灌区节水改造总体思路

摘要在我国，大中型灌区对工农业生产、生活等方面发挥着巨大作用，在国民经济中占有重要位置。行唐县群众灌区位于行唐县东南部，在行唐县占有很重要的地位和作用，是农村经济的重要组成部分，是粮食安全的重要保障；本文分析了灌区的工程现况，认为群众灌区目前存在诸多隐患，有待于解决与完善。从而提出群众灌区节水改造工程规划。该规划坚持以“节水增效、因地制宜、量力而行、突出重点”等原则，阐述了群众灌区基本情况、地位和作用、存在问题、确定节水改造总体思路、制定节水改造工程方案等，提高群众灌区灌溉水利用系数,充分发挥群众灌区效益,同时对保护生态环境具有重要作用。关键词：群众灌区节水改造工程规划

目录TOC\o"1-2"\h\z\u1前言 前言在我国，大中型灌区对工农业生产、生活等方面发挥着巨大作用，在国民经济中占有重要位置。群众灌区位于行唐县东南部，但由于各种原因，工程隐患较多，严重影响了灌区效益的正常发挥。为改善群众灌区现状,改善农业生产条件，充分发挥灌区应有的效益,促进群众灌区受益范围内农业和农村经济的发展,对行唐县群众灌区实施节水改造是必须的,可行的.1.1规划背景在我国，大中型灌区对工农业生产、生活等方面发挥着巨大作用，在国民经济中占有重要位置。行唐县群众灌区位于行唐县东南部，涉及7个乡镇，79个村庄。项目区是行唐县粮棉主产区。渠首位于行唐县南桥镇东安太庄东北部沙河右岸。始建于1955年，后经二次扩建，群众灌区灌溉面积28.7万亩，最大引水流量达9.0m3/s。群众灌区自投入运行以来，对促进行唐县农业经济和农村经济发展发挥了具大作用，同时,对行唐县工业生产发挥了很大推动作用。1.2研究现状行唐县群众灌区由于建渠时间早，运行时间长，自然界气候因素的困扰，再加上当时施工技术等多方面的影响，经过六十多年的长期运行，老化失修，存在严重工程隐患。渠道现状淤积、渗漏严重，岸坡坍塌，灌区水闸、桥梁、涵管等损坏严重，不能正常使用，制约了群众灌区效益的发挥。截止现在,渠道输水能力和工程配套设施已不能满足运用要求。同时因受经济条件的限制，渠首工程不完善，历年引水都是在沙河临时筑坝拦水，没有调控的工程设施，当河道水量发生较大时，沙坝被冲毁，导致灌区断流，严重影响了引水灌溉的正常进行。因此以节水增效为中心，对行唐县群众灌区进行节水改造规划势在必行。1.3节水改造的意义行唐县群众灌区节水改造，将带动农村桥梁、道路和绿化的建设。提高灌区的防洪功能，减少洪灾威胁。配合防护林、四旁植树或粮林复合种植措施的推广，改善土壤结构和养份状况。在丰水年除灌溉用水外，多余水量可通过渠道用于荒山丘陵治理，植树造林，减轻水土流失，可以起到防沙固沙，改善大气水分及空气质量的作用，有效的提高生态环境的质量。灌区改造以后，有效灌溉面积的增加，可以减少地下水的开采，缓解地下水的超采局面。2灌区基本情况行唐县群众灌区建于1955年，后分别于1964年和1969年进行了两次扩建。灌溉面积达到28.7万亩，最大引水流量达9.0m3/s。群众灌区渠首位于行唐县南桥镇东安太庄村东北部沙河右岸，沿线经南桥镇北龙岗村、西桥村；独羊岗乡河合村；龙州镇花园头村；市同乡塔子庄村；只里乡白庙村；安香乡西安香村等6个乡、镇，70个村。群众灌区骨干工程系灌溉、排涝、调剂水源等多种用途的渠道。灌区设计总干长28km；分干3条，总计长20km；支渠共计25条，总计长80km；斗渠共155条，总计长140km；渠道建筑物1200座。3灌区的重要作用3.1灌区是农村经济的重要组成部分群众灌区灌溉面积28.7万亩，共受益南桥镇北龙岗村、西桥村；独羊岗乡河合村；龙州镇花园头村；市同乡塔子庄村；只里乡白庙村；安香乡西安香村等6个乡、镇，70个村,总人口17.92万人，其中农村总人口16.2万人，灌区内农民人均纯收入1900多元，农业总产值为2.3亿元。