一站双泵河灌节水模式在平原地区的应用

柯　强，荆　猛，朱志峰（.平原县水利勘察设计研究院，山东 平原 5300；.平原县水务局，山东 平原 5300）

一站双泵河灌节水模式在平原地区的应用

柯强1，荆猛2，朱志峰1
（1.平原县水利勘察设计研究院，山东 平原 253100；2.平原县水务局，山东 平原 253100）

【摘要】针对平原地区灌溉特点，对“一站双泵”河灌节水设计模式进行了探索和研究，并对节水效益进行了对比分析。

【关键词】平原县；农田建设；节水灌溉；一站双泵

1　项目概述

平原县地处潘庄灌区中游，是典型的引黄灌区，黄河水是当地农业的主要灌溉水源。平原县2012年高标准农田建设示范工程项目区位于平原县东南部前曹镇辖区内，地处县级两条骨干河道赵王河、洪沟河的中间区域，东起赵王河，西至洪沟河，南起五支沟，北至一支沟，土地总面积1000hm2，耕地666.67hm2。项目区共涉及前曹镇19个村，1600个农户，农业人口5000人。

项目共建设高标准农田666.67hm2，总投资1280万元。按照“农田成方、道路畅通、渠系完备、林带成网、土地平整”的标准要求，以方田建设为核心，形成了与现代农业、高标准农业相适应的农田基础设施。在水利规划上采取一路一沟的灌排体系，泵站提水引黄浑水低压管道灌溉，实现田间建筑物配套。在农业措施方面，以土地平整和土地深翻为重点，抓好优良作物品种和先进农业技术的推广。在林业规划上，按照“田——沟——林——路——林——田”的形式布置，创造良好的农田生态环境。主要采取了水利措施、农业措施、林业措施和科技推广措施4大措施。

一是项目区开挖、疏浚沟渠16条，长43.1km，土方47.7万m3。新建提水泵站33座，配套潜污泵66台（套）；配套变压器20台，高压线路6.86km、低压电缆7km；建设浑水低压输配水管道灌溉面积666.67hm2，埋设地下UPVC管道60km，放水口1000个；修建桥涵闸等建筑物193座，其中：新建生产桥144座，新建Φ50过路涵47座，新建节制闸1座，维修节制闸1座。二是项目区共划分格田41块，格田划分标准16.67hm2/块；整修田间生产路28km，其中新建砂石路23km。三是营造农田防护林网666.67hm2，栽植树木5.6万株，包括107速生杨5万株、柳树0.6万株。四是项目区大力进行农业科学技术培训，推广现代农业新技术、新品种，促进粮食高产优质，推广冬小麦、夏玉米优良品种种植面积133.33hm2；项目区增施生物有机肥面积133.33hm2。

项目建成后，达到了“土地平整肥沃、水利设施配套、道路畅通、林网建设适宜、科技先进适用、优质高产高效”的建设标准。项目区粮食综合生产能力明显提高，年平均增产粮食175万kg，增加农业产值197.50万元，年节水80万m3，节能10万kW·h，节地6.67hm2，省工5000个。

2　项目区节水灌溉设计模式

在节水灌溉模式设计上，平原县因地制宜，按照“节水率高、便于管理、投入产出比高”的原则，不断优化工程设计，把项目区耕地分为33个独立的浑水低压管道输水灌溉系统，一套独立的灌溉系统控制1～2个方格，控制面积20hm2左右。

2.1田间灌溉模式

田间灌溉总体模式为：“灌排渠(地下沟)不防渗+小型固定泵站+潜污泵+浑水低压管道输水灌溉系统+田间窄短畦灌水”灌溉模式，格田田间实现灌排分开。灌溉水利用系数达到0.85，旱作物灌区田间水利用系数0.93，确定灌溉水利用系数为0.8，项目区节水灌溉工程覆盖率为100%。

2.2泵站设计

项目区共规划设计小型固定泵站33座、配套潜污泵66台（套），泵房内配备WQ80-30-11kW潜水泵，止回阀、射频控制器各2台（套）。规划中将原定1台22kW潜水泵改为2台11kW潜水泵，一是提高了供水保证率；二是可根据浇地面积灵活起闭，减少了运行费用；三是单泵控制面积减少，便于管理控制；四是降低了起动电流，减少了电气控制设备投资。

