小型农田水利工程存在的问题与改造方案研究

陆占敏

（淮南市潘集区汤渔湖电力排灌站,安徽 淮南 232082）

通过多年持续不懈努力,淮南市潘集区小型水利工程建设和管理取得积极成效,但建设标准低、工程老化失修、管护不到位等问题依然突出,仍是制约农业农村发展的薄弱环节。随着土地流转规模扩大和新型农业生产经营主体发展壮大,迫切需要通过深化改革创新,探索建立与集约化、专业化、组织化、社会化的现代农业经营体系相适应的小型水利工程建设管理机制,更好发挥小型水利工程效益,促进农业农村稳定发展。

1 工程概况

1.1 自然概况

潘集区地处淮河中游,黄淮海平原的南缘,降雨资料采用淮南市气象站历年降雨量,从1955 年～2005 年降雨量分析表明,年最大降雨是1991年,降雨量为1558 mm,年最小降雨是2001年,降雨量为347 mm。多年平均降雨量928.2 mm,按照经验频率公式计算,保证率为50%降雨量为930.5 mm,保证率为75%降雨量为768.4 mm,保证率为95%降雨量为591.4 mm。安徽省水利水电勘测设计院地质勘探队对沿泥河、淮河、黑河等具有代表性的河道进行了工程地质勘察,其特征均为淮北冲积平原的泛滥带堆积区（条带状）,地貌单元较为简单,地形也较为平坦。潘集区农业灌溉水源主要来自于淮河、泥河、茨淮新河,经淮南市环保部门2008 年夏季监测化验,水质良好,适应各种农作物灌溉[1]。

1.2 水资源状况

潘集区可利用的水源有流经的淮河、茨淮新河的过境水,降雨形成的径流、内河储蓄的地表水和地下水。潘集区水资源较丰富,南有淮河,北有茨淮新河,中间有泥河,工、农用水均有三河供给,生活采用地下水。茨淮新河和泥河均属于淮河水系,当遇到干旱水源不足时可从淮河引水。现分析如下：

淮河是潘集区主要灌溉水源。由于淮干在淮南市境内没有上、下游控制闸,只能用上至鲁台子下至蚌埠闸这一段作为一个大水库进行水量调节分析,根据淮南市水利规划设计院分析,保证率为50%的过境水为171.5 亿m3,75%的过境水为38.36 亿m3,95%的过境水为16.0 亿m3。茨淮新河流域面积5632 km2,75%的过境水为5.04 亿m3,95%的过境水为2.1 亿m3。

淮南市范围内没有设径流站,根据淮南市水利局分析,潘集区年均降雨量为932.2 mm,年径流深237.2 mm,年均径流系数为0.27,50%保证率年径流量为1.27 亿m3,75%保证率年径流量为0.78 亿m3,90%保证率年径流量为0.35 亿m3。潘集区现有泥河、架河、黑河等内河,全长68.2 km,蓄水量为0.899 亿m3；现有大沟29 条,长168 km,蓄水量为0.016 亿m3；卢沟洼、戴家湖等蓄水量为0.027 亿m3；塘坝蓄水0.008 亿m3。内河总蓄水量为0.95 亿m3,其中:泥河蓄水量为0.46 亿m3。区过境水、地下水、地表水均为供大于求,满足全区工、农业生产的需求。见表1。

表1 供水量与消耗量对比表

1.3 水旱灾害情况

（1）洪涝灾害：经统计,建国以来,淮河田家庵水位达23.0 m以上共发生11 次,平均5.5 年发生一次洪涝灾害,随着全球气候变暖,气候变化异常,2003年、2005年、2007年连续发生大的洪涝灾害,给我区工农业生产带来很大损失。 具体情况见表2。

