馬 立

(杭州水利水電勘測設(shè)計院有限公司，浙江 杭州 311200)

我國目前存在較多興建年代久遠(yuǎn)但仍在運行的小型農(nóng)田水利工程，經(jīng)過近二三十年的運行使用，目前也出現(xiàn)了不少問題，如設(shè)施老化缺失，水閘漏水、水泵損壞，灌溉、排澇功能效應(yīng)降低，防洪安全不滿足要求等，且存在一定的安全隱患。

為保證農(nóng)田水利基礎(chǔ)設(shè)施的安全運行，確保最大化的發(fā)揮效益，必須對其進(jìn)行系統(tǒng)性升級改造。本文依托浙江省某農(nóng)田水利工程的提升改造優(yōu)化設(shè)計進(jìn)行論述分析。主要工程內(nèi)容為改建和新建配套渠道、閘門及泵站，完善工程區(qū)的灌溉排澇體系，增強(qiáng)工程區(qū)的防洪排澇能力。修復(fù)已有較完善的機(jī)耕路系統(tǒng)，滿足農(nóng)機(jī)下田作業(yè)的需要，有效提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，為糧食功能區(qū)的建設(shè)、提高改善生態(tài)環(huán)境提供有力的支持和保障。

1 工程概況

1.1 地形地貌

某農(nóng)田水利工程位于杭州市西湖區(qū)雙浦鎮(zhèn)，東連主城區(qū)，南靠錢塘江與蕭山區(qū)、濱江區(qū)，西臨富陽市，北接臨安市。工程所在地為西湖復(fù)向斜的北東端，其北西側(cè)低山丘陵為中生代斷塊隆起，區(qū)域構(gòu)造主要受燕山運動控制，斷裂構(gòu)造以北東向為主且規(guī)模較大，后期被北西向斷裂切割，工程區(qū)附近斷裂構(gòu)造相對較弱。地貌屬杭嘉湖平原西南部河口三角堆積平原，處在山地和平原交接地帶，類型簡單，地形平緩。

1.2 水資源概況

雙浦鎮(zhèn)地處上泗地區(qū)，全鎮(zhèn)面積81 km2，占上泗地區(qū)的47.3%。區(qū)域水資源總量相對豐富，用水均為地表徑流。雙浦鎮(zhèn)多年平均徑流總量為0.599億m3，人均地表水資源占有量為1 030 m3，低于全省、全國平均2 100 m3～2 300 m3的水平，但因為有錢塘江通過，客水補(bǔ)給量較為豐富。

工程區(qū)年徑流量地區(qū)分布不均，其分布趨勢與降水基本一致。雙浦鎮(zhèn)西面和北面為山地，東部為平原，工程區(qū)大部分區(qū)塊屬于山地向平原的過渡地帶，徑流系數(shù)較大，多年平均徑流深758.1 mm，比杭州市平均值662 mm稍高。

工程區(qū)徑流年內(nèi)分配不均勻，多年平均月份徑流最大四個月總量占多年平均年徑流總量的51.6%～65.2%，多年平均汛期4月～10月份徑流總量占多年平均年徑流總量的71.2%～77.9%，某些年份的單個月徑流量可占全年徑流量的40%～60%。

2 工程設(shè)施運行現(xiàn)狀調(diào)查

2.1 基本情況

工程區(qū)地勢平坦，西靠靈山，靈山腳下沿山南渠位于工程區(qū)西邊，沿山南渠常水位8.6 m，沿山南渠在工程區(qū)邊界設(shè)有三座配水閘向工程區(qū)配水，工程區(qū)東側(cè)邊界為二號浦，二號浦常水位為6.3 m，遇枯水期農(nóng)田需要灌溉時，二號浦最南端三陽排灌站會加大配水力度，保證農(nóng)田灌溉。工程區(qū)大小河流縱橫，需水主要依靠河網(wǎng)，工程區(qū)現(xiàn)有灌溉泵站12座，其中6座仍可利用，6座無法使用。

根據(jù)配水閘規(guī)模、配水涵管管徑及上下游兩側(cè)水位差，配水閘流量約為0.09 m3/s，假設(shè)配水閘一年有一半時間處于正常配水狀態(tài)，年設(shè)計供水能力為425.74萬m3。根據(jù)灌溉定額以及現(xiàn)狀渠系利用系數(shù)，工程區(qū)3 854畝，年用水量約146.45萬m3，根據(jù)現(xiàn)狀水利工程供水能力及工程區(qū)需水量分析，工程區(qū)客水豐富，但由于水閘位置在工程區(qū)西側(cè)，客水空間分配不均，造成水量流失，因此該工程有必要進(jìn)行提升改造優(yōu)化設(shè)計。

