大型灌区节水改造工程建设的常见问题与对策

□周 宾

（江西省潦河工程管理局）

0 引言

农业是中国社会经济发展的支柱产业，大型灌区更是用水大户，是国家重点建设的水利设施，在区域经济发展中占据非常重要的地位。大型灌区节水改造工程具有很强的复杂性和技术性，中国对此方面的研究还处于发展阶段，各项技术、管理体制还不够完善，在建设中仍然存在很多问题，严重影响了大型灌区节水改造工程的效果。近年来，各地区逐步加大了大型灌区节水改造工程建设力度，在充分利用天壤降水和土壤水分基础上，保证农作物生长对水分的需求，提升农作物产量，降低水资源消耗量。此外，科学合理的开展大型灌区节水改造工程建设，可改善周围的生态环境，发挥土地资源的最大效益。基于此，开展大型灌区节水改造工程建设的常见问题与对策的研究就显得尤为必要。

1 工程概述

江西某大型灌区节水改造工程，灌溉面积达到2.13万hm2，其中一条干渠设计流量为3.50 m3/s，基本上满足了区域农作物灌溉的需求。

2 大型灌区节水改造工程建设的原则

2.1 可持续发展原则

传统农作物灌溉时，多采用漫灌方式，无节制的开发和利用水资源，致使大量生态用水被占用，而且浪费现象比较严重，通过扩大规模来获取眼前局部效益，致使大量水资源被无故浪费。在水资源日益紧缺的背景下，大型灌区节水改造工程建设中必须依据当地水资源的实际承受能力，重新核实区域农作物灌溉的面积，确定建设规模，在满足农作物生长用水的基础上，实现可持续发展。

2.2 因地制宜

大型灌区节水改造工程建设具有很强的综合性和针对性，一个大型灌区节水改造工程只负责某一区域的灌溉任务。因此，在具体建设中，必须做到因地制宜，实事求是。工程所在区域节水灌溉设施比较滞后，存在很多问题亟待解决。基于此种情况，要先解决影响灌区发挥效益的关键性问题。在融入新技术的同时，控制投入资金。

2.3 保证灌区发展和生态环境相互统一

大型灌区节水改造工程建设不能以破坏生态环境为前提，更不能以牺牲生态用水为代价，换来短暂发展。应当做到上下游兼顾，实现灌区发展和生态环境相互协调统一发展，同时要尽快遏制目前生态环境恶化的趋势，促使当地经济建设和生态环境保护协同发展。

2.4 大型灌区节水改造要和农业结构调整相互结合

大型灌区节水改造工程的主要目的是为农业结构调整奠定扎实基础，以保障农业增产增收，提升农民收入。这样农民利用足够的资金投入到大型灌区节水改造工程建设中，二者是相辅相成，相互促进的关系。

3 目前大型灌区节水改造工程建设中常见的问题

3.1 输水渠道渗漏严重

目前江西地区的很多大型灌区节水工程渠道衬砌率仅在50%～60%之间，水资源利用系数在0.50 左右，这两组数据表明，灌溉水在渠道运输中，近50%的水渗漏流失，严重影响了灌溉效率。

3.2 田间工程不配套

在大型灌区节水改造工程建设中，还存在田间工程不配套的问题，主要原因是灌水技术比较滞后，田间平衡度不足。到目前为止，仍然有很多地区，在农作物灌溉中，采用传统漫灌、串灌等方法，致使田间灌溉水利用率过低，大多只在0.60～0.70之间，水资源浪费现象依然严重。

3.3 体制改革问题

大型灌区节水改造工程的主要服务对象是农业和农村，并承担着防洪除涝的作用，是一项利国利民的基础工程，并非以盈利为主要目的。在大型灌区节水改造工程建设体制改革中，需要在确定水利管理单位形式的基础上，尽快完成管理体制、运行机制的改革任务，保证大型灌区节水改造工程建设各项工作都能高效、有序的开展。

4 解决大型灌区节水改造工程建设常见问题的对策

4.1 确定农作物所需引水量

在确定农作物所需引水量时，需要结合当地气候条件和地质水文条件，严格按照灌区农作物的灌溉时节、灌溉定额、不同作物灌溉面积等合理确定。就案例工程而言，灌区主要的农作物是水稻，复种指数为120%，大型灌区节水改造工程建设完成之后，要求灌区渠道水资源的有效利用率不应＜80%。水稻的灌溉时节主要集中在每年4-5月，灌溉天数需要至少持续20 d，总灌溉面积为680 hm2，灌溉定额5 426 m3/hm2。则水稻所需的渠道引水量最大值应当为1.48 m3/s，才能满足水稻灌溉的要求。