群众灌区作为行唐县农村水利基础设施，多年来，灌区对该地区的农业生产和经济发展发挥了重大作用，粮食单产由建渠初的150公斤提高到800公斤。近几年，随着市场经济的不断发展，种植结也在调整，经济作物的面积不断增加。同时带动了农副业的发展,促进了农村经济的发展和灌区经济的繁荣，是行唐县农村经济的重要组成部分。3.2灌区是粮食安全的重要保障行唐县群众灌区灌溉面积28.7万亩,灌区内农作物主要有冬小麦、玉米、谷黍、薯类、花生、豆类、蔬菜等,复种指数1.72。灌区投入运行多年来，灌区对该地区的农业生产和经济发展发挥了极大作用，粮食单产由灌区成立之初的150kg提高到了350kg左右，2006年粮食总产量达到0.8kg。近几年，随着市场经济的不断发展，种植结构也在调整，经济作物面积不断增加，灌区是行唐县农业生产的主力军。4灌区存在的主要问题灌区自1955年建成以来，灌区对该行唐县的农业生产和经济发展发挥了重大作用，进步，但由于工程建设投入资金不足、技术力量薄弱、工程标准低，致使工程隐患较多，工程现状存在问题主要有：（1）群众渠自建成以来，因受经济条件的限制，渠道工程不完善，历年引水都是在沙河临时筑沙坝拦水，没有调控的工程设施。当河道水量发生较大时，沙坝被冲毁，导致群众渠断流，灌渠不能正常引水。甚至在一次灌水过程中，需数次拦坝，严重影响引水灌溉的正常进行，浪费了大量的人力和财力，由于河床下切严重，建坝引水难度越来越大。（2）由于经费不足、管理不善等各种历史的原因，原来的河滩被开荒造地。如果仍采用沙坝拦水的工程方案，回水淹没主河床两侧农作物，淹没损失较大。引水渠侧渗浸没危害农作物生长，使社会矛盾激化，影响灌区正常的引水。随着王快水库除险加固工程的完善，河床基流减少，地下水位大幅下降，引水时渗漏加剧，（经实测仅渠首段1400m其渗漏系数达0.35～0.45），造成水资源的严重浪费。（3）工程自然老化和人为破坏十分严重。由于种种原因，群众灌区已多年无法正常引水。干渠渠道长25km，毁坏、渗漏严重。分干渠共2条长14km，其中西分干11.8km，东分干2.2km.主要问题是毁坏严重，渠堤被挖形成缺口，渠底栽树较多渠堤外坡被大量取土，形成险工险段。（4）支渠23条长79km。主要问题是渠堤被大量取土，毁坏严重，形成险工险段。（5）建筑物损毁严重。大部分建筑物工程为砖体结构，年久失修，工程老化。典型的有东阳庄跨渠桥、安太庄节制闸带公路桥等20余座桥梁大部分已是危桥，有的根本无法通行。水闸损坏更为严重，闸门启闭机、闸门已全部丢失，闸墩严重毁坏，现在已根本起不到水闸的作用。典型毁坏的水闸有渠首进水闸、泄水闸、八支、六支节制闸、进水闸、安太庄节制闸、五支节制闸、东分干节制闸、进水闸、六十二庄节制闸等22座水闸，均遭到严重毁坏。总之，灌区的主要问题是渠首工程不完善，引水都是在沙河临时筑沙坝拦水，缺乏调控工程设施，工程老化失修，渠道渗漏和毁坏严重，险工险段逐年增多，建筑物损毁严重,由于资金不足，一直无法对工程隐患进行系统的治理与修复，工程长期处于非正常运用状态，致使灌区不能正常发挥效益。5灌区节水改造总体思路5.1灌区节水改造的必要性5.1.1渠道现状存在问题对灌溉及输水能力的影响作为灌溉、调剂水源等多用途的渠道，由于渠道现状淤积、渗漏，边坡及渠系建筑物破损严重，造成渠道汛期排水不畅，非汛期灌溉输水能力降低，给防汛抗旱带来极其不利的影响。5.1.2工程建设必要性群众灌区的主要供水源是王快水库，王快水库位于河北省保定市曲阳县,沙河上游,总库容14亿m3,其中兴利库容6.4亿m3，按供水保证率p=50%计算，群众灌区可获取1.35亿m3。灌区土地资源丰富，总耕地面积5.9万亩，行唐县农田障碍因素较多，粮食产量不稳并县低下，严重制约着行唐县粮食产量的提高和农业效益的增加。