鴨河口灌區(qū)末級渠系管道化改造方案

雷雨，呂小光

(南陽市水利建筑勘測設計院，河南 南陽 473000)

1 引言

1.1 灌區(qū)概況

鴨河口灌區(qū)位于南陽盆地，在唐、白河之間，灌區(qū)總面積約2 500 km2，效益宛城、新野、唐河、方城、社旗五縣區(qū)，設計灌溉面積15.87 萬hm2。灌區(qū)中的土壤分布主要有砂姜黑土、黃膠土、黃老土，土地肥沃，河南省糧食主產區(qū)和重要農產品供應區(qū)。灌區(qū)多年平均降雨量802.90 mm，汛期(6—9月)占全年降水量的63.00%。

1.2 灌區(qū)末級渠道情況

近些年借助各類農田項目對灌區(qū)的末級渠道進行了配套與改擴建，使得灌區(qū)“最后一公里”輸水問題得到解決，目前有效灌溉面積12萬hm2。現有末級渠系以明渠為主，并配置附屬建筑物，局部水源較差的區(qū)域采用井渠雙配的模式，現狀農田灌溉條件大大改善。由于現有的末級渠系布置仍沿用原有規(guī)劃，實施必須結合地形條件，導致工程占地多，浪費土地資源；同時造成現有大田農業(yè)耕作不便。多數渠道跨行政村用水，統(tǒng)一調度困難，存在隨意扒口放水問題，水資源浪費嚴重，且造成水費征收困難。部分末級渠系屬上世紀70年代群建工程，產權不明晰，加之近年農村基礎設施建設力度加大，渠系被占壓后損壞，失去工程效益。大部分田間工程未配套或配套不完善，灌溉方式為灌溉水進入田間溝道，再由農戶用水泵抽水灌溉。

2 目前灌區(qū)田間配水工程建管面臨的問題

2.1 灌溉水資源利用效率有待提高

根據《河南省南陽市鴨河口灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造項目總體可行性研究報告》(2016年)，灌區(qū)總面積15.87萬hm2，保證率P=75%。在十二五規(guī)劃期間近期水平年灌溉水利用系數0.58，灌溉總面積為14.03萬hm2。在十三五規(guī)劃期間近期水平年灌溉水利用系數0.65，灌溉總面積為15.87萬hm2。

表1 灌區(qū)供需水平衡分析表 單位：萬m3

由表中可以看根據灌區(qū)供水平衡分析，區(qū)域灌溉用水占總供水任務的70.00%，灌溉供水任務重，灌區(qū)水資源總體供大于求，略有結余，水資源相對緊張。根據 “十四五”農村供水保證規(guī)劃和環(huán)境污染攻堅要求，農村生活供水保證程度不斷加強及河道生態(tài)基流保證要求提高，水資源總體需求仍在增加，需要統(tǒng)籌考慮水資源綜合調度問題，尤其是農業(yè)高效節(jié)水灌溉實施，才有助于區(qū)域水資源的平衡。另一方面目前灌區(qū)農業(yè)灌溉用水部分區(qū)域因田間工程損壞或不健全，導致灌溉水利用系數不高，灌區(qū)供水面臨供水有限和節(jié)水能力不足的問題。

2.2 工程占地協調困難

大部分田間工程由鄉(xiāng)鎮(zhèn)統(tǒng)一規(guī)劃協調，當地村委組織群眾投工投勞修建明渠，無占地補償。目前灌區(qū)已完成土地確權任務，田間工程基本未實施劃界確權，被毀渠道占用土地的所有權已劃為村集體所有，并將土地使用權分到農戶。農田水利設施修建工程必須征用土地，加上，目前灌區(qū)多數耕作農戶為散戶，非農業(yè)生產大戶仍對各自使用土地面積價值更看重，不考慮綜合利用價值，農田水利局部的土地征收更加困難，并且投資較高。

目前田間渠系為明渠，矩形、U型或梯形斷面，延米工程占地多，僅考慮工程占壓寬度在1.50～3.50 m，平均每延米93～217元(征地費用平均67.50 萬元/hm2)。工程投資較高，同時征遷和賠償工作任務繁瑣，施工協調任務加重，易導致項目擱淺和方案調整，工程落地困難。加之近些年實施基本農田保護政策，現有灌區(qū)大部分耕地屬于基本農田保護紅線內，工程建設占地實施更加困難。

2.3 工程管護困難

灌溉末級渠系建設主要有縣級職能部門實施，驗收合格后交由鄉(xiāng)鎮(zhèn)管護。田間工程點多線長，鄉(xiāng)政府和行政村由于缺乏可靠經費來源和專管人員，工程管護基本有人建無人管的狀態(tài)，更難實施有效的管理制度和管理措施。灌區(qū)斗農渠未實施征地，多屬于群建和獎補結合建設工程，多數工程存在任意占壓，農村垃圾、作物秸稈亂堆亂放，渠道工程損毀嚴重，管理實際協調任務重，管理措施實施困難。

