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摘要:廣西馱英水庫灌區灌溉面積5.61萬hm2,分寧明、客蘭、東門、江州4個灌片,以自流灌溉為主,總體布置輸水工程、提水灌溉工程和田間工程3部分。文章主要闡述田間工程規劃原則和思路,分析土地平整、塊田、淹灌、溝灌、高效節水以及調配水系統等設計思路,對馱英灌區田間工程建設提出建議。
關鍵詞:馱英灌區;田間工程;規劃設計
1項目概況及總體布置
廣西左江治旱馱英水庫及灌區工程于2015年1月由國家發展改革委批復立項,工程總投資66.56億元,由新建大(2)型水庫工程和新(改、擴)建大(2)型灌區工程組成。以新建馱英水庫為龍頭工程,對現有的客蘭、派關、那加、垌平、汪莊、百叮等水庫作調劑和補充,形成“結瓜”水源。灌區灌溉面積5.61萬hm2,其中新增灌溉面積2.17萬hm2,恢復灌溉面積1.458萬hm2,改善灌溉面積1.983萬hm2,涉及崇左市下轄的江州區、扶綏縣及寧明縣等縣(區)21個鄉鎮。灌區分為寧明、客蘭、東門和江州4個灌片。大部分灌區以自流灌溉為主,總體布置分為輸水工程、提水灌溉工程和田間工程3部分。輸水工程由干、支渠組成;提水灌溉工程包括那岜泵站和那蒙泵站;田間工程是末級固定的渠道、溝道及其所包圍的田塊內部的毛渠、輸水垅溝、毛溝等灌排渠系。目前水庫樞紐已基本完工,灌區干、支渠工程已建設過半,田間工程的規劃和建設迫在眉睫。
2田間工程規劃
2.1田間工程布置原則
田間工程布置包括末級固定渠道、溝道及其所包圍的田塊內部的毛渠、輸水垅溝、毛溝等灌排渠系的布置。田間工程設計應遵循的主要原則:①因地制宜,統一規劃,統籌安排;②合理利用各類土地,并注重保持生態平衡,促進農業的持續發展;③根據自然地形條件,田間渠道布置應滿足自流灌溉的要求,即能夠自流控制所轄區域的耕地面積,力爭渠道流程短,占地少,避免過大的挖、填方,以減少工程量,節省投資;④在實施地面灌溉的區域,為保證灌溉質量,滿足溝灌、淹灌的要求,必須使土地平整;在發展微、滴灌區域,則應使布置的田間渠道適應微、滴灌技術的要求;⑤斗、農渠布置應力求整齊,地塊盡可能方正,其寬度和長度便于機械化耕作的要求;⑥應根據渠系現狀調查結果及灌區地形地質、水文地質情況,結合斗、農渠設計流量等因素,確定需要進行防滲的斗、農渠渠道長度、斷面結構型式及斷面大小;⑦田間排水工程的布置應滿足排澇方面的要求,同時又要控制地下水位,防止漬害;⑧要注重田間非工程措施,如實施田間管理自動化,水稻采用“薄、淺、濕、曬”的科學灌溉方法等。本灌區田間工程設計包括灌排斗、農溝渠及配套建筑物設計,毛溝渠、灌水溝畦、格田布置和土地平整等。結合灌區的特點,本次考慮水稻淹灌1.698萬hm2,甘蔗及其余旱作物溝灌2.71萬hm2,高效節水灌溉1.2萬hm2。
2.2土地平整規劃
土地平整主要包括土地平整、表土收集與復原、田坎(埂)修筑、新增耕地翻耕等。同時還通過對項目建設區內的未利用地進行開墾、廢棄溝渠填土造地、道路取直、規整田塊等土地整理工程措施,調整土地利用布局,增加耕地面積,提高耕地質量。
2.2.1平整區域選取
平整區以周邊農村道路或原有排水溝為邊界,平整區域總面積為4.408萬hm2。現狀耕地大部分為種植甘蔗的旱地、水田,少部分為玉米、蔬菜、果樹等,生產道路缺乏,灌排系統不完善,田塊大小不一,機械化耕作水平不高。通過土地平整,配套灌排設施和田間道路,使灌溉水資源得到保證,對內、對外交通較為便捷,滿足大規模機械化耕作生產的要求。群眾再適當進行土壤改良,能大大提高其糧食產量并降低耕作成本。
2.2.2田塊設計
