張瑞國(guó)
(朔州市華朔水務(wù)發(fā)展有限公司,山西 朔州 036002)
朔州市恢河灌區(qū)地處晉北大同盆地西南,位于朔州市朔城區(qū)境內(nèi),灌區(qū)總耕地面積3.23 萬(wàn)hm2,有效灌溉面積0.83 萬(wàn)hm2,是朔州地區(qū)的主要灌區(qū)之一。屬溫帶半干旱氣候區(qū),風(fēng)沙大,蒸發(fā)量大,氣候干旱。灌區(qū)多年平均氣溫3.6℃~7.3℃,極端氣溫最高38.3℃(1961 年),最低-40.4℃(1971 年)。全年日照時(shí)數(shù)2 600~3 100 h,全年無(wú)霜期102~135 d,最大凍土深度1.57 m。區(qū)域年平均降雨量450 mm,降雨量年季變化大且分布不均勻,多集中于夏季,年均蒸發(fā)量為1 900 mm。
灌區(qū)耕作歷史悠久,群眾具有良好的農(nóng)業(yè)種植習(xí)慣,早在1875 年恢河灌區(qū)已開(kāi)始引水灌溉,1946 年永豐渠系灌溉體系初具規(guī)模。1958 年在灌區(qū)水源工程太平窯水庫(kù)建成的同時(shí),興建了躍進(jìn)渠灌溉體系。至此,形成了以永豐、躍進(jìn)兩大灌溉渠體系的恢河灌區(qū)。兩大渠系覆蓋總干及干渠總長(zhǎng)119.77 km,支、斗農(nóng)渠總長(zhǎng)320 km,渠系建筑物3 508 座,其中干渠215 座,支、斗農(nóng)渠3 293 座。2002 年對(duì)躍進(jìn)渠、西影寺引水渠(部分)、永豐二干、躍進(jìn)三干以及南支干渠局部渠道實(shí)施了防滲工程。2008 年對(duì)躍進(jìn)三、四、五干渠部分渠道及渠系建筑物進(jìn)行了防滲配套改造。上述工程改建進(jìn)一步改善了灌區(qū)水利工程狀況,有力保障了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的有序發(fā)展。
恢河灌區(qū)主要包括躍進(jìn)渠灌區(qū)、永豐渠灌區(qū)兩部分,有效灌溉面積8 333.33 hm2,其中:躍進(jìn)渠灌區(qū)有效灌溉面積3 333.33 hm2、永豐渠灌域有效灌溉面積5 000 hm2。灌區(qū)灌溉引用太平窯水庫(kù)水源和源子河水源。灌區(qū)覆蓋朔州市朔城區(qū)6 個(gè)鄉(xiāng)(鎮(zhèn)),48 個(gè)自然村,總?cè)丝?.85 萬(wàn)人,勞動(dòng)力1.7 萬(wàn)個(gè)。灌區(qū)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)收入主要依靠農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和小型農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)及養(yǎng)殖業(yè)。隨著農(nóng)產(chǎn)品深加工業(yè)為主導(dǎo)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)迅猛發(fā)展,近年來(lái)灌區(qū)人民生活水平不斷提高,在水利條件較好的地區(qū),人均純收入達(dá)到1.5 萬(wàn)元以上。
根據(jù)灌區(qū)歷年作物種植比例調(diào)查和統(tǒng)計(jì)資料分析,恢河灌區(qū)種植比例見(jiàn)表1。
表1 灌區(qū)作物種植比例表
隨著農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,高產(chǎn)優(yōu)產(chǎn)、高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田的建設(shè),經(jīng)濟(jì)作物種植比例呈增加趨勢(shì)。近年來(lái),平均糧食單產(chǎn)5 599.5 kg/hm2,平均油料單產(chǎn)1 827 kg/hm2。
1.3.1 土壤
恢河灌區(qū)大部分面積位于河漫灘,土質(zhì)類型以草甸土為主,且多為近代河流沖積物,質(zhì)地差異較大,從砂壤土到重壤土均有分布,灌區(qū)水肥條件較好。局部區(qū)域地下水位埋藏較淺,加之灌區(qū)蒸發(fā)相對(duì)強(qiáng)烈,土壤出現(xiàn)鹽漬化,形成鹽堿草甸土和鹽土。
1.3.2 工程地質(zhì)
