1 前言
建國以來,淮陰市共興建了2×104hm2~6.67×104hm2的大型灌區(qū)12個,各大型灌區(qū)自建立以來為當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)揮了積極的作用。然而,隨著社會的發(fā)展,水情、工情的變化,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要求的提高,灌區(qū)工程在長期運(yùn)行中也暴露出許多問題,主要表現(xiàn)為:(1)工程老化失修,灌溉效益衰減。全市大型灌區(qū)平均配套率只有50%~70%,總體工程老化率達(dá)80%以上,渠系水的利用系數(shù)只有0.4~0.5,灌溉水利用系數(shù)只有0.35~0.45。(2)工程不能適應(yīng)水情、工情、農(nóng)情的不斷變化。灌區(qū)水源由原來單一的淮水變成江水淮水并用,隨著向北調(diào)水增多,用水矛盾逐漸突出,原有工程越來越不能適應(yīng)當(dāng)前的要求。(3)管理粗放,經(jīng)營水平低,用水浪費(fèi)嚴(yán)重。(4)渠道滲漏嚴(yán)重,部分渠道布局不合理。大型灌區(qū)內(nèi)渠道斷面大,輸出水線路長,沿途滲漏損失嚴(yán)重。(5)排澇工程不配套,排澇動力不夠等等。因此,對淮陰市大型灌區(qū)進(jìn)行續(xù)建配套和節(jié)水改造顯得非常必要。
2 指導(dǎo)思想和治理原則的確定
根據(jù)淮陰市大型灌區(qū)的實(shí)際情況,結(jié)合國家對此次大型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造規(guī)劃編制的具體要求,確定了本次灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造規(guī)劃的指導(dǎo)思想和治理原則為:“堅持以節(jié)水增效為中心,實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用;以‘兩高一優(yōu)’農(nóng)業(yè)為目標(biāo),為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)創(chuàng)造基礎(chǔ)條件;山、水、田、林、路統(tǒng)一規(guī)劃,旱、澇、堿、漬綜合治理;以水價改革為突破口,推行灌區(qū)運(yùn)行、管理體制改革不斷深入,實(shí)現(xiàn)灌區(qū)良性運(yùn)行和可持續(xù)發(fā)展。”
3 水資源的平衡分析
3. 1 代表年的確定
代表年的確定必須根據(jù)國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展計劃選定不同的年份作為分析工作的水平年。根據(jù)淮陰市大型灌區(qū)現(xiàn)有的降雨、水情等資料情況,選用長系列年法與代表年法相結(jié)合較為適宜。在選擇系列年時,按照《灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范》要求,全部選擇超過30年的水情雨情資料進(jìn)行分析。
3. 2 過境水可利用量的確定
在對水資源過境水可利用量進(jìn)行分析時,由于過境水是淮陰市大型灌區(qū)的主要灌溉水資源,各種保證率(50%、75%、95%)下的水資源量及可利用水量,一方面受到渠首引水能力的影響,另一方面受到《取水許可證》中取水量的約束,因此我們采用:當(dāng)引水能力大于取水許可量時,過境水可利用量為取水許可量;當(dāng)引水能力小于取水許可量時,過境水可利用量為實(shí)際可引水量;同時結(jié)合考慮江蘇省水利廳分配給省內(nèi)各灌區(qū)不同保證率下的水資源過境水量,最后得出各灌區(qū)過境水可利用總量。
3. 3 供需平衡分析的確定
