李曉明
(北京舜土規(guī)劃顧問有限公司,北京 100072)
在國家政策大力支持新農(nóng)村建設(shè)背景下,國家及各省市均投入了巨資支持農(nóng)田水利建設(shè)。農(nóng)田水利建設(shè)中,灌溉渠道工程是一個至關(guān)重要的組成部分。對農(nóng)田灌溉渠道工程的運行維護與管理是否到位,關(guān)乎農(nóng)田水利灌溉效益的高低,甚至影響了灌溉渠道工程兩岸居民的人身、財產(chǎn)安全。因此,分析農(nóng)田灌溉渠道工程的運行維護與管理方案具有重要的現(xiàn)實意義。
東一干渠上段農(nóng)田水利灌溉工程位于河南省豫西丘陵地區(qū),是20 世紀(jì)80 年代建成的大型水利樞紐工程。干渠從汝陽縣內(nèi)埠分水樞紐取水,沿著丘陵區(qū)等高線跨徑汝陽、偃師、伊川多縣至偃師市長隧道進口,全長49.448 km。該渠道工程共有8 條全長4 786 m 的 渠 洞、4 座 總 長1 692 m 的 渡 槽 以 及65 座填方壩、6 座17 孔節(jié)退閘、93 座橋梁。渠道設(shè)計渠首引水為陸渾總干渠內(nèi)埠分水樞紐,流量為50 m3∕s,上端設(shè)計灌溉面積為0.32 萬hm2,實際灌溉面積為0.12 萬hm2,覆蓋汝陽、伊川2 個縣城和42 個行政村,總受益人口達8.34 萬人。灌溉范圍內(nèi)種植作物為玉米、小麥。
自建成運行以來,東一干渠上段農(nóng)田水利灌溉工程為沿線農(nóng)田灌溉源源不斷地輸水,已成為地方農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展不可或缺的命脈。但是,在農(nóng)田水利灌溉渠道工程長時間運行過程中,因缺乏阻擋水流垃圾設(shè)施,周邊雜草處理不及時,局部加固不到位,渠面沉陷、雜物淤積、渠沿滑坡、渠道滲漏等損壞現(xiàn)象頻繁出現(xiàn),嚴(yán)重干擾了灌溉渠道工程行水流動速度、流量。用渠道運送灌溉用水導(dǎo)致的水量損失達總用水量的30%~50%,灌溉效率較低,間接影響了農(nóng)田生產(chǎn)效益。
東一干渠上段農(nóng)田水利灌溉工程的運行維護管理問題愈發(fā)突出,不僅存在安全隱患檢查不全面問題,而且滲漏防控技術(shù)較為滯后,影響了農(nóng)田水利灌溉渠道工程的安全運行。
安全檢查成為農(nóng)田水利灌溉渠道工程運行維護的重要內(nèi)容。但是,在農(nóng)田水利灌溉渠道工程運行維護過程中,安全隱患檢查不全面問題較為突出,無法及時發(fā)現(xiàn)機電設(shè)施、渠道內(nèi)部安全隱患,對水利灌溉渠道后期運行安全造成了較大負面影響[1]。
滲漏防控技術(shù)較為滯后,多為砼分塊襯砌,損耗材料較多,且無法徹底解決渠道滲漏問題,甚至?xí)斐赊r(nóng)田灌溉渠道運行受阻問題,影響渠道最佳灌溉效用的發(fā)揮[2]。
工程運行維護管理的參與者眾多,職責(zé)重疊問題時有發(fā)生。加之現(xiàn)有渠道工程運行維護管理職責(zé)不夠詳細,導(dǎo)致相關(guān)人員缺乏渠道工程質(zhì)量安全管理意識,也未全面掌控工程運維內(nèi)容,埋下了安全隱患。
工程運行維護管理手段更加多樣,對管理資源提出了更高的要求。但是,因東一干渠上段農(nóng)田水利灌溉工程處于丘陵區(qū),農(nóng)田不連貫,資源投入難度大。加之現(xiàn)有工程管理理念存在滯后性,無法為工程運維技術(shù)升級提供足夠資金,影響了工程維護管理效率[3]。
農(nóng)田水利灌溉渠道工程的運行維護是一項高度復(fù)雜且實施難度較大的工作,關(guān)乎農(nóng)田水利灌溉渠道工程實際作用的正常發(fā)揮。為解決工程中存在的行水不暢、滲漏問題,應(yīng)注重日常灌溉渠道檢查,及時發(fā)現(xiàn)渠道工程設(shè)施問題,及時采取措施保障農(nóng)田灌溉渠道順利發(fā)揮作用[4]。
