郭凌波

（山西省水利水電勘測設(shè)計研究院，山西 太原 030024）

1 工程概況

太原市晉源區(qū)古城營村節(jié)水灌溉增效示范項目區(qū)屬典型的大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫9.6℃，年均降水量466.6 mm，年均蒸發(fā)量1695 mm，全年無霜期240 d，最大凍土深度77 cm。該地區(qū)降水分配極不均勻，年際變化較大，夏季6—8月降水量大300 mm，占全年降水量的60%。降水的時空分布特征，造成“十年九旱”，對作物極為不利。

項目區(qū)土地總面積582 hm2，耕地面積233.3 hm2，土地利用率40%，設(shè)計灌溉面積174.7 hm2。項目區(qū)內(nèi)水土資源較好，灌區(qū)主要作物有苗圃、玉米、蔬菜和花卉，其種植比例分別為32.3%，21.9%，24.8%和21%。其中大棚及節(jié)能溫室80 hm2，主要種植蔬菜及花卉苗木。苗木產(chǎn)業(yè)利潤空間較大，具有較好的經(jīng)濟效益，成為農(nóng)民增收的有效途徑和農(nóng)村經(jīng)濟新的增長點。但由于產(chǎn)業(yè)單一，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件得不到充分改善，常受水旱災(zāi)害威脅，致使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平低而不穩(wěn)。項目實施運行后，將依靠花卉栽培帶動、技術(shù)服務(wù)帶動、管理帶動等多種方式，促進太原市及周邊地區(qū)苗木生產(chǎn)。

2 存在問題

項目區(qū)灌溉用水從晉汾揚水站灌溉渠道引水，兩條干渠分別長1205m和935m，灌溉面積174.7 hm2。項目區(qū)內(nèi)部分渠道為混凝土板防滲，防滲段均有一定程度的破損，土質(zhì)渠道破損嚴(yán)重。因滲漏嚴(yán)重、控水能力差，致使下游地區(qū)淌水困難，上下游農(nóng)作物不能均衡適量灌水，直接影響農(nóng)作物產(chǎn)量。項目區(qū)內(nèi)部分溫室大棚由于輸水管道存在配備不完善、破損嚴(yán)重等問題，作物所需水份得不到充分供給，嚴(yán)重影響作物的產(chǎn)量。因此，改善渠道狀況，對改變灌區(qū)面貌和渠道正常行水，提高用水效益、灌溉效率，促進灌區(qū)內(nèi)農(nóng)作物增產(chǎn)具有積極意義。

3 項目區(qū)水量供需平衡分析

項目區(qū)灌溉設(shè)計保證率按作物生育期內(nèi)設(shè)計需水量得到充分滿足的年份占總年份的百分?jǐn)?shù)確定。項目區(qū)地處干旱地區(qū)，農(nóng)作物種植以旱作物為主，灌溉設(shè)計保證率取50%，以此作為項目區(qū)灌溉設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

3.1 供水量

項目區(qū)內(nèi)水資源包括地表水、地面徑流、地下水等。根據(jù)該地區(qū)水資源評價結(jié)果，原南郊區(qū)581 km2范圍內(nèi)年平均地下水補給量為8740萬m3，單位面積地下補水量為15.04萬m3。項目區(qū)位于汾河沿岸，有汾河灌溉補給，而且周圍地下水沒有充分開發(fā)，因此項目區(qū)內(nèi)地下水補給量取20萬m3。地下水補給范圍按2.5 km2計，則項目區(qū)內(nèi)年地下水補給量為50萬m3。項目區(qū)所在地屬井水超采地帶，井水大部分用于滿足當(dāng)?shù)厝罕姷纳钣盟?。因此，本次項目設(shè)計灌溉水源主要為晉汾揚水站三級泵站抽調(diào)的水。晉汾揚水站三級泵站年可提供水量60萬m3。

3.2 需水量

項目區(qū)共有灌溉面積174.7 hm2，根據(jù)計算，共需水46萬m3。由此可知，晉汾揚水站可供水量能夠滿足項目區(qū)作物需水要求。

4 建設(shè)方案

本次項目區(qū)建設(shè)任務(wù)是在現(xiàn)有渠道基礎(chǔ)上進行維修改造，對所有維修改造渠道進行防滲處理，減少灌區(qū)輸水滲漏，配套修建渠系建筑物節(jié)制閘、機耕橋等，對引水閘進行重新修建。對溫室大棚鋪設(shè)輸水管道。建設(shè)內(nèi)容包括：改造干渠1條，長1205m；維修干渠1條，長935m；新建支渠1條，長450m；維修支渠6條，長度分別為 360m，200m，1025m，680m，640m和775m；維修毛渠2620m。埋設(shè)輸水干管道1條，長1400m；改造分水閘2座、支開口（毛渠）節(jié)制閘93個、車橋1座。

