趙啟學(xué)

（盤錦市盤山縣河務(wù)管理所，遼寧盤山124000）

水田節(jié)水改造的盤山縣模式

趙啟學(xué)

（盤錦市盤山縣河務(wù)管理所，遼寧盤山124000）

文中通過盤山縣水田節(jié)水改造現(xiàn)狀特點(diǎn)及存在問題分析和實(shí)施，水田節(jié)水改造項(xiàng)目采用農(nóng)渠的低壓管道節(jié)水技術(shù)。該技術(shù)成為水田節(jié)水改造項(xiàng)目的“盤山縣模式”，并且達(dá)到預(yù)期的節(jié)水效益和社會(huì)效益。

水田節(jié)水；改造項(xiàng)目；盤山縣模式

1 盤山縣節(jié)水改造現(xiàn)狀

1.1 盤山縣現(xiàn)狀

盤山縣位于遼寧省西南部，行政隸屬盤錦市，在遼河、大遼河等四大河流的下游?？偯娣e1 103.01 km2。盤山灌區(qū)是遼寧省七大灌區(qū)之上，該區(qū)設(shè)計(jì)灌溉面積為3.911 3萬hm2，有效灌溉面積3.71萬hm2。水田主要種植作物為水稻，全縣總?cè)丝跒?2.282萬人。其中農(nóng)村人口22.282萬人，糧食總產(chǎn)量38.65萬t，其中水稻產(chǎn)量為34.2萬t。地區(qū)生產(chǎn)總值117.729 4億元，其中農(nóng)業(yè)為24.03億元，農(nóng)村居民人均純收入1.05萬元。

1.2 水資源概況

盤山縣多年平均水資源總量為20 724萬m3，地表水資源量9 857萬m3，地下水資源量10 867萬m3。區(qū)間水資源供水總量52 660.6萬m3，地下水可開采量為2 679.61萬m3。按用水總量控制分配指標(biāo)分析，農(nóng)業(yè)灌溉需水量為50 727.8萬m3，盤山縣屬于缺水地區(qū)，按照可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，必須走灌溉節(jié)水之路。

1.3 改造項(xiàng)目現(xiàn)狀

盤山縣地處遼河、大遼河、繞陽河下游，灌溉水源有保障。水源既有上游水庫計(jì)劃配水，又在三大河流的下游。加之所選擇的地塊集中連片，易于管理。這為發(fā)展“水田節(jié)水改造”項(xiàng)目提供了有利的客觀條件。盤山縣水田節(jié)水改造項(xiàng)目已經(jīng)完成近1.333萬hm2水田的節(jié)水改造工程。

2 工程建設(shè)的必要性和可行性

2.1 項(xiàng)目建設(shè)的必要性

盤山灌區(qū)經(jīng)過多年的開發(fā)建設(shè)水利資金的不斷投入，灌區(qū)基本上初具規(guī)模，水利化標(biāo)準(zhǔn)相對較高。但只停留在粗放經(jīng)營上，若向集約經(jīng)營轉(zhuǎn)變，需要解決困擾灌區(qū)發(fā)展的問題。

農(nóng)田水利基礎(chǔ)設(shè)施較為薄弱，農(nóng)業(yè)抗御自然災(zāi)害能力較低，生產(chǎn)條件差。水田渠道是水田灌區(qū)輸水的“血脈”，其狀況的好壞直接影響灌區(qū)的運(yùn)行和管理，而灌區(qū)內(nèi)現(xiàn)有末級渠系達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)化管理，渠首配套工程老化失修損毀嚴(yán)重。渠道雜草叢生，輸水?dāng)嗝婵s小，渠底淤積抬高水位，灌溉不暢通的問題較為突出，增加主建筑物的運(yùn)行負(fù)擔(dān)。即浪費(fèi)能源又浪費(fèi)有限的水資源。農(nóng)民得不到實(shí)惠還要交納水費(fèi)和出工清淤，農(nóng)民對種田失去信心，其嚴(yán)重制約了農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力的提高。水田灌區(qū)的渠道防滲率仍然較低，達(dá)不到《節(jié)水灌溉技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的灌區(qū)渠道防滲率應(yīng)大于或等于40%的標(biāo)準(zhǔn)。節(jié)水改造的實(shí)施將我縣灌溉水利用系數(shù)，每年可節(jié)約水田灌溉用水達(dá)500萬m3，可供0.035萬hm2水田的灌溉。因此，發(fā)展水田節(jié)水改造是我縣水稻可持續(xù)生產(chǎn)的必要措施。