恢河灌區(qū)水利工程的大地構(gòu)造單元,屬呂梁—太行斷塊云崗塊坳西南邊緣,總體地勢(shì)西北、西南高,東南低。灌區(qū)渠系及建筑物多位于低液限粉土、粉細(xì)砂或沖湖積低液限粘土及粘性土之上,土層較薄,土質(zhì)疏松,主要土層為低液限粉土,粘粒平均含量16.5%。
1.3.3 水文地質(zhì)條件
灌區(qū)地處沖湖積平原地區(qū),地下水以松散巖類孔隙水為主,埋深通常在0.5~3 m。地下水流動(dòng)速度緩慢,礦化度在0.2~0.5 g/L 左右。
恢河灌區(qū)地下水較貧乏,合理開(kāi)采深度內(nèi)沒(méi)有較好的含水層,一般地表層為粉砂及粘性土,富水性較差。地下水埋深不均,一般在1.5~2.5 m。灌區(qū)地下水補(bǔ)給來(lái)源為側(cè)向補(bǔ)給和降雨補(bǔ)給兩種,運(yùn)動(dòng)方向從西向東,排泄方式以側(cè)向徑流和蒸發(fā)排泄為主。
灌區(qū)工程設(shè)施主要興建于20 世紀(jì)50 年代,渠系配套工程標(biāo)準(zhǔn)低,且經(jīng)過(guò)60 多年運(yùn)行,目前大部分渠道淤積破損嚴(yán)重,渠系建筑物工程老化,嚴(yán)重影響灌區(qū)效益的充分發(fā)揮,水資源浪費(fèi)比較嚴(yán)重,灌區(qū)經(jīng)濟(jì)效益不斷衰減,主要存在以下幾個(gè)方面問(wèn)題。
恢河灌區(qū)灌溉水源中,太平窯水庫(kù)原設(shè)計(jì)供給躍進(jìn)渠系,源子河泉組水源原設(shè)計(jì)供給永豐渠系;神頭泉組水源在供神頭發(fā)電廠用水的同時(shí),還供東榆林水庫(kù)用水。由于恢河灌區(qū)鹽堿地所占比重較大,需用洪水大水漫灌壓堿改良,灌區(qū)管理部門對(duì)兩處水源缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃管理,造成水資源嚴(yán)重浪費(fèi)。主要表現(xiàn)為灌區(qū)渠系上游水量充足,灌區(qū)下游卻干枯無(wú)水;盡管兩個(gè)分灌區(qū)的渠系可以互相聯(lián)通、互相補(bǔ)水運(yùn)行,但由于管理失調(diào)等原因,造成下游農(nóng)業(yè)灌溉無(wú)法實(shí)施。
據(jù)統(tǒng)計(jì),灌區(qū)自流灌溉平均畝次用水量200 m3以上,灌溉水綜合利用系數(shù)為0.5 左右,處于中型自流灌區(qū)較低水平。主要原因有:一是灌區(qū)骨干輸水渠系兼具引洪灌溉的功能,因而渠道斷面大、縱坡緩。但一年中僅在汛期很短的時(shí)段引用洪水,其余絕大部分時(shí)段引水流量遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)流量,因而渠道供水時(shí)間長(zhǎng),灌溉效率偏低。二是渠道滲漏損失嚴(yán)重。盡管2002—2010年灌區(qū)對(duì)局部骨干渠段開(kāi)展了防滲措施,但大多渠道仍為土渠,表現(xiàn)為淤積嚴(yán)重、雜草叢生,嚴(yán)重影響渠道過(guò)流且滲漏損失較大。三是渠系建筑物設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低,多年超期服役,大部分老化破損,輸水出現(xiàn)滲漏、跑水現(xiàn)象,給管理工作帶來(lái)困難。四是支、斗渠也存在防滲率偏低,渠系及建筑物水毀、失修嚴(yán)重問(wèn)題。
當(dāng)前,恢河灌區(qū)的突出問(wèn)題是水資源損失浪費(fèi)嚴(yán)重。根據(jù)近年調(diào)查分析,畝次毛灌水量最高可達(dá)250 m3,且灌溉水的利用系數(shù)偏低。比如永豐渠系、總干渠、一干渠和中支渠等渠系仍然是土渠,滲漏嚴(yán)重;西影寺引水渠高速橋~人字閘段,雖列入首都水資源建設(shè)項(xiàng)目,但由于地方缺少配套資金,防滲工程未能實(shí)施,目前仍為土渠,滲漏嚴(yán)重。
主要問(wèn)題:一是永豐總干渠渠首建在恢河河道上,渠道為土渠,存在渠堤坍塌、水毀段以及險(xiǎn)工段較多,取水困難;二是永豐一干渠、永豐中支渠、西影寺引水渠4+762—5+518 段,未做防滲處理,輸水困難,跑漏水問(wèn)題嚴(yán)重;三是渠道建筑物配套不完備,現(xiàn)有建筑物老化失修;四是農(nóng)業(yè)灌溉輸水不暢。
