鄧志遠

寧夏回族自治區(qū)固海揚水管理處 寧夏 中寧 755100

引言

水資源的有效利用對于區(qū)域經(jīng)濟和社會的可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。固海揚水干渠作為一項重大的水利工程，為輸送水資源提供了關(guān)鍵的基礎設施。然而，如何實現(xiàn)高效輸水仍然是一個具有挑戰(zhàn)性的問題。本文旨在探討固海揚水干渠高效輸水的途徑和措施，從而為相關(guān)行業(yè)提供有益的指導和建議。

1 固海揚水工程概述

固海揚水工程是寧夏建設最早、規(guī)模最大的大型公益性扶貧揚黃灌溉工程，由同心揚水工程系統(tǒng)、固海揚水工程系統(tǒng)和固海擴灌工程系統(tǒng)三部分組成。固海揚水工程旨在解決該地區(qū)的水資源短缺問題，促進農(nóng)業(yè)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境改善。目前，固海揚水工程投入運行的泵站29座，安裝主機組198臺（套），總裝機容量20.26萬kW，主干支渠39條，總長464km，各類水工建筑物1459座，其中主干支渠直開斗口357座。工程設計總流量41.2m3/s，年均引水量4.5億m3，保障罐區(qū)170萬畝農(nóng)田和61萬人及30萬頭大家畜的供水。

2 固海揚水干渠高效輸水的重要性

固海揚水工程是寧夏建設最早、規(guī)模最大的大型公益性扶貧揚黃灌溉工程，其主干支渠的高效輸水對于整個工程的運行和發(fā)展具有重要的意義。固海揚水干渠的高效輸水可以從以下幾個方面進行綜述。

2.1 高效輸水能夠保障農(nóng)業(yè)發(fā)展

固海揚水工程的主要目的是解決該地區(qū)的水資源短缺問題，促進農(nóng)業(yè)發(fā)展和扶貧開發(fā)。主干支渠作為灌溉系統(tǒng)中的大動脈，如果輸水效率低下，將導致農(nóng)田面積得不到充分的灌溉，農(nóng)作物的生長和發(fā)展將受到限制。而高效輸水則能夠保障農(nóng)田的灌溉需求，提供充足的水資源供應，增加農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，提高農(nóng)民的收入水平，推動農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進程[1]。

2.2 高效輸水有利于提高水資源利用效率

干渠的高效輸水可以減少輸送過程中的水量損失，降低水資源的浪費。通過優(yōu)化渠道設計、加強渠道維護和管理等手段，可以減少滲漏的問題，提高水資源的利用率，實現(xiàn)節(jié)水效果。

2.3 高效輸水能夠提升水利工程的運行效率和經(jīng)濟效益

固海揚水干渠的高效輸水可以減少能耗和運行成本，提高工程的經(jīng)濟效益。通過合理規(guī)劃和設計，確保水流的穩(wěn)定和順暢，減少泵站的運轉(zhuǎn)次數(shù)和能耗，降低工程的維護成本和運行風險。

3 固海揚水干渠高效輸水途徑

3.1 分級提灌系統(tǒng)

3.1.1 灌區(qū)泵站。灌區(qū)泵站是固海揚水干渠高效輸水系統(tǒng)中起著關(guān)鍵作用的設施。它通過提水、輸水和分級供水等功能，實現(xiàn)了對灌區(qū)水資源的合理分配和供應。下面是對灌區(qū)泵站的作用、功能以及分級提灌系統(tǒng)的優(yōu)勢的綜述。

首先，灌區(qū)泵站的作用和功能主要有以下幾個方面。第一，它能夠從源頭水源中提取水資源，并使其通過輸水渠道輸送到需要的地方。這樣可以解決灌溉用水量大、供水距離遠的問題，提高水資源利用效率。第二，灌區(qū)泵站還可以對提升水位進行調(diào)節(jié)，確保供水穩(wěn)定，適應不同作物的灌溉需求。

固海揚水干渠高效輸水中的分級提灌系統(tǒng)發(fā)揮了重要作用。灌區(qū)泵站通過提水、輸水和分級供水等功能，實現(xiàn)了對灌區(qū)水資源的有效調(diào)控和合理分配。而分級提灌系統(tǒng)的優(yōu)勢在于能根據(jù)灌溉需要，將灌溉面積分成不同的區(qū)域，并通過遠程控制實現(xiàn)對支渠的配水，提高了水資源的利用效率和供水均衡性[2]。

3.1.2 渠道無等級劃分。每一級渠道對應的干渠渠道是根據(jù)泵站上水的順序而命名的。每條干渠渠道所需水量是根據(jù)不同區(qū)域的灌溉面積來確定供水量，供水量的大小是水利廳灌溉局下達的指標執(zhí)行。

