一站雙泵河灌節(jié)水模式在平原地區(qū)的應(yīng)用

柯　強(qiáng)，荊　猛，朱志峰（.平原縣水利勘察設(shè)計(jì)研究院，山東 平原 5300；.平原縣水務(wù)局，山東 平原 5300）

一站雙泵河灌節(jié)水模式在平原地區(qū)的應(yīng)用

柯強(qiáng)1，荊猛2，朱志峰1
（1.平原縣水利勘察設(shè)計(jì)研究院，山東 平原 253100；2.平原縣水務(wù)局，山東 平原 253100）

【摘要】針對(duì)平原地區(qū)灌溉特點(diǎn)，對(duì)“一站雙泵”河灌節(jié)水設(shè)計(jì)模式進(jìn)行了探索和研究，并對(duì)節(jié)水效益進(jìn)行了對(duì)比分析。

【關(guān)鍵詞】平原縣；農(nóng)田建設(shè)；節(jié)水灌溉；一站雙泵

1　項(xiàng)目概述

平原縣地處潘莊灌區(qū)中游，是典型的引黃灌區(qū)，黃河水是當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)的主要灌溉水源。平原縣2012年高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)示范工程項(xiàng)目區(qū)位于平原縣東南部前曹鎮(zhèn)轄區(qū)內(nèi)，地處縣級(jí)兩條骨干河道趙王河、洪溝河的中間區(qū)域，東起趙王河，西至洪溝河，南起五支溝，北至一支溝，土地總面積1000hm2，耕地666.67hm2。項(xiàng)目區(qū)共涉及前曹鎮(zhèn)19個(gè)村，1600個(gè)農(nóng)戶，農(nóng)業(yè)人口5000人。

項(xiàng)目共建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田666.67hm2，總投資1280萬(wàn)元。按照“農(nóng)田成方、道路暢通、渠系完備、林帶成網(wǎng)、土地平整”的標(biāo)準(zhǔn)要求，以方田建設(shè)為核心，形成了與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)業(yè)相適應(yīng)的農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施。在水利規(guī)劃上采取一路一溝的灌排體系，泵站提水引黃渾水低壓管道灌溉，實(shí)現(xiàn)田間建筑物配套。在農(nóng)業(yè)措施方面，以土地平整和土地深翻為重點(diǎn)，抓好優(yōu)良作物品種和先進(jìn)農(nóng)業(yè)技術(shù)的推廣。在林業(yè)規(guī)劃上，按照“田——溝——林——路——林——田”的形式布置，創(chuàng)造良好的農(nóng)田生態(tài)環(huán)境。主要采取了水利措施、農(nóng)業(yè)措施、林業(yè)措施和科技推廣措施4大措施。

一是項(xiàng)目區(qū)開(kāi)挖、疏浚溝渠16條，長(zhǎng)43.1km，土方47.7萬(wàn)m3。新建提水泵站33座，配套潛污泵66臺(tái)（套）；配套變壓器20臺(tái)，高壓線路6.86km、低壓電纜7km；建設(shè)渾水低壓輸配水管道灌溉面積666.67hm2，埋設(shè)地下UPVC管道60km，放水口1000個(gè)；修建橋涵閘等建筑物193座，其中：新建生產(chǎn)橋144座，新建Φ50過(guò)路涵47座，新建節(jié)制閘1座，維修節(jié)制閘1座。二是項(xiàng)目區(qū)共劃分格田41塊，格田劃分標(biāo)準(zhǔn)16.67hm2/塊；整修田間生產(chǎn)路28km，其中新建砂石路23km。三是營(yíng)造農(nóng)田防護(hù)林網(wǎng)666.67hm2，栽植樹(shù)木5.6萬(wàn)株，包括107速生楊5萬(wàn)株、柳樹(shù)0.6萬(wàn)株。四是項(xiàng)目區(qū)大力進(jìn)行農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)培訓(xùn)，推廣現(xiàn)代農(nóng)業(yè)新技術(shù)、新品種，促進(jìn)糧食高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)，推廣冬小麥、夏玉米優(yōu)良品種種植面積133.33hm2；項(xiàng)目區(qū)增施生物有機(jī)肥面積133.33hm2。