4.2 大型灌区节水改造工程总体布置

工程原来干渠流量仅为2.50 m3/s，大于水稻引水量1.48 m3/s，复核设计流量也可以满足灌区供水量的需求。工程农渠总长度为7.45 km，其中明渠的总长度7.14 km，布置了2 座渡槽，总长度为38 m。渠首流量为3.50 m3/s，渠底坡降为1/2 000，渡槽的坡降则为1/1 000。基于此，在大型灌区节水改造工程总体布置中，主要是对渠道进行全面系统的防渗漏整治，保证设计流量≥1.50 m3/s，为确保灌溉效率，避免渗漏损失，采用了梯形断面设计形式，用C15 混凝土进行底部浇筑，并用C15 混凝土预制块护坡，需要改造的防渗漏工程总长度为4 650 m，石渠为浆砌块石衬砌，渠道工程总长度为2 412 m，渡槽需要改造的长度为21 m，主要进行勾缝防渗漏处理。

4.3 大型灌区渠道节水改造设计

工程要求改造之后，渠道的流量≥1.50 m3/s，为减少工程量，控制建设成本，在渠道设计和施工中，采用了不冲不淤的方法，渠道护砌断面主要按照明渠均匀流公式进行计算：

Q=WV=ωC（Ri）1/2；C=R1/6/n

本工程明渠渠底的坡降为1/2 000，渠道糙率n为1.50×10-2，边坡系数为0.50，渠道底部宽度为1.20 m，渠道水深为0.80 m，超高0.30 m，过水断面ω为1.28 m2，湿周为2.99 m，水力半径K=ω/X=0.43，C 为43.44，V 为1.52 m/s，则计算的流速为0.72 m3/s，和工程所需的1.50 m3/s 相差较大，需要进一步调整相关参数。调整参数包括：将渠道底部宽度适当减少，从原来的1.20 m 减小到0.80 m，其余参数保持不变，则过水断面ω 会下降到0.96 m2，湿周也会降低到2.59 m，水力半径降低到0.37，C 降低到42.38，V降低到0.58 m/s，此时流速会增加到3.50 m3/s和大型灌区节水改造工程的设计结果相符。

4.4 主要建筑物施工要点

在大型灌区节水改造工程建设中，主要改造的建筑物包括：明渠、渡槽等。本工程原有建筑物和渠系病害如下：土渠总长度为4 650 m，主要病害是渗漏和塌方；石渠的总长度为2 412 m，主要病害是渗漏及部分砂浆发生脱落；渡槽需要改造的长度为21 m，主要病害是渗漏。

针对这些不同的病害，需要采取与之相适的改造方法，经过系统研究分析，工程对渡槽、石渠进行M10砂浆勾缝处理，以解决渗漏严重的问题。针对改造治理长度比较大的土渠，采用C15混凝土预制块衬砌，然后用M10砂浆进行勾缝处理。

土渠在进行防渗处理中，需要对坡面进行修整，坡比为1/1.25，并在坡面铺设100 mm后砂卵石反滤料，满足设计要求之后，再进行C15 混凝土预制块衬砌（预制块为六棱块，规格为300 mm×300 mm×60 mm），从坡脚处开始，按照从下往上的顺序砌筑，勾缝采用M10砂浆进行勾缝处理，勾缝砂浆应饱满密实［6］。渠道直线段保证平直，弯道处应当圆滑顺畅。渠底防渗处理中，按渠底坡降进行开挖回填，然后铺设100 mm厚砂卵石垫层，再进行C15混凝土底板浇筑。

5 结语

综上所述，文章结合工程实例，分析了大型灌区节水改造工程建设的常见问题与对策，分析结果表明，大型灌区节水改造工程建设范围比较广，影响因素众多。在具体建设中，仍然存在很多问题，在一定程度上限制了大型灌区节水改造事业的发展。为保证改造效果，提升灌区节水水平，可从农作物所需引水量、大型灌区节水改造工程总体布置、渠道工程设计、主要建筑物施工要点等方面入手，保证各道工序都能安全、有序、高效地开展。