土地平整是將農田整治成水平格田或者具有一定均勻坡度的田塊,實行“農田格田化”,建設標準基本農田,實行機械化耕作,提高農業綜合生產能力。根據項目區的地形地勢,土地平整區田塊形狀設計以長方形為主,田塊長邊方向為南北方向或接近南北方向,保證田面長邊方向受光照時間最長,受光熱量最大,并適合機械化作業。在田塊布局上,盡量利用原有的路網及田塊方格布局,田塊按確定的設計高程和一定的坡降進行平整,平整田塊盡量做到土方的總挖方量稍微大于總填方量,多余的土方便于修筑田坎和填埋平整區內的廢棄坑塘。根據本項目區田塊的實際情況,田塊之間以溝、路、渠為界,田塊內進行格田設置,大部分格田長為60m,寬為30m,格田平均面積在0.18hm2左右,格田內部的高差在3cm以內,格田之間以田埂為界,田埂設計為矩形斷面,斷面面積0.0741m2,為標準的空心水泥磚,尺寸為390mm×190mm×190mm,埋深約200mm。田塊重新規劃設計之后,將使小塊田合并為大塊田,田塊形狀比較方正規則,方便機械化耕作,方便田間生產管理。田塊合并規整之后涉及到權屬調整的,可由當地村委與群眾協商調整。本項目格田的規劃主要參照項目平整區的情況,平整區外的格田布局基本保留現狀,不再重新進行調整。
2.3淹灌設計
本次設計水稻淹灌1.698萬hm2,水稻淹灌片干渠、支渠直接向斗渠輸水,斗渠以下結合地形布置農渠。干渠、支渠實行續灌,支渠以下斗、農渠實行輪灌。輪灌分組結合實際情況加以選定,使各輪灌組的流量基本相等,每一輪灌組的斗、農渠輸水能力與干渠能供給的流量相適應,且輪灌組斗、農渠道要集中,以便于管理。斗、農渠跨道路處須設置涵管。根據機耕和灌排的要求,采用“溝—渠—路”的方式進行布置。其中排水斗溝布置在斗渠左側,沿斗渠方向布置,斗渠垂直支渠布置,農渠垂直斗渠布置,毛渠垂直農渠布置。末級固定渠道(農渠)與排水溝(農溝)根據地形條件采用平行相間布置,斗、農渠盡量沿其灌溉范圍的最高地帶布置,以滿足自流灌溉的要求。同時,溝渠分割的地塊力求整齊、基本方正,以便于機械化耕作和田間工程布置。斗、農渠比降根據灌區地形并結合渠床性質選定,控制在1/1000~1/2000之間,橫斷面尺寸根據輪灌制度和水力計算確定。灌區內斗、農渠均采取防滲措施,其中斗渠考慮采用口徑為0.8m的預制混凝土“U”型槽,農渠則從保持田間生態平衡角度考慮,僅采用土料夯實防滲,斷面采用梯形,底寬0.4m,深0.6m。單條斗渠長度為1730~2100m,間距為400~500m;農渠長度為400~500m,間距為100~200m,其布設與農機具寬度相適應。農溝的過水斷面面積根據實際過流要求確定。格田的長度為60~80m,寬20~30m,長邊沿等高線布置;格田均設置單獨的進、出水口以消除串灌串排現象;格田邊設寬0.5m的田間耕作便道。農渠(溝)邊設置鄉村人力車道或畜力車道,路面寬1.5m,路面高出地面0.3m;斗渠邊設置單車道的機動車道,路面寬2.5m,為泥結石路面,路面高出地面0.3m,路兩側各植樹一行。斗渠量水擬利用左江治旱工程馱英水庫灌區安裝的大型灌區自動化測控系統進行,即通過在斗渠設置渠道遙測與流量監測自動化系統量水。具體做法是在斗渠入口處設置無人水情遙測站,自動測報實時渠道水位值,通過無線網將數據傳至系統中心站,了解配水情況,再通過閘門控制站進行調水分配。另在田間設置無人氣象站,亦通過中心站監測小范圍內降雨量、微水位、風速、蒸發、溫、濕度等田間氣象參數,供配水預測參考。
2.4溝灌設計
本次設計溝灌2.71萬hm2。甘蔗及其他旱作物采用溝灌型式,支渠下布置斗渠,斗渠以下結合地形布置農渠。干渠實行續灌,干渠以下斗、農渠實行輪灌。甘蔗溝灌田間工程,采用“溝—渠—路”的方式進行布置。其中排水斗溝布置在斗渠左側,沿斗渠方向布置,斗、農、毛渠布置與水稻田相同,垂直毛渠布置輸水溝,垂直輸水溝布置灌水溝。當坡度不大時,灌水溝沿地面坡度方向布置,基本垂直于等高線;當坡度較大時,將灌水溝布置成與地面坡度方向成銳角,以減緩灌水溝的坡度,有利于田間自流灌水。田塊的長度、寬度分別為600和400m。斗渠間距約為400~500m,農渠間距約為200m,縱坡約為1/1000,過水斷面根據輪灌制度和水力計算確定。