陆浑灌区末级渠系节水改造技术

□赵丽娟（陆浑水库管理局）

一、陆浑灌区的现状

（一）灌区工程状况

陆浑灌区设计灌溉面积约9万hm2，灌区范围涉及洛阳、郑州、平顶山3市的7县（市）。规划总干渠、东一干渠、东二干渠、西干渠、滩渠5条干渠，全长374km。

陆浑灌区1970年开工兴建，1974年总干渠、东二干渠试通水，1991年一期工程完工，完成干渠211km，有效灌溉面积3.5万hm2。由于当时资金不足，绝大多数只能因陋就简，工程质量较差，配套设施更差，加之运行几十年缺乏正常的维修费用，在长期运行中老化失修严重，已远不能适应农业乃至整个社会经济发展的要求。

灌区目前存在问题：灌区工程老化、损坏严重，多年来带病运行；续建配套不足，目前共有干渠228.6km，衬砌71km，支渠221.31km，衬砌76km，斗农渠总长330km，斗农渠与节水改造配套长度2957km相差甚远；水资源浪费严重，灌区目前渠系水利用系数为0.423，灌溉水利用系数为0.36；斗、农渠配套少，规划布局不合理，群众管理意识低，由于耕作、交通等原因，破坏严重；管理设施不足，手段落后，在斗、农渠上无测水量水设施，无法实施按方收费管理。

（二）水资源现状

灌区灌溉用水主要为陆浑水库水和区间地表水，陆浑水库是结合防洪、发电、灌溉、供水综合利用的大型水库，控制流域面积3492km2，水库多年径流量10.25亿m3，其中农业灌溉用水6.19亿m3。近年来由于生态等原因，水库年来水量明显减少，近年统计，水库多年平均径流量仅8.11亿m3，且由于经济发展，工业用水，城市供水水量增多，水资源已成危机局面，在目前有效灌溉面积3.5万hm2情况下，如遇干旱年份，灌溉用水不能保证，灌区目前状况影响着水库综合效益的发挥，灌区节水势在必行。

二、大型灌区续建配套与节水改造的必要性

（一）实现农业水资源可持续利用和国民经济可持续发展

由于陆浑水库担负着向灌区城市及农村生活、工业供水的任务，提高灌区水资源利用效率不仅可以满足日益增长的农业灌溉用水要求，而且有助于缓解城市供水压力问题。对大型灌区进行改造既是水资源合理开发和高效利用的主要措施之一，也是实现21世纪农业水资源可持续利用和国民经济可持续发展的主要措施之一。

（二）解决农业灌溉缺水的问题

从目前水资源面临的形势来看，灌区现状灌溉水利用系数普遍偏低，一方面存在着严重缺水问题，另一方面又存在着严重浪费的现象，具有较大的节水潜力。要解决农业灌溉缺水的问题，除在有条件的灌区适当开源以外，节水和水资源高效利用将是解决水资源供需矛盾的根本措施。

三、斗、农渠实施低压管道布置的可行性

（一）节水效益突出

目前灌区干渠、支渠建设基本完成，主要问题是斗农渠配套不足，且布局不合理，使灌区水量浪费严重，理论上，水量渗漏损失与渠道长度、土质等因素有关，干、支、斗、农每级渠道混凝土衬砌与否能节水10%以上，干渠支渠目前衬砌率在35%～45%，节水的主要潜力在斗农渠配套上，而管道的节水效率更大，由于干支渠进水流量大不适宜管道引水，斗渠引水流量0.15～0.3m3/s，农渠引水流量0.03～0.06m3/s，适宜管道引水，且斗、农渠管道长，分布在田间，不仅可节约沿渠损失，还可减少田间损失，方便灌溉，节水效益大。

（二）方便管理

以前斗农渠分布在田间地边，明挖开槽，有的虽已衬砌，但破坏率较高，采用管道引水，暗埋式，便于群众耕作和交通，方便运用管理，有利于保护渠道节省后期投资。

（三）有利于灌区实施按用水量收费

灌区兴建于计划经济时代，是公益服务性工程，近年来在市场经济条件下，渠道仅干支渠有测水量水设施，并且布置较少，测水量水困难，只能采用粗放型管理，采取按公顷收费制度，水费征收困难，且不能知道每段渠道水量损失，不便于科学管理。斗农渠采用管道输水，方便埋设测水量水设备，且能为灌区向按用水量收费转型创造条件。

四、管道布置方式

（一）计算各级管道流量

根据灌水定额、灌溉面积、灌水周期、每天工作的时间和灌溉水利用系数计算灌溉设计流量。在管网管道流量计算时，采用自下而上的方式推求各管段的流量，根据轮灌组及出水口的水量，同时工作的出水口数，计算支管道的流量。干管内的水量是同时工作支管水量的总和。传统灌溉方式是续灌和轮灌相结合的方法，即：支管之间采用轮灌，支管内采用续灌。

（二）管网各管段管径的确定

自压管网水力计算是根据：设计水量、管网入口压力确定管网中各级管径，各节点压力。最后选用与计算出的管径接近的数值。管径选定后要进行不淤流速（一般取0.5m/s）和最大允许流速（通常限制在2.5～3.0m/s）校核。

（三）管网布置原则

管网布置充分利用压力水头。力求管道总长度短、管线平直，减少折点和起伏。灌区内田间固定管道的长度宜为90～150m/hm2。支管道走向宜平行于作物种植方向。支管间距单向控制时≤75m，双向控制时≤150m。

（四）安全防护措施

操作运行中应缓慢启闭阀门，以延长阀门启闭时间，从而避免产生直接水击，并可降低间接水击压力。由于水击压力与管内流速成正比，因此，在设计中应控制管内流速不超过最大流速。在设计中可隔一定距离设置具有自由水面的调压井或安装安全阀和进排气阀，以缩短管道长度，削减水击压力。一般在顺坡布置安装在管道系统首部，逆坡布置时在管道系统尾端，安装在管道系统的凸起处，管道朝水流方向下折及＞10°的变坡处。

（五）自压管道灌溉系统运行技术要求

灌溉前必须首先打开应浇地块的给水栓，每条主管道打开的给水栓数≥3个。打开给水栓后，再开进水闸，闸门开启度应根据渠道水位，满足管道用水量，待压力池水位和堰顶一平，稳定为好。灌溉结束后，先关闭进水闸，然后再关闭给水栓。冬灌结束后，必须将管道内的水排掉，防止冻坏管道。用前必须做好管道的检修工作。

五、自压管道灌溉系统优于明渠灌溉

节水、节能；自压管道灌溉系统输水损失小，渠系水利用率达95%以上，比土渠提高30%，比防渗渠道提高5%，综合节水达40%左右。由于用管道输水，减少了渗漏和蒸发损失，综合节能在20%～30%。自压管道灌溉系统中管道埋入地下，比明渠灌溉减少占用耕地2%，对土地资源的充分利用有着重要意义。管道灌溉不仅能减少大量的田间建筑物，而且还可以实现规范化、系统化；输水时间短，缩短了轮灌期，节省了工日。适应性强、管理方便；自压管道灌溉系统是有压供水，可适用于各种地形，如：越沟、跨路、拐弯和爬坡等，管道灌溉设备比较简单，技术容易掌握，管理方便，用水量便于控制和计量，并为农业机械化、自动化的发展创造了有利条件；使用寿命长，管道埋入地下，塑料管不易老化、腐蚀、破坏，一般使用寿命在50年左右。