为进一步提高粮食生产，抓住政府投资向农业方向倾斜的大好机会，对影响粮食产量提高的因素改造提升，提高农业综合生产能力，对于加快行唐县经济发展，增加农民具有很大有意义。农业是我县的支柱产业，是实现农民增产增收地重要部分，农业综合开发中低产田对我县实现经济增长提供了保障，但是也必须有与之配套地水利设施，灌区历经多年运用，工程老化失修，渗漏严重，效益逐年衰减，现状完好率已不足10%，因此，群众灌区节水改造势在必行。5.2节水改造的指导思想、原则5.2.1指导思想根据“省水利厅、省农业开发办公室《关于开展全省农业综合开发重点中型灌区节水配套改造规划》修编工作的通知”(冀水农［2020］6号文)及石水［2020］5号文下达的关于开展“全市中型灌区续建配套和节水改造规划2021-2025年)”编制工作的通知要求，结合行唐县群众灌区实际情况，编制群众灌区节水改造规划，以节水增效为中心，通过采取工程措施，提高灌溉水利用率，最大限度地发挥工程效益，改善农村基础设施条件，进一步提高农业综合生产能力。5.2.2基本原则1、坚持以“节水增效、因地制宜、量力而行、突出重点”的原则。2、坚持在原设计、原工程基础上进行。更新改造工程要与现状灌渠的系统相结合以节省工程量和投资的原则。3、坚持以节水灌溉提高渠道利用系数为重点，设计渠道防渗工程的原则。4、坚持整个灌区要系统改造，统一发挥效益的原则。5、坚持对渠道按原设计标准恢复，并对建筑物更新改造的原则。5.3规划水平年及目标5.3.1规划水平年规划水平年2020年，规划年2025年。5.3.2规划目标群众灌区节水改造的实施，灌区渠系水利用系数达到0.72，田间水利用系数达到0.64，灌溉水利用系数达到0.46。灌溉节水量9153万m3,王快水库即可满足该灌区用水要求。恢复灌溉面积28.7万亩,规划综合效益每年1750万元，按灌溉分摊系数0.4计，水利灌溉效益700万元。6工程规划6.1灌区水量供需平析6.1.1项目区水资源可利用量群众灌区可利用水量有地表水和地下水。地表水：王快水库为主要水源，P＝50%保证率可供群众灌区水量为13530万m3。地下水:根据《行唐县2014年水资源评价成果》,群众灌区地下水总储量1855万m3,地下水可开采量1064万m3。群众灌区可利用水量为14594万m3。6.1.2项目区用水分析灌溉用水:灌区灌溉面积28.7万亩，灌区主要农作物为大田作物，主要有冬小麦、玉米、谷黍、薯类、花生、豆类、蔬菜等，按大类分为冬小麦、春播作物、秋播作物。各种农作物灌溉定额：冬小麦190m3/亩，春播作物150m3/亩，夏播作物120m3/亩。复种指数1.72，灌区节水改造渠系水有效利用系数达到0.72,田间水利用系数达到0.64，灌溉水利用系数达到0.46，综合灌溉净定额158m3/亩，毛定额247m3/亩，灌溉总需水量7084万m3。生活用水量：群众灌区辖区人口16.2万人,综合用水指标0.08m3/d•人,预测群众灌区辖区生活用水年需求量473万m3。工业用水:根据《行唐县2014年水资源评价成果》,群众灌区辖区内年工业用水量290万m3。项目区总需水量为7847万m3。6.1.3水量供需平析水资源可利用量为14594万m3,总需水量为7847万m3,多余水量6747万m3,灌区用水满足要求。6.1.4水质分析行唐县水资源主要为地表水和地下水,地表水水源水质符合《地表水环境质量标准》(GB3838)的要求,地下水水资源符合《地下水质量标准》(GB/T148480的要求,均能作为灌溉用水。6.2工程规划设计方案6.2.1工程建设等级根据《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288—2018），行唐县群众灌区节水改造工程，工程级别为Ⅲ等；永久性主要建筑物级别为Ⅲ级，次要建筑物为Ⅳ级。