移民安置灌区灌溉方式选择及规划设计浅析
2017-08-01高盼盼
高盼盼
移民安置灌区灌溉方式选择及规划设计浅析
高盼盼
(新疆水利水电勘测设计研究院,新疆乌鲁木齐830000)
通过分析大亚斯墩移民安置规划灌区的灌区面积、地形气候条件、土壤特性、牧民耕作水平等因素,提出了适合砂性荒地近期水平年的引洪淤地灌溉方式及远期水平年的滴灌灌溉方式,并计算了节水量,以期为类似案例提供借鉴。
移民安置;砂性荒地;引洪淤灌;设计
1 工程概况及移民安置概况
1.1 工程概况
大亚斯墩移民安置区规划是阿尔塔什水利枢纽建设的一处移民安置项目。大亚斯墩移民安置区属于泽普县奎依巴格镇行政辖区,距离镇政府12 km,距离县城30 km,有县级道路(X484线)从区域西侧1 km处通过,交通便利。安置区在叶尔羌河右岸三级阶地冲洪积扇上,南北宽约4.5 km,东北长约7km,海拔1390~1448 m,地面坡降1/60~1/120,在40 km2范围内可提供2500 hm2土地作为移民集镇迁建和生产安置用地。近期规划期限为2018年,远期规划期限为2024年。
1.2 移民安置概况
1.2.1 移民安置人口
村庄移民安置人口指受水库淹没影响,包括坍岸、滑坡、浸没或工程占地而失去房屋或失去耕地,不得不搬迁安置的人口[1]。阿克陶县库斯拉甫乡需整体异地搬迁至大亚斯墩移民安置点,涉及搬迁移民1254户4522人,需生产、生活安置3830人。
1.2.2 安置区概况
安置区为典型的暖温带大陆干旱性气候,气温年内变化显著,平均最低气温-6℃,夏季高温;年降水量稀少,气候干燥,蒸发量大;多风,常年盛行西北风,对农作物的危害极大。
安置区属新生界第四系上更新统纪塔里木盆地南缘的西南拗陷区,位于昆仑山北麓、叶尔羌河洪冲积扇上部的三级阶地上。地面坡降1/95~1/120。地表植被极少,覆盖度小于1%。
安置区成土母质是洪积母质,土壤多为壤砂土和砂土,土层薄、肥力低。有效土层相对较薄,平均达到20 cm~30 cm;质地较粗,多为砂壤和壤砂土,有利于植物根系下扎。质地构型为底砾型或通体砂,土壤贫瘠,为砂性荒地,保水保费性差,地面坡降大,对灌区灌溉方式提出了要求。
安置区引水水源为叶尔羌河河水,多年平均可利用水量为58.19×108m3,引水断面处泥沙年输沙总量为853.9×104t。
1.2.3 土地开发面积
经与地方政府沟通,并征求库斯拉甫乡代表意见,结合移民规范、规程要求,确定安置标准为:口粮地0.0667 hm2/人,饲草料地0.167 hm2/人,庭院经济0.0467 hm2/户;根据现场实物调查和土地划界结果,确定在大亚斯墩规划安置区开发荒地2500 hm2进行统筹规划,进行集镇及生产用地统筹规划,为移民提供生产、生活永久定居基本保障。根据阿尔塔什水利枢纽安置标准需求,集镇迁建区用地236.13 hm2,剩余可开发农田用地2216 hm2。
2 灌溉方式特点[2]
2.1 常规灌溉
常规灌溉是应用最为广泛的灌溉技术,包括畦灌、沟灌、格田灌溉及漫灌等。是借水流重力和土壤毛细管作用下渗湿润土壤的灌溉方法。灌溉技术相对简单,农民容易掌握,对水质要求不高,漫灌可用于引洪淤地。但田间节水水平较低,作物需水量大。
2.2 滴灌
滴灌目前是最先进的灌水技术之一。是利用管道及设备,以水滴方式浸润作物附近土壤的局部灌溉方法。作物节水量达50%以上,作物增产率30%左右,省地、省工、省水、省药效益明显,可实现机械化铺设滴灌带工作。造价相对较低。但对水质要求高,管理者需掌握一定的技术。
2.3喷灌
喷灌是利用专门的管道系统和灌溉设备,将有压水流通过喷头喷射到空中形成细小水滴喷洒到田间的一种灌溉方法。包括自压或加压半固定移动式喷灌,喷灌机或移动式喷灌等。能够利用灌区有利地形形成自压喷灌,能耗小,运行成本低;适用于大多数作物,对地面平整度要求不高;灌水均匀度可达80%左右。灌水定额小,节水量达30%左右,减少了沟、渠、埂占地,节省5%左右的土地用于种植。但喷灌缺点明显:受风影响大,风力超过3级便不宜进行喷洒作业;采用半固定系统时,需搬移管道,劳动强度极大;固定资产投资较高。
2.4 低压管道灌
低压管道灌以管道代替明渠输水,减少输水过程的蒸发渗漏损失,节水30%左右;自压输水,能耗少;节省土地3%左右。但管道灌对地面平整度要求高,灌水均匀度受田间平整程度影响大;灌水时可能形成深层渗漏和水土流失。
3 灌溉方式选择