每條干渠渠道為了實現(xiàn)對水量的合理分配和灌溉面積的有效管理。通過每個干渠灌溉面積的大小承擔相應的供水責任，保證水方量能夠滿足整個區(qū)域的灌溉需求。每條干渠渠道供水的原則是指標供水、合理分配、均衡收益。指標供水是按照每個罐區(qū)下達的供水指標，每畝地灌多少水方量是根據(jù)不同的季節(jié)有不同的供水方量，不是想需要多少水就供多少水。合理分配就是同一個區(qū)域的灌溉面積在供水量和質(zhì)量上能夠得到相對平衡，滿足農(nóng)作物的需求。均衡收益要求在灌水的過程中，按指標供水，提高供水效果，達到最大的經(jīng)濟效益。

3.2 渠道監(jiān)控

在固海揚水干渠高效輸水系統(tǒng)中，渠道監(jiān)控是確保系統(tǒng)正常運行和灌溉安全的重要環(huán)節(jié)。

首先，建筑物進出口。通過在建筑物進出口設置監(jiān)測裝置，可以實時監(jiān)測建筑物的整體情況。這包括檢測建筑物進出口的運行狀態(tài)、時間和頻率，幫助判斷建筑物的水流動情況。這樣的監(jiān)控有助于了解建筑物的使用情況，從而更好地調(diào)整和優(yōu)化渠道運行。其次，通過水位監(jiān)測裝置，能夠?qū)崟r監(jiān)測渠道水位的變化。水位的變化反映了渠道中水量的變化，可以用來判斷水的供應情況。若水位變化異?；蚩焖僮兓?，可能存在渠道堵塞、上一級泵站上水量減小或渠道出現(xiàn)決口等問題，及時監(jiān)測可以幫助及早發(fā)現(xiàn)問題并采取相應措施。最后，洪水入渠現(xiàn)象，通過洪水監(jiān)測裝置，可以及時監(jiān)測渠道中是否出現(xiàn)洪水情況。洪水入渠是指因大量降雨或其他自然災害導致水位迅速上升并超出渠道承載能力的現(xiàn)象。通過監(jiān)測洪水入渠，可以提前預警并采取應急措施，各級泵站每年根據(jù)管理處的防汛預案制定各級泵站的防汛預案，進行演練活動，與鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村簽訂斗口散水協(xié)議、聯(lián)防群眾組織，一旦出現(xiàn)問題，全員組織搶險，避免因洪水造成的損失和災害[3]。

3.3 遠程控制一體化閘門

通過遠程控制一體化閘門，可以實現(xiàn)對支渠的配水操作。支渠的配水是為了滿足不同區(qū)域的灌溉需求而進行的水量分配和供應工作。通過遠程控制，可以根據(jù)實際情況和需求，合理地分配和調(diào)控支渠的供水量和供水時間，確保每個支渠都能得到適量的水量。遠程控制一體化閘門的應用使得支渠配水更加靈活和精確。通過遠程操作，可以迅速響應各個區(qū)域的灌溉需求變化，根據(jù)實時的作物需水情況進行調(diào)整。例如，可以根據(jù)不同作物的生長周期和需水量，合理分配和供應水量，以滿足作物的生長需求[4]。

3.4 提高回收利用率

發(fā)展滴灌技術(shù)和養(yǎng)殖業(yè)，并結(jié)合蓄水池的建設，利用主干支渠的退水進行回收利用，是一種具有潛力和長遠意義的做法。通過這種方式，可以不對干渠輸水造成大的損失，并實現(xiàn)退水的回收利用。

養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展可以進一步提高退水的回收利用率。在蓄水池周圍開展小規(guī)模的養(yǎng)殖活動，可以利用退水提供養(yǎng)分和水源，并有效降解廢水中的污染物。通過養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，不僅可以實現(xiàn)水資源的循環(huán)利用，還可以為農(nóng)民提供額外的經(jīng)濟收入。

蓄水池的建設，為了解決供需水矛盾，灌水低峰期將水存入蓄水池蓄水，當農(nóng)作物需水高峰期時將抽水到渠道中或利用增壓泵直接進行滴灌和噴灌，緩解供需矛盾，滿足作物需水量。

通過灌溉水的循環(huán)利用來提高回收利用率。傳統(tǒng)的灌溉系統(tǒng)中大水漫灌造成滲漏和蒸發(fā)損失了水資源的浪費。通過采用現(xiàn)代化的灌溉技術(shù)，如滴灌和噴灌系統(tǒng)，可以有效減少水的浪費并提高灌溉水的利用效率。同時，通過收集和循環(huán)利用灌溉水，將未被作物吸收的水重新用于灌溉，可以進一步減少水的浪費，提高回收利用率。

