节水灌溉在海勃湾水利枢纽工程水土保持中的应用

邬　龙　李云霞　段　妍　鲍　彪

节水灌溉在海勃湾水利枢纽工程水土保持中的应用

邬龙李云霞段妍鲍彪

海勃湾水利枢纽位于乌兰布和沙漠边缘，区域年降水仅156.8 mm、蒸发达到3 206.4 mm，配套节水灌溉工程成为决定水土保持工程造林、种草成败的主要因素，直接影响着库区生态环境及城郊生态文明建设。

节水灌溉水土保持海勃湾水利枢纽

水土保持是指对自然因素和人为活动造成水土流失所采取的预防和治理措施，主要包括工程措施、生物措施和蓄水保土耕作措施。其中，水土保持造林、种草是常用的生物措施，也是防治水土流失、改善生态环境的必要手段。然而，位于西北内陆、乌兰布和沙漠边缘的海勃湾水利枢纽，地处温带干旱、半干旱区，年降水量少、蒸发大，特殊的地形地貌、土壤、气候条件，使水资源条件成为决定水土保持工程造林、种草成败的主要因素，直接影响着区域水土流失、风蚀沙化的防治效果，以及库区周围生态环境建设。

1　项目概况

1.1地理位置

海勃湾水利枢纽位于黄河干流内蒙古自治区境内，是1997年水利部黄河水利委员会编制的 《黄河治理开发规划纲要》中黄河上游规划的第25个梯级。工程左岸为乌兰布和沙漠，右岸为内蒙古新兴工业城市乌海市，工程距乌海市区3 km。

1.2工程概况

海勃湾水利枢纽工程为Ⅱ等工程，规模为大 （2）型，主要由河床电站、泄洪闸、土石坝等建筑物组成。水库正常蓄水位1 076.0 m，总库容4.87亿m3，电站总装机容量90 MW，总投资27.41亿元。工程于2010年4月开工建设，2013年8月下闸蓄水，2014年底完成验收。工程水土保持措施主要内容包括主体工程区枢纽右岸坝头景观绿化、工程管理区大坝下游管理范围网围栏封育、防护林建设，以及施工生产生活区、料场区土地整治和植被恢复等。

1.3气候特点

海勃湾水利枢纽位于干旱荒漠区，项目区多年平均年降水量156.8 mm，蒸发量为3 206.4 mm，是降水量的20倍左右。年内降水分配不均匀，7、8月份降水量最大，占全年降水量的60%以上。年平均气温9.7℃，极端最高气温40.2℃，极端最低气温在-32.6℃，多年平均相对湿度50%。多年平均风速2.9 m/s，最大风速 24 m/s，扬沙以上风沙天有41～67 d，最长可达80 d，多集中于4～7月份，其中沙暴日历年平均不少于23～26 d，最长可达50 d。

1.4水资源

海勃湾水利枢纽所在的黄河干流平均河宽250～1 200 m，平均水深2.5～6 m，坝址以上多年平均天然径流量为329.2亿m3，7～9月来水量占年径流量的47%。项目区由于紧邻黄河，地下水资源丰富，同时水库建成蓄水后，地下水通过侧渗可进一步得到有效补给。

2　节水灌溉建设的必要性

近年来，我国在农田水利基础设施建设方面不断加大节水灌溉投入，对节约用水、缓解水资源日益突出的供需矛盾和发展 “两高一优”农业起到了重要作用，但在水土保持造林、种草工程中还未引起足够重视，水土保持方案中节水灌溉工程设计常常深度不足，可操作性较差。

海勃湾水利枢纽位于乌兰布和沙漠边缘，项目区风大沙多，土地沙化，草场退化，生态失调严重，自然环境十分恶劣，是我国荒漠化治理的重点地区之一。区域年降水量仅156.8 mm、蒸发量达到3 206.4 mm，是降水量的20倍，配套节水灌溉工程成为决定项目水土保持工程造林、种草成败的主要因素，直接影响着库区生态环境、城郊生态文明建设。同时，工程实施对促进乌兰布和沙漠区水土保持工作持续发展具有一定的借鉴作用。

3　节水灌溉工程

3.1节水灌溉技术

节水灌溉是根据作物需水规律及当地供水条件，为了有效地利用降水和灌溉水获取农业的最佳经济效益、社会效益和生态环境效益而采取的多种措施的总称。目前常用的节水灌溉技术主要有渠道防渗技术、低压管道输水技术、喷灌技术以及微灌技术等。

