王士蘭
(黑龍江農(nóng)墾勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 哈爾濱 150090)
灌區(qū)量水作為節(jié)水灌溉和灌區(qū)科學(xué)管理的基本手段正日益受到人們的重視。隨著工業(yè)的發(fā)展,對(duì)有限水資源的要求與日俱增,而水的開發(fā)成本又日漸加大。在此情況下,對(duì)水進(jìn)行有效的控制與量測(cè)的要求也越來(lái)越迫切,精度要求也越來(lái)越高。灌區(qū)量水作為用水控制的主要手段,是合理調(diào)度灌溉水源、正確執(zhí)行用水計(jì)劃、加強(qiáng)用水管理的必要措施,也是衡量灌溉管理水平和灌溉水利用率高低的重要技術(shù)手段。灌區(qū)量水的任務(wù)主要有:按照水資源調(diào)配的綜合方案及各地的需水量,準(zhǔn)確的從水源引水,將水在各級(jí)渠道合理分配,保證按照計(jì)劃定額向田間供水;根據(jù)量水記錄計(jì)算出輸送水量,根據(jù)水的成本計(jì)算出相應(yīng)水費(fèi),促進(jìn)水資源合理使用;根據(jù)量水的結(jié)構(gòu)分析、計(jì)算,檢驗(yàn)配水方案的合理性,檢查灌水質(zhì)量及灌溉效率,對(duì)不合理的進(jìn)行修正;精確的量度結(jié)果將成為控制閘門等過(guò)水構(gòu)件開度變化的主要依據(jù);由測(cè)量結(jié)果驗(yàn)證渠道和建筑物的輸水能力,計(jì)算渠道損失,作為灌區(qū)改擴(kuò)建的基本資料。根據(jù)我省灌區(qū)的現(xiàn)狀,灌區(qū)量水主要應(yīng)滿足經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性、適用性、精確性等要求。灌區(qū)量水方法很多,主要有水工建筑物量水、水尺量水、堰槽量水、儀表類流量計(jì)量水、流速儀量水和自動(dòng)量水等。
黑龍江省是個(gè)農(nóng)業(yè)大省,耕地面積0.117億hm2,占全國(guó)耕地面積的 10%,人均耕地0.307hm2,農(nóng)業(yè)人口人均耕地0.6hm2,是我國(guó)重要的商品糧生產(chǎn)基地。全省已建成灌區(qū)8312處,其中大型灌區(qū)20處,中型灌區(qū)305處。全省大中型灌區(qū)設(shè)計(jì)灌溉面積 123.2萬(wàn) hm2,其中大型灌區(qū)設(shè)計(jì)灌溉面積58.47萬(wàn)hm2,實(shí)際灌溉面積24.8萬(wàn)hm2,大中型灌區(qū)是黑龍江省糧食安全的基礎(chǔ)保障。1997年以來(lái)大中型灌區(qū)陸續(xù)被列入國(guó)家節(jié)水改造投資范圍,目前已經(jīng)完成渠首改造110處,但尚有269處渠首需要更新改造。通過(guò)節(jié)水改造的灌區(qū)只解決了部分骨干工程的險(xiǎn)工險(xiǎn)段問(wèn)題,支渠及以下田間工程的配套尚未解決。
(1)大部分灌區(qū)量水設(shè)施不完善、精度低,量水設(shè)施主要用在干、支渠上。大都采用水工建筑物量水、水尺量水等傳統(tǒng)量水方法。而斗、農(nóng)渠上連這些傳統(tǒng)的量水設(shè)施都很少,這與灌區(qū)的實(shí)際應(yīng)用不相適應(yīng),影響了灌區(qū)高效節(jié)水灌溉農(nóng)業(yè)的發(fā)展。
(2) 由于灌區(qū)采用自動(dòng)設(shè)備量水比較少,已有量水方法比較傳統(tǒng),從灌區(qū)量測(cè)的角度考慮,需要比較多的工程管理人員。但灌區(qū)在管理體制、資金方面仍存在一些問(wèn)題,產(chǎn)權(quán)不明晰,管理方式落后。多數(shù)灌區(qū)的工程設(shè)施產(chǎn)權(quán)屬“國(guó)家和集體”所有,大家都有責(zé)任,又都不負(fù)責(zé)任,從而造成所有者“缺位”、責(zé)任不清等問(wèn)題,嚴(yán)重制約著灌區(qū)水管單位的改革、穩(wěn)定與發(fā)展。管理設(shè)施不配套,管理人員偏少,難以保證管理質(zhì)量。
