滹沱河灌區(qū)節(jié)水工程建設實踐與思考

于躍偉

（山西省水利水電工程建設監(jiān)理公司，山西 太原 030002）

1 基本情況

1.1 概述

滹沱河灌區(qū)位于山西省中北部忻定盆地腹部，引用滹沱河徑流灌溉，控制灌溉面積2.67萬hm2，屬山西省六大自流灌區(qū)之一。灌區(qū)分為廣濟、云北、云南3個中型灌區(qū)。受益范圍包括忻定2縣（市）所轄的14個鄉(xiāng)鎮(zhèn)120個村莊，總?cè)丝?7.42萬人。灌區(qū)范圍總面積5.12萬hm2，現(xiàn)有耕地3.098萬hm2，土地利用率達60.8%。

滹沱河灌區(qū)地處忻定盆地，地形平坦，土壤肥沃，氣候溫暖。灌區(qū)土地資源利用及地貌情況較為優(yōu)越，有著發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的先決條件。隨著灌區(qū)內(nèi)種植結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整，經(jīng)濟作物比例逐年增加，需水量同步增加，農(nóng)業(yè)灌溉供需矛盾日趨尖銳。

1.2 工程地質(zhì)

滹沱河灌區(qū)位于忻定盆地，屬沖積平原區(qū)，由滹沱河、云中河、牧馬河帶來的沖積物在此堆積形成，盆地在下更新時期為內(nèi)陸湖，大營、留念沿河臺地邊沿土壤剖面發(fā)現(xiàn)有湖泊沉積。

灌區(qū)及干渠防滲節(jié)水改造工程大多位于灘地和二級臺地上，少數(shù)在坡地上。河漫灘為近代河床遷移、沖積形成，沖積層土壤質(zhì)地較為黏重，表層為重壤和中壤土，下層0.7~1.5 m有黏土層。粉細砂、細砂石不均勻系數(shù)3.40，允許承載力120 kPa，中壤土、砂壤土允許承載力100～120 kPa。

1.3 水文地質(zhì)

河漫灘內(nèi)地下水埋深較淺，為0.5~1.0 m，臺地地下水埋深較大，約1.5~2.0 m，地下水運動方向基本與地形方向一致，其坡降在臺地上約1/600，在灘地上約1/1 000。地下水礦化度臺地較低，含鹽量0.7 g/L，富水區(qū)段分為沖積平原孔隙潛水區(qū)、傾斜平原孔隙潛水區(qū)和黃土丘陵孔隙水區(qū)?？砷_采量3 753萬m3/a，地下水人工開采量2 600萬m3/a，占可開采量的69.3%。

1.4 水利設施

滹沱河灌區(qū)取水樞紐工程位于滹沱河干流的界河鋪峽口，于1951年興建無調(diào)蓄引水工程，主要由滾水壩、進水閘、沖沙閘組成，設計壩高2.0 m，設計過壩流量2 430 m3/s，沖砂閘為7孔（左岸3孔、右岸4孔），設計流量270 m3/s；進水閘15孔（忻定干渠10孔、廣濟干渠5孔），設計引水流量36.6 m3/s（忻定21.6 m3/s，廣濟 15 m3/s）?，F(xiàn)有各級輸配水渠道1 930條，總長1536.2 km，其中干渠2條，總長76.4 km，防滲48.36 km；斗渠及斗渠以下渠道1 904條，總長1 341.8 km；各級渠系建筑物3 618件。

2 存在問題

灌區(qū)建成40多年來，立足于農(nóng)業(yè)灌溉，改變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，促進農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收起到了舉足輕重作用。

2.1 灌區(qū)缺水嚴重

隨著農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整和灌溉面積的增加，灌區(qū)用水逐年增大，而河川徑流逐年減少。河川徑流減少的主要原因為天然徑流模數(shù)的降低和上游流域水資源開發(fā)、灌溉事業(yè)大量的發(fā)展。另外，由于渠首為無調(diào)節(jié)引水樞紐，無法改變來水在時間上的分布，來水和作物需水極不適應。1996—2001年年均灌溉480萬公頃次，尚不達全部耕地平均灌一次水的要求，從灌區(qū)需水情況看，隨著糧食產(chǎn)量的提高，種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整和其他農(nóng)技措施的發(fā)展，灌溉保證率要求相應提高。因此，灌溉缺水嚴重影響了糧食產(chǎn)量的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。

2.2 灌溉水有效利用系數(shù)低

滹沱河灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)較低，根據(jù)灌溉資料統(tǒng)計，自流水灌溉平均每公頃每次用水量為3 180 m3，其渠系輸水損失達40%，田間損失下滲量達60%（斗口以下），總有效利用系數(shù)0.236。干、支渠道灌溉水有效利用系數(shù)0.603。

3 開源節(jié)流工程措施

針對灌區(qū)存在的問題，必須從開源和節(jié)流上著手，首先要改造渠首樞紐工程，變無調(diào)節(jié)為有調(diào)節(jié)，增加引水量；其次是盡快搞好灌區(qū)防滲配套、修復更新水毀老化工程。

3.1 工程項目安排

3.1.1 渠首工程

首先對引水樞紐利用現(xiàn)有條件挖掘最大潛力進行改造，變無調(diào)節(jié)為有調(diào)節(jié)，在原滾水壩前新增3 m高的橡膠壩，增加調(diào)蓄庫容500萬m3。正常年可增加引水量1 634萬m3，增加灌溉面積129萬公頃次，使缺水問題得到有效緩解。

3.1.2 干支渠防滲配套

灌區(qū)內(nèi)干渠、支渠老化失修，原防滲設施基本破壞，渠道滲漏嚴重，為更好地發(fā)揮灌區(qū)灌溉效益，對干支渠進行防滲配套，確保工程發(fā)揮應有作用。

3.2 渠道結(jié)構(gòu)設計

滹沱河兩大干渠具有渠道長、斷面大的特點，因此渠道防滲材料及襯砌型式的選擇對工程造價影響較大。由于該工程干支渠段大部分處于填方段、居民區(qū)，從減少占地、保證工程安全角度考慮采用重力式方案。渠道底部沖淤基本平衡，干支渠防滲采用設計縱坡不作調(diào)整。干渠橫斷面設計受原渠道底寬限制，也應與上游已成防滲渠銜接好，故各段渠道底寬根據(jù)原有工程實際情況確定。兩側(cè)重力式擋土墻頂寬0.4 m，迎水面坡度1∶0.3，背水面直立，基礎深0.8 m，可滿足穩(wěn)定要求。防滲土工布選用0.2 mm厚的聚乙烯土工膜，土工膜聯(lián)接采用焊接方法，渠底土工布上覆土0.6 m，每隔50 m加漿砌石防沖坎一道。

4 結(jié)語

滹沱河灌區(qū)通過開源節(jié)流工程建設，使得工程效益顯著提高，每公頃用水量下降到3 150 m3；有效控制面積提高到525萬hm2，提高了10%；對灌區(qū)內(nèi)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整起到了保證作用；為農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收創(chuàng)造了條件，為確保農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展奠定了基礎。