表2 大水年份受灾情况统计表

（2）旱灾：建国以来,夏季灌溉期间淮河田家庵水位16.0 m以下共发生5 次,平均10 年发生一次。潘集区虽然南有淮河、北有茨淮新河,中有泥河,但是,如遇到大旱,沿淮架河站和祁集站只能满足泥河以南灌溉面积,沿茨淮新河古路岗站只能满足潘集镇和贺疃镇灌溉面积。因泥河没有引水工程,不能从淮河引水,沿泥河十多万亩农田无水灌溉,沿黑河的泥河镇、夹沟镇北部和芦集镇西部水资源短缺,存在灌溉难的问题。

2 小型农田水利现状及存在的问题

2.1 小型农田水利现状

潘集区现有耕地面积45.3 万亩。截止2015 年潘集区现有大沟28 条,全长168.5 km,中沟95 条,长260 km；干渠11 条,长63.0 km,支渠78 条,长183 km,斗农渠（沟）千余条,配套工程万余座；兴建各类排灌站222 座,容量4.62 万kW；建设万亩以上灌区8 个；现有采煤塌陷地面积6.0 万亩；现发展有效灌溉面积45.66 万亩,除涝面积15.47 万亩。

2.2 小型泵站水闸现状

目前潘集区共有排灌泵站222 座,分布在潘集区11 个乡镇街道,总装机流量376.48 m3/s,装机容量46175.4 kW。潘集区泵站的分布见表3。

表3 潘集区泵站工程汇总表

目前潘集区共有过闸流量1 m3/s以上的水闸120 座,总过闸流量为826.59 m3/s。潘集区现有水闸分布汇见表4。

表4 潘集区现有水闸汇总表

2.3 小型农田水利工程存在的问题

2.3.1 小型泵站存在的问题

（1）站首工程破旧不堪：泵站机房、管理房因使用时间过长,出现门窗腐蚀、屋面损坏等现象。大多数泵站并无进、出水池,进水管直接插入引水沟抽水,现因杂草缠绕、泥土淤积已无法正常引水。

（2）生产及管理水平滞后：随着潘集区农业的不断发展,各灌区农业产业结构调整的步伐不断扩大,优质粮和蔬菜基地及水产养殖业的迅速发展,给各站提出了更高的要求,因此,为了保证农业排灌,并为职工营造安全舒适的工作环境,达到“安全、高效、低耗、增产”的目标,必须对老化的机泵设备进行技术改造。

2.3.2 小型水闸存在的问题

规模以下水闸部分为圬工结构,结构老化较严重。现状水闸工程大多数建于上世纪六十年代至八十年代,原建多为砌石圬工结构。这些圬工结构水闸,经30 年～50 年的运行,结构老化,因长期水流冲刷或水毁损坏较严重,不同程度地存在渗漏现象,存在安全运行隐患。部分早期修建的钢筋混凝土结构水闸,也存在结构老化,水毁损坏较严重等问题。

2.3.3 中小型灌区存在的问题

提水灌区渠首提、引水等骨干工程提引水能力不足。主要是渠首提水站存在设备老化、工效低、能耗高等主要问题,提水能力不足；部分引水闸（涵）工程引水能力不足。骨干渠系淤塞、阻水较严重。由于管理能力不足,加上使用时间较长,很多骨干渠系积淤严重,流量无法达到排灌要求。配套建构筑物老化,存在安全隐患。大多数配套建构筑物由于建设较早,使用时间过长,出现墙体开裂、基础不均匀沉降等问题,无法保证使用安全。管理制度不全。镇（乡）管理泵站一般由镇（乡）政府代管或政府委派当地群众管理,机械设备维护管理不到位,设备完好率较低,控制运用较为随意,管理水平较低。

2.3.4 塘坝与河沟存在的问题

控制运用不便。坝体质量较差,存在渗漏现象；无溢流、放水等配套设施,或溢流、放水等配套设施过于简易,控制运用不便；管理制度不全,利用率低。现状塘坝工程均由村民组管理,无管理经费来源,管理粗放,调度运用随意,塘坝的综合利用效益得不到充分发挥。由于水流长期冲刷等,部分沟河岸坡坍塌,岸坡稳定性较差；河堤、撇洪沟堤等断面标准不足,防洪能力较低,防洪能力不足10年一遇的较多；村庄附近的沟河岸坡生活垃圾随意堆放,环境质量较差。

