□薛杰 周澤濤

武強(qiáng)縣石津灌區(qū)恢復(fù)灌溉工程實施方案分析

□薛杰 周澤濤

武強(qiáng)縣地處華北干旱地區(qū)，水資源嚴(yán)重匱乏，長期以來，為加快社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，依靠超采地下水，來解決水資源桎梏，致使地下水采補(bǔ)嚴(yán)重失衡，地下水位持續(xù)下降。至2013年底，武強(qiáng)縣地下水超采量為8127萬m3。2014年地下水綜合治理項目實施后，壓采量為3460萬m3，仍有4667萬m3超采量，地下水壓采任務(wù)還相當(dāng)艱巨。為進(jìn)一步推進(jìn)地下水超采綜合治理，有效遏制地下水位下降，修復(fù)地下水環(huán)境，實施武強(qiáng)縣石津灌區(qū)恢復(fù)灌溉工程十分必要。

1.灌溉區(qū)域位置與水利工程現(xiàn)狀

灌溉區(qū)西至深州、武強(qiáng)縣界、南至石津干渠總干退水渠及307國道以北、北至天平溝、東至街關(guān)鎮(zhèn)東側(cè)。控制灌溉面積4.8313萬畝。

灌溉區(qū)主要輸水渠道:石津干渠總干退水渠、谷莊支渠、鋪拜支渠和曹莊支渠。石津干渠總干退水渠是為解決灌區(qū)退水而修建的配套工程；曹莊支渠為1957年開挖的滹沱河引水渠道；谷莊支渠和鋪拜支渠為現(xiàn)有灌溉渠道，部分渠段淤積嚴(yán)重，喪失了引水灌溉能力。

項目區(qū)內(nèi)種植作物為冬小麥和夏玉米，主要依靠地下水灌溉，灌溉方式多采用機(jī)井水泵揚(yáng)水加地面軟管。共有機(jī)井434眼，成井深度100～350m，單井出水量40～50m3/s，平均控制面積40～150畝。部分地塊安裝地下防滲管道，但建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不高，材料質(zhì)量參差不齊，畝均管道達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，灌溉水利用系數(shù)較低。

2.工程設(shè)計

2.1 工程總體布置

崗南、黃壁莊水庫水通過石津干渠自流至深州市大田莊，通過大田莊退水閘等現(xiàn)有水閘和新建各水閘，將灌區(qū)來水引入武強(qiáng)縣境內(nèi)的石津干渠總干退水渠、谷莊支渠、鋪拜支渠和曹莊支渠，在各渠道兩側(cè)新建揚(yáng)水點(diǎn)，利用揚(yáng)水點(diǎn)水泵提水，將水送入鋪設(shè)在田間的低壓管道進(jìn)行灌溉。

2.2 工程建設(shè)任務(wù)和規(guī)模

該工程的任務(wù)是通過疏浚整理渠道、新建閘涵、新建揚(yáng)水點(diǎn)、鋪設(shè)田間低壓管道等工程措施，使灌溉區(qū)能夠利用地表水代替地下水進(jìn)行農(nóng)田灌溉。

該工程共疏浚整理渠道28.23km，鋪設(shè)田間低壓管道30.15萬m，新建揚(yáng)水點(diǎn)34座，新建退水閘2座，排水閘1座，引水閘3座。

2.3 河渠工程

為滿足渠道輸水排瀝的要求，按原設(shè)計流量（20.5～25m3/s）對石津干渠總干退水渠進(jìn)行疏浚整理，渠道設(shè)計縱坡為1/2500到1/6000，底寬5.5～13.5m。各支渠采用平坡設(shè)計。

為減少滲漏損失，提高渠道水利用系數(shù)，對總干退水渠和各支渠過水?dāng)嗝娌捎矛F(xiàn)澆混凝土板襯砌。石津干渠總干退水渠護(hù)砌頂高程為5年一遇排瀝水位+0.5m超高，各支渠的護(hù)砌頂高程均為設(shè)計引水位+0.3m超高。

2.4 揚(yáng)水點(diǎn)工程

該工程揚(yáng)水點(diǎn)布置在河渠沿岸，根據(jù)低壓管道工程的輸水方式、布置形式及管線設(shè)計水頭要求及泵站規(guī)模、運(yùn)行要求等，結(jié)合地形、地質(zhì)、電力、對外交通、施工管理等條件確定揚(yáng)水點(diǎn)位置。

揚(yáng)水點(diǎn)采用固定豎井式，水從渠道進(jìn)入進(jìn)水池，進(jìn)水池后接閥門井和流量計井，流量計井后接田間管道。進(jìn)水池內(nèi)放置水泵，閥門井內(nèi)安裝壓力表、止回閥等，流量計井內(nèi)安裝電磁流量計。進(jìn)水池、閥門井、流量計井均為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

2.5 田間工程設(shè)計

田間管網(wǎng)按干、支兩級布置，干管沿渠道、路邊布置，支管垂直于干管布置，埋設(shè)間距100m左右。出水口間距50m左右，材質(zhì)為工程聚丙。布置原則：管道埋深不小于0.8m；在干管末端設(shè)泄水井，必要時排除管內(nèi)存水；每條支管首端設(shè)閘閥井1座，便于運(yùn)行時支線有序開啟和支線檢修。

2.6 水量計算與分析

在充分考慮灌區(qū)內(nèi)水土資源的實際情況下，設(shè)計保證率按50%考慮。以各揚(yáng)水點(diǎn)控制地塊為單元，根據(jù)灌溉區(qū)的灌溉制度，按照灌溉凈需水量=灌水定額*灌溉面積，計算各地塊灌溉凈需水量。灌溉區(qū)4.8313萬畝農(nóng)田總凈需水量為735.86萬m3。

通過考斯加克夫公式計算得到本工程渠道系統(tǒng)的灌溉水利用系數(shù)在0.52～0.72之間，由于武強(qiáng)位于石津灌區(qū)的下游，輸水距離較長，本次設(shè)計渠系水利用系數(shù)取0.64。田間的低壓管道水利用系數(shù)采用0.95，田間水的利用系數(shù)采用0.90。灌溉水利用系數(shù)=渠系水利用系數(shù)×低壓管灌水利用系數(shù)×田間水利用系數(shù)=0.64×0.95×0.9=0.547。

根據(jù)灌溉區(qū)凈需水量和灌溉水利用系數(shù)，確定毛需水量為1345.3萬m3。依據(jù)河北省2015年地下水超采綜合治理試點(diǎn)方案設(shè)計說明，石津灌區(qū)可供水量為1498萬m3，石津灌區(qū)供水量滿足項目區(qū)灌溉需水要求。

3.效果分析

工程實施前，項目區(qū)現(xiàn)狀農(nóng)作物綜合灌溉凈定額155m3/畝，凈需水量為817.28萬m3?？紤]管道輸水及田間損失后，灌溉需取用地下水929萬m3。工程實施后，利用地表水代替地下水，可壓采地下水929萬m3。

實施石津灌區(qū)恢復(fù)灌溉工程，對于緩解武強(qiáng)縣因資源性缺水和工程性缺水造成的水供需矛盾具有重要作用。不僅區(qū)域水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)得到改善，還做到外來水留得住、存得下、用得上。提高灌水保證率，增加糧食產(chǎn)量，促進(jìn)農(nóng)民增收。□

2015-12-24

薛杰，女，漢族，河北省崗南水庫管理局，助理工程師。

周澤濤，男，漢族，河北省水利水電第二勘測設(shè)計研究院，工程師。