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        移民安置灌區(qū)灌溉方式選擇及規(guī)劃設(shè)計(jì)淺析

        2017-08-01 00:21:39高盼盼
        陜西水利 2017年2期
        關(guān)鍵詞:亞斯利用系數(shù)需水量

        高盼盼

        移民安置灌區(qū)灌溉方式選擇及規(guī)劃設(shè)計(jì)淺析

        高盼盼

        (新疆水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院,新疆烏魯木齊830000)

        通過分析大亞斯墩移民安置規(guī)劃灌區(qū)的灌區(qū)面積、地形氣候條件、土壤特性、牧民耕作水平等因素,提出了適合砂性荒地近期水平年的引洪淤地灌溉方式及遠(yuǎn)期水平年的滴灌灌溉方式,并計(jì)算了節(jié)水量,以期為類似案例提供借鑒。

        移民安置;砂性荒地;引洪淤灌;設(shè)計(jì)

        1 工程概況及移民安置概況

        1.1 工程概況

        大亞斯墩移民安置區(qū)規(guī)劃是阿爾塔什水利樞紐建設(shè)的一處移民安置項(xiàng)目。大亞斯墩移民安置區(qū)屬于澤普縣奎依巴格鎮(zhèn)行政轄區(qū),距離鎮(zhèn)政府12 km,距離縣城30 km,有縣級道路(X484線)從區(qū)域西側(cè)1 km處通過,交通便利。安置區(qū)在葉爾羌河右岸三級階地沖洪積扇上,南北寬約4.5 km,東北長約7km,海拔1390~1448 m,地面坡降1/60~1/120,在40 km2范圍內(nèi)可提供2500 hm2土地作為移民集鎮(zhèn)遷建和生產(chǎn)安置用地。近期規(guī)劃期限為2018年,遠(yuǎn)期規(guī)劃期限為2024年。

        1.2 移民安置概況

        1.2.1 移民安置人口

        村莊移民安置人口指受水庫淹沒影響,包括坍岸、滑坡、浸沒或工程占地而失去房屋或失去耕地,不得不搬遷安置的人口[1]。阿克陶縣庫斯拉甫鄉(xiāng)需整體異地搬遷至大亞斯墩移民安置點(diǎn),涉及搬遷移民1254戶4522人,需生產(chǎn)、生活安置3830人。

        1.2.2 安置區(qū)概況

        安置區(qū)為典型的暖溫帶大陸干旱性氣候,氣溫年內(nèi)變化顯著,平均最低氣溫-6℃,夏季高溫;年降水量稀少,氣候干燥,蒸發(fā)量大;多風(fēng),常年盛行西北風(fēng),對農(nóng)作物的危害極大。

        安置區(qū)屬新生界第四系上更新統(tǒng)紀(jì)塔里木盆地南緣的西南拗陷區(qū),位于昆侖山北麓、葉爾羌河洪沖積扇上部的三級階地上。地面坡降1/95~1/120。地表植被極少,覆蓋度小于1%。

        安置區(qū)成土母質(zhì)是洪積母質(zhì),土壤多為壤砂土和砂土,土層薄、肥力低。有效土層相對較薄,平均達(dá)到20 cm~30 cm;質(zhì)地較粗,多為砂壤和壤砂土,有利于植物根系下扎。質(zhì)地構(gòu)型為底礫型或通體砂,土壤貧瘠,為砂性荒地,保水保費(fèi)性差,地面坡降大,對灌區(qū)灌溉方式提出了要求。

        安置區(qū)引水水源為葉爾羌河河水,多年平均可利用水量為58.19×108m3,引水?dāng)嗝嫣幠嗌衬贻斏晨偭繛?53.9×104t。

        1.2.3 土地開發(fā)面積

        經(jīng)與地方政府溝通,并征求庫斯拉甫鄉(xiāng)代表意見,結(jié)合移民規(guī)范、規(guī)程要求,確定安置標(biāo)準(zhǔn)為:口糧地0.0667 hm2/人,飼草料地0.167 hm2/人,庭院經(jīng)濟(jì)0.0467 hm2/戶;根據(jù)現(xiàn)場實(shí)物調(diào)查和土地劃界結(jié)果,確定在大亞斯墩規(guī)劃安置區(qū)開發(fā)荒地2500 hm2進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃,進(jìn)行集鎮(zhèn)及生產(chǎn)用地統(tǒng)籌規(guī)劃,為移民提供生產(chǎn)、生活永久定居基本保障。根據(jù)阿爾塔什水利樞紐安置標(biāo)準(zhǔn)需求,集鎮(zhèn)遷建區(qū)用地236.13 hm2,剩余可開發(fā)農(nóng)田用地2216 hm2。

        2 灌溉方式特點(diǎn)[2]

        2.1 常規(guī)灌溉

        常規(guī)灌溉是應(yīng)用最為廣泛的灌溉技術(shù),包括畦灌、溝灌、格田灌溉及漫灌等。是借水流重力和土壤毛細(xì)管作用下滲濕潤土壤的灌溉方法。灌溉技術(shù)相對簡單,農(nóng)民容易掌握,對水質(zhì)要求不高,漫灌可用于引洪淤地。但田間節(jié)水水平較低,作物需水量大。

