條件下，走內(nèi)涵式發(fā)展的道路，采取綜合措施，大力發(fā)展農(nóng)業(yè)節(jié)水，建設(shè)節(jié)水型、生態(tài)型、效益型灌區(qū)。

1 末級渠系工程現(xiàn)狀

打漁張灌區(qū)始建于1956年，隨著工程運(yùn)行時(shí)間的增加和行政區(qū)劃的幾度變遷，導(dǎo)致灌區(qū)面積逐步萎縮?，F(xiàn)打漁張灌區(qū)范圍僅涉及博興縣境內(nèi)10個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的381個行政村，人口41.5萬，總面積7.67萬hm2，其中耕地面積4.71萬hm2，設(shè)計(jì)灌溉面積4.43萬hm2有效灌溉面積4.00萬hm2，設(shè)計(jì)灌溉保證率50%。

上世紀(jì)末，黃河來水量逐年減少，灌區(qū)灌溉保證率越來越低，許多末級渠系常年無水可灌，渠系逐步廢棄。大部分的末級渠系被逐步挖深成為地下溝渠灌溉方式也大都從自流灌溉變?yōu)樘崴喔龋构喔瘸杀敬蟠笤黾?，工程管理的難度也相應(yīng)加大。在博興縣小農(nóng)水重點(diǎn)縣建設(shè)中，涉及引黃灌區(qū)末級渠系共95.5km，其中有57km為地下溝渠，有16km渠道已經(jīng)破壞、廢棄，支渠建筑物絕大部分已經(jīng)破壞、報(bào)廢。

2 建設(shè)模式思考

末級渠系工程改造應(yīng)以提高灌溉用水的效率與效益、促進(jìn)管理改革為核心，以改善灌溉條件、細(xì)化量水單元、促進(jìn)節(jié)約用水、減輕農(nóng)民負(fù)擔(dān)、增加農(nóng)民收入為目標(biāo)。通過工程改造，推進(jìn)管理體制和運(yùn)行機(jī)制的改革與創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)“三位一體”（即工程改造、水價(jià)改革、用水戶協(xié)會）的試點(diǎn)建設(shè)目標(biāo)。長期缺水使得項(xiàng)目區(qū)的群眾已逐步適應(yīng)了深挖溝、提水灌溉的現(xiàn)實(shí)。另外，工程遷占和投資限制也給末級渠系改造工程的實(shí)施造成了較大困難。但作為曾經(jīng)的自流灌區(qū)，把水從干渠中放入地下，使自流灌溉的條件白白浪費(fèi)，尤其是在小浪底工程建成黃河水情逐漸變好的今天，確實(shí)令人惋惜。

工程改造的總體標(biāo)準(zhǔn)是項(xiàng)目區(qū)范圍內(nèi)的末級輸、配水渠系完好通暢，各類渠系建筑物和田間灌溉設(shè)施配套齊全，量水設(shè)施的布設(shè)滿足細(xì)化計(jì)量單元的管理要求，田間地面灌溉工程達(dá)到節(jié)水灌溉標(biāo)準(zhǔn)，末級渠系水利用系數(shù)達(dá)到70%以上。在工程設(shè)計(jì)中，把恢復(fù)自流灌溉作為工程建設(shè)方案的首選。在具備條件的區(qū)域，堅(jiān)持恢復(fù)自流灌溉；在條件不具備，特別是群眾認(rèn)識不足、工作難做的區(qū)域，也盡力采用自流灌溉的相近模式。

3 主要做法與工程實(shí)例

末級渠系工程改造設(shè)計(jì)堅(jiān)持與灌區(qū)節(jié)水灌溉規(guī)劃相一致，并將規(guī)劃作為工程設(shè)計(jì)的基本依據(jù)，選取的主要設(shè)計(jì)參數(shù)、灌溉制度等與灌區(qū)規(guī)劃相銜接。在工程設(shè)計(jì)與建設(shè)的過程中，根據(jù)工程現(xiàn)狀實(shí)際條件，分別采用多種辦法，因地制宜選擇方案。

3.1 明渠回填襯砌方案

對現(xiàn)狀條件好，基本保留自流原貌的渠系，直接采用混凝土梯形或U型斷面渠道方案完成襯砌。對開挖后土方仍堆積的渠道兩側(cè)地下溝渠，只要遷占條件具備，則將溝兩岸的土方進(jìn)行回填，在完成回填后進(jìn)行襯砌。

打漁張二干四斗總長6.4km，此渠在既往的工程運(yùn)行過程中也經(jīng)過拓寬加深，但拓寬加大的程度并不大。不過，由于早前的黃河水情惡化影響，該渠2+600以下渠系基本用不上水，幾近報(bào)廢。通過現(xiàn)場勘查并聽取基層水利站和群眾代表的意見，確定對該渠上游段進(jìn)行適當(dāng)回填，下游渠段進(jìn)行整修、恢復(fù)，并對渠道比降進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，采用梯形斷面混凝土預(yù)制板襯砌方案，農(nóng)渠采用U型斷面混凝土渠道進(jìn)行襯砌。利用混凝土渠道輸水速度快、輸水效率高的優(yōu)勢，有望在將來的運(yùn)行過程中，完全恢復(fù)此斗渠的灌溉面積。

