淺談?wù)癜矃^(qū)節(jié)水灌溉工程的設(shè)計(jì)與效益分析

摘 要：振安區(qū)屬于遼東丘陵和低丘平原地帶，降雨量年內(nèi)分配很不均勻，汛期十分集中，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水資源日趨緊張。為此，必須提高水資源利用效率，充分發(fā)揮其應(yīng)有的經(jīng)濟(jì)效益，目前振安區(qū)原有的節(jié)水灌溉工程老化，水利用效率底，采取合理的節(jié)水措施可有效節(jié)約水資源，緩解水資源緊缺矛盾。

關(guān)鍵詞：節(jié)水；工程；設(shè)計(jì)；效益

中圖分類號(hào)： S275 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20160532028

1 基本資料

振安區(qū)位于丹東市郊，南與東港市相鄰，北與鳳城市接壤，東與朝鮮民主共和國(guó)隔江相望，振安區(qū)總面積為669km2。全區(qū)轄5個(gè)鎮(zhèn)、4個(gè)街道辦事處、45個(gè)行政村。全區(qū)總?cè)丝?9.15萬(wàn)人，其中，農(nóng)村人口11.61萬(wàn)人。區(qū)內(nèi)耕地面積13171hm2，其中：水田面積560 hm2，占總耕地面積的4.25%。

振安區(qū)屬于遼東丘陵和低丘陵平原地帶，其大面積出露的地層與巖石為前震旦紀(jì)變質(zhì)巖、混合巖及花崗巖。地下水以松散巖孔隙水為主，地下水主要來(lái)源是河川基流量和山間巖體泉水量。降雨量年內(nèi)分配很均勻，多集中在7-8月份，占年降雨量的54.5%，多年平均降雨量為1028mm，多年平均蒸發(fā)量為1261.5mm，4、5、6月份蒸發(fā)量最大，占全年蒸發(fā)量的37.14%，由于4、5、6月份又是降雨量較少的月份，因此經(jīng)常出現(xiàn)干旱現(xiàn)象。從以上自然狀況來(lái)看，水利灌溉發(fā)展緩慢，嚴(yán)重影響了農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，制約了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和社會(huì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，因此發(fā)展節(jié)水工程是促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展的必要條件。

2 節(jié)水灌溉措施

2.1 設(shè)計(jì)方案

在振安區(qū)現(xiàn)有的節(jié)水灌溉工程有低壓管灌、移動(dòng)式噴灌、滴灌和渠道防滲4種工程形式，其中以渠道防滲工程為典型設(shè)計(jì)。水田采用渠道防滲工程形式，菜田式用低壓管灌型式，溫室采用滴灌工程形式，一般經(jīng)濟(jì)作物采用移動(dòng)式噴灌工程形式。根據(jù)水源條件和作物結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，結(jié)合振安區(qū)的實(shí)際情況，在認(rèn)真總結(jié)以往灌溉工程經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，確定具體的灌溉型式和面積分布。

2.2 工程設(shè)計(jì)

水源工程是保證節(jié)水灌溉工程正常運(yùn)行的關(guān)鍵，也是影響灌溉保證率和項(xiàng)目的投資效果的重要因素。為提高節(jié)水灌溉工程的保證率、更好的發(fā)揮工程效益，提高投資效果，在水源工程設(shè)計(jì)中，遵循高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量、低造價(jià)、高效益的原則，確定合理的工程方案和建設(shè)規(guī)模，做到技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，管理方便。

2.3 灌溉制度

不同作用在其各個(gè)生長(zhǎng)階段對(duì)水份有一定的要求。為了保證灌水能適量而且及時(shí)，收到穩(wěn)定高產(chǎn)的效果，根據(jù)多年灌溉經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)試驗(yàn)定出各種作物的灌溉制度。作物的灌溉制度是確定灌溉工程設(shè)計(jì)流量的重要依據(jù)，它包括作物各生長(zhǎng)階段的灌水次數(shù)，灌水日期及1次灌水量。

2.4 渠道防滲工程典型設(shè)計(jì)

2.4.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

渠道防滲工程典型設(shè)計(jì)以振安區(qū)湯山城鎮(zhèn)龍泉灌區(qū)為例，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)如下：

設(shè)計(jì)灌溉面積：80hm2；

作物種類：水稻；

泡田期灌水定額：2400m3/hm2；

泡田時(shí)間：7d。

2.4.2 型式及規(guī)模

本次規(guī)劃渠道防滲采用LZY混凝土“U”型槽防滲技術(shù)，這種防滲工程同傳統(tǒng)防滲工程相比，具有斷面小、強(qiáng)度高、使用壽命長(zhǎng)、抗凍性能好、造價(jià)低、外形美觀等特點(diǎn)。設(shè)計(jì)修筑混凝土“U”型槽防滲渠道3200m，其中干渠1800m，支渠1400m。