6.2.2工程布局行唐县群众灌区节水改造的主要任务是整治引水渠首整治，干支渠修复及防渗加固，修复渠系建筑物等。建设渠道防渗工程能提高渠道水利用系数，节约灌溉用水，扩大灌溉面积。（1）群众渠灌区更新改造工程在原设计、原工程基础上进行。更新改造工程要与现状灌渠的系统相结合以节省工程量和投资。（2）对渠道按原设计标准恢复，并对建筑物更新改造。（3）以节水灌溉提高渠道利用系数为重点，设计渠道防渗工程。（4）整个灌区要系统改造，统一发挥效益。6.2.3规划工程措施1、渠道修复工程群众灌区节水改造工程，规划长度118km，其中恢复总干渠25km、西分干11.8km，东分干2.2km，支渠79km，渠线沿原有渠线不变，建筑物在原有建筑物位置进行加固、更新改造。渠道采用土质梯形断面，恢复原设计断面，达到设计过流能力，发挥原有输水功能。2、渠首工程（1）导流工程为了顺利实现引水渠能够畅通引水，在引水渠桩号0+000以上250m范围整治现有河床，整治措施为开挖总长250m主河床深槽，深槽宽60～100m，用推土机将沙土向两侧推筑砂坝，形成导流明渠使沙河基流能够进入引水渠，导流渠底高程107.0m。（2）河床稳定工程原工程主要靠每年春季临时推砂筑坝实现引水，既不稳定，又不经济，同时堆砂坝极易被水冲垮，无法满足灌溉需要，因此，需加固稳定现有河床，实现正常引水。采取灌柱桩+河卵石固定河床方案。即在引水渠首主河床60m宽度内，设混凝土灌注桩1排，每根灌注桩间距2.0m，柱深15m，直径60cm，河床上填筑河卵石，河卵石厚1～2m。为固定河卵石，在灌注桩上下游各2m范围河卵石上浇筑混凝土30cm，使灌注桩与混凝土、河卵石形成一体，河卵石填筑顶高程107.09m，与现状河底高程相平。河卵石河床下游设消力池。引水时临时用移动闸板拦挡。（3）引水渠工程自引水口至进水闸布置引水渠，引水流量12m3/s，引渠长1.4km，底宽15m，渠高2.4m，边坡1：2.5，设计水深2.0m，安全超高0.4m，堤顶宽4m，渠底纵坡1/7400。该渠段桩号0+450～1+000和1+000～1+400土质为砾砂，渗漏严重，为减少渗漏损失，该渠段进行防渗处理，措施为渠道全断面铺设525g/m2复合土工膜，为防止老化，土工膜埋设于渠底70cm以下。3、渠道防渗工程根据群众灌区的实际情况，本着节约资金，就地取材的原则，渠道采用浆砌石衬砌防渗。对干渠25km,西分干11.8km，东分干2.2km,三、四、五支渠采用浆砌石衬砌。总干渠防渗25Km,为浆砌石结构。结构尺寸：设计底宽4.5m～5.5m，内边坡系数2，水深1.85～2.16m，安全超高0.66～0.74m，堤高2.51～2.9m，护砌厚度0.3m。西分干防渗11.8km，为浆砌石结构.结构尺寸：设计底宽4.5m，内边坡系数1.5,水深1.5m，安全超高0.55m，堤高2.08m，护砌厚度0.3m。东分干防渗2.2km，为浆砌石结构.结构尺寸：设计底宽2.5m，内边坡系数1,水深1.4m，安全超高0.4，堤高1.8m，护砌厚度0.3m。三支渠防渗3.08km，为浆砌石结构，结构尺寸：设计底宽0.8m，内边坡系数1,水深0.65m，安全超高0.3m，堤高0.95m，,护砌厚度0.3m。四支渠防渗1.58km，为浆砌石结构，结构尺寸：设计底宽0.6m，内边坡系数1,水深0.55m，安全超高0.3m，堤高0.85m，,护砌厚度0.3m。五支渠防渗11.15km，为浆砌石结构，结构尺寸：设计底宽2.1m，内边坡系数1,水深0.75m，安全超高0.3m，堤高1.05m，,护砌厚度0.3m。4、排水工程：修筑引水渠后，渠右侧排涝受阻，因此沿引水渠两侧开挖排水沟，将右岸沥涝水汇集于排水沟，通过穿渠排水涵管导入左侧，排入河道深槽。根据现状排水布局和地形情况，设计在引水渠桩号0+665～1+400段布置排水沟，排水沟设计底宽1.0m，平均沟深1.0m，边坡1：2.0，沟底纵坡1/8750。