(3)大中型灌區(qū)中大部分灌區(qū)沒(méi)有進(jìn)行水價(jià)改革,由于沒(méi)有實(shí)行按方收費(fèi),根本不進(jìn)行量水,還是實(shí)行大水漫灌,導(dǎo)致上游跑水,下游缺水的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,嚴(yán)重浪費(fèi)了水資源。用水效率不高,用水嚴(yán)重浪費(fèi)的現(xiàn)象普遍存在,灌溉水利用系數(shù)只有 0.45左右,低于全國(guó)農(nóng)業(yè)灌溉水利用系數(shù)0.48的平均水平。
黑龍江省有渠首工程379處,大多數(shù)是“大躍進(jìn)”時(shí)期建設(shè)的,部分灌區(qū)渠首工程還是日偽時(shí)期建設(shè)的,標(biāo)準(zhǔn)低、質(zhì)量差,應(yīng)進(jìn)行渠首工程更新改造。目前完成改造110處,尚有269處渠首(包括臨時(shí)性的堆石壩和老化泵站)需要更新改造,占總量的71%。這些渠首帶病作業(yè),自身存在很大的安全隱患,更不要說(shuō)進(jìn)行量水控制了。國(guó)家投資規(guī)模小,灌區(qū)改造周期長(zhǎng),而且已改造的灌區(qū)只解決了部分骨干工程的險(xiǎn)工險(xiǎn)段問(wèn)題,支渠及以下田間工程的配套尚未開始,影響了量水工作開展。另外,黑龍江省經(jīng)濟(jì)較落后,省級(jí)和地方財(cái)政配套于大中型灌區(qū)建設(shè)的資金不足,大部分中型灌區(qū)都沒(méi)有進(jìn)行續(xù)建配套與節(jié)水改造。所以,必須加大力度進(jìn)行大中型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造,以使渠溝林路電以及建筑物配套齊全。
灌溉渠系上設(shè)有各種類型的配套建筑物,如水閘、渡槽、倒虹吸、涵管、跌水等。通過(guò)量測(cè)過(guò)水建筑物上下游的水位,根據(jù)不同流態(tài)的流量計(jì)算公式求出過(guò)水流量。其優(yōu)點(diǎn)既可減少因灌溉系統(tǒng)設(shè)置量水設(shè)施所產(chǎn)生的水頭損失,又可節(jié)省大量附加量水設(shè)備的建設(shè)費(fèi)用,一舉兩得。因此,若流量系數(shù)經(jīng)過(guò)率定,達(dá)到一定精度,應(yīng)盡可能利用水工建筑物量水。根據(jù)因地制宜的原則,利用渠道上已有建筑物量水,不必再添置其他的量水設(shè)備和儀表,既節(jié)約了投資又方便了管理,是最為經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便的量水方式。因此,在有可能利用水工建筑物量水的地方要盡量用水工建筑物量水。特別對(duì)于田間進(jìn)水口小型建筑物,由于小支渠和田間進(jìn)水口數(shù)量很多,不可能采用昂貴復(fù)雜的量水設(shè)備,而應(yīng)使用簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、具有合理精度,既能量水又能調(diào)節(jié)的建筑物。
長(zhǎng)期以來(lái),我省農(nóng)田灌溉用水不計(jì)量,灌溉定額偏大,大多數(shù)灌區(qū)每畝水稻毛用水都在1100m3以上,水量浪費(fèi)驚人?!鞍串€攤費(fèi)”的水費(fèi)收繳辦法導(dǎo)致了“喝大鍋水”的惡性循環(huán),挫傷了用水戶節(jié)水的積極性。為了尋求節(jié)水的有效途徑,改革用水管理辦法,采取經(jīng)濟(jì)手段加以控制,節(jié)約灌溉用水,在大中型灌區(qū)實(shí)行“供水計(jì)量、收費(fèi)按方”。開展量水工作,實(shí)行計(jì)量灌溉,按方收費(fèi),提高量水技術(shù),做到多用水多負(fù)擔(dān),少用水少負(fù)擔(dān),用經(jīng)濟(jì)手段促進(jìn)節(jié)約用水和渠系工程的維修改造,要徹底改變過(guò)去只用水不管水的現(xiàn)象。目前已經(jīng)完成了 11處灌區(qū)水價(jià)改革,但大部分灌區(qū)仍是按畝收費(fèi),所以應(yīng)加快水價(jià)改革步伐。
