人民胜利渠灌区在井渠结合灌溉方面的探索

2010-08-15 00:47周在美河南省人民胜利渠管理局
河南水利与南水北调 2010年6期
关键词:盐碱化水量灌溉

□周在美(河南省人民胜利渠管理局)

一、灌区概况

人民胜利渠灌区位于河南省北部,渠首在京广铁路黄河铁路桥上游北岸1.5km的秦厂大坝上,为无坝自流引水。渠首闸设计引水流量60m3/s,加大流量85m3/s;灌区控制总面积1486.84km2。主要浇灌新乡、焦作、安阳9个县(市、区)47个乡(镇)的9.9万hm2,还承担着向新乡市城市供水任务,同时可向鹤壁、河北、天津等地送水。灌区属暖温带大陆性季风型气候,无霜期22d,多年平均水面蒸发量620mm,其中6~9月份的降水量占全年降水量的70%~80%。气候特点是冬春干旱、夏秋多雨、旱涝交替。

二、井渠结合的由来

人民胜利渠的井渠结合模式,是在和旱、涝、碱的长期斗争中经过反复实践,历经“兴渠废井”到“兴井废渠”的曲折之后才逐渐形成的。

新中国成立初期,灌区内分布着为数不少的大口浅砖井。这些井由人工开挖,一般深只有6~8m,虽然出水量小,每小时仅能供应7~8t水,但在当时对抗御干旱起到了一定的作用。1951年兴建人民胜利渠时,由于没有考虑这些井的存废问题,再加上井的出水量根本无法和渠灌相比,因此灌区开灌后,这些井自然销声匿迹了,仅在农民的菜园内或村里的井才得以保存下来。人们称这段时期为“兴渠废井”时期。

1958年以后,由于认识上的错误,实行大引、大蓄、大灌的方针,无节制地引用黄河水,使灌区水量平衡严重失调,地下水位急剧上升,1961年平均地下水埋深只有1.31m,次生盐碱化猛烈发展。群众一股脑儿地认为是渠灌带来了盐碱,因此从上到下兴起了平渠风。大部分引黄灌溉工程被毁,人民胜利渠只保留了1.6万hm2的灌溉设施,实行严格控制灌溉。恰在此时,机井技术大发展,试制成了大锅锥、无沙混凝土井管,采用合格的滤料,使井灌迅速发展。人们称这一时期为“兴井废渠”时期。

1962年以后,为了防止土壤盐碱化,在原水电部水利水电科学研究院和有关单位的帮助下,研究了灌区次生盐碱化和地下水的关系,通过总结经验教训,克服了重灌轻排、只灌不排的片面性,严格控制引黄水量,疏浚了排水河道。从1964年开始,在灌区大量建造机井,提取地下水灌溉,并控制地下水位在临界深度以下,到1965年,次生盐碱化基本得到治理。井灌虽然发挥了竖井排水的作用,对调整地下水位产生了良好效果,但遇到持续干旱,地下水位急剧下降,有井不出水时,人们又产生了恢复渠灌的想法,因此平掉的渠道又自发恢复了。从此灌区走上灌排配套、井渠结合的道路,也迎来了灌区的大发展。

自20世纪70年代黄河出现断流以来,80年代频频断流,进入90年代更是年年断流。黄河管理部门只好统一调水,以定供需。另据灌区资料分析,降雨有18%的水量入渗到地下,渠灌有35%的水量入渗到地下,通过井、泵等设备将这些水抽出来用于灌溉,正好可以解决黄河供水量不足的问题。因此,自20世纪80年代以来,井渠结合又成了灌区优化配置水资源的重要手段,井水成了灌区的第二水源。

三、开展科学研究,促进井渠结合的科学化管理

(一“)六五”时期对井渠结合技术的研究,着重于防止土壤次生盐碱化效果观测。通过对1981、1982年2年观测资料的相关分析,在1次灌水中,当灌水面积系数>0.6、毛灌水定额1800~2100m3/hm2时,得到的井灌水量占总灌水量的百分比,与灌水后地下水位的升降值△H有如下的关系:△H=0.551~1.31P;

