黃國安

（臨汾市汾西水利管理局，山西 臨汾 041600）

2008年，臨汾市汾西灌區(qū)末級渠道節(jié)水改造工程在洪洞縣七支片實(shí)施。由于工程量大，土石方需求量也大，而國家又限制大量開采石頭，經(jīng)可行性論證分析，決定采用新型材料，將礦渣磚作為節(jié)水工程的原材料運(yùn)用于渠道防滲。經(jīng)過施工中實(shí)際觀測及運(yùn)行，礦渣磚作為原材料在水利工程中發(fā)揮了重要作用。

1 基本情況

1.1 汾西灌區(qū)自然概況

汾西灌區(qū)地處汾河下游臨汾盆地西側(cè)，包括臨汾市堯都區(qū)、洪洞縣和襄汾縣，經(jīng)過發(fā)展已成為具有引水、蓄水、提水、水力發(fā)電、水庫養(yǎng)殖、旅游等的綜合大型灌區(qū)。灌區(qū)呈長條形，西高東低，為階梯式地形，地面坡度1/50～1/100。灌區(qū)內(nèi)土地較為肥沃，是臨汾市最大的灌區(qū)、山西省十大灌區(qū)之一。灌區(qū)設(shè)計(jì)面積4.684萬hm2，有效灌溉面積3.33萬hm2，灌溉面積分布在洪洞、堯都、襄汾3縣（區(qū)）。灌區(qū)水資源主要依靠汾河來水、郭莊泉和龍子祠泉泉水。據(jù)近30年統(tǒng)計(jì)資料，水源年均可供水量為5.59億m3，其中泉水占總量的64%，年均引水量4億m3。在全省各大灌區(qū)中，相對其他灌區(qū)而言，汾西灌區(qū)水源比較穩(wěn)定可靠，水量較為豐沛，區(qū)位優(yōu)勢較為明顯，經(jīng)濟(jì)總量較大。

1.2 項(xiàng)目成效

目前，汾西灌區(qū)已改造完成的5條干渠控制的灌溉面積由實(shí)施前的0.69萬hm2恢復(fù)改善到0.89萬hm2，年可節(jié)水1 168萬m3，渠系水利用率提高到63%，灌溉水利用率提高到50%，節(jié)水指標(biāo)達(dá)到規(guī)范規(guī)定要求；經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率19.38%，經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值1 345.82萬元，大于規(guī)范要求，工程效益顯著。

汾西灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程的建設(shè)，明顯提高了干渠水利用率，增強(qiáng)了工程設(shè)施調(diào)控水能力，進(jìn)一步改善了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，促進(jìn)了當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定增長，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，為實(shí)現(xiàn)灌區(qū)可持續(xù)發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1.3 存在問題

一是末級渠系改造資金缺口較大。通過近10年的續(xù)建配套和節(jié)水改造，灌區(qū)骨干工程得到了一定程度的改善，但末級渠系改造工程進(jìn)展緩慢，農(nóng)業(yè)終端水價改革和末級渠系改造明顯滯后，需要加大資金支持力度。

二是水資源浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重。汾西灌區(qū)可供水量在輸水、配水、灌水三個環(huán)節(jié)上損失量大，由于末級渠系防滲率低，長距離土渠引水造成一定的農(nóng)業(yè)用水浪費(fèi)。加之工程配套水平低，田面土地平整度和畦地規(guī)格達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，灌區(qū)接近水源的農(nóng)民仍采用大水漫灌，導(dǎo)致水資源利用率較低。

三是傳統(tǒng)型向節(jié)水型灌溉轉(zhuǎn)變緩慢。汾西灌區(qū)的主要水源龍子祠泉及郭莊泉呈衰減趨勢，而汾河來水也連年減少，隨著區(qū)內(nèi)工業(yè)發(fā)展及城市人口的增加，工農(nóng)業(yè)用水矛盾更加突出。而汾西灌區(qū)目前真正實(shí)現(xiàn)節(jié)水型灌溉農(nóng)田還停留在積累經(jīng)驗(yàn)的階段，離大面積節(jié)水灌溉相差甚遠(yuǎn)。

2 礦渣磚在汾西灌區(qū)末級渠道節(jié)水改造中的應(yīng)用

礦渣磚作為原材料的優(yōu)勢體現(xiàn)在以下三方面：

第一，礦渣磚材料結(jié)構(gòu)決定了特性。首先，礦渣磚的強(qiáng)度較高。經(jīng)臨汾市質(zhì)檢站檢驗(yàn)，平均抗壓強(qiáng)度18.4 MPa，平均抗折強(qiáng)度3.8 MPa，與普通硅酸鹽水泥砂漿砌筑更易結(jié)合；其次，礦渣磚比普通黏土磚抗凍融性能強(qiáng)。經(jīng)臨汾市質(zhì)檢站檢驗(yàn)，凍融25次后，平均抗壓強(qiáng)度15.3 MPa，凍融后單塊磚的干質(zhì)量損失率為1.8%，在干燥狀態(tài)下的吸水率為2.1%。因此，礦渣磚具有強(qiáng)度大、抗凍融性強(qiáng)的特性，玻璃質(zhì)礦渣顆粒發(fā)揮了親水性小、泌水性大的優(yōu)勢，增強(qiáng)了礦渣磚在防滲渠道的應(yīng)用優(yōu)勢和價值。

