晉源區(qū)新莊村高效節(jié)水灌溉工程方案

王文平

（太原市晉源區(qū)防汛抗旱指揮部辦公室，山西 太原 030025）

太原市晉源區(qū)晉祠鎮(zhèn)新莊村成立了新莊村種植農民專業(yè)合作社，大力發(fā)展大棚蔬菜種植和果樹栽植，新農村建設取得了長足進步。新莊村節(jié)水灌溉工程屬晉源區(qū)純井灌區(qū)，原有灌溉工程標準不高，渠道沒有硬化，農田水利設施老化且年久失修，灌溉用水滲漏、浪費嚴重，灌溉技術落后，耕地灌水不均衡，灌溉保證率不高，水資源利用率低，制約著當地經濟的可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，急需進行節(jié)水改造。

1 項目區(qū)基本情況

1.1 項目區(qū)自然條件

晉源區(qū)新莊村節(jié)水灌溉工程，位于太原市晉源區(qū)晉祠鎮(zhèn)新莊村，地處汾河左岸，小牛線南側，距晉源區(qū)政府15 km。項目區(qū)內地形平緩，屬太原盆地的底部，為汾河沖洪積平原?？偟牡貏轂橛蓶|北向西南傾斜，以東北方向為地勢最高點，地面高程在766.2～767.8 m，地面坡降1/2000。地區(qū)內土層厚220～230 m，地貌單元屬汾河河灘，地勢較平坦，地面落差小。南北最大長度為0.5 km，東西最寬處為0.48 km，控制總灌溉面積為13.33 hm2。

項目區(qū)屬暖溫帶大陸性氣候，四季分明，年平均氣溫9.6℃，最熱月7月平均氣溫23.7℃，最冷月1月平均氣溫-7℃，極端最高氣溫39.4℃，極端最低氣溫-25.5℃，一般十一月初結凍，次年三月解凍，全年無霜期240 d，最大凍土深度77cm。多年平均降水量446.6mm，年際降雨量變化很大，年內分配也不均勻，呈“十年九旱、春旱秋澇、旱澇交錯”的特點，每年7—9月的降雨量占全年降雨量的72%。年平均蒸發(fā)量1 695 mm，全年平均相對濕度60%，年日照時數2 756 h，平均風速2.5 m/s，最大風速25 m/s。

灌區(qū)位于汾河沖洪積平原區(qū)，地下水類型屬松散巖類孔隙水。按含水層巖性，地下埋深及水動力特征結合本區(qū)實際開采深度，分為淺層潛水和中層承壓水，地下水流向與地面坡度基本一致，項目區(qū)農業(yè)用水主要以淺層地下水為主。

項目區(qū)主要的自然災害為旱災和霜凍。年降雨量多集中于6—9月份，容易發(fā)生卡脖旱；降雨的區(qū)域分布特點，山區(qū)大于平川；特大暴雨機率較小，但降雨強度大，易使地面匯流，形成山洪，對農業(yè)生產極為不利。農作物霜凍多發(fā)生于4月20日左右，受凍作物主要是蔬菜、葡果。

1.2 社會經濟及農田水利現狀

新莊村總耕地面積113.33 hm2，村民1 257人，其中勞動力634人，占總人口的50.44%。在勞動力人口中，在家務農人員490人，占總勞動力的77.29%；從事經商42人，占總勞動力的6.62%，其他人員102人，占總勞力16.09%。

新莊村在溫室大棚區(qū)建有機井2眼，提水至灌溉渠道，輸水灌溉，共有灌溉渠道500 m，控制灌溉面積6.67 hm2。原運行管理由新莊村集體管理，體制不健全，經濟效益意識淡薄。現狀機井建成年代較久，出水壓力、出水量降低，效率下降，提水量減小。

灌水方式采用傳統(tǒng)的地面畦灌，雖能滿足蔬菜種植用水，但是滲漏損失大，滲漏量約占用水量的50%~60%；隨著溫室大棚的建設和果樹的栽植，灌溉面積發(fā)展到13.33 hm2，同時灌溉方式已跟不上生產的發(fā)展需要，遇上大旱及農業(yè)灌溉用水高峰期，部分耕地得不到及時灌溉，給農業(yè)生產造成一定的經濟損失。

2 項目區(qū)水量供需平衡分析

2.1 灌溉設計標準選擇

本工程灌溉設計標準采用灌溉保證率法確定，灌溉設計保證率按作物生育期內設計需水量得到充分滿足的年份占總年數的百分數確定。根據《灌溉與排水工程設計規(guī)范》（GB 50288-99）和《節(jié)水灌溉工程技術規(guī)范》（GB/T 50363-2006），本工程設計保證率取為85%，管網水利用系數達到95%，田間水利用系數設計達到90%，則灌溉水利用系數達0.85。項目區(qū)實行節(jié)水灌溉。

2.2 項目區(qū)水資源開發(fā)利用狀況及可供水量計算

項目區(qū)位于汾河沖洪積平原，地處晉祠泉域，地下水資源充足，農業(yè)用水主要以淺層地下水為主。通過調查，項目區(qū)機井深度130~160 m，取水層為砂礫層，靜水位48~55 m，動水位66~70 m，單井出水量32 m3/h。則項目區(qū)日可供水量為1 536 m3/d，年可供水量為56.06萬m3，見表1。

