楊軍會
(周至縣黑惠渠管理站 陜西 周至 710401)
位于周至縣南部的黑惠渠灌區(qū),南依秦嶺,東至田峪河,西到陽花河,北臨西寶公路,灌區(qū)設(shè)施灌溉面積13.94萬畝,有效灌溉面積6.5萬畝。灌區(qū)于1942年建成,不僅是周至縣最大灌區(qū),也是“關(guān)中八惠之一”。灌區(qū)東西長26km,南北寬10km,主要以黑河金盆水庫的水為來源進行灌溉。黑河流域?qū)倥瘻貛О敫珊蛋霛駶櫞箨懶约撅L(fēng)氣候,多年平均氣溫13.2℃;多年平均降水量638.3mm,最大風(fēng)速20m/s,最大凍土深度為24cm,多年平均蒸發(fā)量為1151mm。
灌區(qū)現(xiàn)有東西干渠2條,其中東干渠引水流量4.5m3/s,西干渠引水流量8m3/s,渠首引水樞紐過水能力12.5m3/s,灌區(qū)涉及周至縣11個鄉(xiāng)鎮(zhèn),71個行政村,2.91萬戶,14.35萬人,其中農(nóng)業(yè)人口13.62萬人。灌區(qū)內(nèi)主要農(nóng)作物有小麥、玉米及獼猴桃,是陜西省最大的獼猴桃種植基地,種植面積近十萬畝。該作物喜陰愛水,對水需求較大。
黑河為渭河一級支流,是周至縣境內(nèi)的主要河流,發(fā)源于秦嶺太白山主峰,由西南流向東北,比降8.77‰。峪口以上主要支流有陳家河、大蟒河、清水河、太平河、板房子河、虎豹河、王家河、柳葉河等,峪口以外西有沙河(上游即西駱峪),東有就峪、田峪、赤峪等支流匯入黑河,黑河峪口以上干流長91.2km,河床比降約14.7‰,控制面積1481km2,占全流域面積的65.6%,流域內(nèi)植被良好,為秦嶺林區(qū),森林覆蓋率為46.5%,支流紅水河上游約95km2為太白山自然保護區(qū),河流的含沙量小,水質(zhì)無污染,符合國家飲用水標準。
黑河金盆水庫位于黑河峪口處,控制流域面積1481km2,是一座以城市供水為主,兼顧灌溉,結(jié)合發(fā)電及防洪等綜合利用的大(二)型水利水電工程,水庫壩高130 m,總庫容2.0億m3,有效庫容1.77億m3,城市年供水量3.05億m3,日平均供水量76萬t,農(nóng)灌年供水量1.23億m3,灌溉農(nóng)田37萬畝,壩后電站裝機25萬kW。由于近年來氣候變暖加劇,以及西安城市用水量的加大,使得灌區(qū)用水日益被壓縮擠占,造成黑惠渠灌區(qū)水源緊張。
(1)節(jié)水改造是保證國家糧食安全、促進項目區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的需要。干旱缺水是黑惠渠灌區(qū)農(nóng)業(yè)面臨的最大威脅,特別是對灌區(qū)目前形成的獼猴桃產(chǎn)業(yè)來說,更是離不開水的支撐。在水源有限的情況下,只能向節(jié)水要水量,以保證產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求。
(2)大力推行節(jié)水灌溉是灌溉農(nóng)業(yè)發(fā)展的根本出路。項目區(qū)灌溉面積41300畝,但由于斗渠以下田間工程老化破壞嚴重,半截斗渠大量存在,經(jīng)過多年運行,田間設(shè)施老化失修,暗管損毀、滲漏嚴重、致使灌溉面積日益縮減,灌溉水利用系數(shù)低下,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)嚴重受損,因此必須修復(fù)斗渠以下田間水利工程。同時,隨著項目區(qū)的發(fā)展,特別是獼猴桃的大量種植,以及工農(nóng)業(yè)爭水矛盾和水資源短缺問題將會更加突出,傳統(tǒng)的大水漫灌已遠遠不能適應(yīng)形勢發(fā)展,迫切需要采用先進的節(jié)水灌溉技術(shù),以滿足灌區(qū)發(fā)展需求。