移民安置区多年平均风速1.8 m/s,春夏两季风速最大,平均风速5月最大,如选择喷灌这种灌溉方式易造成灌水均匀度不高,水土流失等情况,不利于作物稳产、高产,因此不易采用喷灌。安置区地形坡度较大,土层稀薄,实施低压管道灌溉,易造成水土流失情况,降低水利用效率。滴灌成本相对较低,但要求农民有一定的管理水平,考虑到库斯拉甫乡以牧业为主,下山定居后由牧民向农民转化需要一定的过程,同时受语言环境约束,培训难度较大。移民安置区经济底子薄弱,又为边远地区少数民族农牧民聚居区,灌溉的技术水平、管理水平低,在改良期采用常规地面灌溉方式,并在每年汛期利用叶尔羌河含沙量大的特点,采取引洪淤灌的方式,使灌区有效土层加厚;当进入达产期后,根据淤地情况,将适合滴灌的部分果林地进行滴灌设计,其余作物仍为常规地面灌。
4 灌区规划设计
4.1 条田布置
安置灌区规划条田从灌水方向上选择与地形等高线平行的横向布置方式,以适应大型机械耕作需求,从条田农作物光照需求考虑,应尽量满足南北朝向光照要求。灌区条田偏东方向布置,即条田短边垂直等高线的横向布置,按照短边方向进行平整土地,按照条田长边方向平行等高线布置,条田沿长边方向进行灌水。
田间按照田、渠、沟、林、路、居民点综合考虑的原则,做到林、路成网,渠系配套,排灌自如,路桥相通,达到提高耕地质量,增加有效耕地面积的目的。通过对移民安置区田、水、路、林、居民点进行综合规划并实施后,达到提高土地利用率、增加移民收入、稳定移民目标的高标准基本农田。
4.2 种植结构
根据阿尔塔什水利枢纽移民安置灌区规划,灌区面积共2085.7 hm2,灌区内种植口粮地266.67 hm2,人工草地666.67 hm2,其余土地按照常规比例种植,其中:蔬菜100 hm2,瓜果133.33 hm2,各类果林653.93 hm2,防护林地221.13 hm2。另外,布置在居民区内的庭院经济用地37.6 hm2,绿化用地6.33 hm2。灌区内复播作物蔬菜面积100 hm2,玉米333.33 hm2,并在果林地套种饲草面积400 hm2。
达产期后,将果林地186.33 hm2进行滴灌设计。
4.3 灌溉定额
根据安置区气候干燥,蒸发量大,土壤砂性大,保水性差,水资源季节分配不均等条件,依据作物生长需水量确定灌水定额,初步拟定达产期正常灌溉净灌水定额为970 m3/亩。另外,在改良期灌区采用引洪淤地方式对土地进行改良,参照当地引洪淤地灌溉经验,引洪淤灌一般在洪水期6~9月份,灌水定额为2239~3731 m3/亩。灌区各种作物的亩净灌溉定额[3]见表1。
4.4 灌溉水利用系数
大亚斯墩规划安置区为新设计灌区,灌区的水源为叶尔羌河河水,自布置于大亚斯墩安置区左侧1 km处的东岸干渠引水渠首进行引水,在渠首引水闸后100 m处东岸干渠上修建引水闸分水,由11.1 km的浆砌石输水干渠引至安置灌区,为移民安置区提供灌溉水源。
根据灌区渠系防渗长度、渠道建设长度、总灌溉面积等,计算灌区的渠道水利用系数[4]。根据田间灌水方式的不同,参照相近工程,选用灌区的田间水利用系数。最后求得灌区的灌溉水利用系数,见表2。
表1 作物灌溉定额表/(m3/hm2·a)
表2 灌溉水利用系数表
4.5 达产期作物需水量分析
到设计水平年2024年,灌区生产达产后作物全部采用地面灌时,净需水量为1604.81×104m3/a,毛需水量为2228.9× 104m3/a;果林地采用滴灌与其他作物采用地面灌组合时,净需水量为1557.58×104m3/a,毛需水量为2049.45×104m3/a。达产期后,灌区仅将适合滴灌设计的果林地186.33 hm2进行了滴灌设计,每年节水量达179.45×104m3。
5 结语
大亚斯墩移民安置灌区为砂性荒地,土壤可耕种层薄,保水性差,项目区多风,搬迁牧民由放牧向耕种转变,耕作水平有限,经济实力薄弱,因此在搬迁之初(设计水平年)提出了采用传统地面灌并结合汛期引洪淤地增加灌区可耕种层厚度、改善土壤的灌溉方式;到规划水平年,随着农民耕作水平的提高及灌区土壤改善的情况,将部分适宜采用滴灌方式的果林地进行了滴灌设计,减少了移民安置灌区的年用水量。
大亚斯墩移民安置灌区设计即将实施,待工程进入运行期后,建议进行灌区洪水含沙量、淤地次数、及淤地厚度之间的数学模型,进一步观察淤地情况;在达产期后,结合国家节水项目,对灌区的各种作物逐步实现节水灌设计。
[1]李晓莉,郭芳华.水电站建设项目移民安置点规划研究[J].人民黄河,2012,34(9):108-110.
[2]周和平,徐小波,李梅芝,等.新疆灌溉管理技术[M].乌鲁木齐:新疆科学技术出版社,2005.
[3]新疆维吾尔自治区质量技术监督局发布.农业灌溉用水定额[S].乌鲁木齐:2014.
[4]吴旭春,周和平.新疆灌区灌溉水利用系数影响因素研究[J].人民黄河,2011(9):93-96.
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1673-9000(2017)02-0117-03
2016-12-20
高盼盼(1985-),女,山西临汾人,工程师,主要从事水利工程设计工作。