4.1 水源工程建設(shè)

經(jīng)實地勘測，設(shè)計通過晉汾揚水站灌溉渠道上2處分水閘將水引入項目區(qū)內(nèi)2條干渠。項目區(qū)所在地坡度為1/1000，能夠?qū)崿F(xiàn)自流灌溉，因此不再設(shè)置提水泵站，經(jīng)分水閘后流入支渠進行自流灌溉。2座分水閘分別位于2條干渠的渠首處，因多年運行已破舊不堪，此次改造需在原有工程基礎(chǔ)上拆除2處分水閘，然后根據(jù)新渠道需水要求重新修建2處分水閘。

4.2 渠道工程建設(shè)

根據(jù)項目區(qū)水源位置和渠道分布情況，在項目區(qū)內(nèi)原有渠道位置上對渠道進行擴建或維修改造，分別布設(shè)灌溉渠道。

4.2.1 渠道設(shè)計流量

灌溉渠道設(shè)計流量根據(jù)控制灌溉面積和設(shè)計灌水率計算。干渠一設(shè)計灌溉面積21.3 hm2，每次灌水按5 d計算，設(shè)計流量0.17m3/s。干渠二可改善灌溉面積116.7 hm2，每次灌水按10 d計算，設(shè)計流量0.36m3/s。

4.2.2 干渠、支渠與毛渠輸水線路設(shè)計

干渠設(shè)計：干渠一坡度1/2000，渠道斷面為矩形斷面，渠道寬0.9m、深1m，渠道淤積破損嚴(yán)重，失去灌溉及排水功效，設(shè)計對渠道進行維修改造。但干渠渠道斷面能夠滿足灌溉范圍作物需水要求，考慮到該條渠道在排澇方面的重要性，設(shè)計渠道仍采用原渠道斷面，拆除舊砌石和清除渠道淤積物后用漿砌石重新砌筑渠道。干渠二位于古城營村西，坡度1/1000，渠道斷面為矩形斷面，渠道寬1m、深1m，渠道有一定程度的淤積和破損，設(shè)計將渠道清淤后對渠道內(nèi)側(cè)及頂部用水泥砂漿抹面處理。

支渠與毛渠設(shè)計：干渠一和干渠二上共有支渠6條，控制灌溉總面積115.3 hm2，支渠渠道斷面均為矩形，渠道寬0.5m、深0.5m，現(xiàn)渠道破損及淤積嚴(yán)重。此次設(shè)計對支渠進行維修改造，將原渠道上破舊混凝土板拆除后用新鋼筋混凝土板重新砌筑。

項目區(qū)內(nèi)毛渠均有一定程度的破損，設(shè)計對部分破損嚴(yán)重但灌溉作用較大的毛渠進行維修改造，毛渠改造采用先清淤后水泥砂漿抹面的方法。

5 效益分析

5.1 社會效益

項目建成后，灌溉水源得到保證，將大大改善當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件。渠道防滲后，將減少灌區(qū)渠道輸水滲漏損失，有效提高渠系水利用系數(shù)，有助于推動汾河灌區(qū)末級渠道改造。

5.2 經(jīng)濟效益

根據(jù)工程特點，其經(jīng)濟效益主要為灌溉增產(chǎn)。工程建成后可恢復(fù)灌溉面積174.7 hm2，提高灌區(qū)供水保證率，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，根據(jù)對灌區(qū)現(xiàn)狀和汾河灌區(qū)多年平均單位產(chǎn)量調(diào)查對比，計算得灌溉效益為62.84萬元。

5.3 節(jié)水效益

項目實施后，干渠、支渠渠道全部進行防滲，渠道水利用系數(shù)大大提高，從現(xiàn)狀水平的0.51提高到0.86，灌溉水利用系數(shù)從現(xiàn)狀水平的0.413提高到0.772，有助于建設(shè)節(jié)水農(nóng)業(yè)，提高水的利用率。項目區(qū)村民用水及灌溉用水大部分依靠井水，而晉源區(qū)屬井水超采區(qū)域，該項目的實施能夠緩解當(dāng)?shù)貙Φ叵滤拈_采，同時使晉汾揚水站灌溉渠道河水得到充分利用。

5.4 生態(tài)效益

晉源區(qū)古城營村的花卉苗木對太原及周邊城市的環(huán)境綠化做出了巨大貢獻，成為太原市的花卉苗木基地，項目的實施將大大改善古城營村的灌溉狀況，為灌區(qū)內(nèi)環(huán)境綠化進一步改善開拓了更為有利的發(fā)展前景。