谈水库灌区渠系实施管道化改造的意义

2023-01-13张维杰周春蕾

山东水利 2022年1期

崔魁，张维杰，周春蕾

（山东省水利科学研究院，山东济南 250014）

王鲁山水库地处鲁中地区，泰山东麓，总库容202万m3，兴利库容110万m3，是一座以防洪、灌溉为主的为小（1）型水库。水库附属渠道灌区建于20世纪70年代，渠系由干、支、农渠三级组成，干、支渠为浆砌石渠道，农渠为土渠。渠系首部与放水洞出口连接，自流引水，设计灌溉面积100 hm2。

1 王鲁山水库渠系管道化改造工程

1.1 改造前渠系现状

王鲁山水库渠系经多年运行，存在较多问题：一是由于维修养护及管理不善，干、支渠破损、渗漏严重，输水效率低；二是农渠大多被填平，末级渠道覆盖范围减小；三是灌水采取按亩收费方式，无法按用水量进行精确收费，容易造成在同样灌溉面积上尽可能多地用水，属于一种负激励[1]；四是管理水平落后，管理手段单一，无法对渠系进行科学管理；五是维修资金、施工环境受限，整体维修加固费用大、施工困难、工期长；六是灌区部分稍高于干渠地块需提水进行灌溉，增加农民用水成本；七是灌区受益村庄近年来正积极进行种植结构调整，大力倡导蔬菜、果树产业发展，渠系节水模式与周边灌水需求不相适应。

1.2 渠系管道化改造

针对王鲁山水库存在的问题，经综合分析，选择实施渠系管道化改造方案。该方案采用低压管灌溉方式，整体投资费用为183万元，相较于渠系整体维修加固方案费用256万元，项目投资费用较小。水库兴利水位与灌溉耕地高差较大，低压管灌采用自流灌溉方式，相较于渠灌，低压管灌可充分利用水位压力水头，使灌溉区域进一步扩大，灌溉面积由原来的100 hm2提高到128 hm2。低压管灌管网干、分干、支管均采用PE管，干管、分干管大致沿原渠道铺设，支管根据作物种植方向布设，支管上设置给水栓，相较于渠道浆砌石施工，PE管埋设、安装快捷、省工。管网干管、分干首部设有电动闸阀系统；支管首部设有智能控制系统，包含射频卡控制器、电动阀、GPRS数据采集传输模块、GPRS数据卡年费、超声波流量计等设备，可实现灌水用户按用水量进行精确收费；干管、分干管、支管首部控制系统均可远程进行控制，若首部控制系统存在接电不方便问题，可采用太阳能供电电源设施。低压管灌系统设有项目区检测1套，包含GPRS数据采集传输终端、太阳能供电设备、土壤墒情传感器、雨量传感器等，可根据实际的土壤墒情确定灌溉制度，从而更有效地节约灌溉用水，为灌区科学化管理提供依据。王鲁山水库渠系管道化改造之后，节水效益更加明显，与周边灌水需求发展趋势更加契合。

2 山区水库灌区渠系管道化的意义

2.1 灌区渠系管道化符合农业节水发展趋势

山区水库灌区渠系管道化是渠灌区管道化重要组成部分，渠灌区管道化是我国农业节水发展的主要技术方向之一[2]，目前国内不少地方正对灌区渠系管道化进行积极的研究与探索，例如在2010年，中国水利水电科学研究院在山西省承担了水利部的有关开敞式管道输水灌溉系统试验研究，达到了项目预期目标[3]。

2.2 灌区渠系管道化是落实乡村振兴重大举措

2018年，《中共中央国务院关于实施乡村振兴战略的意见》明确提出：加快灌区续建配套与现代化改造。灌溉现代化的核心内涵为供水可靠化、调度灵活化、用水精准化和管理信息化，山区水库灌区渠系管道化是灌区现代化改造措施之一，是落实乡村振兴战略的重大举措。

2.3 灌区渠系管道化可行性强

1）目前，灌溉系统管网理论研究、设计知识储备十分完备，山区水库灌区渠系管道化不存在技术难题。渠系管道化可供选择的管材多样性，可根据不同灌溉方式、地形地貌及用水需求进行管材选择。

2）山区水库灌区一般人均耕地少，周边村民迫切需求提高单位面积作物产值来增加收入，比较合适发展蔬菜业、瓜果业，渠系管道化使以滴管、微喷、喷灌等为代表的高效节水灌溉方式成为可能，也使水肥一体化成为可能，因此山区水库灌区渠系管道化需求比较强烈。

3）与其他灌区相比，山区水库灌区渠系管道具有以下优势：一是山区水库灌区兴利水位与灌溉地块高差相对较大，可利用的水头差较大，更有利于实现管道自流灌溉，节省灌溉用电费用；也更有利于扩大灌溉范围，解决高程较高地块灌溉难题。二是山区水库灌区水质相对较好，泥沙、杂质含量较低，渠系管道化改造后灌溉方式选择更加灵活多样，一直以来灌区水质泥沙、杂质含量制约着渠系管道的进展。