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黄河下游淤区灌溉配套措施探讨

2015-08-19朱智伟

河南水利与南水北调 2015年14期
关键词:排水沟灌水黄河

□朱智伟 □赵 青

(1 河南省水利勘测设计研究有限公司;2 河南黄河河务局)

0 引言

黄河淤区土地是黄河经济发展的重要资源之一,开发利用好黄河淤区土地资源,最大限度地发掘黄河淤区资源的经济效益就能使黄河淤区成为黄河经济发展的重要支柱[1]。复垦后的淤区土地上不管种植农作物还是适生林或其他,都离不开灌溉。由于淤区具有长度大、宽度小、地势较高、肥力稀薄、渗漏严重、地下水位低等特点,植树时多采用拉水浇灌,费工费时、效率低,投资大、浇灌困难且无保证。有时也直接从黄河抽水,两种方式并存,只有在特别旱的时候再次人工浇水,平时基本上靠雨水浇灌。

1 淤区灌溉水源分析

河南黄河两岸已建成引黄涵闸和引黄提灌站,距离这些引水口门较近的淤区,应首先将其作为水源,直接从背河引黄干渠取水。对于附近没有引水口门但堤防临河侧临水或距水流边界较近的堤段,可从黄河河道内提水灌溉。对于北临黄堤下段长垣及濮阳部分靠近天然文岩渠的堤段,可从天然文岩渠取水。

根据河南黄河淤区的实际情况,结合下游沿河群众的灌溉经验,灌溉水源主要包括地表水和地下水两种,其中地表水主要为黄河水,地下水主要为井水,黄河水作为灌溉水源占主导地位。

2 淤区灌溉方式

目前,农田灌溉使用最多的灌溉方法为原始的大范围地面灌溉,这种灌溉方法设施简单,缺点是水的利用率较低,灌水均匀度较差。相对现在水资源短缺,应对干旱缺水的局面,大家逐步在使用喷灌、滴灌及微喷灌等节水方式来进行灌溉[2]。结合黄河淤区水土资源的分布状况及淤区作物的种植结构,适宜黄河淤区灌溉的方式为地面灌溉和微喷灌。

地面灌溉:利用地面灌水沟、畦或格田进行灌溉的方法。灌溉水在地面流动过程中借重力和毛细管作用浸润土壤,或在田面上建立一定深度的水层借重力作用逐渐渗入土壤的灌水技术。根据灌溉水渗入土壤的方式,地面灌溉可分为四种:一是畦灌:从末级灌水渠将水引入畦田中,灌溉水在畦面上以薄层水流形式在重力作用下沿畦长方向流动,同时向土壤中垂直入渗浸润土壤。二是沟灌:从末级灌水渠将水引入灌水沟中,灌溉水在沟中沿沟长方向流动,部分水靠重力作用和土壤毛细管作用通过沟壁浸润土壤。三是格田灌溉:从末级渠道将水引入用土埂围成的格田,并保持一定深度的水层,靠垂直入渗径润土壤。四是漫灌:只有简单的土埂,引水入田后,任水漫流渗入土壤。

微喷灌又叫微灌,是介于喷灌与滴灌之间的一种灌水方法。微喷灌主要具有以下优点:节水、灌水质量高。微喷灌采用管道输水,靠近地面喷洒,大大减少了蒸发损失和输水过程中的损失,加之微喷是局部灌溉,减少了部分土壤无效耗水,因而节水。对土壤、地形和作物的适应性强,微喷灌是一种管道输水的局部灌溉,水一直送到作物附近,它几乎适应各种复杂地形,对土壤的适应性好,灌水质量高。