(二“)七五”时期,主要对灌区内水资源优化调度方案进行了研究。以水资源合理利用和节水为主要内容,以求得在运行费最小情况下,达到灌区灌溉效益最大、 水环境最佳的控制方案。在“六五”时期调控地下水防止次生盐碱化研究的基础上,丰富和发展了井渠灌溉技术。

(三)“八五”时期,针对灌区田间工程配套中沟畦过长、过宽所带来的水量浪费等问题,开展了“井渠结合节水灌溉研究”,取得了井渠结合条件下的节水灌溉工程模式、适宜的田间畦(沟)规格。根据田间灌水试验成果,畦宽2.0~3.3m、长60m的灌水效果较好,最优化组合为2.2m×60m,因此建议采用此种畦田规格。

四、井渠结合的形式

(一)井渠并用。井渠并用是灌区井渠结合的一种主要形式,面积约4万hm2,井渠双配套,地表水地下水联合运用,以渠控井。一般来说,井灌水量占总灌水量的27%左右为好。

(二)井灌渠补。井灌渠补主要分布在灌区的下游及干、支渠尾端,以及抗旱补源区。这部分面积大多数不直接引黄灌溉,但地下水由渠灌区侧渗补给或引渠水补源。

(三)工农业联合使用的井渠结合。灌区内工业和城市生活比较集中的有新乡、小冀等城镇,多数工厂的用水主要靠提取地下水,但新乡市自来水公司的水源70%是渠水。从目前的情况看,井渠水的比例基本上是1:1。

(四)井渠汇流。井渠汇流方式是经过试验,是一个比较理想的井渠结合形式,但由于诸多原因尚无推广。其特点是井渠统一规划,把井打在斗、农、毛渠的渠首或渠旁,井渠的田间工程一体化,统一管理。可以用渠水灌,也可以用井水灌,还可以井水渠水混用。

五、井渠结合的作用与效益

(一)实现灌区水资源的优化配置。黄河流域缺水的事实难以改变。井渠结合可实现降水、地下水、黄河客水的联合运用,从而实现灌区水资源的优化配置。

(二)防止土壤次生盐碱化。灌区曾因土壤次生盐碱化严重地阻碍了发展。根据灌区实践,为防止土壤次生盐碱化,地下水埋深原则上应>2m,井灌的经济地下水埋深不得>8m。

(三)减轻内涝灾害。灌区的气候特点明显地表现在夏季的旱涝交错。采取小定额的井灌,既可抗旱又可增加抗涝能力。即使遇到大雨,也不会造成大的灾害。

(四)减少泥沙淤积。黄河是多泥沙河流,引水必引沙。少引黄河水,有利于减轻处理泥沙的负担。

(五)提高供水保证率。井水作为灌区的第二水源,可以与渠水互补,从而满足用水户适时适量用水,提高供水保证率。

(六)促进农业增产。井渠双灌区产量高,年单产达15t/hm2以上,主要是因为井灌容易做到适时、适量灌溉,从而达到高产。

(七)降低排水渠道投资。井渠结合的灌区,地下水位完全可以通过井的抽水量多少来控制,排水渠的设计只考虑排除地面径流就可以了。这样可以省去许多深而密的排水沟,从而降低工程投资。

六、井渠结合存在的问题及对策

(一)明确大中型灌区的水资源管理权归属问题。目前,灌区中管渠的不管井,管井的不管渠。要想实行井渠结合灌溉,减少渠道淤积,就必须明确灌区的水资源管理权归属问题,改革现行投资体制、管理体制、经营运行体制,实行灌区井渠统一规划,更好地发挥井渠结合的效益。

(二)改革现行投资体制、管理体制、经营运行机制。在灌区内,机井是群众自己或集体投资兴建,渠道及其建筑物是国家和地方投资兴建,井灌运行费用高于渠灌运行费用,且安装、拆卸麻烦,因此群众喜欢渠灌而不喜欢井灌。要使井渠结合走向正确的发展轨道,必须统一规划、统一投资、统一管理。在成立农民用水户协会或类似组织的地方,最好由协会或类似组织管理。

(三)灌区的井渠要统一规划。井应分布在斗、农、毛渠的渠首或渠旁,井渠的田间工程要一体化,以便实现井渠汇流,并节约田间工程的投资。

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