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陇县咸惠渠灌区节水改造工程建设方案探析

2015-07-25刘晓莉张耳提

陕西水利 2015年5期
关键词:灌溉面积供水量干渠

刘晓莉 张耳提

(陇县水利管理工作站 陕西 陇县 721200)

1 咸惠渠灌区基本情况

咸惠渠灌区建于1960年,位于陇县曹家湾镇西南、咸宜河下游右岸河谷川塬阶地带,西起咸宜关村,东至流渠村,北以咸宜河为界,南至咸宜山塬,东西长20km,南北宽3.0km,灌区属低坝引水、自流灌溉,设施面积1.02万亩,有效灌溉面积0.61万亩。灌区受益6个村、31个村民小组,农业人口12682个,劳力3849个。

灌区辖六个自然村,土地总面积4.85万亩,其中耕地面积2.65万亩,粮食播种面积1.45万亩,经济作物种植面积1.2万亩。土层深厚、土壤肥沃,气候适宜,有利于农经作物的生长。长期以来,灌区农业生产以小麦、玉米、油菜等为主,近几年来,发展了烤烟、林杂果及药材等经济作物。灌区粮食种植面积6800亩,烤烟种植面积2100亩,林杂果面积2300亩。由于水利设施老化失修,渠系水利用系数低,作物产量、产值低而不稳,亩产值仍在900元以下,属中低产田,生产效益低。

2 灌区目前面临的问题

近年来,国家投资对干渠、田间渠道进行了维修改造,但干渠仍有2.2km未衬砌,土渠杂草丛生、裂缝多、渗漏损失大;田间渠系配套差,渗漏、浪费水量大,渠道水利用率不高;已衬砌的渠道自然破损和人为毁坏较严重,砌石勾缝脱落、掉石、坍塌陷段多。

工程设施方面存在的问题导致了供水成本高、用水保证率低、灌溉面积的萎缩,收入不足。由于工程建设各个时期的保证不一,渠道的比降和断面各段不同,不能完全达到设计输水流量;另一方面工程运行多年,渠系渗漏损失大,用水保证率不高,田间渠系配套工程设施差,部分农田灌溉需水很难满足。此外,单位经济负担太重,收支矛盾突出,导致工程维修资金投入不足,供水难度增加。

3 水资源供需平衡分析

3.1 节水改造项目区可供水量分析

咸宜河是千河主要支流之一,发源于关山松林沟,流经天成镇和曹家湾镇,流长38.25km,流域面积 161.4 km2,河床平均比降30.9‰,流域内多年平均降雨量600.1mm,多年平均径流量3228.0万m3。

咸惠渠灌区为低坝引水自流灌溉,渠首建有拦河滚水坝1座,渠首以上流域面积134.2km2,多年平均径流量 2684万m3,水资源丰富。流域内平水年(P=50%)可供水量956.5万m3,枯水年(P=75%)可供水量785.6万m3。

3.2 节水改造项目区需水量分析

项目区水源为咸宜河河水,依据作物种植结构、种类及灌水定额进行综合分析,计算作物灌溉需水量。主要农作物有小麦、玉米,经济作物有林果、烤烟等,需水量受气候、土壤、水文、地势、作物类别以及耕作措施等因素的影响,由于灌区缺少灌溉试验资料,一般按水量平均原理拟定灌溉制度计算需水量。咸惠渠灌区设施灌溉面积1.02万亩,渠道引水量0.9m3/s,平水年(P=50%)作物年需水量390.3万 m3,枯水年(P=75%)作物年需水量 462.5万 m3。

表1 灌区现状年灌溉制度(P=50%)

3.3 节水改造项目区水土资源平衡分析

咸惠渠灌区设施灌溉面积1.02万亩,干渠引水量0.9 m3/s。根据灌区多年实际运行灌溉制度统计,平水年(P=50%)作物年需水量390.3万m3,干旱年(P=75%)作物年需水量462.5万m3。流域内平水年(P=50%)可供水量956.5万m3,枯水年(P=75%)可供水量785.6万m3。水源可供水量大于作物需水量。而且渠首引水枢纽工程完好,灌区水源有保障。

