大型灌區(qū)節(jié)水改造工程建設(shè)的常見問題與對策

□周 賓

（江西省潦河工程管理局）

0 引言

農(nóng)業(yè)是中國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，大型灌區(qū)更是用水大戶，是國家重點建設(shè)的水利設(shè)施，在區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)非常重要的地位。大型灌區(qū)節(jié)水改造工程具有很強(qiáng)的復(fù)雜性和技術(shù)性，中國對此方面的研究還處于發(fā)展階段，各項技術(shù)、管理體制還不夠完善，在建設(shè)中仍然存在很多問題，嚴(yán)重影響了大型灌區(qū)節(jié)水改造工程的效果。近年來，各地區(qū)逐步加大了大型灌區(qū)節(jié)水改造工程建設(shè)力度，在充分利用天壤降水和土壤水分基礎(chǔ)上，保證農(nóng)作物生長對水分的需求，提升農(nóng)作物產(chǎn)量，降低水資源消耗量。此外，科學(xué)合理的開展大型灌區(qū)節(jié)水改造工程建設(shè)，可改善周圍的生態(tài)環(huán)境，發(fā)揮土地資源的最大效益。基于此，開展大型灌區(qū)節(jié)水改造工程建設(shè)的常見問題與對策的研究就顯得尤為必要。

1 工程概述

江西某大型灌區(qū)節(jié)水改造工程，灌溉面積達(dá)到2.13萬hm2，其中一條干渠設(shè)計流量為3.50 m3/s，基本上滿足了區(qū)域農(nóng)作物灌溉的需求。

2 大型灌區(qū)節(jié)水改造工程建設(shè)的原則

2.1 可持續(xù)發(fā)展原則

傳統(tǒng)農(nóng)作物灌溉時，多采用漫灌方式，無節(jié)制的開發(fā)和利用水資源，致使大量生態(tài)用水被占用，而且浪費(fèi)現(xiàn)象比較嚴(yán)重，通過擴(kuò)大規(guī)模來獲取眼前局部效益，致使大量水資源被無故浪費(fèi)。在水資源日益緊缺的背景下，大型灌區(qū)節(jié)水改造工程建設(shè)中必須依據(jù)當(dāng)?shù)厮Y源的實際承受能力，重新核實區(qū)域農(nóng)作物灌溉的面積，確定建設(shè)規(guī)模，在滿足農(nóng)作物生長用水的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

2.2 因地制宜

大型灌區(qū)節(jié)水改造工程建設(shè)具有很強(qiáng)的綜合性和針對性，一個大型灌區(qū)節(jié)水改造工程只負(fù)責(zé)某一區(qū)域的灌溉任務(wù)。因此，在具體建設(shè)中，必須做到因地制宜，實事求是。工程所在區(qū)域節(jié)水灌溉設(shè)施比較滯后，存在很多問題亟待解決。基于此種情況，要先解決影響灌區(qū)發(fā)揮效益的關(guān)鍵性問題。在融入新技術(shù)的同時，控制投入資金。

2.3 保證灌區(qū)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境相互統(tǒng)一

大型灌區(qū)節(jié)水改造工程建設(shè)不能以破壞生態(tài)環(huán)境為前提，更不能以犧牲生態(tài)用水為代價，換來短暫發(fā)展。應(yīng)當(dāng)做到上下游兼顧，實現(xiàn)灌區(qū)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境相互協(xié)調(diào)統(tǒng)一發(fā)展，同時要盡快遏制目前生態(tài)環(huán)境惡化的趨勢，促使當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)建設(shè)和生態(tài)環(huán)境保護(hù)協(xié)同發(fā)展。

2.4 大型灌區(qū)節(jié)水改造要和農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整相互結(jié)合

大型灌區(qū)節(jié)水改造工程的主要目的是為農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整奠定扎實基礎(chǔ)，以保障農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收，提升農(nóng)民收入。這樣農(nóng)民利用足夠的資金投入到大型灌區(qū)節(jié)水改造工程建設(shè)中，二者是相輔相成，相互促進(jìn)的關(guān)系。