(3)節(jié)水改造是減輕農(nóng)民水費負擔(dān),推進項目區(qū)管理體制改革和運行機制改革,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的需要。黑惠渠灌區(qū)地處秦嶺腳下,當?shù)厝罕姶蟛糠忠揽哭r(nóng)業(yè)種植為生,經(jīng)濟基礎(chǔ)較差,節(jié)水工程可以減輕農(nóng)民水費負擔(dān),增加群眾收入。
(4)項目區(qū)節(jié)水改造是增加農(nóng)民收入、構(gòu)建和諧社會的需要。項目的興衰與群眾生活改善和提高具有休戚與共的關(guān)系,項目建成后,可使受益農(nóng)戶脫貧致富走上小康之道。由于項目區(qū)的工程老化失修,灌溉面積衰減和灌溉效益不斷下滑,擴大群眾熱切盼望國家適當增加投資對項目區(qū)實施改造,將農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收的意愿和發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)統(tǒng)一起來,對構(gòu)建和諧社會、建設(shè)社會主義新農(nóng)村有著極大的促進作用。
本次實施的節(jié)水工程主要是對黑惠渠灌區(qū)東干、東干一支和東干二支渠道進行襯砌改造,并完成上述渠道的渠系建筑物改造,主要任務(wù)是拆除已損毀斗渠襯砌,并重新襯砌,將斗渠土渠全部襯砌,將項目區(qū)內(nèi)分渠全部襯砌(現(xiàn)為土渠),更新改造斗渠和分渠毀壞的全部渠系建筑物,新建渠道量水設(shè)施。項目區(qū)更新改造斗渠24條,總長35.86km;更新改造分渠79條,總長55.16km,斗渠和分渠全部采用U型斷面;更新改造和新建渠系建筑物698座。
(1)灌溉設(shè)計保證率。灌溉設(shè)計保證率與灌區(qū)水文氣象、水土資源、作物組成、灌區(qū)規(guī)模、灌水方法等因素有關(guān),結(jié)合暖溫帶半干旱半濕潤大陸性季風(fēng)氣候的特點,依據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范》(GB50288-99)的有關(guān)規(guī)定,黑惠渠灌區(qū)灌溉設(shè)計保證率取75%。
(2)灌溉制度。黑惠渠灌區(qū)由于現(xiàn)狀灌溉面積僅4.13萬畝,灌區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施簡陋,灌溉方式仍為傳統(tǒng)的大水漫灌,沒有相應(yīng)灌溉試驗站和灌溉試驗資料。根據(jù)灌區(qū)多年統(tǒng)計資料,小麥凈灌水定額為90m3/畝,毛定額為146m3/畝,灌水次數(shù)為2次,即冬灌、拔節(jié);玉米凈灌水定額為120m3/畝,毛定額為193m3/畝,灌水次數(shù)為2次,即拔節(jié)、抽穗;油菜凈灌水定額為90m3/畝,毛定額為146m3/畝,灌水次數(shù)為2次,即冬灌、抽苔秋雜凈灌水定額為90m3/畝,毛定額為146m3/畝,灌水次數(shù)為2次,即拔節(jié)、抽穗;夏雜凈灌水定額為90m3/畝,毛定額為146m3/畝,灌水次數(shù)為2次,即冬灌、拔節(jié);蔬菜凈灌水定額為240m3/畝,毛定額為387m3/畝,灌水次數(shù)為6次,即苗期、生長期、生長期、生長期、生長期、生長期;獼猴桃凈灌水定額為400m3/畝,毛定額為645m3/畝,灌水次數(shù)為8次。綜合凈灌溉定額為295.6m3/畝。年凈灌溉用水量934萬m3。