        2.2 滴灌

        滴灌目前是最先進(jìn)的灌水技術(shù)之一。是利用管道及設(shè)備,以水滴方式浸潤作物附近土壤的局部灌溉方法。作物節(jié)水量達(dá)50%以上,作物增產(chǎn)率30%左右,省地、省工、省水、省藥效益明顯,可實(shí)現(xiàn)機(jī)械化鋪設(shè)滴灌帶工作。造價(jià)相對較低。但對水質(zhì)要求高,管理者需掌握一定的技術(shù)。

        2.3噴灌

        噴灌是利用專門的管道系統(tǒng)和灌溉設(shè)備,將有壓水流通過噴頭噴射到空中形成細(xì)小水滴噴灑到田間的一種灌溉方法。包括自壓或加壓半固定移動式噴灌,噴灌機(jī)或移動式噴灌等。能夠利用灌區(qū)有利地形形成自壓噴灌,能耗小,運(yùn)行成本低;適用于大多數(shù)作物,對地面平整度要求不高;灌水均勻度可達(dá)80%左右。灌水定額小,節(jié)水量達(dá)30%左右,減少了溝、渠、埂占地,節(jié)省5%左右的土地用于種植。但噴灌缺點(diǎn)明顯:受風(fēng)影響大,風(fēng)力超過3級便不宜進(jìn)行噴灑作業(yè);采用半固定系統(tǒng)時(shí),需搬移管道,勞動強(qiáng)度極大;固定資產(chǎn)投資較高。

        2.4 低壓管道灌

        低壓管道灌以管道代替明渠輸水,減少輸水過程的蒸發(fā)滲漏損失,節(jié)水30%左右;自壓輸水,能耗少;節(jié)省土地3%左右。但管道灌對地面平整度要求高,灌水均勻度受田間平整程度影響大;灌水時(shí)可能形成深層滲漏和水土流失。

        3 灌溉方式選擇

        移民安置區(qū)多年平均風(fēng)速1.8 m/s,春夏兩季風(fēng)速最大,平均風(fēng)速5月最大,如選擇噴灌這種灌溉方式易造成灌水均勻度不高,水土流失等情況,不利于作物穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn),因此不易采用噴灌。安置區(qū)地形坡度較大,土層稀薄,實(shí)施低壓管道灌溉,易造成水土流失情況,降低水利用效率。滴灌成本相對較低,但要求農(nóng)民有一定的管理水平,考慮到庫斯拉甫鄉(xiāng)以牧業(yè)為主,下山定居后由牧民向農(nóng)民轉(zhuǎn)化需要一定的過程,同時(shí)受語言環(huán)境約束,培訓(xùn)難度較大。移民安置區(qū)經(jīng)濟(jì)底子薄弱,又為邊遠(yuǎn)地區(qū)少數(shù)民族農(nóng)牧民聚居區(qū),灌溉的技術(shù)水平、管理水平低,在改良期采用常規(guī)地面灌溉方式,并在每年汛期利用葉爾羌河含沙量大的特點(diǎn),采取引洪淤灌的方式,使灌區(qū)有效土層加厚;當(dāng)進(jìn)入達(dá)產(chǎn)期后,根據(jù)淤地情況,將適合滴灌的部分果林地進(jìn)行滴灌設(shè)計(jì),其余作物仍為常規(guī)地面灌。

        4 灌區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)

        4.1 條田布置

        安置灌區(qū)規(guī)劃條田從灌水方向上選擇與地形等高線平行的橫向布置方式,以適應(yīng)大型機(jī)械耕作需求,從條田農(nóng)作物光照需求考慮,應(yīng)盡量滿足南北朝向光照要求。灌區(qū)條田偏東方向布置,即條田短邊垂直等高線的橫向布置,按照短邊方向進(jìn)行平整土地,按照條田長邊方向平行等高線布置,條田沿長邊方向進(jìn)行灌水。

        田間按照田、渠、溝、林、路、居民點(diǎn)綜合考慮的原則,做到林、路成網(wǎng),渠系配套,排灌自如,路橋相通,達(dá)到提高耕地質(zhì)量,增加有效耕地面積的目的。通過對移民安置區(qū)田、水、路、林、居民點(diǎn)進(jìn)行綜合規(guī)劃并實(shí)施后,達(dá)到提高土地利用率、增加移民收入、穩(wěn)定移民目標(biāo)的高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田。

        4.2 種植結(jié)構(gòu)

        根據(jù)阿爾塔什水利樞紐移民安置灌區(qū)規(guī)劃,灌區(qū)面積共2085.7 hm2,灌區(qū)內(nèi)種植口糧地266.67 hm2,人工草地666.67 hm2,其余土地按照常規(guī)比例種植,其中:蔬菜100 hm2,瓜果133.33 hm2,各類果林653.93 hm2,防護(hù)林地221.13 hm2。另外,布置在居民區(qū)內(nèi)的庭院經(jīng)濟(jì)用地37.6 hm2,綠化用地6.33 hm2。灌區(qū)內(nèi)復(fù)播作物蔬菜面積100 hm2,玉米333.33 hm2,并在果林地套種飼草面積400 hm2。