農(nóng)田水利灌溉渠道工程養(yǎng)管護人員應(yīng)加強渠道日常檢查,以渠道放水前為節(jié)點,巡視檢查灌溉主干道、支干道,判定灌溉渠道上是否存在蟻穴與鼠洞,觀察灌溉渠道表面是否存在滑坡、缺口、防水層破損情況,以及渠道內(nèi)部是否存在嚴(yán)重淤積物與大面積水流垃圾。渠道放水期間,觀察行水是否均勻、平穩(wěn)。最后以放水進入尾聲為節(jié)點,觀察水下部分是否損壞,落實全周期檢查,適當(dāng)縮短巡視檢查間隔,提升巡視檢查頻次,便于及時發(fā)現(xiàn)問題及時處理,延長農(nóng)田水利灌溉渠道工程的使用年限,為其灌溉功能、生態(tài)維護功能的充分發(fā)揮提供依據(jù)。
管護人員應(yīng)加大對渠道滲漏防控的關(guān)注力度。在明確農(nóng)田水利灌溉渠道設(shè)計水量的基礎(chǔ)上,采取有效措施,增強農(nóng)田灌溉渠道安全輸水能力,避免渠道損耗致灌溉面積減少、灌溉效益下降以及地下水位抬高、土壤次生鹽堿化、渠床浸水變形系列問題。
在農(nóng)田水利灌溉渠道滲漏防控作業(yè)前,工程管護人員應(yīng)根據(jù)設(shè)計圖紙、地質(zhì)報告開展詳細的組織策劃,確定料場、拌和場位置以及用水、用電、用地、用機,確定無誤后,平整處理基礎(chǔ)面,清除基礎(chǔ)面多余雜質(zhì),結(jié)合有關(guān)規(guī)定密實回填,避免地下基礎(chǔ)部位遭受地下水侵害。
襯砌是農(nóng)田水利灌溉渠道維護管理的重中之重,關(guān)乎整體渠道骨架。在放樣的基礎(chǔ)上,應(yīng)根據(jù)襯砌渠道受損程度,采取適宜的維修措施,避免滲漏裂縫干擾灌溉渠道正常運行。對于農(nóng)田灌溉渠道勾縫剝落、石塊脫落情況,與渠道漿砌石厚度小于設(shè)計值有關(guān),可在清理勾縫剝落位置泥沙與其他污物的基礎(chǔ)上,借助小錘平穩(wěn)、緊密楔入小型碎石。在小碎石層上,借助高標(biāo)號水泥砂漿進行勾縫處理,確保砂漿呈現(xiàn)出飽滿狀態(tài)。在勾縫后,進行砌體表面防水層檢查、修補,確保襯砌完整性。
對于農(nóng)田灌溉渠道表面剝落、風(fēng)化裂縫,與混凝土配合比不當(dāng)有較大關(guān)系,可在拆除損害位置的基礎(chǔ)上,開挖底槽寬度為0.5 m 的階梯狀坑槽,平穩(wěn)邊坡后,重新利用混凝土現(xiàn)澆砌補。需要注意的是,在混凝土現(xiàn)澆料使用時,應(yīng)優(yōu)選整體級配良好的大粒徑骨料,嚴(yán)格驗收,確保摻合料水化熱、初始凝固與最終凝固時間與要求相符。進而合理設(shè)計水灰比,確?;炷梁鸵仔粤己?、強度達標(biāo)[5]。在這個基礎(chǔ)上,借助泵送方式,從下到上連續(xù)澆筑、密實振搗,混凝土砂漿砌筑厚度在4 cm 左右,一次性完成襯砌局部滲漏修復(fù),在初凝后潤濕鋪膜養(yǎng)護。整個操作過程借助漿液自重進入縫隙內(nèi),促使裂縫吸滿漿液,解決表面剝落、風(fēng)化裂縫隱患。
對于農(nóng)田灌溉渠道防滲層出現(xiàn)大面積破損的情況,管護人員應(yīng)及時挖除破損部位,清掃現(xiàn)場雜質(zhì),運用素土回填夯實。對于農(nóng)田灌溉渠道防滲層出現(xiàn)裂縫的情況,管護人員可以沿著裂縫開鑿倒三角形(圖1),清除倒三角形開鑿雜質(zhì),利用柔性膜料重新設(shè)置防滲層,防滲層厚度在20~30 cm。在柔性膜料防滲層設(shè)置的基礎(chǔ)上,借助混凝土板等剛性材料設(shè)置外圍保護層,并借助高標(biāo)號水泥勾寬2~3 cm的縫,相鄰勾縫距離在20~50 m,借助復(fù)合型防滲材料良好的延展性,適應(yīng)渠道面不均勻變形,降低農(nóng)田水利灌溉渠道水分凍脹破壞。在混凝土材質(zhì)的農(nóng)田水利灌溉渠道后續(xù)維護過程中,應(yīng)以伸縮縫為重點,及時發(fā)現(xiàn)伸縮縫填料缺失問題及時修補,并設(shè)計減壓排水孔,增加伸縮縫頂部預(yù)制板厚度、面積,降低沖刷力,確保渠道伸縮縫結(jié)構(gòu)完整。