3.2 渠道軸線平移方案

對開挖后土方堆積在渠道兩側(cè)，開挖深度、寬度較大的地下溝渠，不宜進(jìn)行回填、襯砌。在群眾基礎(chǔ)好、遷占工作量不大的渠道，根據(jù)工程情況，在原開挖溝的棄土上布置新渠，使新渠軸線與原渠軸線平行。如此以來，既可以保證渠道自流灌溉，又可以減少回填量，節(jié)省建設(shè)資金。

二干閆陳斗總長1.73km，是一條較為特殊的斗渠，該渠位于二干渠的中下游，平行于北支新河南岸布置，為北支新河南岸的部分耕地供水，單側(cè)向南出水。該渠的上半段約800m的渠道保留完好，但下半段已經(jīng)開挖為底寬10m的深溝，且開挖后的棄土已經(jīng)被附近窯廠取走使用。經(jīng)研究，確定了如下建設(shè)方案：對0+793以上的渠段直接在原渠道基礎(chǔ)上進(jìn)行恢復(fù)、襯砌，0+793以下的渠段沿原渠道線路南側(cè)平行新筑渠道，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行襯砌，實(shí)現(xiàn)自流。

3.3 深溝高堤方案

渠道已被開挖成為地下溝渠，斷面較大，且開挖出的棄土已經(jīng)被取走使用，回填土源無法解決，遠(yuǎn)距離調(diào)土的成本太高。經(jīng)現(xiàn)場踏勘，采用填筑堤壩雍高水位的方案。對原溝渠進(jìn)一步開挖，開挖棄土經(jīng)過晾曬后填筑渠堤，筑堤標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格按照渠道施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，利用堤壩雍高水位，達(dá)到自流灌溉的目的。

二干辛集斗總長2.7km，渠道沿線地勢高亢。在進(jìn)行改造的過程中，受干渠水位限制，采取回填襯砌的方案已經(jīng)沒有意義，在充分調(diào)查研究和多次計(jì)算分析的基礎(chǔ)上，采用深溝高堤的方案。將沿岸開挖的棄土進(jìn)行進(jìn)一步的壓實(shí)、整理，形成渠堤。上游700m渠段兩側(cè)的農(nóng)田，地面高程相對較低，直接從斗渠上設(shè)分水閘建設(shè)農(nóng)渠，使這一片耕地實(shí)現(xiàn)自流；下游近2000m的渠道則進(jìn)行疏浚整理，保證引、蓄水的能力，在渠道兩岸垂直斗渠布設(shè)混凝土襯砌農(nóng)渠，并在農(nóng)渠首端設(shè)半固定式揚(yáng)水站，如此以來，既保障了兩岸農(nóng)田的灌溉用水，又達(dá)到了襯砌節(jié)水的目的。

3.4 混凝土預(yù)制管暗渠方案

為節(jié)省土地資源，方便工程管護(hù)，在部分渠道尤其是揚(yáng)水站灌區(qū)的設(shè)計(jì)中，采用混凝土預(yù)制管暗渠方案。根據(jù)現(xiàn)場地形條件及灌溉渠道的設(shè)計(jì)流量，選用相應(yīng)直徑的混凝土預(yù)制管埋設(shè)于地下，同時(shí)根據(jù)工程地質(zhì)情況、凍土深度等條件設(shè)置墊層，確定埋設(shè)深度。為方便取水和工程管理，沿渠道線路方向間隔一定距離設(shè)置小豎井，利用豎井取水及設(shè)置下級暗渠。

湖濱項(xiàng)目區(qū)，耕地面積200hm2，是典型的揚(yáng)水站灌區(qū)。此片項(xiàng)目區(qū)共有揚(yáng)水站3座，,供水的骨干渠道共4條，總長10.3km。由于揚(yáng)水站灌區(qū)的渠道設(shè)計(jì)流量小，群眾灌溉爭水等多種原因，渠道保存不盡完善。經(jīng)多方調(diào)查，確定采用混凝土預(yù)制管暗渠的建設(shè)方案。共敷設(shè)D800mm混凝土預(yù)制管暗渠4條共4.2km，D500mm混凝土預(yù)制管暗渠16條共6.1km.同時(shí)對原有的渠系進(jìn)行了系統(tǒng)的規(guī)劃、調(diào)整，設(shè)置小豎井138座。實(shí)踐證明，由于輸水管道被埋設(shè)于地下，不需要額外占用耕地，灌溉輸水、節(jié)水和節(jié)地效果理想，受到了群眾的歡迎。

4 工程效益

末級渠系改造工程涉及面廣，工程、地形等條件復(fù)雜，只有根據(jù)工程的實(shí)際情況，因地制宜，采取靈活多樣的方式進(jìn)行改造建設(shè)，方能收取良好的效果。2010年4月第一批改造完成的末級渠系工程完成，通過調(diào)查，原采用提水灌溉的成本是300元/hm2，自流灌溉后這項(xiàng)支出已不再需要，經(jīng)濟(jì)效益顯著。