2.3输水管道设计

项目区大田主要种植冬小麦、夏玉米等粮食作物，适宜、先进的田间灌溉节水型式有喷灌、低压管灌、地上防渗渠灌溉等形式。但项目区地处引黄灌区中游，黄河水经灌排沟系进入项目区后，水中泥沙含量仍偏高，易磨损、堵塞喷头，因此不适宜喷灌；田间地上防渗渠道灌溉形式不但占地较多，而且耕作、管理不便，农民不易接受，不宜选用；而低压管道节水灌溉技术成熟、先进，占地少、方便耕作、灌溉及时、节水率高，投资少，因此项目区田间灌溉模式应优先选用低压管道输水灌溉型式。

根据设计灌水定额、灌溉面积、灌水周期和每天工作时间，按下式计算确定系统的灌溉设计流量。

Q设=W净A/（ηTt）

式中：Q设为管道系统的灌溉设计流量，m3/h；η为灌溉水利用系数，取0.80；t为每天开机灌水时间，取18h；A为控制灌溉面积；T为每次轮灌期的天数，取7d。

在低压管道输水系统关键安全设备和计量设备规划设计上，主要是首部枢纽的止回阀、进排气阀以及各级管网各条管道最底端尾部的泄水阀。安全阀、进排气阀保护管网不超压和出现负压；泄水阀在泵站停机后打开，泄空管网积水，防止管网泥沙淤积和管网冻胀。

3　节水灌溉模式效益对比

3.1工程投资大幅减少

平原县现有中型节水灌区一般控制亩数在200hm2左右，泵站投资需50万元／座，灌区管道亩均投资8250元／hm2，平均亩投资717元；“一站双泵”河灌节水模式每个灌区控制亩数在20hm2左右，泵站投资9.2万元／座，灌区管道投资2445元／hm2，平均亩投资470元。通过对比分析，“一站双泵”节水模式投资亩均节省投资247元，大大减少了工程投资。

3.2省工、省时、节能、节水

灌溉用水量、灌水时间的减少，大大降低了劳动强度，灌溉用工量普遍降低，经对比分析平均每年每亩地用工量可节省0.5个，按年省工5000个，50元/工日计算，年省工效益可达25万元；每次灌水定额比原灌溉模式缩短1d；灌溉用水量的减少使耗油量、用电量相应降低，经对比分析项目区节能10万kW·h，按0.63元/kW·h计算，比一般节水灌溉节能效益增加6.3万元。原分散式提水大水漫灌模式一次灌水定额为1800m3/hm2，采用该节水模式后，一次灌水定额降为900m3/hm2，节水效果明显。

3.3大量节省了土地，便于耕作

节水模式的优化设计，大大减少了土渠，增加了耕地，经对比分析：按1%的比例计算项目区可节地6.67hm2，按增产粮食计算可增产10.5万kg，增加收入21万元。

低压管道全部地埋，出水口采用隐藏式下栓体外加保护管，仅高出地面8～10cm，即保护了给水栓，又不影响各类农业机械作业。

3.4管理制度更加完善

一是建立农民用水协会，节水工程完工后由乡镇将工程产权移交协会，双方明确责任和义务，实行一站一协会、一站两名管理人员的管理制度。乡镇政府制定整个项目区的用水灌溉制度，分配各用水协会的灌溉用水。各协会机构健全，农户直接参与管理。二是一站一协会的管理制度与一家一户分散提水、管理的模式相比，大大节省了管理人员、管理成本和工程维护资金。

总之，“一站双泵”河灌节水灌溉模式是引黄灌区提水节水灌溉的成功模式，灌溉保证率高，工程投资低，运行费用低，管理方便，建后效益明显，在引黄灌区具有重要的推广价值。

（责任编辑崔春梅）

【中图分类号】S274

【文献标识码】B

【文章编号】1009-6159（2015）-06-0046-02

收稿日期：2015-03-13

作者简介：柯强（1975—），男，工程师