在進(jìn)行水資源供需平衡分析過程中,按照江蘇省近期農(nóng)田水利建設(shè)八條標(biāo)準(zhǔn),農(nóng)田灌溉設(shè)計保證率不得低于75%,因此淮陰市大型灌區(qū)灌溉設(shè)計保證率也應(yīng)在75%以上。由于長期以來工程老化,效益衰減,灌區(qū)有效灌溉面積不斷下降,全市大灌區(qū)實(shí)際灌溉保證率多在70%以下,其中渠南灌區(qū)實(shí)際灌溉保證率僅為55%,根據(jù)水利部對淮陰市大型灌區(qū)續(xù)建配套節(jié)水改造規(guī)劃的審查意見和淮陰市的實(shí)際情況,本次規(guī)劃的灌溉保證率以75%作為基本設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。在灌區(qū)水資源供需平衡分析過程中,進(jìn)行了灌區(qū)作物種植結(jié)構(gòu)的重新設(shè)計和調(diào)整,選定作物布局最佳方案,基本控制在設(shè)計灌溉保證率的情況下,灌區(qū)水資源供需達(dá)到平衡。當(dāng)水量滿足和富余的情況時,也相應(yīng)提高了一些灌區(qū)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),如渠南灌區(qū)在2015年設(shè)計灌溉保證率便提高到80%。
4 灌區(qū)續(xù)建配套與改造工程的規(guī)劃
4. 1 渠系調(diào)整與渠道工程設(shè)計
淮陰市各大型灌區(qū)在多年建設(shè)過程中,一些渠道布置未盡合理,各干渠沿線直掛斗、農(nóng)渠很多,管理困難,搶水、漏水、跑水現(xiàn)象嚴(yán)重。淮漣灌區(qū)內(nèi)支渠僅55.2km,但斗渠高達(dá)813km,斗渠直掛現(xiàn)象在灌區(qū)上游十分嚴(yán)重。同時,部分灌區(qū)在干渠上建造多處節(jié)制閘工程導(dǎo)致了水頭損失大,灌溉定額增大,自流面積減少。為此,本次灌區(qū)續(xù)建改造規(guī)劃,原則上按照干支渠續(xù)灌、斗農(nóng)渠輪灌標(biāo)準(zhǔn),在對現(xiàn)有灌區(qū)渠道工程復(fù)核的基礎(chǔ)上,重新進(jìn)行渠道設(shè)計。淮漣灌區(qū)在總干渠線路不變的前提下對干支渠按續(xù)灌進(jìn)行設(shè)計的要求,對所轄4條干渠分別進(jìn)行了調(diào)整合并,其中一干渠廢除了一干桃園南18km的渠段,從二干渠光明閘上引出一條支渠向西建渡槽穿過民便河,向一干渠桃園以北渠段供水;四干渠規(guī)劃將原東西四干渠調(diào)整為四干渠,原南北四干渠調(diào)整為新四干渠的支渠;在原一、二、三、四等4條干渠沿線的直掛斗渠徹底進(jìn)行合并,興建18條貼干支渠進(jìn)行灌溉。洪金灌區(qū)原有洪金南北干渠、中北干渠,大的渠系基本合理,本次規(guī)劃對所有干支渠斷面按續(xù)灌進(jìn)行重新設(shè)計,撤并干渠沿線直斗、直農(nóng)渠道,理順灌排體系。原南北干渠上支渠和直掛斗農(nóng)渠有200多條,大水高峰期搶水、跑水、漏水現(xiàn)象十分嚴(yán)重,本次規(guī)劃調(diào)整為54條支渠進(jìn)行控制。
4. 2 排水工程設(shè)計
按照淮陰市國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展水平以及江蘇省水利總體發(fā)展規(guī)劃要求,淮陰市大型灌區(qū)排澇標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計暴雨重現(xiàn)期取10年,設(shè)計暴雨歷時取3d,按照《灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范》(GB50288-99)要求,旱作物1~3d暴雨,從作物受淹起1~3d排至田面無積水,水稻區(qū)1~3d暴雨,3~5d排至耐淹水深。在計算排澇模數(shù)時,淮漣、漣東、漣西、竹絡(luò)壩等灌區(qū)直接采用了江蘇省水利設(shè)計院于1998年編制的《淮河入海水道近期工程可行性研究報告》中淮陰市的排澇模數(shù),洪金、周橋、渠南等灌區(qū)的排澇模數(shù),采用《江蘇省暴雨圖集》推薦的總?cè)肓鞑坌罘ü接嬎悖?/p>