2.2 排灌渠系運行現(xiàn)狀

工程區(qū)現(xiàn)狀河道有周浦沿山南渠、二號浦、下羊橫浦、上羊小浦、上楊橫浦、下楊排橋浦、周富排水渠等，均為工程區(qū)配水、排澇的骨干河道，根據(jù)地區(qū)防洪排澇規(guī)劃，工程區(qū)10年一遇暴雨24 h排出，因此外圍的河道基本能滿足農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)土地治理的灌溉、排澇要求。工程區(qū)排澇分區(qū)見圖1。

現(xiàn)有河道存在的主要問題包括：河道淤積較為嚴(yán)重，影響水流的順暢通過；砌筑擋墻年久失修，有局部倒塌現(xiàn)象；主要排洪渠道斷面偏小，洪水到來時無法快速將洪水排走；工程區(qū)田面高程6.20 m～7.50 m，工程區(qū)外河泄洪渠道水位偏高(沿山南渠常水位8.60 m，二號浦常水位6.30 m)，工程區(qū)內(nèi)洪水已不能自排，需使用泵站進(jìn)行機(jī)排。

河道過流情況分析：工程區(qū)周富村、上楊村、三陽村區(qū)域洪水均需集中至里龍?zhí)?，再?jīng)里龍?zhí)杜c金馬橫浦連通渠道排至金馬橫浦，最終排至二號浦，但里龍?zhí)断掠魏几谎亟芬阅吓c金馬橫浦連接渠道斷面偏小，無法滿足工程區(qū)排洪要求，且渠道淤泥堵塞破損嚴(yán)重，杭富沿江公路重建后渠道與道路相交處新建箱涵，箱涵斷面尺寸B×H=6 m×3.65 m，坡降i=0.3%，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，過流能力可滿足要求。里龍?zhí)堆睾几谎亟芬詵|約400 m，現(xiàn)狀工程區(qū)周家埭區(qū)域洪水通過與金馬橫浦連通渠道排至金馬橫浦，最終排至二號浦，但此渠道現(xiàn)狀已消失，杭富沿江公路重建后渠道與道路相交處新建蓋板涵，斷面尺寸B×H=3 m×2 m，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，過流能力基本滿足要求。

總體上，工程的田間渠系配套布置較差，由于使用較少，無人保護(hù)，經(jīng)工程區(qū)整平施工后，部分渠道已消失，僅道路邊排水溝存在，但渠道破損、淤泥嚴(yán)重，且保護(hù)不善，致使現(xiàn)狀排澇標(biāo)準(zhǔn)達(dá)不到要求，遇降雨，區(qū)內(nèi)田間積水嚴(yán)重形成內(nèi)澇，給農(nóng)業(yè)造成極大的損失，制約了灌區(qū)的農(nóng)業(yè)發(fā)展。加之現(xiàn)有渠系運行年數(shù)長，缺少必要的維護(hù)，渠系破損嚴(yán)重，導(dǎo)致現(xiàn)狀渠系中部被人為截斷，相互間不連通，渠道已不成系統(tǒng)。

2.3 機(jī)電排灌站運行現(xiàn)狀

工程區(qū)內(nèi)水閘、機(jī)埠較多，多為20世紀(jì)90年代初期由區(qū)農(nóng)業(yè)局統(tǒng)一建造，每個機(jī)埠的流量一般在0.1 m3/s～0.15 m3/s，因修建時間較早，缺少維護(hù)，水閘已不能滿足擋水要求，水泵損壞，泵房破舊，很多機(jī)埠廢棄甚至拆除，現(xiàn)狀水閘、機(jī)埠已不能滿足灌溉、排澇要求。

3 水利工程設(shè)施優(yōu)化設(shè)計

3.1 灌溉輸配水系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計

工程區(qū)位于雙浦鎮(zhèn)平原區(qū)與山區(qū)的交界處，區(qū)塊地勢平坦。目前工程區(qū)田間灌排渠系已分離，現(xiàn)有渠系運行年數(shù)長，缺少必要的維護(hù)，渠道破損廢棄嚴(yán)重，滲漏量大，灌溉水利用率較低，由于部分農(nóng)田性質(zhì)改變，部分灌渠中部被人為截斷，整個工程區(qū)灌排渠不成體系。

通過對工程區(qū)的渠道進(jìn)行重新規(guī)劃，在充分利用現(xiàn)有灌渠情況下，根據(jù)配水方便、最短線路原則進(jìn)行灌渠的布置完善，根據(jù)灌溉定額進(jìn)行灌渠截面的計算，確保每一塊田都可以得到滿足農(nóng)作物生長要求的水，同時做到排、灌分開。