斗渠采用口徑為0.8m的預制混凝土“U”型槽,農渠采用梯形斷面,底寬0.4m,深0.6m,土料夯實防滲。灌水溝長度為60~90m,溝底比降為1/200~1/500,入溝流量為0.6~0.8l/s,灌水溝間距與采取的溝灌作物行距一致。灌水溝采用梯形斷面,深約0.15m,上口寬0.35m。沿灌片的周邊設置有排水溝,集中斗溝的排水,排入兩側的天然沖溝。農渠跨道路處須設置涵管。旱地道路及林帶的規劃布置原則,量水、配水、監測等田間管理自動化設計同淹灌設計。
2.5高效節水灌溉設計
由一級提水泵站、一級配水干管、二級高位水池、二級配水干管、用戶系統配水口、配水分干管、支管、給水栓、輔管、毛管以及各級管網相應的信息化設備等組成。其中,“一級提水泵站→一級配水干管→二級高位水池→二級配水干管→用戶系統配水口”及其信息化設備組成配水系統,“用戶系統配水口→配水分干管→支管→給水栓→(輔管+毛管)”及其信息化設備組成用戶系統。
(1)配水系統布置的基本原則。①配水系統管網分為一級配水干管、二級配水干管,各級管道形成樹枝狀管網;②配水系統的布置,連接到每一個配水點,并使管道總長度最短;③配水系統的設計流量,設計壓力應滿足全部用戶系統設計流量和大部分用戶系統設計壓力的需要。少數系統需要壓力較高,而提高整個輸配水系統壓力又不經濟時,另建加壓泵站;④為增加系統運行的穩定性,輸配水管網中盡量設置水池。
(2)用戶系統布置的基本原則。①各灌水系統的灌溉面積集中連片,系統面積約為20hm2,系統內各點工作壓力差在允許壓差范圍內;②各灌水系統配水口位置的確定,有利于縮短配水管網長度及田間系統的布置和運行;③灌水系統內實行輪灌,分為若干個輪灌組,灌水時僅開啟1個輪灌組,每個輪灌組至少有一座給水閘閥井,每座井內設置一個給水閘閥。由用水戶從給水閘閥取水并選擇適當的灌溉方式進行灌溉;④灌水系統內每個輪灌組面積劃分基本一致,每個輪灌組的管路損失基本一致,每個輪灌組的平均流量基本一致;⑤輪灌組按照一定方式進行編號,方便操作與管理;⑥灌水系統配水點設計工作壓力,可根據最不利輪灌組所需工作壓力推算確定。
3馱英灌區田間工程建設建議
(1)建議分3a實施,資金缺口部分建議采取以下幾種可能的籌資方案:①項目業主多渠道請示地方政府及自治區農業農村廳,統籌安排崇左市高標準農田建設任務指標及資金,優先實施馱英水庫灌區范圍內的建設項目區;②采用引入企業參與融資的方式解決,推廣“企業+專業合作社”管理模式,鼓勵企業對灌區統一管理,同時建立農戶入股分紅機制,多方參與管理,共建利益命運共同體;③全面考慮公共財政、政府專項債券、金融、信貸、保險、社會資本、村集體資金等各方面投資來源,充分挖掘田間工程投資潛力。
(2)建議田間工程實施時,結合項目區具體情況適當調整渠道的布置及長度,可將工程投資控制在已批復投資額內。
(3)為了適應灌區水管體制改革、農業水價綜合改革的發展及有利于標準化規范化管理灌區、現代化生態灌區示范區的創建,建議本次設計對田間工程各級灌溉系統配置信息化管理設備及計量設施。
(4)根據馱英灌區主體工程施工進度計劃,目前水庫大壩已封頂,各干、支渠均已全面開工。因此,田間工程宜盡快推進開展,按照現代化灌區建設標準進行建設,全面發揮工程效益。
4結語
馱英水庫灌區是崇左市地區的重大民生工程,田間工程是實現灌溉效益的重要組成部分,在規劃建設時,土地平整、塊田規劃、淹灌和溝灌布局、高效節水灌溉等應以當地農村農業需求為主,按照設計規范和規劃原則,結合灌區范圍內現有灌溉設施,因地制宜,靈活規劃布局。建設實施時,可以當地縣、鄉為建設主體,根據資金籌措情況,按計劃分年度實施,確保順利發揮灌溉效益。
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作者:李彧華 單位:崇左市左江治旱工程管理中心