3 目前大型灌區(qū)節(jié)水改造工程建設(shè)中常見的問題

3.1 輸水渠道滲漏嚴(yán)重

目前江西地區(qū)的很多大型灌區(qū)節(jié)水工程渠道襯砌率僅在50%～60%之間，水資源利用系數(shù)在0.50 左右，這兩組數(shù)據(jù)表明，灌溉水在渠道運(yùn)輸中，近50%的水滲漏流失，嚴(yán)重影響了灌溉效率。

3.2 田間工程不配套

在大型灌區(qū)節(jié)水改造工程建設(shè)中，還存在田間工程不配套的問題，主要原因是灌水技術(shù)比較滯后，田間平衡度不足。到目前為止，仍然有很多地區(qū)，在農(nóng)作物灌溉中，采用傳統(tǒng)漫灌、串灌等方法，致使田間灌溉水利用率過低，大多只在0.60～0.70之間，水資源浪費(fèi)現(xiàn)象依然嚴(yán)重。

3.3 體制改革問題

大型灌區(qū)節(jié)水改造工程的主要服務(wù)對象是農(nóng)業(yè)和農(nóng)村，并承擔(dān)著防洪除澇的作用，是一項利國利民的基礎(chǔ)工程，并非以盈利為主要目的。在大型灌區(qū)節(jié)水改造工程建設(shè)體制改革中，需要在確定水利管理單位形式的基礎(chǔ)上，盡快完成管理體制、運(yùn)行機(jī)制的改革任務(wù)，保證大型灌區(qū)節(jié)水改造工程建設(shè)各項工作都能高效、有序的開展。

4 解決大型灌區(qū)節(jié)水改造工程建設(shè)常見問題的對策

4.1 確定農(nóng)作物所需引水量

在確定農(nóng)作物所需引水量時，需要結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂驐l件和地質(zhì)水文條件，嚴(yán)格按照灌區(qū)農(nóng)作物的灌溉時節(jié)、灌溉定額、不同作物灌溉面積等合理確定。就案例工程而言，灌區(qū)主要的農(nóng)作物是水稻，復(fù)種指數(shù)為120%，大型灌區(qū)節(jié)水改造工程建設(shè)完成之后，要求灌區(qū)渠道水資源的有效利用率不應(yīng)＜80%。水稻的灌溉時節(jié)主要集中在每年4-5月，灌溉天數(shù)需要至少持續(xù)20 d，總灌溉面積為680 hm2，灌溉定額5 426 m3/hm2。則水稻所需的渠道引水量最大值應(yīng)當(dāng)為1.48 m3/s，才能滿足水稻灌溉的要求。

4.2 大型灌區(qū)節(jié)水改造工程總體布置

工程原來干渠流量僅為2.50 m3/s，大于水稻引水量1.48 m3/s，復(fù)核設(shè)計流量也可以滿足灌區(qū)供水量的需求。工程農(nóng)渠總長度為7.45 km，其中明渠的總長度7.14 km，布置了2 座渡槽，總長度為38 m。渠首流量為3.50 m3/s，渠底坡降為1/2 000，渡槽的坡降則為1/1 000?；诖?，在大型灌區(qū)節(jié)水改造工程總體布置中，主要是對渠道進(jìn)行全面系統(tǒng)的防滲漏整治，保證設(shè)計流量≥1.50 m3/s，為確保灌溉效率，避免滲漏損失，采用了梯形斷面設(shè)計形式，用C15 混凝土進(jìn)行底部澆筑，并用C15 混凝土預(yù)制塊護(hù)坡，需要改造的防滲漏工程總長度為4 650 m，石渠為漿砌塊石襯砌，渠道工程總長度為2 412 m，渡槽需要改造的長度為21 m，主要進(jìn)行勾縫防滲漏處理。

