王从庆
(水利部山西水利水电勘测设计研究院 太原 030024)
朔州市桑干河灌区位于大同盆地西南部山阴、应县境内,西起山阴县河曲堡村,东至应县城下庄,北以桑干河为界,南邻盆地南部下湿地。整个灌区南北宽约9~14 km,东西最长54 km,平均46 km,总控制面积513 km2。灌区中部有黄水河由西南向东北方向穿过,将灌区分为南北两大部分,北部地形为西南高、东北低,地面坡度1/800~1/1500之间,南部地形亦相同,地面坡度1/400~1/1000。全灌区地势开阔平坦,总土地面积4.113万hm2,总耕地面积3.127万hm2,其中:山阴县1.664万hm2,应县1.463万hm2。灌区设计灌溉面积2.4万hm2,是山西省大型自流灌区之一。
1)工程问题
2000年以来,随着国家“21世纪初期首都水资源可持续利用项目”的实施,灌区节水改造逐步进行,投资力度加大,灌溉条件得以部分改善,但是仍存在以下问题:
(1)未改造的渠道建筑物老化失修,输配水能力低下,跑水漏水现象较为严重,造成了水资源的极大浪费。
(2)由于没有防渗,未改造渠道输水渗漏损失严重。
(3)未改造渠道冲淤不平衡,过水能力降低。灌区总干及三、四干共有22处与南山峪口洪水泄道相交,由于排洪沟逐年淤积,冲溃渠堤事故时有发生,对当地人民生命财产安全造成威胁。
(4)田面工程不配套,用水浪费严重。灌区大多数农户仍采用大水漫灌的方法,浇地挖渠堤,打土埝,土地不平整,大畦漫灌,畦地大于0.2 hm2的占80%,1 hm245畦的几乎没有。浇地质量差,水量浪费惊人,严重制约了灌溉效益的发挥。
(5)灌排不配套,次生盐碱化没有彻底根治。
2)运行管理问题
桑干河灌区水价虽历经改革,但执行价仍远低于供水成本。长期的低水价运行,使灌区运行困难,老化工程得不到及时改造,新型的节水灌溉技术和先进的管理手段得不到推广应用。与此同时,低廉的水价淡化了农民的节水意识,造成了水资源的严重浪费。
桑干河灌区地处朔州市腹地,是朔州市主要粮食生产和畜牧业基地之一,全灌区总人口10.053 6万人,农业人口7.535 6万人,劳动力2.837 1万个,人均耕地0.311 hm2,劳动力占有耕地1.1 hm2,这对于发展高产丰产农业有着广阔的前景。目前灌区粮食总产约为两县总产的41%左右。
灌区主要农作物有小麦(占10%)、玉米(占50%),其他粮食作物(占15%),经济作物(甜菜、油料、葵花等占25%)。现状年粮食总产量0.799 6亿kg,灌区农业总产值1.16亿元。灌区内畜牧业发展迅速,在全市范围内属较富裕区,人均收入2 360元,因此进行灌区配套续建改造,对促进本区人民快速达小康有着非常重要的现实意义。
近年来,由于降雨量减少,农业生产结构的调整,经济作物种植比例逐年增长,用水量相对集中且增大,加之流域上游许多水利工程的兴建,致使河道来水量逐年减少,灌溉水源严重不足,有些灌区由于大量开采地下水,造成地下水位下降。随着社会和经济的发展,供需水矛盾进一步尖锐。另一方面,桑干河灌区虽经首都水资源项目节水改造,灌溉水利用系数有所提高,但是包括总干9+131~29+200段在内仍有大量的渠系未作防渗处理,有限的水资源白白浪费在输水渠道上,农作物却因水源有限不能得到有效灌溉,影响粮食产量,制约了农业经济结构的调整,阻碍了当地社会主义新农村建设步伐。
综上所述,在水资源越来越缺乏的今天,要保证朔州市工农业发展目标和首都21世纪初期水资源可持续利用,针对灌区建筑物严重老化,水资源浪费严重等情况,对桑干河灌区的续建改造是十分必要的。
由于总干9+131上游已完成了防渗衬砌,而且渠系建筑物基本完善。本次续建改造工程的主要目标为:总干渠从桩号9+131~29+200全部防渗衬砌,防渗长度20 069 m。总干渠在桩号11+520处与黄水河交叉,需增设交叉建筑物泄洪节制闸 1 座;在桩号 20+230、24+100、25+640、28+850 四处跨沟,需建设交叉建筑物排洪涵洞4座,防止南山客水冲毁总干。所属的渠系和田间工程的节水改造以后择机建设。
具体改造措施:
总干渠原设计纵坡为1/3800,本次设计维持原纵坡不变。横断面采用梯形断面。渠底宽7.5 m,设计水深1.25 m,渠深2.0 m。右渠堤顶宽3 m,作为人行道,左渠堤顶宽6 m,作为行车巡渠路。渠堤内侧采用M7.5浆砌石护堤,渠底部采用原土夯实,厚为80 cm。在护堤背后及原土夯实底部铺设防渗土工膜,土工膜采用一布一膜,膜厚0.2 mm,浆砌石与膜之间抹一层2 cm厚黄泥土过渡层,碎石垫层顶部抹一层2 cm厚M7.5水泥砂浆,以免扎破土工膜。浆砌石护堤顶宽40 cm,底宽1.24 m,高2.0 m。基础埋深0.8 m,内边坡为1:0.3,外边坡为垂直式,护堤顶部采用C15预制混凝土压顶,厚为6 cm。护堤底部采用碎石垫层换基,厚为15 cm。浆砌石护堤每隔25 m设沉降缝一条,缝内填充沥青木板,表面浇筑沥青砂浆。沿渠底每隔50 m设置一道0.5 m×0.8 m(宽×高)的M7.5浆砌石横墙以防止回填土被冲刷。
本次工程实施后,可使总干渠系控制的1.135万hm2的灌区改善了灌溉条件,恢复灌溉面积0.335万hm2,预计可将总干桩号29+200以上控制的1.835万hm2灌溉利用系数由0.411提高到0.522,节水效果十分明显。
鉴于桑干河灌区(9+131~29+200)自身存在的问题和朔州产业发展的需要,以及续建改造的可操作性,建议对其进行改造。