灌區(qū)用來(lái)量水的建筑物應(yīng)該完整、無(wú)損壞,建筑物上下游應(yīng)無(wú)淤積、無(wú)雜物,這樣量出來(lái)的數(shù)據(jù)才比較準(zhǔn)確。量水設(shè)施或設(shè)備應(yīng)注意安全保護(hù),使其不易被損壞。灌水前必須清除渠道及建筑物前后沉積的泥砂和垃圾等雜物,以保證設(shè)計(jì)運(yùn)行條件。對(duì)于用水尺量水的,灌水前必須檢查水尺是否損壞,零點(diǎn)是否正確,由于水尺容易損壞,必要時(shí)需更新和重新安裝。灌溉期間量水設(shè)施或設(shè)備如有損壞,應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)。運(yùn)行中應(yīng)及時(shí)清理量水設(shè)施或設(shè)備附近的漂浮物,確保水位觀測(cè)正確。灌區(qū)應(yīng)根據(jù)規(guī)范要求及當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況,重新配備灌區(qū)相關(guān)人員及設(shè)施,完善灌區(qū)工程管理。在管理體制上實(shí)行統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo),分級(jí)負(fù)責(zé),專業(yè)管理與群眾管理相結(jié)合,要組建農(nóng)民用水者協(xié)會(huì),發(fā)揮群眾的管理作用。
黑龍江省大中型灌區(qū)很多,但灌區(qū)量水工作卻很落后。隨著節(jié)水灌溉和灌區(qū)科學(xué)管理工作的深入,興建各類量水設(shè)施的任務(wù)巨大,如果量水設(shè)施的選型上不注意與我省灌區(qū)的特點(diǎn)相結(jié)合,不做比較,隨意選用量水設(shè)備,甚至盲目推廣一些國(guó)外已經(jīng)淘汰或不適用的設(shè)備,勢(shì)必帶來(lái)很大的浪費(fèi)。因此,要因地制宜,對(duì)量水設(shè)備性能加以研究比較,優(yōu)選出一些適合我省灌區(qū)的技術(shù)和設(shè)備加以推廣,是當(dāng)前灌區(qū)量水工作應(yīng)注意的問(wèn)題。
在發(fā)揚(yáng)傳統(tǒng)量水方法的同時(shí),還要適當(dāng)發(fā)展自動(dòng)化量水。運(yùn)用現(xiàn)代的信息技術(shù)和電子技術(shù)進(jìn)行自動(dòng)化量水是今后灌區(qū)量水的發(fā)展趨勢(shì),可減少勞動(dòng)強(qiáng)度,提高準(zhǔn)確度,并及時(shí)向灌區(qū)管理部門提供可靠的水位、流量、水量及閘門開度等技術(shù)參數(shù),對(duì)灌區(qū)農(nóng)業(yè)用水進(jìn)行科學(xué)調(diào)度和優(yōu)化配置,從而提高灌區(qū)現(xiàn)代化管理水平,提高水資源利用率,同時(shí)提高灌區(qū)管理人員的科技意識(shí)以及利用現(xiàn)代的信息技術(shù)和電子技術(shù)為水利事業(yè)服務(wù)的意識(shí),推動(dòng)灌區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
灌區(qū)量水工作是農(nóng)業(yè)灌溉的基礎(chǔ)性工作,為灌區(qū)糧食生產(chǎn)起到保障作用。隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,灌區(qū)量水工作將向田間標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展,最終實(shí)現(xiàn)信息化、自動(dòng)化、智能化,為灌區(qū)節(jié)約用水、科學(xué)用水提供保障,為我省農(nóng)業(yè)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。
1 王長(zhǎng)德主編. 量水技術(shù)與設(shè)施[M].2006.