盤山灌區(qū)是遼寧省的大型灌區(qū)之一，該灌區(qū)渠首工程已配套，但經(jīng)過多年運(yùn)行，上水渠道跑、滲、漏水較為突出，尤以農(nóng)渠更為嚴(yán)重，造成水資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。所以盤山縣2016年中央財(cái)政現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展資金水田節(jié)水改造項(xiàng)目的實(shí)施是非常必要的。

2.2 項(xiàng)目建設(shè)的可行性

水田生產(chǎn)直接關(guān)系到廣大農(nóng)民的切身利益，是農(nóng)民脫貧致富的重要手段。脫貧致富奔小康是廣大農(nóng)民長期以來的迫切愿望和強(qiáng)烈要求，水田節(jié)水改造工程是農(nóng)民貼心工程，直接改變水田生產(chǎn)環(huán)境，深受農(nóng)民的歡迎，政府大力的支持，農(nóng)民愿意投工投勞。

水田進(jìn)行渠道節(jié)水襯砌改造后，可減小渠道滲漏損失，加快輸水的速度，縮短了灌溉周期，使水能夠及時(shí)到達(dá)田間灌溉，避免了由于灌水不及時(shí)造成的減產(chǎn)，有利于保證水稻的穩(wěn)產(chǎn)增收。通過渠道節(jié)水措施，可縮短灌溉周期2～3 d，由于灌水及時(shí)，水稻可實(shí)現(xiàn)畝增產(chǎn)量50 kg，糧食增收25萬kg，農(nóng)民增收187元。為此，盤山灌區(qū)水田節(jié)水改造工程在效益上是可行的。

節(jié)水改造項(xiàng)目是一項(xiàng)提高土地生產(chǎn)能力、提高人民生活水平、促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的造福工程。灌區(qū)內(nèi)部份區(qū)域渠系已完成節(jié)水襯砌工程，節(jié)水節(jié)能效果較為明顯，減小渠道糙率，縮短了引水時(shí)間，未級渠道工程建設(shè)維修有了得到保障，工程將安全運(yùn)行，深受廣大農(nóng)民歡迎，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，農(nóng)民增收和農(nóng)村和諧，實(shí)現(xiàn)節(jié)約用水有著重大意義。農(nóng)民真正得到了實(shí)惠，提高了農(nóng)民種田的積極性。

綜上所述，盤山縣2016年水田節(jié)水改造項(xiàng)目的實(shí)施是可行的

3 “盤山縣模式”優(yōu)缺點(diǎn)分析

現(xiàn)狀水田節(jié)水改造實(shí)施方式為農(nóng)渠低壓管道灌溉（簡稱暗灌），灌溉作物為水稻。項(xiàng)目實(shí)施面積為0.2萬hm2，主要為農(nóng)渠的低壓管道節(jié)水技術(shù)，該技術(shù)成為水田節(jié)水改造項(xiàng)目的“盤山縣模式”。

3.1 優(yōu)點(diǎn)

1）節(jié)地優(yōu)勢明顯。低壓管道比預(yù)制混凝土U型槽、現(xiàn)澆混凝土矩型槽輸水，節(jié)地效果更好，每公頃多節(jié)地0.02 hm2。

2）節(jié)水效果突出。低壓管道輸水比預(yù)制混凝土U型槽輸水，節(jié)水效果更好，管與管接縫處用軟膠圈聯(lián)接，基本不會(huì)造成輸水滲漏損失。

3）防冬季凍脹。根據(jù)遼寧省水科院2011年在盤山縣實(shí)測資料顯示，管道埋入地下0.5 m后，凍脹變形量為4～6 cm，但圓形結(jié)構(gòu)的管道可有效釋放凍脹產(chǎn)生的應(yīng)力。另外，管道接頭為承插形式，可適應(yīng)微小凍脹變形，春天開化后即可回復(fù)原位，不會(huì)造成管道接頭滲漏。因此，管道水渠防凍脹能力較其它水渠更優(yōu)越。

4）使用壽命長，日常維護(hù)簡單。管道埋入地下，不宜破壞，一般使用壽命在50年左右。除需清淤外，基本不需要日常維護(hù)與管理。

5）施工速度快。因東北地區(qū)受氣候影響，對于大面積、小體積的混凝土工程施工只有2個(gè)月的時(shí)間，每年春季地化通后的4月初到泡插前的5月初，秋季落水后的10月初到上凍前的11月份，否則工程質(zhì)量無法保證，而低壓管道正適合了這種特點(diǎn)，可事先預(yù)制管道，集中在適合施工的季節(jié)安裝管道，所以更易于推廣。

3.2 缺點(diǎn)

