楊勝意 黃喜良

（1.光山縣水利局，河南 信陽 465450；2.河南省農田水利水土保持技術推廣站，河南 鄭州 450003）

千鵝沖鉬礦采選工程占用農業(yè)灌溉水源替代方案探討

楊勝意1黃喜良2

（1.光山縣水利局，河南 信陽 465450；2.河南省農田水利水土保持技術推廣站，河南 鄭州 450003）

千鵝沖鉬礦采選工程位于光山縣晏河鄉(xiāng)，該礦生產用水需要占用農業(yè)灌溉用水。按照水利部頒布的《占用農業(yè)灌溉水源、灌排工程設施補償辦法》要求，需編制灌溉用水補償方案。本文主要通過對井灌工程、塘堰蓄水工程、渠道防滲工程方案比較研究，提出渠道防滲工程替代優(yōu)選方案。

鉬礦；占用水源；替代方案；比選；探討

千鵝沖鉬礦采選工程位于光山縣晏河鄉(xiāng)，核定工程總凈取水量為7 649m3/d，其中生產用水7 500m3/d，年凈取用水量247.5萬m3；廠區(qū)生活用水149m3/d，年凈取用水量5.4萬m3，年總凈取用水量252.9萬m3。計劃用李畈水庫和民勝水庫地表水作為工業(yè)用水補充水源方案，但取水對農業(yè)灌溉用水產生影響。按照水利部頒布的《占用農業(yè)灌溉水源、灌排工程設施補償辦法》要求，需編制灌溉用水補償方案。本文以占用水源替代方案進行比選為載體，通過分析論證，提出合理的占用農業(yè)灌溉水源替代方案。

1 水源地概況

李畈水庫位于潢河三級支流晏河上游，水庫功能為防洪、灌溉和水產養(yǎng)殖，控制流域面積5.73 km2，總庫容444萬m3。全灌區(qū)總耕地面積18 750畝，其中水田15 240畝。灌區(qū)渠系水利用系數(shù)為0.45，灌溉水利用系數(shù)為0.38。民勝水庫，位于淮河一級支流潢河支流上游，其功能是防洪、灌溉和水產養(yǎng)殖。控制流域面積3.4 km2，總庫容242萬m3。設計灌溉面積5 667畝，實際灌溉2 000

畝，養(yǎng)魚水面240畝。范圍涉及四個村，總人口12 103人，農業(yè)人口9 780人。全灌區(qū)總耕地面積12 840畝，其中水田11 160畝。

灌區(qū)渠系水利用系數(shù)為0.45，灌溉水利用系數(shù)為0.38。

2 占用灌區(qū)水資源分析

李畈灌區(qū)的主要供水水源是李畈水庫。民勝灌區(qū)的主要供水水源是民勝水庫。李畈水庫起調庫容為330萬m3，民勝水庫起調庫容為186萬m3。根據兩水庫供需平衡計算成果，以民勝水庫和李畈水庫地表水作為工業(yè)用水補充水源，第一水源李畈水庫補水177萬m3，第二水源民勝水庫補水75.9萬m3，該取水方案可行。但工程從兩水庫取水后，在保證滿足農業(yè)灌溉及生活用水的前提下，農業(yè)用水量將減少，農業(yè)灌溉效益將降低。為保證原有的設計灌溉面積不變，須盡可能減少工程占用農業(yè)用水量的影響，應采取兩個措施：一是對水庫來水、用水進行準確的計算，在運行中實施科學合理的調節(jié)與管理，充分利用棄水，以減少棄水排放量；二是實施灌區(qū)節(jié)水改造工程，采取高效的節(jié)水防滲措施，對骨干渠道進行襯砌，對過水建筑物進行必要的更新改造，提高灌溉水利用系數(shù)，使有限的水量發(fā)揮最大的效益。

3 替代工程方案

3.1 替代工程方案類型。本替代工程方案有三種可選類型：一是渠道防滲工程替代方案，通過渠道防滲工程技術減少由渠道滲入渠床而流失水量，節(jié)約出工程占用的農業(yè)灌溉用水量252.9萬m3；二是井灌工程替代方案，在灌區(qū)渠系末端或地下水較為豐富的區(qū)域建設井灌區(qū)，即實施打井工程，提取地下水進行農業(yè)灌溉，彌補因工程占用的農業(yè)灌溉用水量而影響的灌溉面積；三是新修蓄水工程替代方案，在灌區(qū)內修建塘堰蓄水工程，蓄積地表水供農業(yè)灌溉，彌補因工程占用的農業(yè)灌溉用水量而影響的灌溉面積。

3.2 渠道防滲工程替代方案。民勝、李畈兩灌區(qū)干渠除輸水外，還可直接灌溉沿渠耕地0.204萬畝，考慮干渠渠道過水量大、相對灌溉歷時長、使用率高、年久失修、輸水能力小、滲漏問題嚴重等因素，本著節(jié)水最多、效益最大、投資最少的原則，替代工程方案計劃對總干渠渠系及建筑物進行必要的襯砌和更新改造。

無防滲設施情況下渠道滲漏損失的計算：民勝干渠設計流量為1.5m3/s，李畈兩條干渠設計流量均為1.43m3/s。根據《渠道防滲工程技術規(guī)范》SL18-91，選用考斯加可夫公式對襯砌前的滲漏損失量進行計算。具體計算如下：

