滹沱河灌区节水工程建设实践与思考

2013-08-15于跃伟

山西水利 2013年10期

于跃伟

（山西省水利水电工程建设监理公司，山西太原 030002）

1 基本情况

1.1 概述

滹沱河灌区位于山西省中北部忻定盆地腹部，引用滹沱河径流灌溉，控制灌溉面积2.67万hm2，属山西省六大自流灌区之一。灌区分为广济、云北、云南3个中型灌区。受益范围包括忻定2县（市）所辖的14个乡镇120个村庄，总人口17.42万人。灌区范围总面积5.12万hm2，现有耕地3.098万hm2，土地利用率达60.8%。

滹沱河灌区地处忻定盆地，地形平坦，土壤肥沃，气候温暖。灌区土地资源利用及地貌情况较为优越，有着发展农业生产的先决条件。随着灌区内种植结构的不断调整，经济作物比例逐年增加，需水量同步增加，农业灌溉供需矛盾日趋尖锐。

1.2 工程地质

滹沱河灌区位于忻定盆地，属冲积平原区，由滹沱河、云中河、牧马河带来的冲积物在此堆积形成，盆地在下更新时期为内陆湖，大营、留念沿河台地边沿土壤剖面发现有湖泊沉积。

灌区及干渠防渗节水改造工程大多位于滩地和二级台地上，少数在坡地上。河漫滩为近代河床迁移、冲积形成，冲积层土壤质地较为黏重，表层为重壤和中壤土，下层0.7~1.5 m有黏土层。粉细砂、细砂石不均匀系数3.40，允许承载力120 kPa，中壤土、砂壤土允许承载力100～120 kPa。

1.3 水文地质

河漫滩内地下水埋深较浅，为0.5~1.0 m，台地地下水埋深较大，约1.5~2.0 m，地下水运动方向基本与地形方向一致，其坡降在台地上约1/600，在滩地上约1/1 000。地下水矿化度台地较低，含盐量0.7 g/L，富水区段分为冲积平原孔隙潜水区、倾斜平原孔隙潜水区和黄土丘陵孔隙水区。可开采量3 753万m3/a，地下水人工开采量2 600万m3/a，占可开采量的69.3%。

1.4 水利设施

滹沱河灌区取水枢纽工程位于滹沱河干流的界河铺峡口，于1951年兴建无调蓄引水工程，主要由滚水坝、进水闸、冲沙闸组成，设计坝高2.0 m，设计过坝流量2 430 m3/s，冲砂闸为7孔（左岸3孔、右岸4孔），设计流量270 m3/s；进水闸15孔（忻定干渠10孔、广济干渠5孔），设计引水流量36.6 m3/s（忻定21.6 m3/s，广济 15 m3/s）。现有各级输配水渠道1 930条，总长1536.2 km，其中干渠2条，总长76.4 km，防渗48.36 km；斗渠及斗渠以下渠道1 904条，总长1 341.8 km；各级渠系建筑物3 618件。

2 存在问题

灌区建成40多年来，立足于农业灌溉，改变农业生产条件，促进农业增产增收起到了举足轻重作用。

2.1 灌区缺水严重

随着农业种植结构的调整和灌溉面积的增加，灌区用水逐年增大，而河川径流逐年减少。河川径流减少的主要原因为天然径流模数的降低和上游流域水资源开发、灌溉事业大量的发展。另外，由于渠首为无调节引水枢纽，无法改变来水在时间上的分布，来水和作物需水极不适应。1996—2001年年均灌溉480万公顷次，尚不达全部耕地平均灌一次水的要求，从灌区需水情况看，随着粮食产量的提高，种植结构的调整和其他农技措施的发展，灌溉保证率要求相应提高。因此，灌溉缺水严重影响了粮食产量的稳产高产。

2.2 灌溉水有效利用系数低

滹沱河灌区灌溉水有效利用系数较低，根据灌溉资料统计，自流水灌溉平均每公顷每次用水量为3 180 m3，其渠系输水损失达40%，田间损失下渗量达60%（斗口以下），总有效利用系数0.236。干、支渠道灌溉水有效利用系数0.603。

3 开源节流工程措施

针对灌区存在的问题，必须从开源和节流上着手，首先要改造渠首枢纽工程，变无调节为有调节，增加引水量；其次是尽快搞好灌区防渗配套、修复更新水毁老化工程。

3.1 工程项目安排

3.1.1 渠首工程

首先对引水枢纽利用现有条件挖掘最大潜力进行改造，变无调节为有调节，在原滚水坝前新增3 m高的橡胶坝，增加调蓄库容500万m3。正常年可增加引水量1 634万m3，增加灌溉面积129万公顷次，使缺水问题得到有效缓解。

3.1.2 干支渠防渗配套

灌区内干渠、支渠老化失修，原防渗设施基本破坏，渠道渗漏严重，为更好地发挥灌区灌溉效益，对干支渠进行防渗配套，确保工程发挥应有作用。

3.2 渠道结构设计

滹沱河两大干渠具有渠道长、断面大的特点，因此渠道防渗材料及衬砌型式的选择对工程造价影响较大。由于该工程干支渠段大部分处于填方段、居民区，从减少占地、保证工程安全角度考虑采用重力式方案。渠道底部冲淤基本平衡，干支渠防渗采用设计纵坡不作调整。干渠横断面设计受原渠道底宽限制，也应与上游已成防渗渠衔接好，故各段渠道底宽根据原有工程实际情况确定。两侧重力式挡土墙顶宽0.4 m，迎水面坡度1∶0.3，背水面直立，基础深0.8 m，可满足稳定要求。防渗土工布选用0.2 mm厚的聚乙烯土工膜，土工膜联接采用焊接方法，渠底土工布上覆土0.6 m，每隔50 m加浆砌石防冲坎一道。