邓西北中型灌区存在问题及对策探讨
2023-03-12高怡
高 怡
(邓州市水利经济开发有限公司,河南 邓州 474150)
0 引言
湍惠渠灌区地处河南省邓州市西北片,是当地中型灌区和历史最悠久的水利工程之一,是邓西北重要的粮食生产功能区和特色农产品优势区。整个灌区地处罗庄、赵集、裴营等3 个乡镇,控制土地面积0.98 万hm2,耕地面积0.69 万hm2,设计灌溉面积0.59 hm2,受益行政村31 个,受益人口7.90 万人。由于灌区西北为丘陵岗地,渠道大部分为挖方段,局部为低洼填方段;东南为冲积平原,地形开阔平坦,地势起伏较大,加上降雨时空分布不均匀,低洼地和上浸地抗旱、排涝能力差,制约了当地农业生产的发展。针对邓西北中型灌区存在问题,在如何建设好灌区、如何管理好灌区等方面采取行之有效的对策,为领导决策提供理论依据和参考价值。
1 湍惠渠灌区存在的主要问题
灌区始建于1942 年,是抗战期间河南省修建的最大的灌溉工程,现在是邓州市最大的中型灌区,多年来在农业生产上发挥着重要作用。由于湍惠渠灌区建设时间久,涉及范围大,长期未得到系统全面的治理,存在的问题较多。
1.1 渠道工程淤积损毁、渗漏严重
干渠下游渠段未衬砌,现状为土渠,渠道渗漏严重,渠系水利用系数低,达不到设计输水能力,也造成了水资源的浪费,末端部分渠段损毁严重,无法正常输水;半坡水库库南自流渠大部分为土渠,渠道淤积,护坡坍塌,无法正常输水。四条支渠中,除二支渠已全部衬砌,现状完好,并有配套有田间工程,运行良好,其余均不能正常运行。一支渠受南水北调中线工程修建的影响,部分渠道已被截断,现状均为土渠,南水北调在原一支渠经过的地方设置有涵洞,可进行恢复。三、四支渠现损毁严重,大部分被当地群众自行开垦耕种,已失去过流能力,不能正常供水,如果按照渠道恢复建设,线路长、建筑物多,渠道占地多,投资高,实施困难较大。
1.2 建筑物建设标准低、损毁严重
骨干工程配套建筑物较多,除近年来配套改造的建筑物较完好外,其余大部分因建设年代早、标准低而损毁严重;部分水闸无闸房,操作不方便,闸门极易锈蚀漏水;生产桥缺少防护设施,部分桥板有裂缝,长期带病运行;部分渡槽漏水、倒虹吸受到损坏,存在混凝土碳化严重、钢筋外露腐蚀、边墙倒塌、拥堵严重,部分过流能力仅剩下20%,导致雍水高,流态较差,严重阻水;斗门闸门缺失,无法正常运行;半坡提灌站等原有工程已完全报废等。
1.3 部分排水工程存在淤积问题
灌区排水沟主要涉及母猪渠、仙河、黄龙渠、礓石河、刘黄沟、寺后沟等处,虽然通过实施土地整理、农村水系整治等工程,排水沟完好率在85%以上。但是根据实地查看发现母猪渠、仙河、黄龙渠等处有超过8 km河段均有不同程度的淤积问题,造成排水不畅,严重影响过流能力。
1.4 管理站配套设施不完善
灌区部分管理用房年久失修,边墙坍塌,房顶漏雨,成为危房,无法继续使用;灌区管理上基本无自功化设备,渠道量测水、监测系统不完备等。
2 湍惠渠灌区配套改造建设对策分析
2.1 改造加固渠道工程
以渠道衬砌为主,基本维持现有渠道线路和渠道断面,渠道毁坏段设计断面底宽基本保持现有断面,尽量减少土方开挖和回填,设计比降尽量使设计渠底高程与现状渠底高程相差较小,保证设计水深满足斗门的进水要求。渠道改造加固全部采用混凝土衬砌。
干渠上游深挖方段,应对拱顶部5~7 m深的土坡采用C25混凝土预制拱形骨架护坡进行加固,防止滑坡,分流排除地表水;护坡植草可选用耐湿、耐阴品种,如狗牙根草坪或马尼拉草坪,创造植物生长基层,不仅绿化了生态环境,还有效防止水土流失。干渠下游土渠结构段、半坡水库库南自流渠段和一支渠,采用C25混凝土衬砌,改造前应对土基进行预处理,在保证坡降和坡度一致的情况下,做好人工或机器夯实、涂抹水泥砂浆、预制模具、浇筑、收光抹面、设置伸缩缝、养护等流程,提升了防渗效果,延长了耐久性,减少了渠道淤积,提高了过流运输能力。对干渠沿线局部需排水进入渠道的位置在两岸设置坡水入渠10~15 处,入渠进口设一字墙与现状沟道衔接,后接3~6 m 长C25 混凝土矩形槽,矩形槽后设台阶消能,坡度为1∶2,接入渠道,提高了地表水利用率。三、四支渠处于干渠末端分支,考虑到当前群众开荒的现状,可采用低压管道灌溉,具有占地少、高效节水和便于管理等特点,自湍惠渠干渠取水,通过泵站向各管道供水,满足分支需要和沿线用水需求。
