賈永生

（深圳市水務規(guī)劃設計院股份有限公司新疆分公司 新疆烏魯木齊 830000）

推行高效節(jié)水灌溉工程是緩解水資源短缺矛盾的重要手段，也是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的必然選擇[1-2]。新疆鞏留縣水資源豐富，原則上可滿足農(nóng)業(yè)需水量，但受地形地質(zhì)條件限制開發(fā)難度大，屬于工程性缺水[3]。為有效緩解當?shù)厮Y源供需矛盾，修建阿克加孜克水庫及配套水利工程，阿克加孜克灌區(qū)高效節(jié)水灌溉項目為阿克加孜克水庫配套項目，主要建設內(nèi)容為輸水管線工程、減壓調(diào)蓄池工程、自動化控制系統(tǒng)工程、附屬建筑工程、田間輸水工程和田間灌溉工程。

1 工程概況

阿克加孜克灌區(qū)位于鞏留縣西部阿克加孜克村阿克加孜克水庫下游，設計灌溉面積2 380 hm2。現(xiàn)狀年2018年灌區(qū)總?cè)丝? 223 人，年末牲畜存欄總數(shù)3.42 萬標準頭，保灌面積373 hm2。阿克加孜克水庫工程位于鞏留縣境內(nèi)，水庫總庫容535.3 萬m3，正常蓄水位1 424.7 m，相應庫容445.7 萬m3，承擔下游灌溉兼顧防洪及供水任務，水庫建成后，可滿足下游2 380 hm2灌區(qū)灌溉用水，解決0.25 萬人及5.44 萬只標準畜的飲水安全水源問題。灌區(qū)種植作物分為糧食作物、經(jīng)濟作物和林地，可通過對作物種植結(jié)構(gòu)調(diào)整，增加經(jīng)濟作物和飼草料地種植面積提高當?shù)剞r(nóng)牧民經(jīng)濟收入。

2 工程建設的必要性

2.1 項目實施是鞏留縣經(jīng)濟發(fā)展的需要

阿克加孜克灌區(qū)現(xiàn)狀灌溉面積573 hm2，其中373 hm2由河道取水口引水灌溉，其余200 hm2靠山泉水灌溉，灌溉保證率低。灌區(qū)在可代克薩依河上現(xiàn)有2處取水口，左、右岸各有一處，其中右岸取水口位于壩址下游0.9 km，采用簡易溢流堰引水。左岸取水口位于壩址下游1.4 km，為無壩引水，修建于上世紀60年代，經(jīng)不斷加固改建，工程已運行了幾十年。目前工程設施簡陋，存在引水能力不足、渠系滲漏嚴重、灌溉方式落后等問題，嚴重影響了灌區(qū)發(fā)展。通過建設灌區(qū)輸水工程和田間工程，將水庫水采用管道輸送至灌區(qū)，有效增加灌溉面積，保障灌區(qū)2 380 hm2灌溉用水，提高灌區(qū)居民經(jīng)濟收入和生活水平。

2.2 項目實施是保障牧區(qū)生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的需要

多年來，阿克加孜克村的畜牧業(yè)基本上沿襲著傳統(tǒng)落后的游牧生產(chǎn)經(jīng)營方式，畜牧業(yè)主要靠擴大天然草地使用規(guī)模和強度、增加牲畜頭數(shù)謀發(fā)展，直接后果為草場超載過牧嚴重、天然草場產(chǎn)草量下降、草場退化萎縮、土地沙化現(xiàn)象明顯，導致草場涵養(yǎng)水源功能下降、水土流失現(xiàn)象加劇，生態(tài)環(huán)境惡化等。據(jù)統(tǒng)計，可利用草地的產(chǎn)草量由上世紀80年代初期的1 200 kg/hm2，減少到目前的750 kg/hm2。牧民為了謀求自身的生存，還在不斷地增加牲畜數(shù)量，進一步加大對草地的使用程度。

通過建設高產(chǎn)的人工飼草料基地，提高單位面積產(chǎn)量。實行冬春舍飼圈養(yǎng)、夏秋放牧，變四季放牧為兩季放牧，對荒漠草地實行封禁，恢復草原生態(tài)，走向良性循環(huán)。通過灌區(qū)飼草料地的建設，可置換出1.33 萬hm2天然草場實行封禁、輪牧，提高草場自我修復能力，起到“建設小綠洲，保護大生態(tài)”的作用，是保護和改善草原生態(tài)環(huán)境的需要。

3 水資源評價

灌溉水源為水庫水，按照“以水定地”的原則確定新增灌區(qū)面積?，F(xiàn)狀灌溉面積373 hm2作為老灌區(qū)，現(xiàn)狀水源為阿克加孜克河無壩取水口，設計采用重新鋪設管道，建設滴灌灌溉系統(tǒng)，由1#蓄水池供水，種植結(jié)構(gòu)大體維持現(xiàn)狀不變，以小麥及油料為主，保障農(nóng)牧民生活所需糧、油?，F(xiàn)狀灌溉面積200 hm2老灌區(qū)水源為山泉水灌溉，灌溉保證率低。

設計水平年為2022年，新增灌區(qū)采用高效節(jié)水灌溉，新增灌區(qū)灌溉面積為2 007 hm2（包含200 hm2的泉水灌溉的老灌區(qū)），項目實施后灌區(qū)灌溉面積達到2 380 hm2，作物灌溉方式為滴灌。

