引黃灌區(qū)地下水泥管道“一管多用”探索

張尚利

（平陰縣水務(wù)局匯河流域孔村水利站，山東平陰 250000）

引黃灌區(qū)地下水泥管道“一管多用”探索

張尚利

（平陰縣水務(wù)局匯河流域孔村水利站，山東平陰 250000）

介紹了平陰縣匯河流域引黃灌區(qū)地下水泥管道在引黃灌溉、排洪補(bǔ)源、蓄水抗旱的應(yīng)用。探索將地下水泥管道一管多用，是工程管理運(yùn)行的創(chuàng)新。

平陰縣；引黃灌區(qū)；水泥管道；一管多用

1 地下水泥管用于引黃灌溉

資料顯示，平陰縣農(nóng)業(yè)灌溉用水的有效利用率不到50%，加劇了水資源的短缺。有些溝渠灌溉因泄漏，有多達(dá)30%～40%甚至更多的水被白白浪費(fèi)掉。田山引黃干渠自1970年開始興建，為漿砌石明渠，轄7個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)169個(gè)行政村，按照畝灌水定額150 m3，灌溉保證率60%設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)流量為7 m3/s，灌溉面積2.11萬hm2，是山東省內(nèi)揚(yáng)程最高的大型灌區(qū)，平陰縣沿黃河建有16處揚(yáng)水站，總提水能力43.72 m3/s，多年平均引黃水量3 488萬m3。

平陰縣匯河流域引黃灌區(qū)位于沿匯河西岸的山前平地和山間洼地上，后期在國家政策的大力支持下，將區(qū)域內(nèi)漿砌石地面支渠建成了地下承壓水泥管道輸水的暗渠。引水方式改變后，其優(yōu)點(diǎn)是占地少，不影響農(nóng)田耕作和交通，建筑物少，原漿砌石斷面占地寬度2.5 m，現(xiàn)在只有閘閥池、出水口占地，減少占地8 hm2多。同時(shí)杜絕了跑冒滴漏，沿渠隨意開口放水的現(xiàn)象，提高了水的利用率，水利用系數(shù)提高30%以上。項(xiàng)目區(qū)建設(shè)閥池、出水口400多處，閥池、出水口均為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，由一道鋼筋混凝土墻分開，方便了管理。水泥支管道開口鋪設(shè)了Φ315PE斗管道。

結(jié)合區(qū)域農(nóng)田水利灌溉設(shè)施情況，探索在PE斗管道出水池外側(cè)連接鐵件上開口焊接法蘭鐵管，安裝Φ160瑪鋼鑄鐵密封閘閥，與區(qū)域內(nèi)每眼機(jī)井灌溉PVC管道相互連通，確保了每眼機(jī)井管道至少有1處連通對(duì)接。每眼機(jī)井出口管道上都增加安裝Φ160閘閥，在使用黃河水灌溉時(shí)將該閘閥關(guān)閉，防止黃河水流入井內(nèi)泵體，影響機(jī)井電機(jī)及水泵安全。引黃灌溉過程中，可以像使用機(jī)井水灌溉一樣，在出水口上對(duì)接小白龍塑料水龍帶，自主控制流量大小，分段灌水，據(jù)入戶調(diào)查了解，這樣既方便了農(nóng)戶灌溉，又節(jié)約了有限的水資源，縮短了灌水時(shí)間。每畝地比大水漫灌節(jié)水約80 m3，整個(gè)灌區(qū)2 666.67 hm2農(nóng)田，一次灌溉就節(jié)水320萬m3，整個(gè)灌區(qū)可縮短灌水周期3～5 d。并且使用黃河水灌溉比機(jī)井水灌溉糧食產(chǎn)量能增產(chǎn)2 250 kg/hm2左右。工程模式實(shí)驗(yàn)成功后，引黃灌溉可像機(jī)井灌溉一樣實(shí)行按小時(shí)收費(fèi)。每次引黃灌溉前，先由區(qū)域內(nèi)村委會(huì)申請(qǐng)，申報(bào)灌溉面積，用水量計(jì)劃。待批準(zhǔn)后，各村組織放水專業(yè)隊(duì)負(fù)責(zé)開關(guān)閥門，巡查維護(hù)管線。放水順序按照村委會(huì)申報(bào)先后時(shí)間順序，逐村灌溉。根據(jù)來水量，確定該村開啟出水口的個(gè)數(shù)。

