賈國華

（聊城市水利局，山東聊城 252061）

“十二五”時期，國家將不斷加大農村水利基礎設施建設資金投入力度。小型農田水利工程建設已入快速發(fā)展軌道，這也給大力發(fā)展農田節(jié)水灌溉技術帶來了機遇。但由于長期以來形成的灌溉習慣與田間灌溉工程設施不完善、管理粗放等原因，灌溉水利用率僅為0.5～0.6。地面灌溉等同于大水漫灌，這種灌溉方式造成水資源浪費嚴重，還影響農作物的產量，使土壤板結、沼澤化和鹽堿化。

為徹底改變項目區(qū)當前落后的灌溉方式，發(fā)展節(jié)水灌溉，解決因渠道布局混亂農機進地困難、排水不便的問題。在冠縣小型農田水利重點縣 2010年度項目實施的末級渠系改造工程中，研究把水、田、渠、路作為系統(tǒng)工程規(guī)劃布置，在田塊內平行于田畦方向，根據地塊具體情況，設置間距 100～200m的農渠。農渠渠首設置分流量水設施，農渠上按 80～100m間距設置分水池，可套接軟管，形成小畦灌溉模式。

經測算，裝配式鋼筋混凝土U型渠節(jié)水計量灌溉模式比漫灌法可節(jié)水 40%～60%,而且灌水均勻度在85%以上。

1 項目概況

項目區(qū)位于聊城市位山灌區(qū)冠縣東北部，東鄰位山三干渠，倪屯輸水支渠在項目區(qū)中心穿過，南面的和寨渠為該項目區(qū)的排水支渠，構成項目區(qū)的排灌渠系。該項目控制面積 3.02萬畝，涉及柳林鎮(zhèn)15個村莊，1.83萬人。實施的末級渠系中斗、農渠均采用裝配式鋼筋混凝土U型渠，其中斗渠為UD60、總長度16.2km，農渠為UD35、總長度32.64km。

配套建筑物包括：混凝土斗渠進水閘 10座，農渠進水閘80座，農渠放水池 648座，斗渠穿路倒虹吸54座，混凝土斗渠量水槽10座、農渠量水槽80座等。

2 裝配式鋼筋混凝土U型渠優(yōu)點

裝配式鋼筋混凝土U型渠是工廠化生產的混凝土預制構件，按照型號和承載力大小科學配筋，使用U型鋼模澆筑，規(guī)格統(tǒng)一，單節(jié)長度均為3m。

2.1 節(jié)約土地

以相同 UD60型渠道斷面為例，按渠道建設標準，渠肩寬壓沿0.5m，邊坡比按1:1.5計算，土堤護坡渠道，每米占地寬度為3.7m。而裝配式鋼筋混凝土U型渠無需護坡，占地寬度只有0.7m。因此，占地僅為一般渠道的 1/5。綜合因填土開挖形成的農溝，每萬畝渠道可節(jié)約占地約為 5 hm2，節(jié)約土地效果明顯。

2.2 流量增大

裝配式鋼筋混凝土U型渠采用鋼制模具，使用鎮(zhèn)東床振搗，渠道表面光滑，混凝土強度高，糙率可達到0.013。而一般混凝土渠道糙率為0.016～0.018之間。根據渠道流量計算公式，橫斷面按明渠均勻流公式推算：

式中：Q——渠道設計流量（m3/s）；

A——渠道過水斷面面積(m2)；

R——水力半徑（m）；

i——渠道比降；

C——謝才系數。

在A、R、i一定的情況下，糙率n =0.013時,流量為n =0.018時的近1.4倍。

表1 裝配式鋼筋混凝土U型渠和一般混凝土渠道流量對比表

2.3 質量可靠

裝配式鋼筋混凝土U型渠工廠化生產，流水作業(yè)，施工保障措施規(guī)范，可確保產品質量，混凝土強度還可根據設計要求改變。

2.4 施工簡單

因施工占地少，對農耕影響小，農民易接受。并且消除了溝槽開挖、回填、護坡、混凝土壓沿等工序，工序簡單，速度快，支墩澆筑完成后，日進速度可達400 m。

2.5 美化環(huán)境

裝配式鋼筋混凝土 U型渠建設的渠道外觀新穎、美觀、順直，既是農田水利設施，又可起到改善環(huán)境，營造景觀的效果。

3 田間渠池管灌溉網布置

根據項目具體情況，綜合分析項目區(qū)水源位置、田塊形狀、地勢走向、現有排水設施、道路、林帶等因素，確定田間渠池管灌溉工程布置方案。主要采用支渠、斗渠、農渠與其配套建筑物及道路、農溝組合的模式。

這種模式方便農機進田耕作，同時也減少了配套建筑物建設。另外，裝配式鋼筋混凝土U型渠有利于農田排澇。

圖1 田間渠池管灌溉網布置

3.1 鋼筋混凝土U型渠與輸水管布置

根據該項目區(qū)總體設計斗渠選用 UD60型（可控制面積 100～120hm2），斗渠的間距尺寸結合實際可400～800 m之間選擇。農渠采用UD35型（控制面積13.3～16.7 hm2），農渠的間距尺寸結合實際可100～200 m之間選擇。