4 固海揚水干渠高效輸水的措施

4.1 明確工作思路

為了確保主干支渠在高效輸水系統(tǒng)中發(fā)揮最大的作用，我們需要明確工作思路。首先，我們需要詳細了解主干支渠所轄的直開斗口和水工建筑物的數(shù)量和性能標準。這包括了解每個直開斗口所轄的灌溉面積、作物的種植結(jié)構(gòu)和灌溉制度。通過客觀分析主干支渠的水流承載能力與作物的灌溉需求之間的關(guān)系，我們可以找到主要的矛盾所在，并確保主干支渠的輸水運行不超過警戒水位。更重要的是，我們要了解周圍的地理環(huán)境，分析并找出主干支渠輸水過程中可能存在的薄弱環(huán)節(jié)。通過因地制宜的管護措施，我們可以加強對主干支渠的監(jiān)測和維護，確保其正常運行。其次，積極宣傳水法知識，調(diào)動農(nóng)村集體和農(nóng)民對干渠高效輸水的認識和參與。這包括向農(nóng)民們普及渠道及建筑物的保護要求，不要在保護范圍內(nèi)違章違建，不要到渠道內(nèi)游泳，充分認識高效輸水的重要性以及使用節(jié)水灌溉技術(shù)的好處[5]。

4.2 重視灌溉試驗與科學追問

在固海干渠高效輸水系統(tǒng)中，灌溉試驗具有重要意義，并需要高度關(guān)注和科學追問。灌溉試驗的主要內(nèi)容包括作物蒸發(fā)蒸騰量、田間滲漏量測定與需水追問等方面。通過試驗，可以確定灌溉作物的高效節(jié)水灌水次數(shù)、每次灌水時間、灌水定額以及灌溉定額的測定，并深入探討作物非充分灌溉或受旱等情況。此外，試驗還涉及最優(yōu)灌溉制度和田間水管理技術(shù)、灌溉效益對比以及灌水方法和技術(shù)等。

灌溉試驗的目的是為農(nóng)田合理灌溉提供依據(jù)，并為灌溉系統(tǒng)的規(guī)劃、設計、改造和管理提供支持。缺乏系統(tǒng)、可靠的灌溉試驗資料將會導致用水計劃（蓄水、取水、輸水和配水）等方面失去基礎。在固海干渠高效輸水中，如果缺乏灌溉試驗資料的支持，系統(tǒng)往往只能憑經(jīng)驗運行，無法達到高效輸水的目標。因此，迫切需要作物和植物的耗水規(guī)律、作物缺水反應、作物水分分析、最優(yōu)灌溉制度與田間水管理技術(shù)、高效節(jié)水的灌水方法和技術(shù)、組合種植或設施條件下作物需水規(guī)律與灌水技術(shù)等方面的資料。

4.3 渠道維護和管理

在固海揚水工程中，渠道維護和管理是確保高效輸水的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。以下將針對定期清淤和除草、維修渠道，以及確保渠道暢通，減少水流阻力這3個方面進行詳細闡述。

第一，定期清淤和除草。定期清淤和除草是渠道維護中的重要環(huán)節(jié)，它可以保持渠道的通暢，提高輸水效率。長期以來，渠道會積聚泥沙、雜草、砂石等淤積物，這些會阻礙水流的順暢流動，增加水流阻力，降低輸水效率。因此，每年按照管理處工程科的要求進行渠道清淤和除草工作是必要的。清淤工作可以采用機械清淤、人工清淤等方式進行。通過清除渠道中的泥沙、雜草等雜質(zhì)，可以恢復渠道的順暢，減少能量損失。第二，維修渠道。渠道中可能存在混凝土板脫落、滑坡等問題，如果不及時進行修補，造成渠道破壞，甚至將導致水流泄漏等現(xiàn)象。因此，每年按照管理處工程科的要求春季、秋季檢查渠道，上報落實維修計劃，并及時采取措施進行修補是非常必要的。通過整板勾縫、伸縮縫處理等方法進行，以確保渠道的封閉性和完整性。通過及時維修，可以減少水量損失，提高水資源利用效率。第三，確保渠道暢通，減少水流阻力。堵塞、阻力等問題會使水流的順暢受到阻礙，降低水流速度，增加能量損失。為了確保渠道的暢通，需要定期檢查渠道的狀態(tài)，包括水閘、機組等設施的運行情況，及時清理水閘、維修機組等。此外，還可以采取技術(shù)手段，如定期測量渠道水流速度、水位，以及使用遠程監(jiān)控等技術(shù)手段，及時發(fā)現(xiàn)和解決渠道堵塞等問題，保持渠道的通暢。

5 結(jié)束語

總之，固海揚水干渠的高效輸水對于保障區(qū)域水資源的穩(wěn)定供應至關(guān)重要。通過遠程監(jiān)控和智能決策的應用，運維人員能夠及時監(jiān)測和管理干渠，從而提高輸水效率。同時，通過優(yōu)化輸水路線，減少渠道長度和避開地形復雜區(qū)域，可以降低水流阻力和能量損失，進一步提高輸水效率。因此，固海揚水干渠需要綜合運用這些途徑和措施，以實現(xiàn)可持續(xù)的高效輸水。只有這樣，干渠才能為區(qū)域的經(jīng)濟發(fā)展、社會進步和生態(tài)保護做出積極貢獻。