2 地下水泥管用于排洪補(bǔ)源

平陰縣淺層地下水總儲(chǔ)量77 442萬m3，河渠滲漏補(bǔ)給量36.9萬m3，灌溉回歸補(bǔ)給量1 732.3萬m3，總補(bǔ)給量14 727.2萬m3，多年平均地下水可開采12 437.16萬m3。多年平均徑流量6 457.9萬m3，多年平均當(dāng)?shù)氐乇硭衫昧? 094.1萬m3。

引黃灌區(qū)覆蓋了全國碳素生產(chǎn)基地的孔村鎮(zhèn)的沿匯流域，區(qū)域內(nèi)地下水資源豐富，但隨著肥城石橫電廠、十幾家碳素等企業(yè)的發(fā)展，每年都有約100萬m3地下水資源被大量用到了企業(yè)生產(chǎn)中。據(jù)有關(guān)專家勘測(cè)，地下已局部出現(xiàn)漏空現(xiàn)象，急需地下水資源填補(bǔ)，以確保當(dāng)?shù)匕踩?/p>

灌區(qū)水泥管道首端與田山引黃干渠相連，進(jìn)口設(shè)攔污柵、沉淀池、渠首閘門，中途與區(qū)域內(nèi)100多眼機(jī)井管道相通，機(jī)井均為深井，井深100～300 m不等。探索利用水泥管道輸送降雨到深井內(nèi)既可解決排洪問題，又可補(bǔ)充地下水資源。

采用田山引黃干渠收集降雨，水泥管道輸水補(bǔ)源的方式是一種長(zhǎng)期可持續(xù)的回水利用方式，可以緩解地下水資源緊缺的現(xiàn)狀，減輕政府調(diào)水補(bǔ)源的頻率。管道的最大坡度不大于0.15，管道自清流速為0.75 m/s,最大允許流速不大于7 m/s。灌區(qū)匯流面積約17.5 km2，平均徑流深88.2 mm，可收集雨量150萬m3。實(shí)施措施為：首先沿平陰分干渠選定降雨匯流點(diǎn)。在匯流斷面上根據(jù)降雨流量大小建設(shè)鋼筋混凝土雨水沉淀池，沉淀池后修建雨水入渠暗渠，暗渠前安裝攔污柵，防止雜草垃圾入渠。暗渠后在渠道內(nèi)建跌水及消力池。然后對(duì)機(jī)井灌溉管道改造，將Φ160PVC管道截?cái)啵惭bPVC三通，PVC管件，Φ160瑪鋼鑄鐵密封閘閥，出水管，接入到進(jìn)口內(nèi)。汛期，將機(jī)井出口管道上的閘閥關(guān)閉，開啟管道三通后的閘閥，雨水就流入深井內(nèi)。該模式實(shí)施后，預(yù)計(jì)每年可以補(bǔ)給地下水資源130萬m3。

引黃水泥管道末端與匯河等當(dāng)?shù)卮蟮呐艥硿系老嗤?。因該區(qū)域?yàn)樯角捌降睾蜕乳g洼地，遇強(qiáng)降雨或暴雨極易出現(xiàn)內(nèi)澇。如采取措施，可以將澇災(zāi)引入水泥管道，通過收集后排入?yún)R河及大的排澇溝中。方案為：在澇洼地塊處建設(shè)鋼筋混凝土雨水沉淀池、進(jìn)水暗渠、進(jìn)水暗渠前設(shè)攔污柵、進(jìn)水暗渠后安裝DN700截止閘閥、出水暗管，與引黃水泥管道連通。汛期可以將沉淀后的內(nèi)澇直接排到匯河等大的排澇溝內(nèi)，這時(shí)輸水管道就與當(dāng)?shù)嘏艥硿瞎餐袚?dān)著排洪的作用，增加了排洪能力，能夠較快地排除內(nèi)澇，減少災(zāi)害損失。

