张瑞红,董绍明,许书刚
(阳谷县水利局,山东 阳谷 252300)
近年来,随着黄河上游沿黄地区用水量不断增加,受小浪底水库调控运行和黄河多次调水调沙,致黄河下游流量明显减少,河床降低,阳谷县引黄闸前水位持续性大幅度降低。为探讨引黄灌溉最佳的节水模式,阳谷县水利局工程设计人员,于2011年春季早灌期间,对灌区农田设计实施了3种灌溉模式并进行了对比分析。
阳谷县地处黄河下游,其中引黄灌区土地面积7.2万hm2,均为沙壤性土质平整的畦田,畦长100 m 左右,畦单宽流量5 L/S,灌水定额为200 m3/hm2。全县平均降水量为582.6 mm,平均蒸发量为1 265 mm,主要骨干水利工程有:渠首引黄闸2座,引水能力分别为120 m3/h、60 m3/h;总干渠2条,分别长45 km 及52 km;干渠4条,分别长48.5 km、56 km、46.5 km、64.5 km;支渠156条,总长1 526.5 km;渠系建筑物1 464座,灌区年均引用黄河水6亿m3,最大引黄水量9.5亿m3/a,年均灌溉农田90 km2。适宜农、林、牧、渔业全面发展,工农业生产发展潜力巨大。
春季早灌时,根据地形、地貌,将农田分为3 块,每块面积大致相等。分别采用以下3种灌溉模式:
根据《喷灌工程技术规范》(CBJ85—1985)要求,设计安装泵水动力和机械设备等,采用移动管道式喷灌系统。水源取自于引黄闸蓄水调节池。首部枢纽设备由水泵、电机、蓄水调水池、控制阀门、调压阀、过滤器、压力表、量测仪表等组成;管道安装采用承插连接,调压控水阀,螺纹接头、分水三通,活动接头,伸缩节管等附件与管道安装一起组装,达到位置准确、连接牢固、不漏水的预期效果。喷灌系统安装完毕后,所有设备先冲洗干净,试水正常后,喷头流量取25 m3/h,达到喷灌均匀雾化标准,持续运转5 h。对运行时的水压、喷洒水量、强度、均匀性雾化指标等进行全面观测,没有异常,即进行大田喷灌。否则应立即停水检查处理。
一是铺设硬塑料管道,首端连接固定在引黄主干渠道并设闸口,下端延伸至支渠末端,根据支渠末端至畦田的长度,在支渠末端塑料管口处连接固定可移动的软或韧性硅胶输水管(袋)至畦田入口,开启主干渠安装的闸口进行畦田漫灌。工程安装标准为所有管道及连接处无缝隙、无漏水。一畦浇完后,将输水袋移至下一个畦田。二是直接把潜水泵放入引黄储水池,将潜水泵上的输水管直接固定在灌溉专用输水胶袋上,延伸放在支渠或畦田入水处,开启电源进行漫灌。
引黄主干渠及除农田以外的支渠,全部进行渠道衬砌。通过工程设计措施减少灌溉水从水源送至田间的沿程水量损失。按照SL23—1991《渠系工程抗冻胀设计规范》,渠底用浆砌石护底,阴坡采用M10 浆砌块石护坡。将坡基土砸实,铺设3 cm 厚碎石层,然后采用厚30 cm、M10 浆砌块石覆面,沿渠10 m 设一道伸缩缝,缝宽4 cm,用PT 塑料胶泥填充。阳坡采用C20 混凝土预制板护砌,板下铺设复合土工模,主干渠堤高为3 m,渠底宽2.5 m,畦田内小支渠沟全部为土渠。田间工程设计为畦长100 m,畦单宽流量5 L/S,灌水定额为200 m3/hm2,灌溉方法为漫灌式。
3种灌溉模式在运行中及灌溉后,由专职引黄用水量统计观察人员,根据水表计量统计结果,每亩平均用水量:农田喷灌为300 m3,管道灌溉为500 m3,衬砌渠道漫灌为700 m3。通过三者平均每亩用水量比较可知,喷灌用水量最少,管灌次之,漫灌用水量最多。
通过应用3种节水模式,结果表明,农田喷灌的节水效果最佳。但农田喷灌工程技术,应根据规范要求,结合自然条件,如地形条件、土壤结构、作物布局,水利工程现状材料供应、动力和机械设备,工程设计标准等,分别设计选择行走式绞盘喷灌机,半固定管道式、移动管道式喷灌系统或小型喷灌机组等模式。管道灌溉和衬砌渠道灌溉,仍属于畦田大水漫灌,而且农田内的小支渠沟均为土渠,在灌溉过程中,存在渠堤土质疏松造成的渗水、漏水、决口跑水等浪费水的问题。所以应因地适宜,选择科学合理,节水效果较好的喷灌方法。