4 节水改造工程建设方案

根据《水利水电工程等级划分标准》(SL252-2000)和《灌溉与排水工程设计》(GB288-99)规定,工程建设等级为Ⅳ级,四级建筑物。设计灌溉保证率渠灌P=50%,管灌P=50%。主要针对咸惠渠灌区损毁最严重的干、斗渠进行改造和维修加固,并在灌区新建高效节水管灌工程。其中干渠工程对1+500~3+500段和5+000~14+000段进行改造,其中1+500~3+500段采用D80U型渠道衬砌,5+000~12+000段采用D60U型渠道衬砌,12+000~14+000段采用D50U型渠道衬砌。斗渠全部分布在一支渠和二支渠上,改造斗渠45条15.375 km,采用D30U型渠道衬砌。高效节水灌溉工程分布在干渠和二支渠下游段的南坡村、流渠村和红星村,由自压管灌工程和提水加压管灌工程两部分组成,自流管灌工程由5个独立自流灌溉工程组成,提水加压灌溉工程由4个独立抽水加压灌溉工程组成。通过对灌区干渠和田间渠道的新修改造和维修加固,使工程总规模达到:新增灌溉面积2000亩,恢复灌溉面积4000亩,改善灌溉面积5000亩。

4.1 渠系工程

4.1.1 干渠工程

渠道设计尺寸断面为D80、D60、D50砼U型断面,采用C15砼现浇完成。1+500~3+500段采用D80U型渠道衬砌,5+000~12+000段采用D60U型渠道衬砌,12+000~14+000段采用D50U型渠道衬砌。其中:

D80 U型渠道衬砌厚度7cm,渠道断面尺寸为:口宽0.88m,直段高0.4m,底部圆弧半径0.4m。渠堤顶宽度1.0m,外坡比1∶1。

D60 U型渠道衬砌厚度7cm,渠道断面尺寸为:口宽0.66m,直段高0.3m,底部圆弧半径0.3m。渠堤顶宽度0.5m,外坡比1∶1。

D50 U型渠道衬砌厚度7cm,渠道断面尺寸为:口宽0.54m,直段高0.35 m,底部圆弧半径0.25m。渠堤顶宽度0.5m,外坡比1∶1。

4.1.2 田间渠道

田间渠道为D30砼U型断面,衬砌厚度6cm,采用渠道衬砌机现浇完成,渠道断面尺寸为:口宽0.30m,直段高0.22m,底部圆弧半径0.15m。渠堤顶宽度0.5m,外坡比1∶1。单条渠道长度在200m~500m之间,渠道比降在1/200~1/300,渠道流量0.05m3/s~0.08m3/s,大田灌溉周期一般为16天~19天,控制面积为220亩~260亩。

渠堤:干渠渠堤宽度为1.0m,斗渠渠堤宽度为0.5m,外坡比1∶1,渠堤填压干容重1.6g/cm3。

渠道伸缩缝:渠道每隔20m预留伸缩缝一道,缝宽0.01m,深度为渠道设计厚度的2/3,采用水泥沥青砂板条填充。

跌水:按陡坡式跌水设计,采用C20砼现浇,跌差确定为0.5m~2.5m,陡坡比1∶2,陡坡及消力池基土应夯实,干容重达到1.65t/m3。

生产桥:为砼平板桥结构,基础及桥墩采用M7.5浆砌石砌筑,桥面为C20钢筋砼,设计荷载汽-10,校核荷载挂-80。

斗门:为D30型标准,分布在干斗渠道引水口。

4.2 高效节水灌溉工程

4.2.1 高效节水自压管灌工程

在二支渠下游段的南坡村、流渠村和红星村,布设红星村一二组、红星村三四组、红星村五六组、南坡村、流渠村等五个管灌系统工程,恢复灌溉面积3000亩。新建100m3蓄水池5座,主管道为Ф110塑管,埋设长度1.5km;支管为 Ф75塑管,埋设长度24km;配套地面软管Ф75,长度 15.0km;新建出水桩480座。

4.2.2 高效节水提水加压管灌工程

在灌区引水渠道无法灌溉的烤烟林果等经济作物区,设计新建抽水加压管灌工程4处,新增灌溉面积2000亩。水源为干渠水,由干渠引水至15 m3的蓄水池,再由蓄水池抽水至100m3的蓄水池,在田间布设管道系统,输水灌溉。由于工程距离村庄较近,输电线路由村变电控制室引接,不考虑增容变压器的安装。

5 结语

本次节水改造项目从国民经济评价指标来看,经济内部收益率为13.6%,大于社会折现率8%;经济净现值为412.73万元,大于零;经济效益费用比为1.24,大于1。因此,本次节水改造在国民经济上是可行的。通过工程的实施,将恢复灌溉面积0.4万亩,新增灌溉面积0.2万亩,改善灌溉面积0.5万亩,粮食增产量55.3万kg,新增产值110.2万元;通过项目实施,还可减少水事纠纷,改善项目区生态环境,不仅经济可行,经济效益较高,并有较好的社会效益。陕西水利

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