鸭河口灌区末级渠系管道化改造方案

雷雨，吕小光

(南阳市水利建筑勘测设计院，河南 南阳 473000)

1 引言

1.1 灌区概况

鸭河口灌区位于南阳盆地，在唐、白河之间，灌区总面积约2 500 km2，效益宛城、新野、唐河、方城、社旗五县区，设计灌溉面积15.87 万hm2。灌区中的土壤分布主要有砂姜黑土、黄胶土、黄老土，土地肥沃，河南省粮食主产区和重要农产品供应区。灌区多年平均降雨量802.90 mm，汛期(6—9月)占全年降水量的63.00%。

1.2 灌区末级渠道情况

近些年借助各类农田项目对灌区的末级渠道进行了配套与改扩建，使得灌区“最后一公里”输水问题得到解决，目前有效灌溉面积12万hm2。现有末级渠系以明渠为主，并配置附属建筑物，局部水源较差的区域采用井渠双配的模式，现状农田灌溉条件大大改善。由于现有的末级渠系布置仍沿用原有规划，实施必须结合地形条件，导致工程占地多，浪费土地资源；同时造成现有大田农业耕作不便。多数渠道跨行政村用水，统一调度困难，存在随意扒口放水问题，水资源浪费严重，且造成水费征收困难。部分末级渠系属上世纪70年代群建工程，产权不明晰，加之近年农村基础设施建设力度加大，渠系被占压后损坏，失去工程效益。大部分田间工程未配套或配套不完善，灌溉方式为灌溉水进入田间沟道，再由农户用水泵抽水灌溉。

2 目前灌区田间配水工程建管面临的问题

2.1 灌溉水资源利用效率有待提高

根据《河南省南阳市鸭河口灌区续建配套与节水改造项目总体可行性研究报告》(2016年)，灌区总面积15.87万hm2，保证率P=75%。在十二五规划期间近期水平年灌溉水利用系数0.58，灌溉总面积为14.03万hm2。在十三五规划期间近期水平年灌溉水利用系数0.65，灌溉总面积为15.87万hm2。

表1 灌区供需水平衡分析表 单位：万m3

由表中可以看根据灌区供水平衡分析，区域灌溉用水占总供水任务的70.00%，灌溉供水任务重，灌区水资源总体供大于求，略有结余，水资源相对紧张。根据 “十四五”农村供水保证规划和环境污染攻坚要求，农村生活供水保证程度不断加强及河道生态基流保证要求提高，水资源总体需求仍在增加，需要统筹考虑水资源综合调度问题，尤其是农业高效节水灌溉实施，才有助于区域水资源的平衡。另一方面目前灌区农业灌溉用水部分区域因田间工程损坏或不健全，导致灌溉水利用系数不高，灌区供水面临供水有限和节水能力不足的问题。

2.2 工程占地协调困难

大部分田间工程由乡镇统一规划协调，当地村委组织群众投工投劳修建明渠，无占地补偿。目前灌区已完成土地确权任务，田间工程基本未实施划界确权，被毁渠道占用土地的所有权已划为村集体所有，并将土地使用权分到农户。农田水利设施修建工程必须征用土地，加上，目前灌区多数耕作农户为散户，非农业生产大户仍对各自使用土地面积价值更看重，不考虑综合利用价值，农田水利局部的土地征收更加困难，并且投资较高。

目前田间渠系为明渠，矩形、U型或梯形断面，延米工程占地多，仅考虑工程占压宽度在1.50～3.50 m，平均每延米93～217元(征地费用平均67.50 万元/hm2)。工程投资较高，同时征迁和赔偿工作任务繁琐，施工协调任务加重，易导致项目搁浅和方案调整，工程落地困难。加之近些年实施基本农田保护政策，现有灌区大部分耕地属于基本农田保护红线内，工程建设占地实施更加困难。

2.3 工程管护困难

灌溉末级渠系建设主要有县级职能部门实施，验收合格后交由乡镇管护。田间工程点多线长，乡政府和行政村由于缺乏可靠经费来源和专管人员，工程管护基本有人建无人管的状态，更难实施有效的管理制度和管理措施。灌区斗农渠未实施征地，多属于群建和奖补结合建设工程，多数工程存在任意占压，农村垃圾、作物秸秆乱堆乱放，渠道工程损毁严重，管理实际协调任务重，管理措施实施困难。

2.4 水费征收困难

田间工程是农业水费征缴的控制环节，现状大部分渠道为巴氏量水槽，测量不方便，同时农民缺乏“水是商品”的概念，大都认为农业税都取消了，灌溉用水还用缴费，更难接受。现在随着小型抽水设备的普及，沿灌区骨干工程许多农户直接在渠道工程抽水，既出现了上下游争水，又导致水费难于精准征收。田间工程采用明渠形式，仍属于开放式工程，水量计量管理，群众接受度相对低，水费征收仍然困难。

