淺談自流管道在平原區(qū)灌溉系統(tǒng)中的應(yīng)用

□梁 山

自流管道在山區(qū)、丘陵區(qū)灌溉系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛，因其可利用天然地勢形成自流水壓，而在平原區(qū)灌溉系統(tǒng)中應(yīng)用極少。平原區(qū)灌溉系統(tǒng)中，多采用泵站提水入灌溉渠道再通過支渠、斗渠分水進行灌溉，管道利用率并不多，水量及能源損失較多。本文結(jié)合南和縣東林灌區(qū)引黃應(yīng)急供水工程建設(shè)，討論平原區(qū)自流管道在灌溉系統(tǒng)中的應(yīng)用問題。

1.工程基本情況

南和縣東林灌區(qū)引黃應(yīng)急供水工程位于河北省邢臺市東部南和縣史召鄉(xiāng)東林村東留壘河史召蓄水閘上游右岸，承擔(dān)向東林灌區(qū)供水任務(wù)，水源為冬季四月引黃河水，供水時段主要為春旱時節(jié)。史召蓄水閘設(shè)計蓄水位30.86 m，利用留壘河河道蓄水，蓄水能力86萬m3。灌區(qū)引水位置距蓄水閘約2.5 km，河道設(shè)計縱坡 1/20000，河底寬約20m，設(shè)計河底高程26.4m左右，堤頂高程33.8m左右，堤外灌區(qū)地面平均高程31.0m，灌區(qū)內(nèi)種植作物為冬小麥、玉米及小部分經(jīng)濟作物。本灌區(qū)歷史上曾建有揚水站揚水入渠道灌溉，灌溉工程現(xiàn)已荒廢，揚水站舊址僅殘留進水渠道、泵站基礎(chǔ)等部分土建工程?，F(xiàn)狀灌區(qū)全部采用地下水灌溉，田間灌溉工程普遍采用與機井配套的管灌方式。

2.應(yīng)用思路及主要舉措

根據(jù)本工程特點，設(shè)計蓄水位略低于灌區(qū)地面高程，需提水灌溉，無法像山區(qū)、丘陵區(qū)全部利用自流灌溉；但提水高度又很小，屬低揚程灌溉范疇，適宜采用低壓管道灌溉。原有灌溉渠道已被平整為耕地，再采取重建原泵站和渠道工程的方案，工程永久占地問題處理困難，且無法充分利用現(xiàn)有的管灌配套設(shè)施。通過對渠道、埋地箱涵、管道等輸水方式進行比較，充分利用管道的節(jié)水、節(jié)能、省地、省工、輸水便捷、適應(yīng)性強的特點，選用管道輸水方式。針對提水灌溉方式，對比集中揚水、分散揚水，為避免集中揚水對管道要求增加，且易形成管道輸水的跑、冒、滴、漏等諸多問題，并考慮充分利用現(xiàn)有機井配套設(shè)施，選用分散式揚水方式。

通過分析論證，形成工程設(shè)計方案為在原揚水站舊址新建東林引水涵閘1座，設(shè)計流量0.29m3/s，涵洞采用箱涵結(jié)構(gòu)型式，孔口尺寸為1孔1.0m×1.5m(寬×高)，平坡，進口設(shè)置攔污柵及引水閘。在引水涵洞出口設(shè)2條管道，1條管道為自流引水干管，另設(shè)1條支管接1臺備用水泵，揚程8m，功率18kW。河道蓄水位高時，采用自流引水，水位低時采用備用水泵供水。備用水泵供電采用1臺40kW柴油發(fā)電機。灌區(qū)內(nèi)布置1條輸水干管長3.31km，布置11條支管，總長7.0km。沿干、支管布置固定取水井（口）58處，供田間灌溉取水。根據(jù)灌區(qū)情況，采用2次輪灌制度，每次選1半取水井進行灌溉。取水井各設(shè)農(nóng)用潛水電泵1臺，共58臺，另置2臺備用，共60臺，潛水電泵出水管及電源接頭引至井口附近，便于灌溉時與外界連接。單泵出水量50m3/h，揚程15m，功率4kW。取水井潛水電泵供電自附近機井配套設(shè)施引接，為便于計量，選配30個IC卡電表，并配200m長連接電纜。供水系統(tǒng)示意圖見下圖。

工程設(shè)計運行情況為河道蓄水位在設(shè)計蓄水位上、下1m范圍內(nèi)，需灌溉時，提開引水閘門，灌溉用水經(jīng)輸水管道自流至各取水井，根據(jù)輪灌需求，開啟相應(yīng)的取水井，連接好田間灌溉管及電源，供電灌溉。當(dāng)水位低于設(shè)計運行情況時，根據(jù)實際運行情況，適時開啟備用水泵輔助灌溉。

工程布置中需注意取水井口高程與河道防洪水位的關(guān)系，避免行洪時洪水灌入田間。同時，取水井口應(yīng)高出田間地面一定高度，避免耕作時被機械破壞。自流管道直徑選擇時在條件允許的情況下，盡量減少水頭損失，需考慮的因素包括設(shè)計流量、管道埋深、管材投資、綜合造價等，經(jīng)綜合分析選定合理管徑。

3.應(yīng)用效果及運行建議

選定的工程方案比較適應(yīng)當(dāng)?shù)啬壳暗墓喔攘?xí)慣，取水靈活，能與現(xiàn)有的灌溉方式、設(shè)施相銜接，且能節(jié)約工程占地，受到灌區(qū)群眾歡迎，輸水方式由渠道改為管道，輸水損失明顯減少，工程效益顯著。分散式揚水方式可實現(xiàn)按需提水，運用靈活。工程設(shè)施簡單，易維護，且工程措施多埋于地下，受人為影響小，工程使用年限與工程材料相關(guān)性更強，受人為干擾小，工程使用壽命易得到保證。

供水系統(tǒng)示意圖

工程運行中，需注意河道行洪時須及時關(guān)閉引水涵洞閘門進行防洪，減少洪水對灌區(qū)的危害。通過宣傳教育，要求灌區(qū)群眾自覺保護取水井等工程設(shè)施。

南和縣東林灌區(qū)引黃應(yīng)急供水工程通過下游史召蓄水閘蓄水提供水源，承擔(dān)向東林灌區(qū)供水任務(wù)，本工程特點為設(shè)計蓄水位較灌區(qū)地面高程略低，需揚水灌溉的水頭很小，根據(jù)工程特點，工程建設(shè)方案中選用了自流管道，在保證工程安全的前提下，充分利用輸水管道的節(jié)水、節(jié)能、省地、省工、輸水便捷、適應(yīng)性強的特點，實現(xiàn)了工程功能。方便了群眾，擴大了工程效益。本工程案例可為其他具有類似條件的平原區(qū)灌溉工程提供借鑒?！?/p>