4.3 大型灌區(qū)渠道節(jié)水改造設(shè)計

工程要求改造之后，渠道的流量≥1.50 m3/s，為減少工程量，控制建設(shè)成本，在渠道設(shè)計和施工中，采用了不沖不淤的方法，渠道護(hù)砌斷面主要按照明渠均勻流公式進(jìn)行計算：

Q=WV=ωC（Ri）1/2；C=R1/6/n

本工程明渠渠底的坡降為1/2 000，渠道糙率n為1.50×10-2，邊坡系數(shù)為0.50，渠道底部寬度為1.20 m，渠道水深為0.80 m，超高0.30 m，過水?dāng)嗝姒貫?.28 m2，濕周為2.99 m，水力半徑K=ω/X=0.43，C 為43.44，V 為1.52 m/s，則計算的流速為0.72 m3/s，和工程所需的1.50 m3/s 相差較大，需要進(jìn)一步調(diào)整相關(guān)參數(shù)。調(diào)整參數(shù)包括：將渠道底部寬度適當(dāng)減少，從原來的1.20 m 減小到0.80 m，其余參數(shù)保持不變，則過水?dāng)嗝姒?會下降到0.96 m2，濕周也會降低到2.59 m，水力半徑降低到0.37，C 降低到42.38，V降低到0.58 m/s，此時流速會增加到3.50 m3/s和大型灌區(qū)節(jié)水改造工程的設(shè)計結(jié)果相符。

4.4 主要建筑物施工要點

在大型灌區(qū)節(jié)水改造工程建設(shè)中，主要改造的建筑物包括：明渠、渡槽等。本工程原有建筑物和渠系病害如下：土渠總長度為4 650 m，主要病害是滲漏和塌方；石渠的總長度為2 412 m，主要病害是滲漏及部分砂漿發(fā)生脫落；渡槽需要改造的長度為21 m，主要病害是滲漏。

針對這些不同的病害，需要采取與之相適的改造方法，經(jīng)過系統(tǒng)研究分析，工程對渡槽、石渠進(jìn)行M10砂漿勾縫處理，以解決滲漏嚴(yán)重的問題。針對改造治理長度比較大的土渠，采用C15混凝土預(yù)制塊襯砌，然后用M10砂漿進(jìn)行勾縫處理。

土渠在進(jìn)行防滲處理中，需要對坡面進(jìn)行修整，坡比為1/1.25，并在坡面鋪設(shè)100 mm后砂卵石反濾料，滿足設(shè)計要求之后，再進(jìn)行C15 混凝土預(yù)制塊襯砌（預(yù)制塊為六棱塊，規(guī)格為300 mm×300 mm×60 mm），從坡腳處開始，按照從下往上的順序砌筑，勾縫采用M10砂漿進(jìn)行勾縫處理，勾縫砂漿應(yīng)飽滿密實［6］。渠道直線段保證平直，彎道處應(yīng)當(dāng)圓滑順暢。渠底防滲處理中，按渠底坡降進(jìn)行開挖回填，然后鋪設(shè)100 mm厚砂卵石墊層，再進(jìn)行C15混凝土底板澆筑。

5 結(jié)語

綜上所述，文章結(jié)合工程實例，分析了大型灌區(qū)節(jié)水改造工程建設(shè)的常見問題與對策，分析結(jié)果表明，大型灌區(qū)節(jié)水改造工程建設(shè)范圍比較廣，影響因素眾多。在具體建設(shè)中，仍然存在很多問題，在一定程度上限制了大型灌區(qū)節(jié)水改造事業(yè)的發(fā)展。為保證改造效果，提升灌區(qū)節(jié)水水平，可從農(nóng)作物所需引水量、大型灌區(qū)節(jié)水改造工程總體布置、渠道工程設(shè)計、主要建筑物施工要點等方面入手，保證各道工序都能安全、有序、高效地開展。