汾西灌区节水改造工程规划设计

薛进杰

（山西省汾河水库管理局，山西 太原 030006）

1 灌溉工程现状及存在问题

汾西灌区位于山西省中南部、汾河下游，纵贯临汾市洪洞、尧都、襄汾3县（区）的汾河西侧，包括23个乡镇、391个自然村，人口58万。是一座自流与提灌相结合的大型灌区，灌溉面积3.33万hm2。灌区呈长条形，南北长约120 km，地面平均坡度1/3000～1/4000；东西宽 5～15 km，地面平均坡度 1/50～1/100。灌区地势西高东低，北高南低，地面高程在400～620m之间。灌区共有水源3处，干渠9条；支、斗、农渠2100条；各级渠系建筑物16694件；中小型水库7座；电灌站62座，小水电站1座。

目前，灌区主要存在以下问题：第一，渠道防渗率低、渗漏严重。灌区各干渠总长236.02 km，防渗长度122.33 km，防渗率仅52%，除防渗配套完毕的跃进渠外，其余干渠有的是土渠，已衬砌段出现不同程度的破坏，特别是灌区输水骨干渠道七一渠，渠道衬砌破坏严重，支、斗、农基本为土渠。第二，渠系建筑物配套率低，老化失修严重。七一渠虽进行过配套，但大部分老化损坏，且不能正常运行，支、斗、农渠基本上无建筑物，跑水漏水相当严重，任意开口灌溉现象十分普遍。第三，田面工程达不到规范要求，水资源浪费现象严重。根据节水规范要求，大型灌区田间水利用系数不低于0.9，灌溉水利用系数不低于0.5，畦长不大于75m，畦宽不大于3m，而汾西灌区田间水利用系数仅0.75（含农渠），畦长多为100～200m，地块平整度达不到规范要求，灌水定额一般为1500～2250m3/hm2，最多达3000m3/hm2，水资源浪费现象十分严重，上下游用水矛盾突出。

为保证灌区内规划后达到46840 hm2的农田灌溉要求，保证城市生活用水及工业用水，必须对其骨干工程进行续建配套，对其田面工程进行节水改造。

2 节水技术选择

汾西灌区是1958年在龙子祠和通利渠两个灌区基础上发展起来的大型灌区，多年来均采用畦灌，畦块、渠系布置已形成一定规模。灌区内地势平坦，主要种植小麦、玉米、棉花等经济作物，水源为龙子祠泉、郭庄泉及汾河来水，均为地表水，规划以投资少、节水效果好、管理费用低、工程简单的“U”型渠防渗配套为主，适当发展小畦灌、管灌和喷灌。

规划畦灌区节水技术为斗、农渠全部采用150号现浇混凝土“U”型渠防渗并配套渠系建筑物。根据灌区土壤、渠系布置等特点，斗、农渠均进行防渗配套时，灌溉水利用系数为0.7；斗渠进行防渗配套、农渠为土渠时，灌溉水利用系数为0.65。

规划管灌区地形复杂，高差大，且位于七一输水干渠渠首，可利用其自然高差实施低压管灌。

规划喷灌区内地少人多，农民较富裕，主要种植蔬菜、药材等低杆小畦作物，规划采用固定式喷灌。

3 典型片节水改造规划设计

3.1 新庄村节水典型片规划

3.1.1 典型畦灌片选择

汾西灌区自流面积18493.3 hm2，位于七一渠、跃进渠及七一水库下游灌区，该灌区地势较平坦，主要种植小麦、棉花、大秋等作物，规划拟以小畦灌为主，选用七一渠新庄村为典型片。

七一渠新庄村节水典型片选在洪洞县龙马乡新庄村附近，为七一渠干二十斗、干二十一斗、七支渠的控制面积，分水桩号分别为31+173，32+260，33+540，灌溉面积依次为 147.3 hm2，138 hm2，734.7 hm2，典型片规划面积1020 hm2。

3.1.2 流量设计

节水典型片为一般灌区，在设计灌溉保证率为75%时，年灌溉天数203 d。七一渠对下属各支、干斗渠道均为分组轮灌，干二十斗设计流量120 L/s，干二十一斗设计流量120 L/s，七支渠设计流量650 L/s。

根据典型片地形情况，干斗渠基本垂直等高线布置，干斗渠上设农渠，农渠基本沿等高线布置，间距400m，农渠以下设毛渠，毛渠直接入畦灌溉。七支渠基本垂直等高线布置，支渠以下设支农或斗渠，斗渠以下设农、毛渠及输水沟，输水沟输水入畦。

支或干斗渠以下渠道均为分组轮灌，斗渠间距500m，控制面积 45～120 hm2，设计流量 160～400 L/s，农（支农）渠控制面积 13～40 hm2，设计流量 30～190 L/s。

3.1.3 渠道防渗配套技术

斗农渠均采用150号现浇混凝土“U”型渠防渗，干斗、斗渠共8条，设计总长10500m，设计纵坡1/200～1/300，衬砌厚度 7 cm，衬砌超高 10~15 cm，“U”型渠直径40～80 cm，衬砌高45～80 cm；农及支农渠共50条，总长 27480m，设计纵坡 1/200～1/500，衬砌厚度 6 cm，衬砌超高 10～15 cm，“U”型渠直径 30～80 cm，衬砌高40～70 cm。斗农渠共配套建筑物1040座，其中分水口416座，车桥266座，节制闸205座，跌水95座，量水槽58座。