q△t-Q△t=±△S(水量平衡方程)(1)
Q=KS (線性槽蓄方程)(2)
公式(1)中:
q—河道入流流量,m3/s;
Q—河道出流流,m3/s;
△t—時間段,h;
△S—河道蓄量變化,m3;
公式(2)中:
Q—河道流量,m3/s;
K—河道槽蓄參數(shù),s-1;
S—槽蓄量,m3。
按照計算出的排澇模數(shù),在對灌區(qū)內(nèi)骨干排澇河道進(jìn)行重新復(fù)核的基礎(chǔ)上,劃分合理的排澇分片和排澇動力,規(guī)劃出排澇骨干河道疏浚整治規(guī)劃和排水工程的建設(shè)規(guī)模。
5 節(jié)水工程措施的選擇
節(jié)水灌溉有較大的經(jīng)濟(jì)效益,具有節(jié)水20%~50%,增產(chǎn)10%~30%,節(jié)地1%~5%,省工20%~30%的優(yōu)點(diǎn),同時還具有節(jié)能效益。
從淮陰市目前大型灌區(qū)現(xiàn)狀來看,一方面是過境水量減少;另一方面是水資源浪費(fèi)十分嚴(yán)重,各灌區(qū)的農(nóng)田灌溉基本上都是土渠輸水,渠道斷面大,輸水線路長,占用農(nóng)田多,渠系水利用系數(shù)低,節(jié)水改造任務(wù)艱巨。全市各大灌區(qū)渠系水利用系數(shù)見下表:
本次節(jié)水工程規(guī)劃主要從工程措施和技術(shù)措施兩方面入手:
5. 1 工程措施
由于淮陰市各大型灌區(qū)主要糧食作物以水稻為主,旱作物及其它經(jīng)濟(jì)作物為輔,土質(zhì)主要有沙土、沙壤土、粘土,因此,主要選擇了以下幾種節(jié)水工程措施:
1. 干支渠混凝土防滲。按照規(guī)范要求,大型灌區(qū)渠道防滲率不應(yīng)低于40%,大型灌區(qū)應(yīng)優(yōu)先對骨干渠道進(jìn)行防滲,灌區(qū)干渠、支渠采用混凝土襯砌后可大大增加渠系水利用系數(shù),增加自流灌溉面積,改善灌區(qū)灌溉條件,減少渠道滲漏水量,是我市大型灌區(qū)節(jié)水改造規(guī)劃中普遍推廣采用的節(jié)水工程措施,渠道斷面形式主要為:總干渠、干渠渠道主要采用梯形斷面,并采用弧形坡角設(shè)計,支渠以下渠道主要采用“U”型斷面進(jìn)行設(shè)計。
2. 斗農(nóng)渠混凝土防滲。在沙土及沙壤土區(qū)(即淮漣、竹絡(luò)壩、漣西、漣東等灌區(qū))的斗農(nóng)渠,水量滲漏嚴(yán)重,采取混凝土防滲處理,斷面形式主要為U型。
3. 噴灌、滴灌。噴灌、滴灌技術(shù)在輸水、灌水、作物吸收水等灌水環(huán)節(jié)都有節(jié)水增產(chǎn)、提高作物品質(zhì)的作用,也具有特別強(qiáng)的適應(yīng)性,缺點(diǎn)是一次性投資大;搓幨泄潭ㄊ絿姽嘞到y(tǒng)的投資為20 220元/hm2,半固定式噴灌系統(tǒng)投資為11 775元/hm2,蔬菜大棚滴滲系統(tǒng)投資為2 2425元/hm2。本次規(guī)劃發(fā)展噴灌面積28 927hm2,微灌工程4 100hm2。
4.管灌。低壓管道輸水灌溉具有占地少、適用性強(qiáng)、管理方便、使用年限長、滲漏和蒸發(fā)損失小等優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn)是投資較高,施工技術(shù)要求也高。根據(jù)典型設(shè)計,管灌投資為14 175元/hm2,本次規(guī)劃發(fā)展管道灌溉4 066.7hm2。