第二，環(huán)保價值高。汾西灌區(qū)擁有發(fā)達(dá)的煉鐵業(yè)，礦渣資源豐富，但處置不盡合理，大量礦渣當(dāng)作廢棄物丟棄在灌區(qū)的河道、農(nóng)田和道路兩旁，嚴(yán)重污染了當(dāng)?shù)丨h(huán)境，對居民生活、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生不利影響。使用礦渣磚作為原材料，減少了黏土磚及石頭的大量使用，可以減少礦渣污染，美化環(huán)境。而且礦渣磚生產(chǎn)過程簡單，直接擠壓成型，無污染，使用過程中不需要用水洇磚，可以節(jié)約水資源，無“三廢”排放。

第三，經(jīng)濟(jì)價值顯著。首先，礦渣磚防滲渠道造價低廉（可以節(jié)省投資），節(jié)省耕地，斷面80 cm×90 cm的渠道綜合造價在120元左右，比同型號砌石渠道約低5%，比混凝土渠道約低10%。其次，與砌石、混凝土及其他防滲渠道相比，礦渣磚防滲渠道施工簡便、工藝簡單，不需機(jī)械設(shè)備及模板、支撐架，同時，砌磚技術(shù)易于掌握和應(yīng)用，在施工過程中，礦渣磚吸水率極小，剔除了洇磚工序，施工速度較快。通常渠道斷面不超過70 cm×70 cm，每月渠道施工可達(dá)1 000 km，因此，使用礦渣磚既使整個工程的進(jìn)度得以提高，又可滿足農(nóng)田灌溉需要。

3 幾點(diǎn)建議

3.1 堅(jiān)持灌區(qū)節(jié)水技術(shù)改造規(guī)劃的原則

針對當(dāng)?shù)貙?shí)際及水資源情況，結(jié)合當(dāng)?shù)爻青l(xiāng)社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要，堅(jiān)持遵循灌區(qū)節(jié)水改造總體規(guī)劃的原則。

一是通過開源與節(jié)流來優(yōu)化配置水資源。從灌區(qū)現(xiàn)實(shí)情況分析，針對灌區(qū)面臨的日益嚴(yán)重的水資源分布不均問題，需通過水利工程建設(shè)來完善資源分布。由于灌區(qū)群眾的科學(xué)用水和節(jié)約用水意識不強(qiáng)，普遍存在用水不科學(xué)、浪費(fèi)嚴(yán)重的問題。因此，堅(jiān)持開源與節(jié)流并重，依托工程建設(shè)和管理措施來提升灌區(qū)內(nèi)部的水資源利用率，在全面利用當(dāng)前庫水的前提下，做好各種水資源的配置，防止灌區(qū)會發(fā)生的干旱或土壤質(zhì)變的問題，控制好水資源質(zhì)量，保證水資源的運(yùn)用與當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用。

二是依托新技術(shù)來整體提高節(jié)水效益。目前在灌區(qū)內(nèi)的傳統(tǒng)地面灌水技術(shù)無法滿足現(xiàn)階段發(fā)展的要求，應(yīng)把傳統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)行有利改造，在繼續(xù)深化傳統(tǒng)技術(shù)新效益的同時，推廣先進(jìn)的灌水新技術(shù)，因此，水資源利用效率的提升可以依托技術(shù)革新或改造來獲得，從而改善灌區(qū)工程引水、輸水、配水、灌水條件，減少水量損失，提高灌溉水的有效利用率。

三是注重經(jīng)濟(jì)效益與社會效益的同步發(fā)揮。經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會進(jìn)步是同步的，因此，要同時提高兩個效益，促進(jìn)灌區(qū)改革的整體推進(jìn)。

3.2 礦渣磚技術(shù)改進(jìn)和對配套設(shè)施的要求

一是確保礦渣磚在生產(chǎn)成型后及時養(yǎng)護(hù)。二是在建設(shè)防滲渠道時，在渠道過水部位最好采用“37”結(jié)構(gòu)，頂部采用C20混凝土現(xiàn)澆，以增加渠道防滲性能及穩(wěn)定性。三是要完善田間規(guī)劃，多修建田間橋，以有效減輕農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)入田間破壞渠道；同時，每隔10 m做一拱圈以增加側(cè)墻的抗傾倒能力，提高渠道的整體質(zhì)量。

4 結(jié)語

礦渣磚作為一種新型建筑材料，具有資源豐富、強(qiáng)度大、抗凍融性強(qiáng)、與水泥易結(jié)合、價格低、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)，社會效益與經(jīng)濟(jì)效益十分顯著，具有廣闊的應(yīng)用前景，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)在水利工程和其他領(lǐng)域的推廣使用。

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