2.4 水費征收困難

田間工程是農業(yè)水費征繳的控制環(huán)節(jié)，現狀大部分渠道為巴氏量水槽，測量不方便，同時農民缺乏“水是商品”的概念，大都認為農業(yè)稅都取消了，灌溉用水還用繳費，更難接受?，F在隨著小型抽水設備的普及，沿灌區(qū)骨干工程許多農戶直接在渠道工程抽水，既出現了上下游爭水，又導致水費難于精準征收。田間工程采用明渠形式，仍屬于開放式工程，水量計量管理，群眾接受度相對低，水費征收仍然困難。

3 鴨河口灌區(qū)末級管道化技術可行分析

3.1 灌區(qū)骨干工程分布特點分析

灌區(qū)鴨東干渠主要沿伏牛山南麓高程150～160 m區(qū)域內開挖渠道，穿越白河左岸和唐河右岸的部分支流，向干渠以南的區(qū)域供水，主要分干渠及支渠沿南北向小河流界線向南延伸。白桐干渠沿唐河白河分水嶺向南延伸，現有支渠基本沿垂直等高線布置，兩側分水。分干渠及分支渠平面間距在2～4 km范圍內，耕地地面坡度1/1 000～1/100。根據地形，可以建立以行政村為單位的管道灌溉配水系統(tǒng)，水頭差較大的區(qū)域采用自壓輸水灌溉(鴨東干渠效益的大部分區(qū)域和白桐干渠部分區(qū)域)，壓力水頭不足的區(qū)域由加壓泵站和輸水管道實施計量灌溉，主要配水管網配置水表。目前灌區(qū)內多數灌溉是從支渠內直接抽水灌溉，區(qū)域內電力供應可以滿足農業(yè)灌溉需求。

3.2 鴨河口灌區(qū)末級渠系管道化改造技術要求

灌區(qū)灌溉高程在150～85 m高程之間，通過管道可以實現高水高用，就近取水的目的，取水口水位與灌溉田面高程在3～25 m之間，管道工作水頭在低壓灌溉輸水管道的適用范圍內。

目前國內可用于田間灌溉管道包括鋼筋混凝土管、鋼管、塑料管及竹纏繞復合管等。國內管材生產標準統(tǒng)一，適用范圍廣，配件齊全，管道工作壓力0.20～0.60 MPa，管道直徑在110～1 000 mm選取。

結合近些年實施的高標準農田項目，末級渠系管道改造田間管道采用直徑110 mm管道即可，每公頃管道45～75 m，單個出水口控制面積0.33～0.67 hm2。

3.3 典型區(qū)綜合比較分析

結合以往已實施田間工程，選取位于白桐干渠六支、七支部分區(qū)域做為典型區(qū)，設計灌溉面積0.14 萬hm2，位于宛城區(qū)茶庵鄉(xiāng)，緊鄰白桐干渠，水源條件好，水頭條件充足，田間渠系基礎條件好。通過實施明渠田間工程和管道灌溉兩種方案對比綜合分析建設成本。

明渠建設方案：內容包括斗渠6條,長9.90 km；新建農渠97條,長38.26 km，各類建筑物1 083座，其中水閘17座、斗農毛門427座、渡槽87座、過路涵55座、橋梁203座，量水建筑物103座。按照現行單價分析末級固定明渠渠道建設投資約1 300萬元。另外占地(面積約8 hm2)補償540萬元?？偼顿Y1 840萬元。

管道建設方案：管道采用承插口預應力鋼筋混凝土管，管道布設同斗農渠布設，主要建設DN500～800鋼筋混凝土斗管6條,長9.90 km； DN300～400鋼筋混凝土農管97條長38.26km，各類附屬建筑物343座，總投資1 600萬元。

根據以上經濟分析，考慮工程占地補償后，管道建設方案投資占有優(yōu)勢。灌區(qū)末級渠系管道化改造具備經濟上的優(yōu)勢。

4 應用前景分析

4.1 嚴格水資源管理符合性高

管道化改造實現了農業(yè)供水的精準計量，能夠實現水費精準征收和水量控制，有利于水資源的高效利用。符合水資源三條紅線控制要求和最嚴格水資源管理要求。同時輸水管道埋于地下，可以用于汛期渠道雨水的存放，后期用于農業(yè)灌溉，拓寬農業(yè)水源。

4.2 工程管理維護任務小

管道工程均埋于地下，對農業(yè)生產影響小，有利于農業(yè)大型機械田間作業(yè)。同時埋于地下，工程維護任務相對較輕，管護工作壓力小，鄉(xiāng)鎮(zhèn)管理服務和農村維護人員能夠通過灌溉輸水定期檢驗和檢修設施。

4.3 工程建設阻力小

工程建設征地主要為臨時征地，基本不占用農業(yè)耕地面積，農民容易接受，同時工程建成通電后灌溉取水更方便，農民建設意愿高，工程建設阻力小。

4.4 水費征收符合性

田間工程管道化方案實現了單畝面積用水精準計量，能夠控制用水量和計算單畝用水水價，農業(yè)水費征收以量收費，鼓勵節(jié)約，有助于當前正在實施水價改革和水費征收工作。

5 結論

鴨河口灌區(qū)末級渠系管道化改造，能夠在工程建設的經濟性上顯示優(yōu)越性，工程建設征地協調任務少，工程管護方便，能夠實現水資源的高效利用和水費按量征收，管道化改造具備較好的推廣價值。同時目前農村電網改造基本完畢，具有較完備的農業(yè)供電條件，工程全灌區(qū)開展具有較完備的條件。