通過開展工程優(yōu)化設(shè)計，共需修建灌渠15 762.9 m，其中5 549.9 m為原有可利用渠道，但存在淤積及部分破損情況，需對原有可利用灌渠進(jìn)行清淤、補(bǔ)足缺失的磚及進(jìn)行M10水泥砂漿抹面達(dá)到三面光的要求；新建灌渠總長10 213 m，結(jié)合施工工序及長遠(yuǎn)使用要求，灌渠采用C20現(xiàn)澆混凝土底板+三孔燒結(jié)磚邊壁+M10水泥砂漿抹面，渠道5 m分縫，采用C20細(xì)石混凝土捻縫。工程區(qū)內(nèi)共埋設(shè)節(jié)水灌溉PE管10 772.40 m，其中管灌管道6 274.98 m，噴灌管道4 497.42 m(見表1)。

表1 供水工程優(yōu)化設(shè)計匯總

3.2 排水工程系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計

通過開展工程優(yōu)化設(shè)計，工程區(qū)內(nèi)共需修建排渠18 043.9 m，其中4 060.9 m為原有可利用渠道，因存在淤積及部分破損情況，同樣需對原有可利用排渠進(jìn)行清淤，補(bǔ)足缺失的磚及進(jìn)行M10水泥砂漿抹面；新建排渠總長13 983 m，其中三面光渠道9 531 m，生態(tài)渠道4 452 m(見表2)。結(jié)合施工工序及長遠(yuǎn)使用要求，新建排渠采用C20現(xiàn)澆混凝土底板+三孔燒結(jié)磚邊壁+M10水泥砂漿抹面，渠道5 m分縫，縫后鋪設(shè)2層土工布；生態(tài)渠道采用卵石表層C20現(xiàn)澆混凝土底板，渠道常水位高程種植挺水植物，常水位高程以上渠道邊壁采用草皮護(hù)坡。為管理及用水方便，在每一條新建渠道末端及水塘出水口處設(shè)小閘門槽。

表2 排水工程優(yōu)化設(shè)計匯總

4 工程綜合效益分析

4.1 社會經(jīng)濟(jì)效益

農(nóng)田水利工程改建項目實施后，可使域內(nèi)達(dá)到高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)，還可提供優(yōu)質(zhì)創(chuàng)業(yè)平臺，吸引浙江及周邊創(chuàng)客資源——歸農(nóng)群體和“新農(nóng)人”，踐行農(nóng)業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的“大眾創(chuàng)業(yè)萬眾創(chuàng)新”，鼓勵周邊農(nóng)戶就業(yè)創(chuàng)業(yè)。

通過對排、灌渠道開挖、疏浚、襯砌，改善當(dāng)?shù)毓喔葪l件，減少了用水糾紛；通過對田間機(jī)耕路的整修，使田間道路順暢安全，能適應(yīng)大、中型農(nóng)機(jī)下田作業(yè)要求，運輸與機(jī)械化程度得到較大提高，農(nóng)產(chǎn)品運輸成本得以降低。具體有以下幾點：

1)通過農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)土地治理改造項目的實施，完善了灌溉溝渠及機(jī)耕路建設(shè)配套工程，農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)土地治理內(nèi)灌溉水利用系數(shù)由原來的0.5提高到0.75。

2)通過對工程區(qū)土地平整，溝渠、機(jī)耕路的配套建設(shè)，解決了工程區(qū)灌溉引水難、運輸難，水資源利用率低、農(nóng)業(yè)用水成本高的現(xiàn)狀，通過河道整治，能有效地防治水患，保護(hù)農(nóng)田。

3)改造項目實施后，不論種植何種農(nóng)作物，均可以做到旱澇保收，取得不可低估效益。

4)增加農(nóng)村就業(yè)機(jī)會，工程建設(shè)將需投入大量的勞動力，在建設(shè)期內(nèi)吸收了大批的農(nóng)村剩余勞動力，為就地轉(zhuǎn)移剩余勞動力開辟了途徑，對農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整起著積極的作用。

4.2 生態(tài)環(huán)境效益

通過渠道工程建設(shè)，不僅能健全和完善農(nóng)田灌溉基礎(chǔ)設(shè)施，而且能使農(nóng)村水環(huán)境得到較大改善，水體水質(zhì)維持良好狀況，改善當(dāng)?shù)鼐用竦纳睢⒕幼…h(huán)境。

5 結(jié)語

雙浦原鄉(xiāng)農(nóng)田水利工程通過渠系配套，排灌分開，對損毀渠道進(jìn)行修復(fù)、襯砌，對部分已有渠道進(jìn)行清淤，提高了工程區(qū)的防洪、抗旱能力，提升了灌溉保證率，增加了田間地頭的供水能力，改善了供水條件，打牢了農(nóng)田設(shè)施基礎(chǔ)，增強(qiáng)了農(nóng)業(yè)發(fā)展后勁，為改善生態(tài)和社會環(huán)境，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，全面提高了該改造區(qū)塊的農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力，社會經(jīng)濟(jì)效應(yīng)顯著。