1）每公頃平均造價(jià)較高。低壓管道比預(yù)制混凝土U型槽，造價(jià)要高，基本是預(yù)制混凝土U型槽的2倍；與現(xiàn)澆混凝土矩型槽相比造價(jià)差不多。

2）水質(zhì)含泥沙量大的地區(qū)慎用。盤山縣太平鎮(zhèn)仙水村有兩條管道輸水已運(yùn)行2年，實(shí)測沉淀池厚度約15 cm，對輸水基本沒有影響，但渾水（多泥沙河流水源）灌區(qū)的管道淤積堵塞將是個(gè)問題。

3）施工質(zhì)量要求較高。低壓管道鋪設(shè)時(shí)對于比降要求較嚴(yán)密，必須嚴(yán)格控制末級渠渠首和渠尾的高程，采取統(tǒng)一比降，嚴(yán)禁倒比降，管道鋪設(shè)時(shí)必須對好穿口，放置好止水膠圈，在正比降鋪設(shè)的同時(shí)，注意橫向要直。

4 工程設(shè)計(jì)

盤山縣水田節(jié)水改造項(xiàng)目區(qū)內(nèi)為地表水灌溉，且地勢平整，所以項(xiàng)目區(qū)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行農(nóng)渠低壓管道節(jié)水灌溉。

4.1 農(nóng)渠斷面

盤山地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)渠斷面為底寬0.4 m，渠深0.5 m，邊坡為1∶0.5。

4.2 農(nóng)渠設(shè)計(jì)流量

采用遼寧省水利勘測設(shè)計(jì)院2000年5月《盤山灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造規(guī)劃報(bào)告》中提出的農(nóng)渠設(shè)計(jì)流量Q＝0.05 m3/s。農(nóng)渠比降1/2 000～1/3 000之間。

4.3 水力計(jì)算

水力計(jì)算依據(jù)《給水排水設(shè)計(jì)手冊》第二版中鋼筋混凝土圓管水力計(jì)算公式

式中：D——管徑，m；v——流量，m/s；n——粗糙系數(shù)；Q——流量，m3/s；i——水力坡降；A——水流斷面，m2；P——濕周，m；R——水力半徑，m。

該工程采用鋼筋混凝土圓管直徑400 mm。

1）非滿流時(shí)n＝0.014，比降1/1 000。

經(jīng)計(jì)算：h/D＝0.8時(shí)，R＝0.1216m。

V=0.55 m/s

Q=0.06 m3/s＞0.05 m3/s（設(shè)計(jì)流量）。

2）滿流時(shí)n=0.013，比降1/2 000。

經(jīng)計(jì)算：v=0.4 m/s

Q=0.05 m3/s=0.05 m3/s（設(shè)計(jì)流量）。

3）滿流時(shí)n=0.013，比降1/3 000。

經(jīng)計(jì)算：v=0.3 m/s

Q=0.05 m3/s=0.05 m3/s（設(shè)計(jì)流量）。

通過以上水力計(jì)算可以得出：

在非滿流時(shí)，比降在1/1 000才能滿足農(nóng)渠灌溉需要。

在滿流時(shí)，比降在1/2 000～1/3 000之間能夠滿足農(nóng)渠灌溉需要。

所以該工程采用Φ400 mm預(yù)制鋼筋混凝土管承插管，比降在1/2 000～1/3 000之間。每根預(yù)制混凝土承插管長2.0 m，施工時(shí)兩管之間用防水膠圈封住。每隔25～30 m放置沉砂井一個(gè)，用于放水和泥砂沉淀。

5 效益分析

水田節(jié)水改造項(xiàng)目的效益，主要是節(jié)水效益、社會(huì)效益。

5.1 節(jié)水效益

項(xiàng)目建成后：

1）主要提高用水率，避免跑漏滲現(xiàn)象，體現(xiàn)灌溉水不浪費(fèi)，緩解用水矛盾。

2）實(shí)施毛渠管道輸水灌溉，不會(huì)產(chǎn)生土壤板結(jié)和水土流失，增加了耕地面積，農(nóng)渠堤頂擴(kuò)寬農(nóng)民勞作更方便。

3）水土流失得到有效控制，生態(tài)向良性轉(zhuǎn)化和發(fā)展。

5.2 社會(huì)效益

項(xiàng)目實(shí)施后，將帶動(dòng)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的變革，進(jìn)一步提高當(dāng)?shù)厝罕姷目萍家庾R和節(jié)水意識，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益和農(nóng)民的增產(chǎn)增收，減輕農(nóng)業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度?？蓪?shí)現(xiàn)以有限的水資源保障農(nóng)業(yè)穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)，提高項(xiàng)目區(qū)的輸水能力。同時(shí)，對促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展、建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村具有重要的意義。

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2017-05-10