一般情況下軟管輸水50 m，水頭損失0.19 m，輸水100 m，輸水損失0.38 m。根據渠道設計水面線與田地間高度應大于損失值的要求進行調整。農渠按間距80～100 m設雙向分水池，兩側設雙向軟管接頭，用軟管與其連接進行灌溉。

3.2 配套建筑物

斗渠中設置承插口管式渡槽、農渠進水閘及分流量水設施。農渠上設置農渠雙向分水池，間距在80～100 m之間，可根據田塊平整情況和土壤透水性的強弱進行適當調整，但最大間距不超過100 m。

4 鋼筋混凝土U型渠節(jié)水灌溉技術應用效果

（1）節(jié)水效果明顯。灌溉輸水管道封閉試運行，采用分水池與軟管連接進行灌溉，將大田塊灌溉變?yōu)樾√飰K灌溉，畝次灌水為35～40 m3/畝，灌溉水利用率提高1倍多。

（2）農耕困難破解。灌區(qū)末級渠系工程采用路溝渠模式，農渠垂直于道路，農機進田可避免跨越渠道，進入方便，提高了工作效率，也減小了工程的損毀機率。

（3）水量控制科學。在斗、農渠入口設置測水量水設施，管理人員能準確控制引、配水量，提高了灌溉水利用系數和單位水量農作物的產量，節(jié)水效果明顯，對減輕土壤侵蝕和淤積也有積極作用。

（4）灌溉成本降低。通過測水設施可實現按量征收水費，公平合理，管理方便，減少了因水費引起的群眾矛盾。同時也使農民的節(jié)約用水意識顯著增強，實現了節(jié)約成本和節(jié)水灌溉雙豐收。

（5）環(huán)境影響甚小。裝配式鋼筋混凝土 U型渠無需填土護坡，占用耕地較傳統(tǒng)實體渠道減少約為80%。施工時無挖土填筑，對耕地保護效果明顯。施工現場土方量小，揚塵影響不大，廢渣產生量少，對環(huán)境基本無影響。

5 效益分析

（1）增產效益。工程運行后，項目區(qū)變成了旱澇保豐穩(wěn)產田，按每畝增產糧食（兩季）75kg估計，年可增收158元，按農田水費分攤系數0.6計算，年效益95元。

（2）節(jié)水效益。節(jié)水灌溉項目實施以前，該項目區(qū)農業(yè)灌溉費用每畝 25～45元，全年一般實施4次灌溉，即兩次春灌、一次初夏灌和一次秋灌，平均按3次計算，每畝地灌溉總費用達75～135元。項目實施后，水可自流到田間，水價按照政府核定價格0.24元/ m3，灌水定額按高值50 m3/畝，每畝每年 36元。前后對比按均值計算，每畝可節(jié)約費用69元。

（3）水資源效益。冠縣柳林鎮(zhèn)末級渠系節(jié)水改造項目共實施面積 2013.3hm2，按照節(jié)水灌水定額高值畝次50 m3（實施節(jié)水灌溉前畝次用水90 m3），每年灌溉3次，項目區(qū)年可節(jié)約水資源360萬m3，每畝每年可節(jié)約水費25元，。

（4）節(jié)約土地效益。裝配式鋼筋 U型渠無需填土護坡，對照一般混凝土渠道，按護坡高度0.6m，邊坡1:1.5，每畝渠道按4m計算，可節(jié)約24m2,每畝產值按1600元計算，可產生效益58元/畝。

經綜合經濟效益分析，裝配式鋼筋混凝土U型渠節(jié)水灌溉項目區(qū)土地，年可增加經濟效益247元/畝。

6 結 語

裝配式鋼筋混凝土U型渠利用支墩架設，適應地形變化能力強，外型美觀實用，管理方便，實用壽命長。在田塊內設農渠及雙向分水池與管道連接，實現小畦灌溉，達到節(jié)水灌溉目的，同時解決了渠道與農機作業(yè)和排水的多重矛盾。渠道分水口設置量水設施，實現公平收費，提高了管理水平，增強了農民節(jié)水意識。裝配式鋼筋混凝土U型渠節(jié)水灌溉技術，綜合效益明顯，為減輕灌區(qū)農民水費負擔,緩解灌區(qū)農業(yè)灌溉用水矛盾作用極大。

[1]節(jié)水灌溉工程技術規(guī)范.GB/T50363-2006 北京:中國計劃出版社,2006.8-9

[2]大型灌區(qū)技術改造.SL418-2008 北京:中國水利水電出版社,2008,11-12

[3]呂寧江,杜貞棟,李其光等.山東省小型農田水利工程建設技術手冊.鄭州:黃河水利出版社,2010.62-64