2.4.3 渠道設(shè)計(jì)流量確定

渠道防滲工程用于水田灌溉，根據(jù)水稻灌溉制度和工程結(jié)構(gòu)型式，按下式計(jì)算渠道設(shè)計(jì)流量。

Q=mA/86400Tη

式中：

Q-渠道正常設(shè)計(jì)流量（m3/s）；

m-設(shè)計(jì)灌水定額（按泡田日期計(jì)算m=2400m3/hm2）；

A-設(shè)計(jì)灌溉面積（hm2）；

T-輪灌一次所需灌水時(shí)間（取T=7d）；

η-渠道有效利用系數(shù)（取η=0.95）。

干渠設(shè)計(jì)流量計(jì)算；干渠控制灌溉面積80hm2，將已知數(shù)值代入上式，計(jì)算干渠設(shè)計(jì)流量如下：

Q干=（2400×800）/（86400×7×0.95）

=0.33 m3/s。

支渠設(shè)計(jì)流量計(jì)算：根據(jù)規(guī)劃方案，共設(shè)計(jì)4條支渠，每條支渠長(zhǎng)350m，控制灌溉面積20hm2。將已知道數(shù)值代入流量計(jì)算公式求得支渠設(shè)計(jì)流量。

Q支=（2400×20）/（86400×7×0.95）

=0.084 m3/s。

2.4.4 渠道設(shè)計(jì)

確定渠道設(shè)計(jì)流量后，要對(duì)干、支渠道進(jìn)行設(shè)計(jì)。渠道設(shè)計(jì)任務(wù)主要是確定渠道的縱坡，水位和橫斷面的形狀、尺寸，包括渠堤的頂寬、超高，確定沿渠道需要修建的跌水及交叉建筑物高程。

渠道縱坡設(shè)計(jì)：根據(jù)地形條件，干渠和支渠設(shè)計(jì)比降為i=1/1000。

渠道斷面設(shè)計(jì)：由混凝土“U”型槽技術(shù)參數(shù)查出，在渠道縱坡i=1/1000時(shí)UD50規(guī)格“U”型槽過(guò)水能力為0.15 m3/s，1/2UD80規(guī)格“U”型槽過(guò)水能力為0.42m3/s，根據(jù)已計(jì)算的渠道涉及流量，確定干渠選用1/2UD80型混凝土“U”型槽防滲渠道，支渠選用UD50型混凝土“U” 形槽防滲渠道。

3 效益分析

以湯山城鎮(zhèn)龍泉灌區(qū)為例：

3.1 節(jié)水效益

據(jù)測(cè)算，實(shí)施節(jié)水灌溉后，項(xiàng)目區(qū)內(nèi)每年可節(jié)約灌溉用水70萬(wàn)m3，水費(fèi)價(jià)格按0.1元/m3計(jì)算，年節(jié)約水效益7萬(wàn)元。

3.2 節(jié)電效益

噴灌、管灌和滴灌的水利用系數(shù)高，與一般提水灌溉相比節(jié)電20%，預(yù)計(jì)年節(jié)電10.5萬(wàn)度，電價(jià)按0.5元/度計(jì)算，每年節(jié)電效益5.25萬(wàn)元。

3.3 節(jié)地效益

實(shí)施節(jié)水灌溉后，預(yù)計(jì)示范區(qū)內(nèi)可省渠道占地1.5%，示范區(qū)總面積400hm2，其可節(jié)約耕地6hm2，耕地年純收入按3000/hm2元計(jì)算，年節(jié)地效益為1.8萬(wàn)元。

3.4 省工效益

經(jīng)測(cè)算，節(jié)水灌溉項(xiàng)目實(shí)施后，每1hm2平均節(jié)省人工12.75工日，人工工資按60元/工日計(jì)算，總面積400hm2，年節(jié)省效益為：12.75×60×400=306000=30.6萬(wàn)元。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著地方經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，改革的不斷深入，水資源利用矛盾日益突出。而我國(guó)大部分農(nóng)村目前還是存在著極大的水資源浪費(fèi)現(xiàn)象，為此，要加大節(jié)水工程的工作力度，有效提高農(nóng)用水利用效率，緩解日益突出的水資源矛盾。

作者簡(jiǎn)介：段巍?。?980-），男，遼寧省丹東市振安區(qū)水利水產(chǎn)局，工程師，從事水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)。