趙璉

農(nóng)業(yè)為其他產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，大型灌區(qū)建設(shè)有力促進(jìn)著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展，而目前很多大型灌區(qū)受到諸多因素影響存在一系列不足，一定程度上削弱著其在農(nóng)業(yè)發(fā)展中的推動(dòng)作用?；诖耍疚囊择R營(yíng)河灌區(qū)為例，結(jié)合此灌區(qū)的建設(shè)現(xiàn)狀，對(duì)大型灌區(qū)節(jié)水技術(shù)改造措施進(jìn)行深入分析，以通過有效的節(jié)水改造促進(jìn)灌區(qū)水利發(fā)展。

一、前言

馬營(yíng)河灌區(qū)屬于山丹縣唯一的大型灌區(qū)，對(duì)山丹縣農(nóng)業(yè)發(fā)展起到了重要推動(dòng)作用，但此灌區(qū)因工程老化失修，存在嚴(yán)重的輸水損失情況，不僅浪費(fèi)水資源，還直接制約著灌區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。為有效緩解灌區(qū)大量用水需求和因工程不濟(jì)引發(fā)的水資源浪費(fèi)矛盾，有必要基于灌區(qū)實(shí)際情況，合理制定節(jié)水技術(shù)改造方案，在改造期間積極采取渠道防滲節(jié)水措施、管道輸水灌溉措施等，全方位提升水資源利用率，推進(jìn)灌區(qū)健康可持續(xù)發(fā)展。

二、灌區(qū)現(xiàn)狀

項(xiàng)目區(qū)位于馬營(yíng)河灌區(qū)的霍城上三壩片和李橋水庫片上，地形南高北低，區(qū)間海拔高程1600-3200m之間，自然縱坡在1/80-100。東山壩干渠，從東山柏家壩總干渠引水，向東越過山馬公路復(fù)折北經(jīng)霍城鎮(zhèn)的東關(guān)、沙溝、雙湖、新莊至李橋鄉(xiāng)的河灣村；皇馬壩干渠，由皇馬壩湖引水經(jīng)劉莊、杜莊至東關(guān)村，包括皇馬壩引水渠；東一分干渠，由東干渠五支分水閘引水，經(jīng)暖泉、孫家營(yíng)、馬寨、永興、高寨至十里堡村西大地；頭壩支渠，從大馬營(yíng)鄉(xiāng)磨灣村九個(gè)窯的大馬營(yíng)河引水，沿大黃山西茂向北經(jīng)新墩、夾河至花寨子鄉(xiāng)的新泉村。馬營(yíng)河灌區(qū)是山丹縣唯一的大型灌區(qū)，灌溉面積占全縣灌溉面積的90%以上，在山丹縣農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)中占有舉足重的地位。灌區(qū)建成于20世紀(jì)70年代，經(jīng)多年運(yùn)行，灌區(qū)目前存在工程老化失修，輸水損失大，大量的水資源白白浪費(fèi)，水資源利用率較低，灌概效益泛減，嚴(yán)重制約著灌區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。為充分提升水資源利用效率，在灌區(qū)不斷增加的用水需求下，有效解決因工程老化失修引發(fā)的效益衰減、水資源浪費(fèi)問題，有必要對(duì)灌區(qū)進(jìn)行節(jié)水技術(shù)改造，采取一系列改造措施推動(dòng)灌區(qū)水利長(zhǎng)足發(fā)展。