喷灌技术适合地形起伏大的耕地、草地灌溉，由喷嘴将水喷洒到空气中形成水滴，均匀地分布在作物和田间，但受风速、蒸发等气象条件影响明显。

微灌技术可以很好地控制用水，通过滴头器、稳流器、分水器等，以较小的流量、速度准确注入作物根部附近的土壤，包括微滴灌、微喷灌、涌泉灌等多种方式。

低压输水管道技术利用管道输水至田间，可以大大减少输水过程的渗漏、蒸发损失及占地，提高输水速度，缩短灌溉周期，有利于控制灌溉水量。

渠道防渗技术是指通过对输水土渠采用混凝土、浆砌石衬砌以及塑料薄膜防渗等技术手段，减少渠道输水过程中的渗漏损失。

3.2节水灌溉设计

针对水利枢纽下游左岸管理范围内的导流明渠、鱼类增殖站周边水土保持造林、种草的特点以及地形条件等，通过综合分析，分别选择微滴灌、微喷灌和低压输水管道灌溉，保障水土保持林草措施的实施效果。

3.2.1导流明渠果园地微滴灌

水利枢纽下游左岸导流明渠两侧规划建设果园地2.37 hm2，以种植梨树、骏枣、山楂等为主，起到防止水土流失、改善生态环境、发展城郊生态旅游的作用。该地块南高北低、西高东低，选择节水效果较好、对土地平整度要求也较低的微滴灌技术，保障灌溉水的深层渗漏和地表蒸发减少到最低限度，将果园建成集城郊生态旅游、高效节水的生态示范园。

3.2.2增殖站绿化用地微喷灌

增殖站周围园林绿化用地 0.88 hm2，种植樱花树、碧桃、竹柳和四季玫瑰等园林绿化树草种。该地块相对狭窄，选择控制半径为2.0 m的微喷灌技术。微喷灌工作压力低、流量小，既可以定时定量地增加土壤水分，还可改善增殖站周围空气湿度，调节局部小气候；同时，由于控制半径较喷灌小，可避免项目区风大引起的不均匀喷洒，以及蒸发损失而引起地表积盐。

3.2.3增殖站防护林低压输水管道灌溉

增殖站西侧防护林地17.17 hm2，该地块面积较大，地势平坦，盐碱含量较高，现状植被成活率低。针对地块地形、土壤特点，采用低压管道输水至田面后，在合适的季节进行大水漫灌，起到压盐压碱的作用，保障树木成活率。

3.3供水方案

项目区位于黄河左岸，地表水资源丰富，同时水库建成蓄水后，地下水通过侧渗可得到有效补给，地下水资源也比较丰富。

微滴灌、微喷灌设备节水效果好，但投资高，出水孔孔径较小，抗堵性能差，对水质的要求较高，故选择深层地下水作为灌溉水源，以降低后期的维护费用。

增殖站西侧防护林面积较大，考虑压盐压碱的作用，采用大水漫灌的方式进行灌溉，用水量较大，灌溉水源选择黄河水。在临近防护林地的黄河左岸设置泵船提水灌溉，见图1。

图1　海勃湾水利枢纽下游左岸管理范围节水灌溉布置

4　结语

（1）水土保持造林、种草及配套的节水灌溉等综合治理措施的运用是海勃湾水利枢纽工程项目区防治水土流失、风蚀沙化的必要手段，是生态环境建设的重要基础。

（2）水土保持林草措施、节水灌溉措施，应根据地形地貌、土壤、气候和水资源等条件，有针对性地布置，治理、开发与保护并重。

（3）水土保持是一项系统工程，是一定结构和特定功能若干个子系统组成的综合体。节水灌溉不仅对节约用水、缓解水资源日益突出的供需矛盾和发展 “两高一优”农业有突出贡献，而且对搞好水土保持工程也有积极的作用，尤其在西北等干旱缺水地区，是水土保持生态修复工程实施效果的决定性因素。在水土保持设计中，应注重节水灌溉设计，使节水灌溉措施具有针对性和可操作性。

邬龙男工程师中水北方勘测设计研究有限责任公司天津300222

李云霞女工程师中水北方勘测设计研究有限责任公司天津300222

段妍女助理工程师中水北方勘测设计研究有限责任公司天津300222

鲍彪男助理工程师中水北方勘测设计研究有限责任公司天津300222

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