北疆灌區(qū)改造方案比選及經(jīng)濟(jì)社會效益分析

楊慧蕓

(新疆伊犁州水利電力勘測設(shè)計研究院有限公司，新疆 伊寧 835000)

1 灌區(qū)現(xiàn)狀及存在問題

團(tuán)結(jié)灌區(qū)位于庫瑪克河下游中低山出山口右岸，灌區(qū)面積0.53萬hm2，內(nèi)有一座無壩引水龍口，團(tuán)結(jié)干渠從龍口引水，干渠修建于20世紀(jì)50年代至60年代，為漿砌卵石渠道。團(tuán)結(jié)干渠有聯(lián)合進(jìn)(退)水閘1座，分水閘16座，橋涵13座，跌水5座，渡槽9座，納水口9座。

運行至今已有40～50 a，渠系年久失修、工程老化，已破舊不堪，淤積、沖刷現(xiàn)象普遍存在，破損率達(dá)到80%以上。致使原渠道斷面增大，水位降低，引水困難，工程效益低。隨著社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)對骨干工程的要求越來越高。

按照《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL 252—2017)[1]和《灌溉與排水工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50288—2018)[2]有關(guān)規(guī)定，確定本工程等別為Ⅲ等，工程規(guī)模為中型工程。由于灌區(qū)各行業(yè)用水量的日益增加，而水資源總量又有限，因此灌區(qū)骨干工程必須要有良好的硬件設(shè)施和管理體制，才能滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)的要求，所以對灌區(qū)內(nèi)部設(shè)施進(jìn)行節(jié)水改造迫在眉睫。本文以灌區(qū)渠道改造為研究對象，比選分析不同渠線、不同襯砌材料的優(yōu)勢，為區(qū)域內(nèi)工程提供借鑒依據(jù)。

2 灌區(qū)改造方案比選

2.1 渠線方案比選

本次改造的團(tuán)結(jié)渠，經(jīng)現(xiàn)場實地勘測及調(diào)查分析，目前渠線布置是合理的，渠線較為規(guī)整。只是考慮到現(xiàn)有渠道斷面沖刷破壞嚴(yán)重，在其基礎(chǔ)上改建有一定難度，另外考慮到施工與灌溉矛盾等因素，選擇兩條渠線方案進(jìn)行比較。

方案一：維持現(xiàn)有渠線布置，對其進(jìn)行改造。

方案二：緊鄰原渠線一側(cè)新選一條渠線，新舊渠線共用一側(cè)舊渠堤，利用原渠道進(jìn)行施工導(dǎo)流。方案比較見表1。

本次改建團(tuán)結(jié)渠渠線布置合理，渠道經(jīng)過幾十年的運行已經(jīng)非常穩(wěn)定，且渠系建筑物、下級渠道的底高程、農(nóng)田高程已定，基本能滿足灌溉需要，渠線兩側(cè)巡渠路、林帶、條田均已形成，重新改線難度較大，也不利于土地資源的高效利用。因此本次規(guī)劃設(shè)計推薦方案一：渠道改建在原渠道基礎(chǔ)上進(jìn)行整治、清淤、襯砌防滲，僅對個別地段截彎取直。

表1 渠線選擇方案比較表

2.2 襯砌材料方案

根據(jù)多年渠道防滲襯砌的實施經(jīng)驗與運行效果[3]，項目區(qū)渠道防滲襯砌材料選擇有以下三個方案可供選擇：

方案一：C20細(xì)石混凝土砌卵石襯砌方案。此方案渠道全斷面采用C20細(xì)石混凝土砌卵石進(jìn)行防滲襯砌，砌石厚度為30 cm。砂礫石墊層底部厚30 cm，邊坡分別為30 cm(陰面)和20 cm(陽面)。

方案二：C20現(xiàn)澆混凝土板襯砌方案。此方案渠道全斷面采用C20現(xiàn)澆混凝土進(jìn)行防滲襯砌，現(xiàn)澆混凝土板厚10 cm。其下鋪砂礫石墊層。砂礫石墊層底部厚50 cm，邊坡厚度分別為50 cm(陰面)和40 cm(陽面)。

方案三：C20預(yù)制混凝土板襯砌方案。此方案渠道全斷面采用C20預(yù)制混凝土進(jìn)行防滲襯砌，預(yù)制混凝土板厚6 cm。其下鋪2.0 cm厚M5的砂漿和砂礫石墊層，砂礫石墊層底部厚50 cm，邊坡厚度分別為50 cm(陰面)和40 cm(陽面)。方案比選情況見表2。

表2 渠道襯砌型式方案比選

通過表2中對三個方案建筑材料、施工期、質(zhì)量控制、運行效果及投資的比較可以看出，方案二、三都具有建筑材料充足、施工速度快、工期較短、糙率小、防滲抗沖等優(yōu)點。同時，這兩種形式的襯砌材料在該地區(qū)渠道防滲襯砌中已成功實施，運行狀況良好。

經(jīng)比選方案二造價較合理，技術(shù)成熟。因此，本工程選用方案二，現(xiàn)澆混凝土板襯砌。

3 項目效益與經(jīng)濟(jì)評價

3.1 改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件

通過對原有水利骨干工程進(jìn)行維修改造，恢復(fù)其過水能力，改造后干渠渠系水利用系數(shù)由現(xiàn)狀年的0.57提高到0.63，灌區(qū)灌溉引水保證率提高，灌區(qū)灌溉條件得到改善。灌區(qū)灌溉保證率提高后，年節(jié)水量326萬m3，灌區(qū)綜合毛灌溉定額由5710.95 m3/hm2降低到5100.90 m3/hm2，水的利用率提高，節(jié)約了水資源。骨干水利工程引水量增加且有保證，激發(fā)農(nóng)牧民實施田間配套改造工程的積極性，為區(qū)域經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展和鄉(xiāng)村振興提供保障。