表1 項目區(qū)水井調查表

2.3 需水量計算

根據計算的作物灌溉定額及灌溉水利用系數，計算項目區(qū)種植年灌溉總需水量為3.53萬m3。單次灌溉需水量為0.79萬m3。

2.4 水土資源平衡計算

在P=85%設計灌溉保證率下，項目區(qū)年灌溉需水量為4.71萬m3，水源年可供水量為56.06萬m3，則年灌溉取水量占項目區(qū)年可供水量的8.40%，項目區(qū)水量滿足要求。

3 工程建設任務及工程設計

3.1 工程建設原則

節(jié)水措施要做到切實可行，經濟合理；以項目區(qū)水資源可持續(xù)利用和農業(yè)高效、高產可持續(xù)發(fā)展為方向；工程節(jié)水措施要與管理節(jié)水措施相結合；項目建設要推行項目法人責任制、工程建設監(jiān)理制和招投標制。

3.2 主要建設內容

新莊村節(jié)水灌溉工程設計發(fā)展滴灌、管灌節(jié)水灌溉面積13.33 hm2，其中大棚滴灌1.33 hm2，管灌12 hm2。主要建設內容，包括更新井泵2臺，建設管理房2座，設置首部樞紐2套；埋設2條PE干管DN 110長0.32 km，埋設10條PE支管DN 75長1.24 km，設置3座閥門井，4座泄水井，34個給水栓出地；在7座大棚處配套7套固定式PE滴灌設備，配備大棚DN 63 PE輸水管0.63 km，直徑16 mm滴灌毛管11.01 km；在大田區(qū)域支管間隔50 m設給水栓，給水栓接移動軟管進入大田進行畦灌或坑灌，配備DN 50移動軟管960 m。

總耕地面積為13.33 hm2，種植蔬菜和果樹，采用2眼機井分區(qū)控制灌溉。灌溉系統(tǒng)由水源、首部樞紐、輸配水管網和灌水器組成，水泵自機井提水加壓，進入首部樞紐，首部樞紐安裝閘閥、壓力表、過濾器、水表等，接入干管，干管沿田間道路鋪設，在大棚間沿生產路布設支管，在支管上安裝給水栓出地接滴灌輸水管或管灌軟管。給水栓間距50 m，支管根據地塊分布采用雙向輪灌灌水方式，每根支管控制大棚及棚間耕地的灌溉。在大棚內配套固定式滴灌管，自支管給水栓接入大棚進行灌溉。大田蔬菜和果樹采用移動軟管進行蔬菜畦灌或果樹坑灌。

4 效益分析

4.1 增產效益

設計發(fā)展滴灌、管灌等，改善作物種植條件。灌溉條件改善后，項目區(qū)內蔬菜種植年均增產1 000 kg，年可新增蔬菜產量100 t，果樹種植年均增產500 kg，年可新增水果產量50 t。水利分攤系數取為0.4，則年灌溉效益為6.0萬元。

4.2 節(jié)水效益

工程建成后，項目區(qū)灌溉條件得到了保證，水源供水保證率提高到85%，采用管道輸水和滴灌節(jié)水，管網水利用系數達到95%，實行科學合理的灌溉制度，灌溉水利用系數由0.5提高到0.85。項目實施后，將產生非常明顯的節(jié)水效果，本節(jié)水工程年節(jié)水量為1.65萬m3。

4.3 節(jié)約耕地

節(jié)水工程主要是簡化了灌溉的輸水設施，使灌溉水直接進入田間，輸水管道埋在地面以下，節(jié)約了田間渠系占用的大量耕地，根據晉源區(qū)實際情況，并參照有關資料分析，節(jié)水工程可節(jié)省耕地4%左右。

用傳統(tǒng)的灌溉方式，一般需要田面小平整，破板結。而節(jié)水灌溉技術可使土壤不板結，降低了勞動強度和時間。工程建設期間，大量資金的投入帶動了地方經濟的發(fā)展，為當地農民提供了就業(yè)機會，增加了經濟收入。

5 結語

項目建成后，灌溉水源得到保證，減少灌溉輸水滲漏損失，能有效提高渠系水利用系數，改善當地農業(yè)生產條件，當地群眾可安心發(fā)展農業(yè)，提高經濟收入，有利于農村穩(wěn)定。

采用先進的滴灌和微噴灌技術，一方面可以減少水事糾紛，促進受益區(qū)村莊的安定團結，節(jié)約水資源，對發(fā)展鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)、改善群眾的生產與生活條件，以及有效地緩解區(qū)域水資源嚴重緊缺的矛盾，有著巨大的促進作用；另一方面還可以減輕勞動力強度，降低農業(yè)成本，使一部分農業(yè)勞動力轉移到其它行業(yè)中。

通過節(jié)水培訓和新品種、新技術、新肥料、新農藥、新設施的推廣，能夠造就一批新型農民，帶動一批優(yōu)勢產業(yè)，為當地優(yōu)質高效農業(yè)發(fā)展起到示范帶動作用，有助于推動晉源區(qū)節(jié)水改造，建設節(jié)水農業(yè)，提高水的利用率，全面建設節(jié)水型社會。