項(xiàng)目建成后，達(dá)到了“土地平整肥沃、水利設(shè)施配套、道路暢通、林網(wǎng)建設(shè)適宜、科技先進(jìn)適用、優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)高效”的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。項(xiàng)目區(qū)糧食綜合生產(chǎn)能力明顯提高，年平均增產(chǎn)糧食175萬(wàn)kg，增加農(nóng)業(yè)產(chǎn)值197.50萬(wàn)元，年節(jié)水80萬(wàn)m3，節(jié)能10萬(wàn)kW·h，節(jié)地6.67hm2，省工5000個(gè)。

2　項(xiàng)目區(qū)節(jié)水灌溉設(shè)計(jì)模式

在節(jié)水灌溉模式設(shè)計(jì)上，平原縣因地制宜，按照“節(jié)水率高、便于管理、投入產(chǎn)出比高”的原則，不斷優(yōu)化工程設(shè)計(jì)，把項(xiàng)目區(qū)耕地分為33個(gè)獨(dú)立的渾水低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)，一套獨(dú)立的灌溉系統(tǒng)控制1～2個(gè)方格，控制面積20hm2左右。

2.1田間灌溉模式

田間灌溉總體模式為：“灌排渠(地下溝)不防滲+小型固定泵站+潛污泵+渾水低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)+田間窄短畦灌水”灌溉模式，格田田間實(shí)現(xiàn)灌排分開(kāi)。灌溉水利用系數(shù)達(dá)到0.85，旱作物灌區(qū)田間水利用系數(shù)0.93，確定灌溉水利用系數(shù)為0.8，項(xiàng)目區(qū)節(jié)水灌溉工程覆蓋率為100%。

2.2泵站設(shè)計(jì)

項(xiàng)目區(qū)共規(guī)劃設(shè)計(jì)小型固定泵站33座、配套潛污泵66臺(tái)（套），泵房?jī)?nèi)配備WQ80-30-11kW潛水泵，止回閥、射頻控制器各2臺(tái)（套）。規(guī)劃中將原定1臺(tái)22kW潛水泵改為2臺(tái)11kW潛水泵，一是提高了供水保證率；二是可根據(jù)澆地面積靈活起閉，減少了運(yùn)行費(fèi)用；三是單泵控制面積減少，便于管理控制；四是降低了起動(dòng)電流，減少了電氣控制設(shè)備投資。

2.3輸水管道設(shè)計(jì)

項(xiàng)目區(qū)大田主要種植冬小麥、夏玉米等糧食作物，適宜、先進(jìn)的田間灌溉節(jié)水型式有噴灌、低壓管灌、地上防滲渠灌溉等形式。但項(xiàng)目區(qū)地處引黃灌區(qū)中游，黃河水經(jīng)灌排溝系進(jìn)入項(xiàng)目區(qū)后，水中泥沙含量仍偏高，易磨損、堵塞噴頭，因此不適宜噴灌；田間地上防滲渠道灌溉形式不但占地較多，而且耕作、管理不便，農(nóng)民不易接受，不宜選用；而低壓管道節(jié)水灌溉技術(shù)成熟、先進(jìn)，占地少、方便耕作、灌溉及時(shí)、節(jié)水率高，投資少，因此項(xiàng)目區(qū)田間灌溉模式應(yīng)優(yōu)先選用低壓管道輸水灌溉型式。

根據(jù)設(shè)計(jì)灌水定額、灌溉面積、灌水周期和每天工作時(shí)間，按下式計(jì)算確定系統(tǒng)的灌溉設(shè)計(jì)流量。

Q設(shè)=W凈A/（ηTt）

式中：Q設(shè)為管道系統(tǒng)的灌溉設(shè)計(jì)流量，m3/h；η為灌溉水利用系數(shù)，取0.80；t為每天開(kāi)機(jī)灌水時(shí)間，取18h；A為控制灌溉面積；T為每次輪灌期的天數(shù)，取7d。