3 地下水泥管用于蓄水抗旱

灌區(qū)水泥管線均埋設(shè)于凍土層以下，管道接口為承插式，采用橡膠密封圈止水，水泥管道直徑均大于200 mm，最大計(jì)算充滿度為1.0。管線的首末端最大高差為26 m，首端與田山引黃干渠相連。田山引黃平陰分干全長(zhǎng)17.5 km，沿匯段已全部進(jìn)行改造為全混凝土襯砌斷面，渠底寬3.7 m，頂寬6.8 m，渠深3.5 m。

灌區(qū)屬暖溫帶大陸性半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，四季分明，降水集中，多春旱，夏季高溫多雨，秋季天高氣爽，冬季寒冷少雪。日照時(shí)數(shù)累年平均為2 371.2 h，日照率為53%。年平均氣溫13.6℃，無霜期204 d，年平均降雨量640 mm，多集中于汛期，多年平均降水入滲補(bǔ)給量12 958萬m3。

灌區(qū)內(nèi)38km水泥管線，可蓄存降雨1.8萬m3，田山引黃干渠如在旬末將渠道蓄水2.5 m深，可收集降雨20萬m3。通過管道自流及在出水口安裝機(jī)器提水，可用于春季農(nóng)田抗旱灌溉，按每畝灌水65 m3計(jì)算，可以自流灌溉農(nóng)田200多公頃。實(shí)施方法：必須在汛期制定合理的蓄水計(jì)劃，根據(jù)氣象預(yù)報(bào)，適時(shí)地調(diào)節(jié)蓄水量，蓄水量超過2.5 m后，開閘放水，通過水泥管道及田間灌溉管道送入機(jī)井內(nèi)補(bǔ)源。汛期必須定期巡護(hù)渠道、檢查管線，發(fā)現(xiàn)渠道內(nèi)游泳、洗衣等行為及時(shí)制止，發(fā)現(xiàn)滲水、漏水現(xiàn)象及時(shí)進(jìn)行修復(fù)。巡渠查線及維護(hù)隊(duì)伍由受益村組織，分段管護(hù)，期限為第一年蓄水至來年春季灌溉放水完止，人員費(fèi)用在灌溉用水收費(fèi)中提取。

總之，水利工程三分建，七分管，要確保建成的水利工程能夠正常運(yùn)行，發(fā)揮效益，除了管理制度外，還要在工程發(fā)揮效益上創(chuàng)新，以此來保證工程的良性運(yùn)行。利用地下水泥管網(wǎng)實(shí)現(xiàn)一管多用的功能，就是在生產(chǎn)實(shí)踐中結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況的創(chuàng)新舉措，是深入一線，鉆研業(yè)務(wù)，大膽工作，敢于創(chuàng)新的體現(xiàn)。如果這種探索能夠?qū)崿F(xiàn)，不但是一種管理上的創(chuàng)新，還會(huì)給管理者創(chuàng)收，將會(huì)對(duì)工程的良性運(yùn)行起到不可替代的作用。

[1]郭元裕.《農(nóng)田水利學(xué)》[M].武漢大學(xué)，中國水利水電出版社，2007.

[2]楊文利.《水利概論》[M].黃河水利出版社，2014.

[3]陳德亮.《水工建筑物》[M].武漢大學(xué)，水利水電出版社，1995.

（責(zé)任編輯 崔春梅）

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1009-6159（2016）-11-0059-02

張尚利（1977—），男，助理工程師