        達(dá)產(chǎn)期后,將果林地186.33 hm2進(jìn)行滴灌設(shè)計(jì)。

        4.3 灌溉定額

        根據(jù)安置區(qū)氣候干燥,蒸發(fā)量大,土壤砂性大,保水性差,水資源季節(jié)分配不均等條件,依據(jù)作物生長需水量確定灌水定額,初步擬定達(dá)產(chǎn)期正常灌溉凈灌水定額為970 m3/畝。另外,在改良期灌區(qū)采用引洪淤地方式對土地進(jìn)行改良,參照當(dāng)?shù)匾橛俚毓喔冉?jīng)驗(yàn),引洪淤灌一般在洪水期6~9月份,灌水定額為2239~3731 m3/畝。灌區(qū)各種作物的畝凈灌溉定額[3]見表1。

        4.4 灌溉水利用系數(shù)

        大亞斯墩規(guī)劃安置區(qū)為新設(shè)計(jì)灌區(qū),灌區(qū)的水源為葉爾羌河河水,自布置于大亞斯墩安置區(qū)左側(cè)1 km處的東岸干渠引水渠首進(jìn)行引水,在渠首引水閘后100 m處東岸干渠上修建引水閘分水,由11.1 km的漿砌石輸水干渠引至安置灌區(qū),為移民安置區(qū)提供灌溉水源。

        根據(jù)灌區(qū)渠系防滲長度、渠道建設(shè)長度、總灌溉面積等,計(jì)算灌區(qū)的渠道水利用系數(shù)[4]。根據(jù)田間灌水方式的不同,參照相近工程,選用灌區(qū)的田間水利用系數(shù)。最后求得灌區(qū)的灌溉水利用系數(shù),見表2。

        表1 作物灌溉定額表/(m3/hm2·a)

        表2 灌溉水利用系數(shù)表

        4.5 達(dá)產(chǎn)期作物需水量分析

        到設(shè)計(jì)水平年2024年,灌區(qū)生產(chǎn)達(dá)產(chǎn)后作物全部采用地面灌時(shí),凈需水量為1604.81×104m3/a,毛需水量為2228.9× 104m3/a;果林地采用滴灌與其他作物采用地面灌組合時(shí),凈需水量為1557.58×104m3/a,毛需水量為2049.45×104m3/a。達(dá)產(chǎn)期后,灌區(qū)僅將適合滴灌設(shè)計(jì)的果林地186.33 hm2進(jìn)行了滴灌設(shè)計(jì),每年節(jié)水量達(dá)179.45×104m3。

        5 結(jié)語

        大亞斯墩移民安置灌區(qū)為砂性荒地,土壤可耕種層薄,保水性差,項(xiàng)目區(qū)多風(fēng),搬遷牧民由放牧向耕種轉(zhuǎn)變,耕作水平有限,經(jīng)濟(jì)實(shí)力薄弱,因此在搬遷之初(設(shè)計(jì)水平年)提出了采用傳統(tǒng)地面灌并結(jié)合汛期引洪淤地增加灌區(qū)可耕種層厚度、改善土壤的灌溉方式;到規(guī)劃水平年,隨著農(nóng)民耕作水平的提高及灌區(qū)土壤改善的情況,將部分適宜采用滴灌方式的果林地進(jìn)行了滴灌設(shè)計(jì),減少了移民安置灌區(qū)的年用水量。

        大亞斯墩移民安置灌區(qū)設(shè)計(jì)即將實(shí)施,待工程進(jìn)入運(yùn)行期后,建議進(jìn)行灌區(qū)洪水含沙量、淤地次數(shù)、及淤地厚度之間的數(shù)學(xué)模型,進(jìn)一步觀察淤地情況;在達(dá)產(chǎn)期后,結(jié)合國家節(jié)水項(xiàng)目,對灌區(qū)的各種作物逐步實(shí)現(xiàn)節(jié)水灌設(shè)計(jì)。

        [1]李曉莉,郭芳華.水電站建設(shè)項(xiàng)目移民安置點(diǎn)規(guī)劃研究[J].人民黃河,2012,34(9):108-110.

        [2]周和平,徐小波,李梅芝,等.新疆灌溉管理技術(shù)[M].烏魯木齊:新疆科學(xué)技術(shù)出版社,2005.

        [3]新疆維吾爾自治區(qū)質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布.農(nóng)業(yè)灌溉用水定額[S].烏魯木齊:2014.

        [4]吳旭春,周和平.新疆灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)影響因素研究[J].人民黃河,2011(9):93-96.

        S274

        B

        1673-9000(2017)02-0117-03

        2016-12-20

        高盼盼(1985-),女,山西臨汾人,工程師,主要從事水利工程設(shè)計(jì)工作。

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