浅谈振安区节水灌溉工程的设计与效益分析

摘 要：振安区属于辽东丘陵和低丘平原地带，降雨量年内分配很不均匀，汛期十分集中，随着社会经济的发展，水资源日趋紧张。为此，必须提高水资源利用效率，充分发挥其应有的经济效益，目前振安区原有的节水灌溉工程老化，水利用效率底，采取合理的节水措施可有效节约水资源，缓解水资源紧缺矛盾。

关键词：节水；工程；设计；效益

中图分类号： S275 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20160532028

1 基本资料

振安区位于丹东市郊，南与东港市相邻，北与凤城市接壤，东与朝鲜民主共和国隔江相望，振安区总面积为669km2。全区辖5个镇、4个街道办事处、45个行政村。全区总人口19.15万人，其中，农村人口11.61万人。区内耕地面积13171hm2，其中：水田面积560 hm2，占总耕地面积的4.25%。

振安区属于辽东丘陵和低丘陵平原地带，其大面积出露的地层与岩石为前震旦纪变质岩、混合岩及花岗岩。地下水以松散岩孔隙水为主，地下水主要来源是河川基流量和山间岩体泉水量。降雨量年内分配很均匀，多集中在7-8月份，占年降雨量的54.5%，多年平均降雨量为1028mm，多年平均蒸发量为1261.5mm，4、5、6月份蒸发量最大，占全年蒸发量的37.14%，由于4、5、6月份又是降雨量较少的月份，因此经常出现干旱现象。从以上自然状况来看，水利灌溉发展缓慢，严重影响了农业产业化的发展和农业产业结构调整，制约了农业生产的发展和社会经济增长，因此发展节水工程是促进农业发展的必要条件。

2 节水灌溉措施

2.1 设计方案

在振安区现有的节水灌溉工程有低压管灌、移动式喷灌、滴灌和渠道防渗4种工程形式，其中以渠道防渗工程为典型设计。水田采用渠道防渗工程形式，菜田式用低压管灌型式，温室采用滴灌工程形式，一般经济作物采用移动式喷灌工程形式。根据水源条件和作物结构特点，结合振安区的实际情况，在认真总结以往灌溉工程经验基础上，确定具体的灌溉型式和面积分布。

2.2 工程设计

水源工程是保证节水灌溉工程正常运行的关键，也是影响灌溉保证率和项目的投资效果的重要因素。为提高节水灌溉工程的保证率、更好的发挥工程效益，提高投资效果，在水源工程设计中，遵循高标准、高质量、低造价、高效益的原则，确定合理的工程方案和建设规模，做到技术先进，经济合理，管理方便。

2.3 灌溉制度

不同作用在其各个生长阶段对水份有一定的要求。为了保证灌水能适量而且及时，收到稳定高产的效果，根据多年灌溉经验和科学试验定出各种作物的灌溉制度。作物的灌溉制度是确定灌溉工程设计流量的重要依据，它包括作物各生长阶段的灌水次数，灌水日期及1次灌水量。

2.4 渠道防渗工程典型设计

2.4.1 基础数据

渠道防渗工程典型设计以振安区汤山城镇龙泉灌区为例，基础数据如下：

设计灌溉面积：80hm2；

作物种类：水稻；

泡田期灌水定额：2400m3/hm2；

泡田时间：7d。

2.4.2 型式及规模

本次规划渠道防渗采用LZY混凝土“U”型槽防渗技术，这种防渗工程同传统防渗工程相比，具有断面小、强度高、使用寿命长、抗冻性能好、造价低、外形美观等特点。设计修筑混凝土“U”型槽防渗渠道3200m，其中干渠1800m，支渠1400m。

2.4.3 渠道设计流量确定

渠道防渗工程用于水田灌溉，根据水稻灌溉制度和工程结构型式，按下式计算渠道设计流量。

Q=mA/86400Tη

式中：

Q-渠道正常设计流量（m3/s）；

m-设计灌水定额（按泡田日期计算m=2400m3/hm2）；

A-设计灌溉面积（hm2）；

T-轮灌一次所需灌水时间（取T=7d）；

η-渠道有效利用系数（取η=0.95）。

干渠设计流量计算；干渠控制灌溉面积80hm2，将已知数值代入上式，计算干渠设计流量如下：

Q干=（2400×800）/（86400×7×0.95）

=0.33 m3/s。

支渠设计流量计算：根据规划方案，共设计4条支渠，每条支渠长350m，控制灌溉面积20hm2。将已知道数值代入流量计算公式求得支渠设计流量。

Q支=（2400×20）/（86400×7×0.95）

=0.084 m3/s。

2.4.4 渠道设计

确定渠道设计流量后，要对干、支渠道进行设计。渠道设计任务主要是确定渠道的纵坡，水位和横断面的形状、尺寸，包括渠堤的顶宽、超高，确定沿渠道需要修建的跌水及交叉建筑物高程。

渠道纵坡设计：根据地形条件，干渠和支渠设计比降为i=1/1000。

渠道断面设计：由混凝土“U”型槽技术参数查出，在渠道纵坡i=1/1000时UD50规格“U”型槽过水能力为0.15 m3/s，1/2UD80规格“U”型槽过水能力为0.42m3/s，根据已计算的渠道涉及流量，确定干渠选用1/2UD80型混凝土“U”型槽防渗渠道，支渠选用UD50型混凝土“U” 形槽防渗渠道。

3 效益分析

以汤山城镇龙泉灌区为例：

3.1 节水效益

据测算，实施节水灌溉后，项目区内每年可节约灌溉用水70万m3，水费价格按0.1元/m3计算，年节约水效益7万元。

3.2 节电效益

喷灌、管灌和滴灌的水利用系数高，与一般提水灌溉相比节电20%，预计年节电10.5万度，电价按0.5元/度计算，每年节电效益5.25万元。

3.3 节地效益

实施节水灌溉后，预计示范区内可省渠道占地1.5%，示范区总面积400hm2，其可节约耕地6hm2，耕地年纯收入按3000/hm2元计算，年节地效益为1.8万元。

3.4 省工效益

经测算，节水灌溉项目实施后，每1hm2平均节省人工12.75工日，人工工资按60元/工日计算，总面积400hm2，年节省效益为：12.75×60×400=306000=30.6万元。

4 结语

随着地方经济的不断发展，改革的不断深入，水资源利用矛盾日益突出。而我国大部分农村目前还是存在着极大的水资源浪费现象，为此，要加大节水工程的工作力度，有效提高农用水利用效率，缓解日益突出的水资源矛盾。

作者简介：段巍巍（1980-），男，辽宁省丹东市振安区水利水产局，工程师，从事水利工程规划设计。