2.2 提高渠系建筑物质量标准
通过提高渠系建筑物的质量标准,控制、分配、计量水流量,保障渠道安全输水安全高效。水闸(进水闸、退水闸、节制闸等)主要是考虑到水势能较大,对闸后利用水跃消能防冲,调整水流扩散和流速分布,保护保护下游河床免受冲刷,一是根据坡降、坡度和闸口的作用合理设置消力池,底板采用C25 混凝土结构,厚度30~40 cm以上,下部设10~20 cm左右的粗砂砾石垫层,并在底部设置排水孔,同时起到防冲刷、防渗漏的作用,也增强了地基的稳定性;二是由于框架结构截面尺寸不大,钢筋密度大的特点,经常风吹日晒,避免闸门腐蚀生锈,影响框架结构的外观质量。渡槽主要是考虑到地形、地质条件、耐腐蚀等因素,采用多跨度渡槽结构,宜采用C25 钢筋混凝土结构。倒虹吸管主要是考虑到水量大、水头低、耐腐蚀等因素,管身宜采用C25 钢筋混凝土矩形箱式结构。生产桥主要是考虑到桥台基底应力要满足相应承载力,采用C30钢筋混凝土预制板,厚度28~36 cm,每增加2 m跨度厚度增加2~3 cm,提高桥面承载能力。斗门考虑到渠道流量的因素,采用封闭式涵管。
2.3 及时清淤疏浚排水工程
按照5 年一遇1 日暴雨1 日排完的要求,母猪渠、黄龙渠、仙河均采用梯形断面,边坡1∶1.50,清淤深度1 m以上。
2.4 完善管理配套设施
管理用房上,宜在半坡水库、三支渠、四支渠区域分别建设管理站。人员配备上,在现有人员的基础上,招录部分退伍军人、大中专毕业生充实到管理所,壮大自身的人才实力;结合乡村的实际,组建热爱水利事业的巡查小分队,以乡镇为单位分区域开展经常性巡查和重点区域巡查。干渠深挖段、村庄段、主要道路交叉口段安装防护围网,不能安装防护围网的,设置醒目安全警示牌,并设置专人值班,保障渠道安全和群众安全。信息化建设上,主要是通过信息化、物联网和云计算等技术,满足当前灌区用水和运行管理的需求,通过在渠首坝、半坡提灌站、三支渠站、四支渠站等地放置传感监测设备、闸门监测和控制单元、管网智能控制终端等,实现灌区管理信息化、运行自动化、水利现代化提档升级。在用水机制上,按照补偿成本、合理收益的原则,确定合理供水价格,探索完善管理单位为业主、农民用水协会为收费主体的管理机制,实行水量、水费、水价和用水时间“四公开”,并建立水费公示监督机制。
3 效益分析
3.1 社会效益
通过先进实用的供水新技术和信息化技术的应用,从根本上解决了灌区长期低水平运行的问题,为今后灌区的农业生产发展和农村社会稳定创造良好的条件,促进了灌区工程管理的良性循环,有助于灌区产业结构的调整,带动了周边群众生活水平的提高,人民群众的幸福感和获得感显著提升。
3.2 生态效益
灌区内农田有灌有排,排水入河道,增加河道基流,有利于改善流域生态环境;科学利用地表水灌溉,避免超采使地下水超采导致地下水位下降;合理调节灌溉水量,使土壤田间持水量达到最佳状态,提高了土壤保墒蓄墒能力;促进了水资源合理利用,节约出来的农业灌溉水量可用于工业和城镇生活,有利于区域环境绿化、美化,改善卫生条件。
3.3 经济效益
灌区恢复灌溉面积0.35万hm2,改善灌溉面积0.23万hm2,灌溉保证率75%;通过采用渠道衬砌、管道灌溉等形式,灌区灌溉水利用系数达到0.69,改善了农业综合生产条件,水资源得到了高效开发和利用;灌溉后小麦亩均增产50 kg,玉米亩均增产50 kg,小麦、玉米市场价均按照3 元/kg 的标准计,年增粮食产能880万kg,年增加产值可达2 640万元。
4 结语
中型灌区的配套建设发展是保障粮食安全和促进农民增收的大战略和大工程,解决好灌区的建设和管理问题,切实付诸于行动,保障中型灌区工程安全运行和持续发挥效益,持续服务到乡村振兴战略和农业农村经济社会发展中。