圖1 設(shè)計灌水率圖
根據(jù)項目區(qū)總體規(guī)劃原則,灌區(qū)灌溉制度設(shè)計應(yīng)突出節(jié)水增效、實現(xiàn)水資源優(yōu)化配置的目標,在調(diào)查研究的基礎(chǔ)上,不打破當?shù)厝罕娏?xí)慣,參照陜西省關(guān)中灌區(qū)先進的節(jié)水灌溉技術(shù)以及節(jié)水農(nóng)業(yè)新技術(shù)研究成果,提出本灌區(qū)逐步推廣田間渠道襯砌化、小畦灌、溝灌、低壓管灌等先進的節(jié)水灌溉措施,從而制定出本灌區(qū)合理的灌溉制度。主要作物灌溉定額參考《陜西省水資源開發(fā)利用規(guī)劃》、《陜西省渭河流域水資源開發(fā)利用規(guī)劃報告》、《陜西省渭河流域農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉規(guī)劃》、《陜西省關(guān)中灌區(qū)節(jié)水灌溉研究》、《關(guān)中地區(qū)灌溉制度暫行規(guī)定》等綜合分析,按節(jié)水目標,到2015年全灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)0.62。
(3)設(shè)計灌水率(見圖1)
參考陜西省水利電力勘測設(shè)計研究院編制的“西安市黑河引水灌區(qū)續(xù)建配套工程初步設(shè)計報告”,由水平年長系列調(diào)節(jié)結(jié)果可知,黑河金盆水庫在水文系列延長后,多年平均向西安市供水30100萬m3,供水保證率95.2%,和黑河金盆水庫樞紐初步設(shè)計確定的向西安供水30500萬m3的規(guī)模保持一致。灌區(qū)多年平均農(nóng)灌需水量為8686萬m3,黑河金盆水庫滿足西安市城市供水后,實際調(diào)節(jié)的農(nóng)灌供水量為7720萬m3,灌溉保證率:渠灌區(qū)達到74.19%和69.4%(渠井雙灌),符合規(guī)范要求。
項目區(qū)現(xiàn)狀年灌溉面積3.16萬畝,綜合凈灌溉定額為295.6m3/畝,可供水量739萬m3,年灌溉需水量934萬m3。灌區(qū)年缺水量為195萬m3。目前項目區(qū)灌水利用系數(shù)0.41,年毛灌溉需水量2278萬m3。但由于項目區(qū)斗渠和分渠工程嚴重損毀,不能保證灌溉用水。
經(jīng)計算,通過節(jié)水項目實施,項目區(qū)灌水利用系數(shù)0.55,項目區(qū)年節(jié)水量可達到1765萬m3。年可供水量996萬m3,灌區(qū)需水量為934萬m3,灌區(qū)水量供需達到平衡,并略有節(jié)余水量62萬m3。
黑惠渠灌區(qū)是以黑河金盆水庫的水為來源進行農(nóng)業(yè)灌溉的。隨著灌區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,用水量越來越大,通過分析黑惠渠灌區(qū)水源情況及黑河金盆水庫的供水量可知,灌區(qū)多年平均農(nóng)灌需水量為8686萬m3,黑河金盆水庫滿足西安市城市供水后,實際調(diào)節(jié)的農(nóng)灌供水量為7720萬m3,灌溉保證率:渠灌區(qū)達到74.19%和69.4%,灌溉需水量缺口較大。在水源有限的情況下,只能通過改造灌區(qū)灌溉設(shè)施,提高用水率和用水系數(shù),才能滿足灌區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展用水量。此次實施的節(jié)水項目工程為東干渠的東干、東一支和東二支內(nèi)的部分斗渠和分渠改造工程,以減少渠系滲漏損失,提高輸水能力,擴大灌溉面積。