恢河灌區(qū)次生鹽漬化由來(lái)已久,由于部分灌區(qū)土質(zhì)含鹽量高,排水不暢,灌排失當(dāng),加劇了土壤鹽漬化速度。雖然多年來(lái)采取排水改堿、渠道防滲、引淤壓堿、大水漫灌壓堿、井灌井排等措施,鹽漬地改良也取得了一定成效。但由于配套工程不健全、標(biāo)準(zhǔn)不高、管理不善等積弊,部分排水渠道淤積嚴(yán)重,排流不暢,鹽漬化問(wèn)題難以根除。目前灌區(qū)尚有鹽漬地產(chǎn)量為一般耕地產(chǎn)量的30%~70%。
結(jié)合灌區(qū)實(shí)際,對(duì)永豐總干渠、永豐一干渠、永豐中支渠和西影寺引水渠(現(xiàn)未實(shí)施改造部分)進(jìn)行節(jié)水配套改造。實(shí)施渠道襯砌工程、渠系建筑物以及量測(cè)與管理設(shè)施續(xù)建配套與節(jié)水改造,其中:(1)渠道襯砌工程總長(zhǎng)16.812 km,包括永豐總干渠2.766 km、永豐一干渠7.07 km、永豐中支渠6.22 km、西影寺引水渠0.756 km;(2)建設(shè)水閘、過(guò)路橋等渠系建筑物40 座;(3)修建量測(cè)與管理設(shè)施10 處,主要采用巴歇爾槽,分設(shè)于永豐一干渠沿渠支(斗)渠分水閘下游引水渠首5 處;永豐中支渠沿渠斗渠分水閘下游引水渠首5 處。
通過(guò)灌區(qū)節(jié)水技術(shù)改造和能力提升,可改善永豐渠系控制灌溉面積2 666.67 hm2,年增節(jié)水能力130.15 萬(wàn)m3。改造后永豐渠系灌域農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)提升至0.602,全灌域農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)提升至0.58。
對(duì)灌區(qū)推行改鹽改堿為主的綜合治理。根據(jù)上級(jí)批復(fù)的《朔州市恢河灌區(qū)取水許可報(bào)告書》,明確恢河灌區(qū)灌溉用水取水許可量按有效灌溉面積8 333.33 hm2計(jì)算,灌區(qū)節(jié)水建設(shè)目標(biāo)是農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)達(dá)到0.65,減少大水漫灌范圍時(shí)段,降低地表水量蒸發(fā),從根子上解決鹽漬化問(wèn)題。
恢河灌區(qū)節(jié)水技術(shù)改造項(xiàng)目首先在永豐渠系局部實(shí)施,可改善灌溉面積2 666.67 hm2,剩余永豐渠系的2 333.33 hm2和躍進(jìn)渠系的3 333.33 hm2灌溉面積仍維持現(xiàn)狀水平,灌溉水利用系數(shù)僅為0.58,距離國(guó)家對(duì)中型灌區(qū)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)達(dá)到0.65 的節(jié)水建設(shè)目標(biāo)差距仍較大。要分步對(duì)全灌區(qū)實(shí)施節(jié)水改造,提高水資源利用系數(shù);提高灌區(qū)斗、農(nóng)渠防滲效率,完善配套工程;結(jié)合農(nóng)田基本建設(shè),加大對(duì)田面工程的投入,減少灌區(qū)大田塊,提高田間水利用系數(shù);充分發(fā)揮鹽堿地抽排井的功能。
朔州市恢河灌區(qū)目前的量水設(shè)施和監(jiān)控系統(tǒng)還很不完善,尤其是監(jiān)控系統(tǒng)目前尚屬空白,灌區(qū)管理設(shè)施落后,管理水平較低,不能很好地科學(xué)量水,計(jì)劃施水。在科學(xué)管理上,要加大軟、硬件投資力度,提高灌區(qū)管理能力和水平。
恢河灌區(qū)節(jié)水潛力較大,應(yīng)積極采取有效措施,加大農(nóng)業(yè)節(jié)水投入,實(shí)施灌區(qū)節(jié)水技術(shù)改造。通過(guò)農(nóng)業(yè)節(jié)水工程建設(shè),持續(xù)提高灌溉水利用率;通過(guò)田間節(jié)水和農(nóng)業(yè)技術(shù)措施,大幅提升灌區(qū)水利用效率,節(jié)約的水資源又能擴(kuò)大實(shí)際灌溉面積,促進(jìn)恢河灌區(qū)水資源科學(xué)配置,保障灌區(qū)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。