浅议小型水库灌溉工程规划

彭扬平，熊 佳

(广东珠荣工程设计有限公司，广东 广州 510000)



浅议小型水库灌溉工程规划

彭扬平，熊 佳

(广东珠荣工程设计有限公司，广东 广州 510000)

水库灌溉工程是农作物用水的基本保障，灌溉工程的合理规划可以有效保障灌区灌溉率，提高作物产量。本文以实际工程为例，对水库灌溉工程的规划设计进行了分析和探讨。

小型水库；灌溉工程；规划

1 工程概况

某水库工程总库容1256万m3，水库灌区修建于1972年，设计灌溉面积为986 hm2，共修建两条干渠，5条分干渠，总建设长度为48.4 km,各类建筑物332座，灌区建成后有效改善了周围村庄的用水问题，促进了地区经济的发展，但是随着使用年限的不断增加，灌区设施老化，水资源利用率降低，已经不能满足用水需求，需要对水库灌溉工程进行重新规划设计。

2 灌区主要问题及其原因

2.1 主要问题

(1)水量利用系数低。依据实地干渠渠系勘测和灌溉面积测量，得到水库干渠水和灌溉水的利用系数都很低，分别为0.26和0.1。

(2)水量灌溉效益低。依照最初设计，灌区预估计灌溉面积可达1000 hm2,自灌区建设完成以来，其中最大灌溉面积仅为预计面积的3/5,而实际灌溉面积是预计面积的2/5。

2.2 问题形成原因

(1)灌区渠道路线太长。

(2)比降高。据调研发现，万亩以下的山区干渠比降超过普通灌区的4倍，合适的比降一般为1/1000～1/2000，而部分干渠比降可达l/8000。

(3)地理环境因素。该灌区多为石灰岩岩溶区,地质条件较差，岩层容易破碎，造成水的渗透力较大。

(4)灌区工程标准低，工程质量较差。因灌区建设时期，社会条件较落后，造成整体质量低，灌区建设材料均使用石灰砂浆片石，经过多年的运营，以及自然因素影响，造成灌区年久失修，老化损坏程度较高。据统计，整个灌区渠系保存较完好的仅占渠道总长的16.0%，为13 km，可利用建筑物仅占所有建筑物的17.1%，为51座，其余均已不能投入使用。

(5)田间工程系统不完整。灌区输水工程系统不完整，仅有输水干渠和支渠,缺乏田间配水渠道,造成水满全坡，不能有效利用。

(6)灌溉区域均为沟畦。该灌区采用了较落后的灌溉方式，即沟畦漫灌,同时因灌区土质贫瘠，导致水、土、肥流失严重。

综上所述，该灌区水资源严重浪费，有效利用率非常低，导致灌溉效益逐年降低。同时，该灌区还出现上游水严重浪费，下游却严重缺水，人畜吃水都成问题[1]。因此，如何能有效改造灌区，合理利用水资源提升灌溉效益，提升水资源有效利用率，增加灌区农业发展，提升当地群众生活水平非常重要。

3 灌区工程改造

3.1 灌区渠系改造

灌区渠系改造模式是选用压力干管供水及田间管网配水。其中，压力干管供水即舍弃原渠道开发一条新的地下压力总干管和东、西两条干管，以此来实现灌区供水；田间管网配水主要是顺着干管配置横向地下支、农、毛管，实现农田配水灌溉。通过调研可知灌区管网供水改造切实有效，主要表现在以下四个方面：

(1)技术方面：该灌区改造借助干管和田间管网充分利用水库30～160 m的自然水头可实现全灌区自压供水。随着科技的进步，我国高压管道技术应用已经非常成熟，尤其是新型夹沙玻璃多管道的应用，从耐压强度、重量、成本上提升了管道质量，同时，很大程度上使得地形复杂的山区高压管道的建设和运营更有保障。

(2)灌溉效益：该改造方案大大提升节水效率,使得水利用系数提升至90%。通过高效用水，提升了灌溉效益，灌溉面积高达3333.33 hm2。

(3)投资成本：该改造方案大大节省了投资成本。灌区干管全长达29.01 km，预算成本达3347万元；改造后，渠道全长可达61.74 km，预算成本为2590万元。