由表1 計算得，灌區(qū)總需水量為1 280.8 萬m3，水庫50%保證率的來水量為1 365 萬m3，除滿足總需水量外，尚余84.2 萬m3。各月來水量與用水量不平衡由水庫調(diào)節(jié)，多余水量下泄河道。

表1 設計水平年灌區(qū)需水量計算表 單位：萬m3

4 工程布置

灌區(qū)水源為阿克加孜克水庫，控制灌溉面積2380 hm2，包括老灌區(qū)灌溉面積573 hm2，新增灌溉面積1 807 hm2。采用管道將水庫水引至灌區(qū)調(diào)蓄池，再通過管道將水引進田間首部。主要建設內(nèi)容為輸水管線工程、減壓調(diào)蓄池工程、自動化控制系統(tǒng)工程及附屬建筑工程、田間輸水工程和田間灌溉工程。

4.1 輸水型式及管材選擇

輸水工程輸水型式可采用明渠輸水和管道輸水，灌區(qū)地處鞏留南部前山丘陵區(qū)，該區(qū)域水資源較短缺，且地形起伏較大，南北向縱坡較陡，若采用明渠渠線長，施工難度大，水量損失大，田間若采用滴灌，還需加壓，消耗能源；可利用地面落差，采用管道輸水管線短，水量損失小，田間可自壓滴灌，既節(jié)約投資又節(jié)約能源。故選用管道輸水方式。

按照工程建設以安全穩(wěn)定為優(yōu)先條件，選用耐久性好的材料，輸水管道管徑大于1.0 m 采用3PE 鋼管，輸水管道管徑小于1.0 m，采用K9 級球墨鑄鐵管道。對于田間管網(wǎng)，管徑小于315 mm，管材選用U-PVC 管0.6～1.0 MPa 壓力等級管材。自壓滴灌采用減壓井和減壓閥結(jié)合使用，用減壓井控制系統(tǒng)靜壓，從而降低管道等級，減壓閥控制系統(tǒng)動壓，使系統(tǒng)安全的運行。

4.2 輸水路線選擇

阿克加孜克灌區(qū)按照地形、地貌的天然差異分為5 個供水片區(qū)，為充分利用地面高差、避免水頭過高或過低，便于選擇管材和壓力等級，爭取管線最短，節(jié)約投資的原則選擇最佳管線[4-5]，將管道鋪設在河谷臨時施工道路旁側(cè)。根據(jù)灌區(qū)用水需求，需要在每塊供水片區(qū)適當位置設置調(diào)蓄池，線路選定方案為在阿克加孜克水庫灌溉放水洞出口預留管口，輸水管用法蘭與預留管連接，起點樁號0+000。引水口處設置閘閥井一座，閥門井后管線沿可代克薩依河左岸布置，在1+249.82 處設一支管沿右岸岸坡爬至右岸1#減壓調(diào)蓄池（支0+609）處，主管線沿左岸岸坡爬至左岸2# 減壓調(diào)蓄池（2+820），之后管線沿項目區(qū)現(xiàn)狀砂石路面平行布置，并依次通過3# 調(diào)蓄池（樁號5+385）、4#調(diào)蓄池（樁號7+260）、5# 調(diào)蓄池（樁號14+093），在樁號5+940、9+440 和11+890 處各設置一座50 m3減壓池。

4.3 工程規(guī)模及任務

工程灌溉設計流量為1.95 m3/s，主要建筑物和次要建筑物均為5 級，工程使用年限30年。主要工程任務有輸水工程和田間高效節(jié)水工程，輸水工程有輸水管道14 660 m，減壓調(diào)蓄池5 座，自動化系統(tǒng)一套及附屬建筑物工程；田間高效節(jié)水工程包括田間輸水工程和田間灌溉工程，田間輸水工程有輸水管道342 180 m，閘閥井、排水井、排氣井124 座，減壓井19 座；田間灌溉工程有田間滴灌系統(tǒng)45 個，U-PVC 地埋管道332.43km，地面支管437.92 km，滴灌帶6 686.07 km，閘閥井、排水井、減壓閥井1 614 座，過濾器管理房1 080 m2，全自動反沖洗碟片過濾器45 套，壓差式施肥罐45 套。

5 效益分析

本次實施2 380 hm2滴灌工程，增產(chǎn)效益計算表見表2。在充分灌溉的情況下，以設計年作物產(chǎn)量為計算依據(jù)，采用分攤系數(shù)法計算效益，水利分攤系數(shù)取0.35，新增效益為1 595.7 萬元。

表2 灌溉效益計算表

6 結(jié)語

阿克加孜克灌區(qū)設計灌溉面積2 380 hm2，因灌溉保證率低，目前保灌面積373 hm2，通過建設灌區(qū)輸水工程和田間工程，將水庫水采用管道輸送至灌區(qū)，保障灌區(qū)2 380 hm2灌溉用水。項目實施后，可以增加灌區(qū)灌溉面積、提高灌溉保證率，增加的灌溉面積可建設高產(chǎn)的人工飼草料基地，提高單位面積產(chǎn)量，不僅可以增加農(nóng)牧民收入，還可以保護和改善當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，持續(xù)為鞏留縣鄉(xiāng)村振興提供水利保障。