三、大型灌區(qū)節(jié)水技術(shù)改造措施

1.渠道防滲節(jié)水措施

在馬營(yíng)河灌區(qū)開展節(jié)水技術(shù)改造工作，首先要關(guān)注采取渠道防滲節(jié)水措施，這其中涉及的渠道防滲技術(shù)具有較高效益，并且工藝技術(shù)相對(duì)較為成熟，一般會(huì)通過混凝土、土工膜涂料、石料、水泥土等材料進(jìn)行渠道防滲層的構(gòu)建，以獲得良好的防滲節(jié)水效果。其中，土料防滲技術(shù)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，并且投資成本較低，不過考慮到土料防滲層不具備良好的抗凍性，常會(huì)因?yàn)閮鋈诜磸?fù)作用造成防滲層全面蝕壞，難以充分體現(xiàn)其防滲性能，所以在灌區(qū)節(jié)水改造期間，不適合大面積使用；而水泥土防滲技術(shù)也同樣比較簡(jiǎn)單，并且當(dāng)?shù)鼐哂胸S富的料源，可獲得良好的防滲效果，通常情況下每m2每日滲漏量大約在0.06～0.17m3區(qū)間，能夠有效地使?jié)B漏量縮減80%～90%，此技術(shù)應(yīng)用中造價(jià)相對(duì)偏低，同時(shí)將水泥砂漿復(fù)合材料涂抹于水泥土表面能夠全面提升抗凍性能，與灌區(qū)特點(diǎn)相符，可廣泛用于灌區(qū)的田間斗農(nóng)渠中；砌石防滲技術(shù)具有良好的抗凍性能、防害性能，耐磨能力強(qiáng)，并且抗沖流速大，在穩(wěn)定渠道方面具有突出優(yōu)勢(shì)，不過此技術(shù)的應(yīng)用不具備良好的防滲效果，也無法實(shí)現(xiàn)機(jī)械化施工，整體造價(jià)相對(duì)偏高，改造中可在陡坡段或渠道局部險(xiǎn)工段少量使用；土工膜具有較好的防滲性能，在焊接塑模接頭應(yīng)用下可縮減90%～94%的滲漏損失，且具有良好的變形適應(yīng)能力，整體造價(jià)偏低，不過強(qiáng)度也較低，耐久性不佳，所以在灌區(qū)節(jié)水改造期間可主要在中壤土渠段進(jìn)行復(fù)合型土工膜防滲的埋設(shè)；混凝土防滲整體效果優(yōu)良，通?？墒?jié)B漏損失減少90%～95%以上，具有良好的耐久性，混凝土襯砌渠道一般運(yùn)行壽命可超過30年，同時(shí)糙率偏低（n=0.014～0.017），允許流速大，有助于縮減沿程水分損失，并能使渠道斷面顯著減少，土地占有面積小，強(qiáng)度高，管理方便，具有廣泛的適應(yīng)性。不過混凝土襯砌不具備良好的變形適應(yīng)能力，并且一次性投資相對(duì)較高。另外，經(jīng)過工程實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)通過現(xiàn)澆混凝土板襯砌實(shí)現(xiàn)合理接縫，有助于對(duì)渠道滲漏問題實(shí)現(xiàn)有效解決，雖前期涉及較大的一次性投資，不過使用年限比較長(zhǎng)，管理成本較低，整體效益高，可應(yīng)用于大多數(shù)骨干渠道防滲工程中。在相關(guān)渠道防滲節(jié)水技術(shù)應(yīng)用期間，需要基于過水水流流速和渠道設(shè)計(jì)流量來確定渠道深、渠底寬等相關(guān)渠道斷面尺寸，而總干渠渠道設(shè)計(jì)當(dāng)中的W（渠道斷面/m2）、v（過水水流流速/m·s-1）、Q（渠道設(shè)計(jì)流量/m3·s-1）保持的函數(shù)關(guān)系是：

馬營(yíng)河灌區(qū)在渠道防滲節(jié)水改造期間，還同步進(jìn)行了渠道抗凍脹設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了伸縮縫處理，相關(guān)渠道橫斷面圖可見圖1、圖2。

圖1 渠道橫斷面圖（a）

圖2 渠道橫斷面圖（b）

2.管道輸水灌溉措施

在灌區(qū)節(jié)水改造期間，需注意到管道輸水灌溉能夠有效縮減輸水損失，并且具有省工、省地、減少滲漏與蒸發(fā)、利于耕作、便于交通、維修管理方便等優(yōu)勢(shì)，同時(shí)節(jié)水率可達(dá)到20%～30%，不過一次性投入相對(duì)較大，并且具有較高的技術(shù)要求。在布置管道輸水線期間，通常以井為單位并自成系統(tǒng)，一般情況下，深井控制在200～300畝，中淺井則在70～100畝。工程包含地下、地上兩個(gè)組成部分，針對(duì)地上部分，主要將進(jìn)氣閥安裝于水泵出水口，順著管線每隔約60m實(shí)現(xiàn)一個(gè)出水口的安裝，同時(shí)出水口和壟溝或地面軟管相連，通過相關(guān)設(shè)施把水輸送至畦田；針對(duì)地下部分，則主要鋪設(shè)砼管或硬塑管以及相關(guān)管件。在布置機(jī)井期間，要盡量與斗渠接近，斗渠和井要保持相連，這樣可實(shí)現(xiàn)多井匯澆。例如馬營(yíng)河灌區(qū)的東山柏家壩總干渠和東山壩干渠就分別應(yīng)用了鋼筋砼管道輸水和砼渠道輸水，相關(guān)參數(shù)可見表1、表2。

表1 東山柏家壩總干渠（0+000～1+820）鋼筋砼管道輸水方案

表2 東山壩干渠（0+000～1+500）砼渠道輸水方案

四、結(jié)語

目前，我國(guó)很多大型灌區(qū)都存在著一定程度的水資源浪費(fèi)問題，而工程年久失修是主要原因。為此，需要針對(duì)大型灌區(qū)采取一系列節(jié)水改造措施，通過引進(jìn)合理、現(xiàn)代化的節(jié)水技術(shù)全面節(jié)約水資源，高效利用水資源，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不斷提高經(jīng)濟(jì)效益，并有效推進(jìn)灌區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。大型灌區(qū)節(jié)水改造工程屬于一項(xiàng)利國(guó)利民的宏大工程，需要相關(guān)部門高度重視，同時(shí)給予大力支持，以全面推進(jìn)節(jié)水改造措施的高效落實(shí)，促進(jìn)節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展。