3 鸭河口灌区末级管道化技术可行分析

3.1 灌区骨干工程分布特点分析

灌区鸭东干渠主要沿伏牛山南麓高程150～160 m区域内开挖渠道，穿越白河左岸和唐河右岸的部分支流，向干渠以南的区域供水，主要分干渠及支渠沿南北向小河流界线向南延伸。白桐干渠沿唐河白河分水岭向南延伸，现有支渠基本沿垂直等高线布置，两侧分水。分干渠及分支渠平面间距在2～4 km范围内，耕地地面坡度1/1 000～1/100。根据地形，可以建立以行政村为单位的管道灌溉配水系统，水头差较大的区域采用自压输水灌溉(鸭东干渠效益的大部分区域和白桐干渠部分区域)，压力水头不足的区域由加压泵站和输水管道实施计量灌溉，主要配水管网配置水表。目前灌区内多数灌溉是从支渠内直接抽水灌溉，区域内电力供应可以满足农业灌溉需求。

3.2 鸭河口灌区末级渠系管道化改造技术要求

灌区灌溉高程在150～85 m高程之间，通过管道可以实现高水高用，就近取水的目的，取水口水位与灌溉田面高程在3～25 m之间，管道工作水头在低压灌溉输水管道的适用范围内。

目前国内可用于田间灌溉管道包括钢筋混凝土管、钢管、塑料管及竹缠绕复合管等。国内管材生产标准统一，适用范围广，配件齐全，管道工作压力0.20～0.60 MPa，管道直径在110～1 000 mm选取。

结合近些年实施的高标准农田项目，末级渠系管道改造田间管道采用直径110 mm管道即可，每公顷管道45～75 m，单个出水口控制面积0.33～0.67 hm2。

3.3 典型区综合比较分析

结合以往已实施田间工程，选取位于白桐干渠六支、七支部分区域做为典型区，设计灌溉面积0.14 万hm2，位于宛城区茶庵乡，紧邻白桐干渠，水源条件好，水头条件充足，田间渠系基础条件好。通过实施明渠田间工程和管道灌溉两种方案对比综合分析建设成本。

明渠建设方案：内容包括斗渠6条,长9.90 km；新建农渠97条,长38.26 km，各类建筑物1 083座，其中水闸17座、斗农毛门427座、渡槽87座、过路涵55座、桥梁203座，量水建筑物103座。按照现行单价分析末级固定明渠渠道建设投资约1 300万元。另外占地(面积约8 hm2)补偿540万元。总投资1 840万元。

管道建设方案：管道采用承插口预应力钢筋混凝土管，管道布设同斗农渠布设，主要建设DN500～800钢筋混凝土斗管6条,长9.90 km； DN300～400钢筋混凝土农管97条长38.26km，各类附属建筑物343座，总投资1 600万元。

根据以上经济分析，考虑工程占地补偿后，管道建设方案投资占有优势。灌区末级渠系管道化改造具备经济上的优势。

4 应用前景分析

4.1 严格水资源管理符合性高

管道化改造实现了农业供水的精准计量，能够实现水费精准征收和水量控制，有利于水资源的高效利用。符合水资源三条红线控制要求和最严格水资源管理要求。同时输水管道埋于地下，可以用于汛期渠道雨水的存放，后期用于农业灌溉，拓宽农业水源。

4.2 工程管理维护任务小

管道工程均埋于地下，对农业生产影响小，有利于农业大型机械田间作业。同时埋于地下，工程维护任务相对较轻，管护工作压力小，乡镇管理服务和农村维护人员能够通过灌溉输水定期检验和检修设施。

4.3 工程建设阻力小

工程建设征地主要为临时征地，基本不占用农业耕地面积，农民容易接受，同时工程建成通电后灌溉取水更方便，农民建设意愿高，工程建设阻力小。

4.4 水费征收符合性

田间工程管道化方案实现了单亩面积用水精准计量，能够控制用水量和计算单亩用水水价，农业水费征收以量收费，鼓励节约，有助于当前正在实施水价改革和水费征收工作。

5 结论

鸭河口灌区末级渠系管道化改造，能够在工程建设的经济性上显示优越性，工程建设征地协调任务少，工程管护方便，能够实现水资源的高效利用和水费按量征收，管道化改造具备较好的推广价值。同时目前农村电网改造基本完毕，具有较完备的农业供电条件，工程全灌区开展具有较完备的条件。