5. 2 技術(shù)措施
淮陰市近年來主要在水稻區(qū)推廣應(yīng)用了水稻淺濕調(diào)控灌溉和水稻旱育秧兩種節(jié)水灌溉技術(shù)措施。
1. 水稻淺濕調(diào)控灌溉技術(shù)。主要是控制田間灌溉水層和土壤含水量對水稻進(jìn)行灌溉。從田間土壤含水量下限(飽和含水量的80%左右)開始灌溉,每次灌溉至田面以上水層高約10mm,這樣可以大量減少田間深層滲漏和棵間蒸發(fā)量,并能充分利用降水資源。采用該技術(shù)灌溉定額比常規(guī)灌溉定額可節(jié)省水30%以上。
2. 水稻旱育秧技術(shù)。水稻小秧采用旱育技術(shù),可大量減少秧田用水,并為拋秧和淺水活棵打下基礎(chǔ)。
6 灌區(qū)改革
本次大型灌區(qū)規(guī)劃的目標(biāo)是要把大型灌區(qū)建成能夠良性運(yùn)行和可持續(xù)發(fā)展的新型灌區(qū)。然而長期以來,淮陰市各大型灌區(qū)推行的仍然是在計劃經(jīng)濟(jì)體制下形成的管理模式,無法適應(yīng)目前社會發(fā)展的要求。因此,灌區(qū)改革工作也是本次灌區(qū)規(guī)劃的重要內(nèi)容之一。灌區(qū)改革關(guān)鍵在于灌區(qū)管理體制改革和水價改革。
6. 1 管理體制改革
在管理體制改革方面重點(diǎn)研究2種改革方案:
1. 灌區(qū)機(jī)構(gòu)設(shè)置參照國內(nèi)外水利工程管理體制改革的典型經(jīng)驗,本著精干、高效、實(shí)用的原則,建立“供水公司+用水協(xié)會+用水農(nóng)戶”的新型灌溉管理模式。采用這種體制改革模式的有漣東灌區(qū)、竹絡(luò)壩灌區(qū)、淮漣灌區(qū)、漣西灌區(qū)等。
2.“管理委員會+管理所+用水者協(xié)會+用戶”模式。設(shè)立三級管理機(jī)構(gòu),見“管理模式圖”。
采用此模式進(jìn)行規(guī)劃的有洪金灌區(qū)、周橋灌區(qū)、渠南灌區(qū)等。
6. 2 水價改革
在水價分析測算方面按照國家“水利產(chǎn)業(yè)政策”規(guī)定,商品水的水價由“供水成本+利潤”構(gòu)成。實(shí)施步驟主要采取三步走,第一步按照上級文件按公頃計收,直接收到農(nóng)戶,提高水費(fèi)實(shí)收率;第二步按供水完全成本按公頃計收,收到農(nóng)戶;第三步以“供水成本+適當(dāng)利潤”確定水價,按方計量收費(fèi)。計劃用3~4年的時間來完成水價改革任務(wù)。
7 環(huán)境影響的評價
灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造規(guī)劃實(shí)施后,對環(huán)境的主要影響有減輕旱澇災(zāi)害,提高了灌區(qū)抗御自然災(zāi)害的能力。在灌區(qū)沿總干渠(溝)、干渠(溝)、支渠(溝)布置主林帶,沿斗、農(nóng)渠(溝)布置副林帶,林網(wǎng)建設(shè)完成后,對防風(fēng)固土、涵養(yǎng)水分,調(diào)節(jié)農(nóng)田小氣候有著十分重要作用。田間工程配套后,致使田間養(yǎng)分、農(nóng)藥的流失量大為減少,對地下水、地表水的污染也隨之減輕,可有效 地防止?jié)撍^度蒸發(fā),阻止鹽分在土壤表面積累。而且隨著田間工程的配套完善及骨干工程的建設(shè),可改善農(nóng)村生產(chǎn)和交通條件,美化農(nóng)村自然景觀,為發(fā)展旅游觀光農(nóng)業(yè)、生態(tài)農(nóng)業(yè)打下基礎(chǔ),從而可促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)的整體發(fā)展,提高農(nóng)民生活水平。
作者單位:淮陰市水利局