圖1 農(nóng)田水利灌溉渠道工程裂縫開鑿形狀
農(nóng)田水利灌溉渠道工程的管理關(guān)乎實際工作開展成效,是國家水利可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要一環(huán)。在持續(xù)總結(jié)農(nóng)田水利灌溉渠道管理經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,應(yīng)落實專職養(yǎng)護人員職責(zé),引入群眾力量,實現(xiàn)有效管理。
農(nóng)田水利灌溉渠道工程專職養(yǎng)護人員職責(zé)的落實是一切工作開展的前提。農(nóng)田水利灌溉工程管理部門應(yīng)對現(xiàn)有工作職責(zé)制度進一步完善,促使灌溉渠道專職養(yǎng)護人員明確自身工作內(nèi)容。即根據(jù)農(nóng)田水利灌溉渠道工程分類、水屬關(guān)系,將日常渠道檢查、養(yǎng)護、維修納入人員職責(zé)體系[6]。定期組織專業(yè)技術(shù)人員檢測水利灌溉渠道工程,并對水利灌溉渠道工程設(shè)施維護人員進行專業(yè)化培訓(xùn),落實專人專職定點定段管理的方針。將人員職責(zé)執(zhí)行情況融入績效考核機制中,督促渠道專職養(yǎng)護人員落實渠道檢查、養(yǎng)護、維修職責(zé),及時發(fā)現(xiàn)并處理渠道雜物堵塞、滲漏問題,定期在渠道兩岸植樹,加固水土,科學(xué)修復(fù)渠道局部滲漏問題,破除渠道決口事故隱患。
在落實渠道檢查、養(yǎng)護、維修職責(zé)的基礎(chǔ)上,渠道專職養(yǎng)護人員應(yīng)依據(jù)定額標(biāo)準(zhǔn),核定農(nóng)田灌溉用水戶灌水面積,以667 m2為單位,為每戶分發(fā)用水證,落實定量供水方針,實現(xiàn)對每戶用水量的精確化管理。同時全面、深入調(diào)查農(nóng)田水利灌溉區(qū)域內(nèi)村莊耕地面積、人口總數(shù),灌區(qū)全年水資源總量,定期調(diào)整每戶用水量,確保灌溉用水的科學(xué)應(yīng)用。從提高水量輸送、分配合理性著手,將灌區(qū)農(nóng)作物種植情況、年度降雨量作為關(guān)鍵因素,落實先上游后下游、上游照顧下游、局部服從全局的方針,進行水量分配計劃的制定。在水量分配計劃中落實壓春、保夏、擴秋、減冬方針,全程管理水輸送過程,確保灌溉用水滿足季節(jié)農(nóng)田管理所需。
農(nóng)田水利灌溉渠道工程運行養(yǎng)護與維修工作內(nèi)容復(fù)雜,單純依靠專職養(yǎng)護人員的力量難以達到良好效果。農(nóng)田水利部門應(yīng)從宏觀著手統(tǒng)籌管理水資源,應(yīng)用群眾用水者協(xié)會參與模式,由部門與灌溉渠道工程受益村社協(xié)會組織簽訂管理合同,分段分片,將群眾力量引入農(nóng)田水利灌溉渠道養(yǎng)護作業(yè)中[7]。依據(jù)自己管理到村水量、自己決策水量分配、自己調(diào)整種植結(jié)構(gòu)、自己修繕灌溉設(shè)施的方針,將農(nóng)田水利灌溉設(shè)施管理責(zé)任落實到各村各戶。同時定期組織培訓(xùn),發(fā)放農(nóng)田水利灌溉渠道工程管理宣傳資料,借助網(wǎng)絡(luò)、電視、微信等平臺向灌區(qū)群眾宣揚農(nóng)田水利灌溉渠道工程維護的重要性,促使群眾認(rèn)識到農(nóng)田水利灌溉渠道工程對地區(qū)發(fā)展、個人生產(chǎn)的重要作用。根據(jù)階段農(nóng)田水利灌溉渠道工程運行情況,根據(jù)不同類別農(nóng)作物耗水量、生長勢頭與產(chǎn)量、灌溉引水量等數(shù)據(jù),正確引導(dǎo)群眾利用農(nóng)田水利灌溉渠道,促使其主動拒絕在渠道壩坡上種植農(nóng)作物等加劇渠道壩坡水土流失的行為,減少灌溉用水損耗量,降低渠道灌溉用水管理矛盾問題發(fā)生概率。在正確引導(dǎo)的基礎(chǔ)上,嚴(yán)厲懲處故意破壞渠道壩坡的行為,促使農(nóng)田灌溉渠道兩岸群眾真正認(rèn)識到渠道壩坡保護的重要性,降低農(nóng)田水利灌溉渠道破壞行為,保證農(nóng)田水利灌溉渠道平穩(wěn)運行。