沟河现有桥、涵、闸等配套建筑物多数建于上世纪六七十年代,结构简易,质量较差,经40余年的运用,普遍存在结构老化、破损、水毁等主要问题；部分建筑物过流孔径不足,加之底部淤积,束水严重；已建配套建筑物尚不完善。现状桥、涵、闸等配套建筑物完好率约40%～50%。

2.3.5 末级灌排系统存在的问题

渠系配套不完善,现有的末级灌排系统中仍存在“空白区”,部分耕地无法得到有效的灌溉,因此应对渠系工程进行恢复完善、新建配套,解决农田水利“最后一公里”的问题。已修建的末级灌排系统中,大多数存在积淤、杂草丛生、垃圾乱堆的现象,严重影响渠系的排灌能力,无法满足使用要求。末级灌排系统配套桥、涵、闸等建筑物工程配套尚不完善。有很多渠系因未设置桥、涵,影响田间交通,农民为运送种子化肥到田间自行用木板搭桥通行。

3 工程施工技术改造关键技术

3.1 土方工程

施工前准备。做好土方工程是整个工程的基础,它不仅要求土层坚固密实,而且要达到设计要求。渠基清理：利用挖掘机、推土机和人工将原渠坡上的草皮、树根及渠底淤泥清理到制定的地点。

土方回填。在未填土之前用若干木桩确定边线,并在桩上用红漆标上尺寸,然后用推土机将土料推到所需位置,每推20 cm～25 cm土层,进行压实。经过试验合格后再进行下道工序。为使土料碾压密实均匀,施工前将摊铺的土料用机械翻松破碎,同时测定土料含水量及粒径,直到土料粒径及含水量均达到规定的控制范围内,再进行推土机整平。填料碾压。碾压前,工作面布置应该注意整面施工,实行统一管理,统一整平、统一碾压,减少接缝。本工程根据土质特性选用59 kW推土机碾压。渠身填筑整修。选择黏土分层铺设,分层压实,并且要预留10 cm厚的土层,以便今后铲坡,铲坡采用人员铲坡,修整后的渠槽要与设计的标准完全一致,做到面平、线直,即两内坡、两渠顶和渠底要平,两底角线,两外角线及四条渠顶线要直。

3.2 砼浇筑工程

（1）砼生产程序：搅拌好的砼塌落高度要控制在50 mm～70 mm之间。冬季施工要加入适量的防冻剂等保暖措施；再次是将搅拌好的砼用翻斗车运往施工现场,砼运输工程中不宜路程较远,以防止砼离折现场,更不允许初凝之后再使用,做到边搅拌边浇灌,以保证砼质量。

（2）砼浇筑程序：修土渠,压实成形的土渠并不完全规则,需用人工进一步整修,整修前用绳子将两顶线、两底线、两边线固定,用人工产品,使土渠完全达到设计图要求。

（3）立钢模并固定：土渠整修好开始立模,按照工程设计要求设5 m一道伸缩缝,模具采用打桩固定的办法。1∶1∶4填沥青砂浆止水。养护：砼浇筑后用草袋覆盖,12 h后进行洒水养护,养护时间为28 天,如冬季施工应在砼中加入适当的防冻剂和保暖措施。

4 结语

小型农田水利工程建设质量和农业经济发展态势、广大农户收入水平密切相关。为最大限度地提升水利工程建设质量,一定要综合多方面因素建立健全质量管理体系,整体优化工程建设质量小型农田水利工程的施工建设与管理对农业现代化的发展将会起到至关重要的作用。因此,作为小型灌溉水利工程建设和运行的职能部门,有效改善灌区生态环境,推动农村经济快速发展。