该段穿渠排水涵管共布置4座，桩号分别为0+020、0+900、1+100、1+3005、渠系建筑物工程干渠恢复后，需要对现已堵塞渠道的公路桥，严重损坏的节制闸、进水闸、泄水闸进行重建，对设备老化、失去控制功能的启闭设备进行更新。改建各种水闸154座。总干渠水闸共37座，分干渠进水闸19座；支渠98座。修复和改建涵洞7座，板桥151座。6、灌区续建配套工程灌区改造完成后，地表水有效灌溉面积增至28.7万亩，原有灌区渠系系统能满足灌水要求，节水改造后即能达到输水能力。考虑到灌区水源地供水量有限，因此不再进行灌区续建及配套工程的规划。7、其他为满足现代管理要求，以更好的为三农服务，规划中需对灌区管理设施进行修复、改造及配套。管理处及4处管理所办公房屋，已有30多年时间，建设标准低，破损比较严重，已基本成为危房，需拆除后重建，重建砖混房屋面积720m2。6.3投资估算按照水利部水总[2002]116号文颁发的《水利工程设计概（估）算编制规定》、水利部水总[2002]116号文颁发的《水利建筑工程概算定额》\水利部水总[2002]116号文颁发的《水利工程施工机械台时费定额》、冀水规计字[2004]71号《河北省水利水电设计概（估）算编制补充规定》等进行编制；工程估算总投资4655.35万元。7工程效益及评价7.1社会效益和生态环境效益项目实施后，灌区能长期发挥作用，可使灌区内受益对象迅速提高经济增长率。实行节水灌溉，节约水资源，可有效维护水环境的生态平衡，缓解水资源的紧张局面，同时减少地下水可开采量，使地下水得以涵养。在管区内实行节水灌溉，可改善禾苗生产环境，减少病虫害的发生，降低农药用量，从而控制环境污染。减少抽取地下水，节约机电设备用电量，节约了劳动力。在渠道两侧栽种树木，增加绿地面积改善了生态环境，提高了防风沙的能力，减少灾害。7.2评价（1）经济评价指标根据《水利建设项目经济评价规范》（SL72—2013），采用经济内部收益率、经济净现值、经济效益费用比等国民经济评价指标，评价项目的经济合理性。通过i=8%时分析计算，经济内部收益率(EIRR)10.31%，经济净现值(ENPV)988.47万元，经济效益费用比(BECR)1.2。（2）经济评价结论从以上国民经济评价指标可以看出，群众灌区节水改造工程，经济内部收益率大于社会折现率8%，经济净现值大于零，经济效益费用比大于1.0，说明该工程经济上合理可行。8总结群众灌区是行唐县农业生产的重要基础设施，对促进农业增产、农民增收具有重要意义，但工程存在诸多隐患，有待于解决与完善。本文坚持以“节水增效、因地制宜、量力而行、突出重点”等原则，进行节水改造工程规划，阐述了灌区基本情况、地位和作用、存在问题、确定了节水改造总体思路、提出了工程规划措施等。从文中可以看出对灌区进行节水改造是十分必要和可行的。2020年中央一号文件的精神是“加大水利资金投入、加快水利改革”，国家和省内各级政府都十分重视灌区节水改造，建议灌区管理单位紧紧把握这次机遇，在国家强有力政策的引导下，通过对群众灌区进行节水改造，恢复灌溉面积，充分发挥灌区效益。后记在我国，大中型灌区对工农业生产、生活等方面发挥着巨大作用，在国民经济中占有重要位置。我将行唐县群众灌区节水改造工程规划作为毕业论文后，先后到群众灌区管理处、行唐县水利局查阅有关灌区的基本资料，到现场实际查看，认真研究，理论联系实践，将在中国农业大学所学技术知识用到撰写论文中，反复进行修改和完善，确保论文使用质量，充分发挥论文的价值。受本人技术水平的限制，难免有不妥之处，请批评指正。毕业论文写作过程承蒙行唐县自来水公司高级工程师王丽同志的指导，表示非常感谢。

参考文献[1]水利部.GB50599-2010.《灌区改造技术规范》.北京：中国计划出版社，2010-12-01[2]