根據《農田水力學》每千米渠道滲漏損失水量按以下公式計算：

式中；L—渠道長度（km）；A、m—分別為系數(shù)和指數(shù)，無實測資料時A、m值可查3-1得到，兩灌區(qū)土質屬中粘壤土，A、m分別取1.9、0.4；Q凈—灌溉渠道凈流量。將上述各值代入公式，得出李畈、民勝兩灌區(qū)干渠渠道滲漏損失水量為0.024m3/s/km。

有防滲設施情況下渠道滲漏損失的計算：混凝土襯砌渠道不僅抗凍、抗沖、抗磨耐久性好，而且邊坡穩(wěn)定性好，施工簡單，具有適應性廣泛等優(yōu)點。為此渠道防滲采用混凝土襯砌，襯砌后的水量損失計算如下。根據經驗公式，每公里渠道輸水滲漏損失水量采用下式計算：St=as

式中；St—用防滲措施后每公里渠道輸水的滲漏量，（m3/s/ km）；s —未采取防滲措施的每公里渠道輸水的滲漏量；a—減少系數(shù)，理論計算值為a =0.1～0.2，考慮沿線施工的不均勻性，參照同類工程的防滲效果資料，取a =0.10。

渠道襯砌前后節(jié)約水量計算：兩灌區(qū)設計年灌溉天數(shù)80天，則每千米渠道每年共節(jié)約水量為：S渠道=80×86400×（S -St）。

綜上所述：對干渠的渠道襯砌及渠系建筑物的更新改造以及管理設施的建設，可節(jié)約水量273.7萬m3，完全可以補償鉬礦采選工程占用農業(yè)灌溉用水量252.9萬m3。

3.3 井灌工程替代方案。第一，井灌工程投資。不考慮田間渠系系統(tǒng)，只考慮打機井及配套設備，對井灌工程替代方案進行概算。工程占用農業(yè)灌溉用水252.9萬m3，每畝井灌區(qū)年灌溉毛定額320m3，影響灌溉面積為7 900畝，按照單眼井控制面積50畝，需打井158眼。根據該區(qū)地下水埋藏分布，需打機井深80 m，打井費按150元/m，單眼機井費用為12 000元，158眼機井費用為189.6萬元。建機井管理房158間，建筑面積2 370m2，每平方按500元計，共計費用為118.5萬元。機井配套水泵158臺，按每臺6 000元計，共計費用為94.8萬元。每眼井需架設輸電線路至少150m，共需架設線路長23.7 km，每千米按5.5萬元計，需費用130.3萬元。按照《機井規(guī)范》，機井的機電設備和井灌使用年限為15年，井灌區(qū)需更新機井及設備2次，7 900畝耕地實施機井配套，在不考慮田間工程修復的情況下，只計入打井及配套設施，需總投資533.2萬元。

第二，水資源平衡計算。一是可供水量計算：根據河南省水資源評價成果中的多年平均地下水資源模數(shù)和多年平均地下水可開采模數(shù)成果，該灌區(qū)地下水資源量模數(shù)為6萬m3/km2，且該區(qū)為淺山丘陵區(qū)，地下水埋藏條件差，地下水埋深在80～100 m。鉬礦采選工程用水影響灌溉面積為7 900畝，涉及影響區(qū)域面積為5.3 km2，年可供水量31.8萬m3。二是需水量計算：每畝井灌區(qū)年灌溉毛定額320m3，凈灌溉定額為272m3，年需灌溉水量252.9萬m3。在不考慮農村群眾生活用水的前提下，井灌區(qū)年可供水量31.8萬m3，僅占補償水量252.9萬m3的12.6%，遠遠不能滿足農業(yè)灌溉用水需求。

3.4 新建塘堰蓄水工程替代方案。不考慮塘堰蓄水工程內坡護砌及田間渠系工程，只考慮修建塘堰蓄水工程，對塘堰蓄水工程替代方案進行概算：工程占用農業(yè)灌溉用水252.9萬m3，按單口塘堰平均蓄水2萬m3，每口塘堰一年可復蓄一次計算，需修建塘堰63口。根據灌區(qū)地貌情況，修建塘堰平均深度5m，平均蓄水深度3.5m，要蓄水2萬m3，單口塘堰占地面積約5700m2。需完成土方1.43萬m3，按7.4元/m3計算，需費用10.6萬元。配套溢洪道1座，0.25萬元，輸水洞1座0.35萬元。平均單口塘堰的造價按11.2萬元算，修建63口大塘的費用為705萬元。修建63口大塘需要占用耕地面積約765畝。

綜上所述，渠道防滲工程替代方案無論是在水資源的合理開發(fā)利用及保護、投資效益對比上，還是在后期運行管理上，都比井灌工程和塘堰蓄水工程替代方案有著明顯的優(yōu)勢，所以渠道防滲工程替代方案為優(yōu)選方案。

[1]河南永豐鉬業(yè)有限公司千鵝沖鉬礦采選工程水資源論證報告書[R].

[2]節(jié)水灌溉工程實用手冊[S].ISBN7—5084—3151—0.

[3]機井技術手冊[S].ISBN7—80124—047—2.

[4]河南省統(tǒng)計年鑒[R].（2010—2011年）.

[5]河南省地下水資源報告[R].2009年版.

S279.2

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