農(nóng)田水利灌溉渠道維護管理資源的投入至關(guān)重要。在傳統(tǒng)資源投入模式中,渠道工程運維管理部門應(yīng)適應(yīng)農(nóng)田灌溉渠道工程發(fā)展趨勢,進一步升級資源投入模式,根據(jù)月度、季度、年度管理計劃,為工程投入足夠的人力資源、物力資源和財力資源。
4.3.1 物力資源 根據(jù)農(nóng)田水利灌溉渠道維護管理需求,管理部門應(yīng)投入足夠的物力資源。對于地面渠道引水灌溉中存在的水分滲透問題,投入足夠的抗?jié)B建筑材料,規(guī)避水資源損耗。根據(jù)人工渠道工程監(jiān)督管理存在的成本問題,引入電子監(jiān)管設(shè)備,在不同地勢、不同環(huán)境下監(jiān)管農(nóng)田灌溉渠道供水設(shè)施整條線路,并在遠程終端實時考核農(nóng)田灌溉渠道工程日常運行情況,有針對性地開展工程管理工作,確保農(nóng)田水利灌溉渠道工程管理工作實效性[8]。農(nóng)田水利灌溉渠道維護管理部門可以借助遙感技術(shù),收集灌區(qū)內(nèi)多源空間信息、灌溉屬性資料,明確灌溉渠道控制面積、其他級別渠系之間的隸屬關(guān)系,從農(nóng)田水量平衡視角,設(shè)置灌溉增產(chǎn)優(yōu)化目標(biāo),在智能算法模型內(nèi)求解配水流量。根據(jù)灌區(qū)內(nèi)農(nóng)作物種植分布,細化灌溉用水配送方案,實現(xiàn)農(nóng)田水利灌溉渠道工程水資源的最優(yōu)化應(yīng)用。
4.3.2 人力資源 在物力資源投入的基礎(chǔ)上,渠道工程運維管理部門應(yīng)組織建設(shè)一支高度專業(yè)的渠道養(yǎng)護隊伍,聘請專業(yè)人員對養(yǎng)護隊伍成員進行技能培訓(xùn)、考核。同時定期組織渠道養(yǎng)護隊伍進入其他灌區(qū)、地區(qū)進行技術(shù)技能交流,鼓勵其吸納先進渠道養(yǎng)護技術(shù),確保農(nóng)田水利灌溉工程養(yǎng)護作業(yè)高效率開展。在內(nèi)部高水平渠道養(yǎng)護隊伍建設(shè)的基礎(chǔ)上,進一步擴展工程人力資源服務(wù)體系,為農(nóng)田水利灌溉渠道工程管理提供充足的人力資源支持。
4.3.3 財力資源 對農(nóng)田水利灌溉渠道進行維護管理主要是對相關(guān)機電設(shè)施、水工建筑物進行維護,需要充足的資金支持。因此,農(nóng)田水利灌溉渠道工程所在地政府部門應(yīng)加強灌溉渠道維護與資金投入[9]。同時借助市場調(diào)節(jié)手段,以收取水電費、排灌費、廣告費與國家財政補貼等方式,獲取足夠的資金支持。結(jié)合農(nóng)田發(fā)展趨勢、國家最新制定頒布的農(nóng)田灌溉工程扶持政策,樹立大局觀、發(fā)展觀,在合理范圍內(nèi)規(guī)劃農(nóng)田灌溉渠道管護資金,優(yōu)先應(yīng)用資金引入農(nóng)田水利灌溉渠道管護新材料、新技術(shù)、新工藝,修復(fù)、改造破損嚴(yán)重的渠道,避免資金缺失對農(nóng)田灌溉渠道管護工作正常開展造成干擾,為農(nóng)田水利灌溉渠道工程灌溉效率、防滲能力的提升提供依據(jù)。
農(nóng)田水利灌溉渠道工程灌溉用水損失嚴(yán)重、流水不暢問題較為突出,不僅加劇地方土地浸漬危害,而且對工程周邊群眾生命財產(chǎn)安全造成了威脅。根據(jù)已有灌溉工程管理經(jīng)驗,農(nóng)田水利灌溉渠道工程管護人員應(yīng)從水量流失原因著手,定期巡查、記錄,及時解決水利渠道表面破損、內(nèi)部淤積問題,并利用合理的措施封堵渠道漏洞,提高渠道灌溉效率,為農(nóng)田生產(chǎn)提供充足的水源保障。