3.1.4 土地平整及畦面要求

平整土地以使水量分布均匀和不冲刷土壤为原则，畦块应根据地形条件变化，沿畦块长边的方向有一定坡度，依据土壤透水性强弱，畦面坡度控制在0.001～0.003，畦长控制在 50～70m，畦宽长 2.5～3m，以畦块为单元平整土地，避免大挖大填，减小工程量。

3.1.5 林路规划

根据田面渠系布置情况，结合耕作方向，田间路基本沿干斗渠布置，路面净宽3.0～4.0m，高出两侧地面20～50 cm，采用泥结石路面硬化，田间路两侧植杨树，间距2.0m，生产路面宽2.0m，沿农渠布置。

3.2 南石明节水典型片规划

3.2.1 典型管灌片选择

七一渠午阳渡槽（12+870）以上灌区地形复杂且高差大，当地群众随意开口放水，渠道跑水严重，宜发展低压自流管灌，管灌面积300 hm2；跃进渠中陈片当地群众对节水灌溉有迫切要求，已自筹资金实施了部分管灌，该处适宜扩建管灌200 hm2，管灌总面积500 hm2。选择七一渠南石明村附近为典型片。

南石明节水典型片为七一渠十干斗，位于洪洞县堤村乡南石明村西，自七一渠11+769处引水，渠底高509.91m，七一渠在该段设计流量为23～28m3/s，水深2.15～2.68m，设计按最不利情况考虑，水深取0.8m，相应水位510.71m。

3.2.2 流量设计、管系布置及管径拟定

管灌灌区属一般灌区，净灌水定额750m3/hm2，按节水规划要求，管灌水利用系数取0.95，田间水利用系数取0.9，灌水周期8 d，设计流量55 L/s。为便于管理，结合给水栓出水流量，斗管设计流量选用60 L/s。

节水典型片内地势西高东低，斗管基本垂直等高线向东延伸，全长970m，农管基本垂直斗管布置，间距60～70m，共设农管16条。农管单向浇地隔50m左右设给水栓1个，双向浇地隔100m左右设给水栓1个，给水栓出水流量15 L/s，每次工作的给水栓数为4个，给水栓将水注入毛渠后进入畦块。

斗、农管均采用价格经济、便于施工的PVC管，为防止管道冻胀破坏，管道均埋入地面以下0.8m，回填土均要求分层夯实。各级管径为：斗管0+000—0+250管径300 mm，0+250—0+970管径250 mm；一至四农管径250 mm，五至十六农管径200 mm。

3.3 北许节水典型片规划

3.3.1 典型喷灌片选择

七一渠桩80+000附近，即南辛店乡以北地下水资源较为丰富，地下水埋深40m左右，目前有水井约50眼，单井出水流量50~70m3/h，主要种植蔬菜、药材等经济作物，宜发展固定式加压喷灌，面积666.7 hm2，选择七一渠北许村附近为典型片。

3.3.2 喷灌技术参数

节水典型片设计灌溉定额40 mm，设计耗水强度5 mm/d，灌水周期6.4 d，每台机组按每天工作20 h计算，设计3号、8号井流量均为15 L/s。根据该地灌溉季节风向，采用矩形全圆喷洒，喷头选用PY1-15中压喷头，喷嘴直径7 mm，设计喷头间距19m，支管间距21m，设计工作压力250 kPa，设计雾化指标3571，每次工作喷头数为18个，每组喷头工作时间为5.33 h。

3.3.3 管系布置及管路设计

干管为南北方向，均垂直等高线布置，为顺坡，支管垂直于干管且与作物种植方向一致，分布于干管两侧，呈“丰”字型，3号井干管1条，长420m，下设支管32条，总长7068m；8号井干管1条，长350m，下设支管28条，总长8854m。

干管采用PVC聚乙烯塑料硬管，管径100 mm，支管及竖管均采用薄壁铝管，管径分别为75 mm，32 mm，按多喷头支管的沿程水头损失公式校核，均满足设计要求。

3.3.4 加压泵选择

3号井、8号井相距较近，井深约60m，井口至动水位约45m，喷头工作压力取25m（水头）时，按各级管道总长度的1.5%计算水头损失约10m，地形高差2.5m，水泵总扬程77.5m，选用200JQ-60-12潜水泵2台，单泵出水流量60m3/h，配套电机功率22 kW。

3.3.5 管理房

为使井上的配电设备保证安全和管理人员临时休息，在3号、8号井处各设管理房1间，建筑面积15m2，为砖混结构。

4 结语

结合灌区地形地貌、水源特点、土地状况及经济发展等实际情况，以节水增效为中心，考虑大面积改进传统的地面灌水技术为小畦灌，并在部分地区推广应用低压管灌与喷灌节水技术。根据灌溉分区情况对七一渠的新庄村畦灌片、南石明村管灌片、北许村喷灌片共3个节水典型片进行了规划设计。同时，田面工程对水、田、林、路进行了统一规划。