黄河下游淤区灌溉应根据水源的不同而采取合理的灌溉方式。黄河水含沙量大、粒径细,利用黄河水灌溉,必然涉及到泥沙问题,这一特点限制了节水技术的应用,根据相关针对引黄灌区特点的节水技术研究,一些在其他地方行之有效的节水灌溉技术并不适应引黄灌区浑水灌溉的特点。根据《机井技术规范》(SL256-2000)有关规定,灌溉机井输水工程系统应优先选用输水管道,根据有关研究,采用输水管道特别是低压管道输水,与渠灌相比可以大大减少输水过程中的渗漏和蒸发损失,使输水效率提高,以管代渠,可以减少输水渠道占地,使土地利用率提高,且具有管理方便、输水速度快、省工省时、便于机耕和养护,农民易于掌握,特别适合我国农村当前的经济状况和土地经营管理模式,深受北方平原井灌区广大农民的欢迎。

综合分析,直接从黄河河道内、引黄干渠或天然文岩渠引水灌溉的淤区应采用地面灌溉的方式。

3 地面灌溉措施分析

3.1 灌溉设计流量

从河道或引黄干渠提水,取水口按每1000m 淤区设置一处,控制灌溉面积仍然按10hm2计算,由于淤背区顺大河方向高程逐渐降低,比降约为1/5000,因此与井灌不同的是,取水口应设置在淤区的上游,即每个取水口控制其下游1000m 范围内的淤区灌溉。

灌溉设计流量同前面计算,即38m3/h。

3.2 输配水系统

利用水泵提水,通过地面移动输水软管送水至淤背区纵向排水沟内,利用排水沟送水至淤区。

3.2.1 水泵

由于从河道或引黄干渠提水,取水点较分散,用电不方便。参照黄河下游滩区从黄河河槽抽水灌溉的经验,水泵采用汽油发动机式自吸泵。

3.2.2 输水管道

输水管道采用轻便柔软易于盘卷的维纶涂塑软管,其特点是铺设容易,伸缩自如,不受地形限制,小坡小坎能爬,沟路林带能穿。涂塑软管将锦(维)纶管坯的耐压强度高、塑料内外壁的不透水性及水力性能好的特点结合在一起,大大提高了管材的工作压力,一般可承压400~800kPa,能够满足工作压力要求。

3.2.3 输水渠

现状淤区顶与大堤堤坡交汇处布设有纵向排水沟一条,可将其改造作为输水渠道。现状排水沟底宽30cm,顶宽36cm,高16cm,厚6cm,采用预制C20 混凝土,排水沟平面见图1,断面见图2。

图1 淤区排水沟及围格堤平面图

由于黄河水含沙量大,引水必引沙,浑水直接进入渠道,将会造成排水沟的淤积,因此在灌溉引水期间,要对排水沟进行人工清淤。

3.3 田间灌水系统

图2 淤区纵向排水沟断面图

根据部分淤区的实际情况,为保证堤身安全,在纵向排水沟背河侧设置有排水孔,堤坡排水至排水沟后,如果汇水量较大,可通过排水孔排水至淤背区,从而保证堤身雨水的及时排出。

地面灌溉仍可采用该种方式,在排水沟加高改造的同时,背水侧每10m 设置一排水孔,渠道内水可通过排水孔自流至淤区漫灌。由于流量及流速较小,对下游渠道及排水孔均可采取临时拦堵措施,浇地顺序自上而下,分段灌溉。

4 结论

充分利用黄河淤背区现有排水沟和围格堤,进行淤区的输水和排水。从河道或引黄干渠提水,每1000m 淤区设置一处取水口,设置在淤区的上游,控制其下游1000m 范围内的淤区灌溉。

黄河下游两岸农业为主,淤区种植生产适应当下当地发展,适宜黄河下游淤区土壤种植结构与之配套的灌排体系,为淤区种植良性循环和可持续发展提供了有力保障。

[1]张学连,仇星文,李征,卜鹏.黄河淤背区发展方向探讨[J].科技信息,2009(27).

[2]路孟军,秦永斌,任龙梅,杨红军.引黄灌区井渠结合灌溉措施的探讨与实践[J].内蒙古农业科技,2010(1):105-106.

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