浅谈石津灌区节水改造和高效节水灌溉技术

摘 要：分析了石津灌区续建配套与节水改造项目实施的必要性，介绍了通过多年续建配套与节水改造项目实施后所取得的节水效益和社会经济效益，佐证了发展节水灌溉是推动灌区可持续性发展的基础。

关键词：续建配套与节水改造项目；必要性；建设标准；成效

中图分类号：TU991.64 文献标识码：A

1 续建配套与节水改造项目建设的必要性

在水源日趋匮乏的情况下，对石津灌区进行以节水为中心的续建配套和节水改造工作是十分必要的。一方面，灌区水源工程岗黄水库为年调节水库，近年来蓄水量呈明显减少趋势，而工业用水、城市生活用水及环境用水却逐年增加，大量挤占了农业用水，造成农业灌溉水源的严重不足；另一方面，灌区土质渠道渗漏损失严重，水的利用率低，又加重了水资源的紧缺形势。因此，灌区要在当前形势下求得发展，只能大力推行节水改造技术。在灌区内大力发展节水灌溉，大幅度提高水的利用率，通过节水扩大灌溉面积，提高保浇程度，实现增产、增收、增效，是现阶段缓解水资源紧缺，实现农业可持续发展的现实选择和有效途径。

目前中国农业正处于由产量型向效益型、粗放型向集约型转变时期，这种转变已经对灌区原有的灌溉方式提出了新的要求，它要求缩短灌水周期，提高灌溉保证率以实现农作物的适时、适量灌溉，在水资源日趋紧张的情况下，必须大力发展节水灌溉以适应现代农业发展的要求。发展节水灌溉也是石津灌区农业发展的长远大计和基本战略。

2 续建配套与节水改造项目建设标准

根据规范要求，结合灌区所处地理位置和水资源状况，灌溉工程渠灌设计灌溉保证率采用50%；实施地表水、地下水联合运用措施，75%年仍可维持灌区灌溉面积13.3万hm2。根据《渠道防渗工程技术规范》（SL18-20040）、《水闸设计规范》（SL265-2001），确定总干渠为Ⅱ等工程，主要建筑物级别为3级，次要建筑物为4级；干渠确定为Ⅲ等工程，主要建筑物级别为4级，次要建筑物为5级；分干渠确定为Ⅳ等工程，主要建筑物级别为5级，次要建筑物为5级；支渠确定为Ⅴ等工程，主要建筑物级别为5级，次要建筑物为5级。排水工程的除涝标准采用5a一遇。建筑物工程场地地震基本烈度为7度，抗震设计烈度为7度。

2.1 渠道设计

梯形断面渠道施工方便、边坡稳定，一般用于分干渠以上级渠道。根据《渠道防渗工程技术规范》，总干渠、干渠边坡系数采用1：2，分干渠为1：1.5～1：2。在支渠断面的选取上，仍然以梯形断面为主，配以部分抛物线型断面，支渠边坡系数采用1：1～1：1.5。对于现有渠道满足设计过流能力的前提下，保持原断面型式不变，对于局部冲、淤渠段，进行削、填处理。各渠段纵坡拟定主要以现状自然纵坡为主。

2.2 渠道衬砌设计

2.2.1 渠道防渗型式

渠道防渗型式有：土料或水泥土防渗，优点为施工简便，造价低，缺点是抗冻性、耐久性较差；石料防渗，优点为抗冻、抗冲、抗磨和耐久性好，施工简便，缺点是防渗效果一般不易保证；埋铺式膜料，优点为防渗效果好，重量轻，运输量小，缺点是当采用土料保护层时，占地多，允许流速小，采用刚性保护层时，造价较高；沥青混凝土或混凝土防渗，优点为防渗效果、抗冲性和耐久性好。可用于各类地区和各种运用条件下的各级渠道衬砌。

第1种型式耐久性较差，第2种型式防渗效果不宜保证且需要石料量大，不适合本渠段的防渗设计。根据防渗效果要求，土工膜防渗或混凝土防渗更适合灌区节水改造的要求。采用土工膜防渗加土料保护层型式，防渗效果好、投资少，但灌溉期水流流速较大，会对土料保护层造成冲刷破坏。所以，推荐防渗方案为混凝土防渗。

2.2.2 衬砌混凝土等级设计

根据《渠道防渗工程技术规范》，渠道属寒冷气候区，总干渠、干渠衬砌混凝土采用强度等级C20，抗冻等级F150，抗渗等级W6。分干渠衬砌混凝土采用强度等级C20，抗冻等级F50，抗渗等级W6。支渠衬砌混凝土采用强度等级C20，抗冻等级F50，抗渗等级W4。

2.2.3 衬砌结构尺寸

为减少造价和衬砌施工方便，渠道采用等厚矩形混凝土板衬砌。根据《渠道防渗工程技术规范》，板厚采取总干渠12cm，干渠10cm，分干渠8cm，支渠6cm。总干渠伸缩缝间距采用3m，其他渠道采用4m。总干渠采用闭孔泡沫板，外封聚硫密封胶，渠道伸缩缝采用树脂油膏伸缩缝，树脂油膏伸缩缝填料为树脂油膏，保护层为M10水泥砂浆。

2.2.4 防冻胀保温设计

衬砌渠道的地基冻胀量大于允许位移值时，主要从适应冻胀、回避冻胀、削减或消除冻胀等3个方面采取措施使衬砌渠道的冻胀位移值满足抗冻胀要求。常采用在渠道衬砌板下铺设聚苯乙烯泡沫保温板，该方案施工简单，工期较短，便于操作。

3 续建配套与节水改造项目成效显著

在部、省各级领导的大力支持下，石津灌区自1997年开始实施续建配套与节水改造项目。截止到目前，共实施建设1997～2011年度18期（含2008年度新增投资项目、2010年度第2批项目、2011年度第3批项目）。项目的实施完成，在很大程度上改善了灌区工程条件和农业生产条件，一批骨干渠道的安全输水能力明显提高，轮灌周期缩短，为农田适时灌溉提供了保障。同时极大改善了工程环境，促进灌区内的经济持续稳定增长，取得了巨大的经济、社会效益，推动灌区可持续性发展。

目前，已实施完成的1997～2011年度第3批续建配套项目，灌区分干渠以上骨干渠道完成防渗197.607km，防渗面积2832568m2，骨干渠道混凝土防渗率由1998年的5.2%提高到目前的25.0%；骨干渠道建筑物的配套率和完好率分别由1988年的75.9%、36.9%提高到目前的87.4%、54%；灌区渠系水有效利用系数由0.48提高到了0.55，灌溉水利用系数由0.38提高到0.48；年节水量5942万m3。共恢复灌溉面积1.5002万hm2，改善灌溉面积9.53万hm2，粮食单产从1998年的767kg增加到2010年的962kg，粮食生产能力由1998年的84700万kg增加到2010年的151185万kg。经济效益99727万元，水利分摊效益37890万元（水利分摊系数0.4）。

4 结语

石津灌区通过续建配套与节水改造，一方面提高了工程标准，减少了输水损失，降低了工程管护费用、灌溉成本、节约了水资源；另一方面在适时灌溉的基础上，减轻了用水高峰供水压力，缓解了用水矛盾，有利于农业稳定增产增收。同时项目实施后，完善了量水设施，改进了水费计收机制，建立了良好的用水秩序，社会效益明显。

随着国家对灌区的投资力度不断加大，我们应不断创新工作思路和方法，加强自身能力建设，坚持发展节水灌溉，使灌区续建配套与节水改造项目建设再上新台阶。