在低壓管道輸水系統(tǒng)關(guān)鍵安全設(shè)備和計(jì)量設(shè)備規(guī)劃設(shè)計(jì)上，主要是首部樞紐的止回閥、進(jìn)排氣閥以及各級(jí)管網(wǎng)各條管道最底端尾部的泄水閥。安全閥、進(jìn)排氣閥保護(hù)管網(wǎng)不超壓和出現(xiàn)負(fù)壓；泄水閥在泵站停機(jī)后打開(kāi)，泄空管網(wǎng)積水，防止管網(wǎng)泥沙淤積和管網(wǎng)凍脹。

3　節(jié)水灌溉模式效益對(duì)比

3.1工程投資大幅減少

平原縣現(xiàn)有中型節(jié)水灌區(qū)一般控制畝數(shù)在200hm2左右，泵站投資需50萬(wàn)元／座，灌區(qū)管道畝均投資8250元／hm2，平均畝投資717元；“一站雙泵”河灌節(jié)水模式每個(gè)灌區(qū)控制畝數(shù)在20hm2左右，泵站投資9.2萬(wàn)元／座，灌區(qū)管道投資2445元／hm2，平均畝投資470元。通過(guò)對(duì)比分析，“一站雙泵”節(jié)水模式投資畝均節(jié)省投資247元，大大減少了工程投資。

3.2省工、省時(shí)、節(jié)能、節(jié)水

灌溉用水量、灌水時(shí)間的減少，大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，灌溉用工量普遍降低，經(jīng)對(duì)比分析平均每年每畝地用工量可節(jié)省0.5個(gè)，按年省工5000個(gè)，50元/工日計(jì)算，年省工效益可達(dá)25萬(wàn)元；每次灌水定額比原灌溉模式縮短1d；灌溉用水量的減少使耗油量、用電量相應(yīng)降低，經(jīng)對(duì)比分析項(xiàng)目區(qū)節(jié)能10萬(wàn)kW·h，按0.63元/kW·h計(jì)算，比一般節(jié)水灌溉節(jié)能效益增加6.3萬(wàn)元。原分散式提水大水漫灌模式一次灌水定額為1800m3/hm2，采用該節(jié)水模式后，一次灌水定額降為900m3/hm2，節(jié)水效果明顯。

3.3大量節(jié)省了土地，便于耕作

節(jié)水模式的優(yōu)化設(shè)計(jì)，大大減少了土渠，增加了耕地，經(jīng)對(duì)比分析：按1%的比例計(jì)算項(xiàng)目區(qū)可節(jié)地6.67hm2，按增產(chǎn)糧食計(jì)算可增產(chǎn)10.5萬(wàn)kg，增加收入21萬(wàn)元。

低壓管道全部地埋，出水口采用隱藏式下栓體外加保護(hù)管，僅高出地面8～10cm，即保護(hù)了給水栓，又不影響各類農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)。

3.4管理制度更加完善

一是建立農(nóng)民用水協(xié)會(huì)，節(jié)水工程完工后由鄉(xiāng)鎮(zhèn)將工程產(chǎn)權(quán)移交協(xié)會(huì)，雙方明確責(zé)任和義務(wù)，實(shí)行一站一協(xié)會(huì)、一站兩名管理人員的管理制度。鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府制定整個(gè)項(xiàng)目區(qū)的用水灌溉制度，分配各用水協(xié)會(huì)的灌溉用水。各協(xié)會(huì)機(jī)構(gòu)健全，農(nóng)戶直接參與管理。二是一站一協(xié)會(huì)的管理制度與一家一戶分散提水、管理的模式相比，大大節(jié)省了管理人員、管理成本和工程維護(hù)資金。

總之，“一站雙泵”河灌節(jié)水灌溉模式是引黃灌區(qū)提水節(jié)水灌溉的成功模式，灌溉保證率高，工程投資低，運(yùn)行費(fèi)用低，管理方便，建后效益明顯，在引黃灌區(qū)具有重要的推廣價(jià)值。

（責(zé)任編輯崔春梅）

【中圖分類號(hào)】S274

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B

【文章編號(hào)】1009-6159（2015）-06-0046-02

收稿日期：2015-03-13

作者簡(jiǎn)介：柯強(qiáng)（1975—），男，工程師