(4)灌溉成本：该改造方案采用自压供水,大大降低了灌溉成本，使用管网优点是水利用率较高，同时可高效利用水库自然水头压力完成自压灌溉。

3.2 干管工程和田间管网建设

本项目工程主干管进出口高程分别为1025.20 m和966.04 m，相差59.16 m，平均水力坡降达2.58‰。通过设计计算总干管选用玻璃钢管，管压0.4 MPa，管径为800 mm，700 mm，600 mm。分干管材料选用PVC管，管压为0.4 MPa，直径是200 mm。为充分保障管道安全，管道埋置需深达76 cm以下。在保障管道正常运营和维修的基础上，综合多方因素，确定本灌区管道的非穿河段管顶埋置土壤厚度需大于1.0 m，穿河段管顶埋置土壤厚度需大于2.0 m。

管道选用开槽地埋式。主干管基槽的断面开挖需保障工程施工安装，开挖边坡比是1∶0.5，槽底宽度是1.6～1.8 m，基槽底部需铺筑一层中粗砂垫，厚度达200 mm，穿河段管道为防冲击在管沟顶部铺设厚600 mm的铅丝笼石。在充分保障管道刚度、强度及地基条件下，选用原状土进行管道基础夯实。当管基处于地下水以下时，需改换碎石垫层，厚度300 mm；当管基土层属于非自重湿陷性是，为提升该段地基承载力，减缓地基湿陷性，基槽底部需改换3∶7灰土垫层，厚度300 mm。为保障管道运营安全、控制及检修，输水管沿线可建设54座分水阀井、27座排气阀井、2座流量计井、10座检修阀井、19座排水阀井和50座镇墩。管道沿线各种交叉建筑物分别为穿河段2处，穿铁路1处，穿公路段11处，穿渠段3处，共计17处。田间管灌管网通过设置分干管和支管两级管道进行固定，其中支管间距100 m，给水栓间距为50 m，均处于支管上，同时每个支管末端均设计了泄水井。

3.3 高效灌溉

灌区因地形格局分散、地质贫瘠，采用原始的沟畦漫灌容易造成严重的水、土、肥流失。通过引进先进的喷灌、微灌等用水措施，大大改善水、土、肥流失问题。灌区采用管网供水时需配合高效用水灌溉技术。结合灌区地形分布，从水位推算，灌区水力高压区适合喷灌和微灌，低压区适合微灌和管灌[2]。经测算，该灌区可配置喷灌666.67 hm2，管灌1000 hm2，进行粮食作物种植；微灌1666.67 hm2，进行经济林种植。同时，节水灌溉面积可达3333.31 hm2，全年用水量达705万m3，水库年径流量达1050万m3，可用于灌溉和年际调节。

3.4 建设小池蓄水

灌区中上游因种植作物使得土地格局分散、高低不平，仅采用管道直接供水灌溉不是很及时、方便。因此，可以在管道山脊两侧水压线内，搭建多个水容量为100～1000 m3的蓄水池，实现引、蓄、调并举。闲时可以蓄水，忙时可以灌溉，调用及时、方便，同时可以合理利用地表径流进行水源扩充，确保水源稳定。

4 结 语

水库工程节水灌溉规划不但提高灌区的经济效益，促进地区农业生产的稳定发展，最大限度降低水资源危机，同时实现灌区的社会效益。在进行规划设计时要严格按照建设农村、发展农业、利惠农民的基本原则逐步开展，设计出高效安全、科学合理的水利灌溉工程。此外，还要充分认识到环境保护的重要性，进行综合性的考虑，将水利灌溉工程的效益充分发挥出来，实现人和自然的和谐发展。

[1] 刘洪友，徐万江，崔润利．刍议讷全灌区渠系建筑物冻害分析及防治措施[J].黑龙江水利科技，2010,37(5) :93.

[2] 楼豫红,付晓光.四川省节水灌溉工程设计中需要关注的几个问题[J].四川农业与农机,2009(2):32-33.

彭扬平(1985-)，男，工程师，主要从事水利工程规划设计方面的工作。

S152.7

A

2096-0506(2016)10-0077-02