3.2 新增農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)能力和產(chǎn)值

項目區(qū)灌溉條件得到改善后，以此為契機(jī)推廣優(yōu)良品種和先進(jìn)實用的農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)，并根據(jù)市場需求、土壤、勞力和種植習(xí)慣等調(diào)整種植結(jié)構(gòu)。根據(jù)現(xiàn)狀年種植面積和已確定的規(guī)劃水平年種植面積及現(xiàn)狀年、規(guī)劃水平年產(chǎn)品產(chǎn)出效果，計算新增農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)能力和農(nóng)業(yè)產(chǎn)值。

本灌區(qū)規(guī)劃現(xiàn)狀年為2018年，農(nóng)、林、牧種植結(jié)構(gòu)比例為60∶20∶20，到2020年，農(nóng)、林、牧結(jié)構(gòu)比例無變化。灌溉工程實施后，灌溉條件改善，農(nóng)民積極性提高，項目區(qū)產(chǎn)品產(chǎn)量增加，根據(jù)計算，本次0.53萬hm2老灌區(qū)經(jīng)節(jié)水配套改造后的分?jǐn)傂б鏋?70萬元，提升了農(nóng)民的收入水平。

3.3 社會效益和生態(tài)環(huán)境效益

本項目的建設(shè)將帶來良好的社會效益。根據(jù)項目區(qū)現(xiàn)狀，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展較快，特別是農(nóng)區(qū)畜牧業(yè)已在生產(chǎn)中占有很大比重，而現(xiàn)有的灌溉條件已不能滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，灌區(qū)主要種植小麥、油料作物等，均為綠色無公害產(chǎn)品，市場需求量大，前景廣闊，近年來，項目區(qū)不斷優(yōu)化種植結(jié)構(gòu)，推廣優(yōu)良品種，加強科技培訓(xùn)，使高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效糧食作物面積進(jìn)一步擴(kuò)大，通過進(jìn)一步加強農(nóng)田基本建設(shè)、配套完善排灌渠道，為社會經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長創(chuàng)造了有利條件。農(nóng)牧民參與生產(chǎn)積極性提高，增加就業(yè)人數(shù)，減輕村、鎮(zhèn)和社會壓力，極大地提高了農(nóng)民的收入，有助于社會穩(wěn)定。通過新建配套與節(jié)水改造的建設(shè)，逐步完善田間水利配套工程，灌區(qū)灌溉設(shè)施得到明顯改善，緩解了項目區(qū)水資源緊缺的問題，為項目區(qū)內(nèi)農(nóng)牧民致富、奔小康創(chuàng)造了物質(zhì)條件。

通過本項目的實施，項目區(qū)農(nóng)田灌排渠系配套完善，農(nóng)田防護(hù)林及生產(chǎn)道路得到相應(yīng)的配套建設(shè)，農(nóng)業(yè)灌溉排水、防風(fēng)減災(zāi)及生產(chǎn)交通條件得到徹底改善，通過灌溉渠系防滲護(hù)砌，減少了渠道滲漏和水土流失，每年可節(jié)余水量326萬m3，有效緩解灌區(qū)用水緊張的矛盾。同時隨著灌溉條件的改善，可為項目區(qū)農(nóng)田、林網(wǎng)建設(shè)創(chuàng)造有利條件，通過后期農(nóng)田、林網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，項目區(qū)生態(tài)環(huán)境將得到極大改善。

隨著本工程的實施，項目區(qū)0.53萬hm2的農(nóng)田生態(tài)條件得到改善。灌溉設(shè)施更新改造后，土壤經(jīng)過足水灌溉，有利于改良、翻耕，使土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)得到改善，土地肥力逐步提高，生物資源得到保護(hù)和繁衍增殖，區(qū)域生態(tài)環(huán)境可得到較大改善，區(qū)域內(nèi)環(huán)境保護(hù)總目標(biāo)也將得到逐步實現(xiàn)，初步實現(xiàn)了保持水土、涵養(yǎng)水源、調(diào)節(jié)氣候等方面的功能目標(biāo)。

3.4 經(jīng)濟(jì)效益

本項目的經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率達(dá)10.69%，經(jīng)濟(jì)效益費用比為1.25，在項目計算期內(nèi)，除收回投資并達(dá)到8%的經(jīng)濟(jì)收益率外，還可獲得500.26萬元的凈現(xiàn)值，國民經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均符合規(guī)范要求，項目在經(jīng)濟(jì)上是合理的。

4 結(jié) 論

通過采用現(xiàn)有渠線和現(xiàn)澆混凝土板的方案對灌區(qū)實施改造，灌區(qū)灌溉條件得到改善，年節(jié)水量326萬m3，節(jié)約了水資源。灌區(qū)綜合毛灌溉定額由5710.95 m3/hm2降低到5100.90 m3/hm2，水的利用率提高，有效緩解了用水緊張的矛盾，農(nóng)牧民參與生產(chǎn)積極性提高，增加了就業(yè)人數(shù)，極大地提高了農(nóng)民的收入，從而鞏固了脫貧攻堅成果，有效推進(jìn)了鄉(xiāng)村振興。