侯恩德

(遼寧省朝陽(yáng)市凌源市農(nóng)田水利工作站，遼寧 凌源 122500)

1 灌區(qū)概況

青龍河灌區(qū)位于遼寧省凌源市，屬中型灌區(qū)，灌區(qū)分布有大河北鎮(zhèn)、刀爾登鎮(zhèn)、佛爺洞鄉(xiāng)、三道河子鎮(zhèn)、楊杖子鎮(zhèn)、前進(jìn)鄉(xiāng)、劉杖子鄉(xiāng)7個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。耕地作物均為旱作物，渠首及渠道建成于九十年代，經(jīng)過(guò)數(shù)十年的運(yùn)用，大部分建筑物老化破損，灌溉功能降低，農(nóng)民常用水泵從河道取水澆地，緩解旱情。灌區(qū)原設(shè)計(jì)和實(shí)際灌溉面積2.39萬(wàn)畝、1.9萬(wàn)畝，通過(guò)配套和設(shè)計(jì)改造擬恢復(fù)灌溉面積至2萬(wàn)畝。按照“以水定地” 、“以水定發(fā)展”的原則，青龍河灌區(qū)具有足夠的土地資源，加之當(dāng)?shù)馗叵鄬?duì)較少，對(duì)土地利用的高度重視，未來(lái)耕地面積不會(huì)有明顯的改變，因此灌區(qū)土地資源有所保障[1-3]。

2 工程現(xiàn)狀及現(xiàn)存問(wèn)題

2.1 渠首工況

青龍河灌區(qū)渠首大部分為水利部門(mén)修建，少數(shù)為村民自建，渠首運(yùn)行至今已有數(shù)十年，建筑物破損、金屬結(jié)構(gòu)缺失情況比較普遍。26處渠首中5處渠首樞紐工程被沖毀、破損嚴(yán)重，現(xiàn)已無(wú)法運(yùn)行；7處渠首樞紐中排沙閘或進(jìn)水閘損壞嚴(yán)重，無(wú)法或勉強(qiáng)維持運(yùn)行，具體如下：

1)5處渠首樞紐工程情況。(1)老虎溝門(mén)渠首攔河溢流堰沖毀，右岸進(jìn)水閘破損嚴(yán)重，維持運(yùn)行，左岸原溢流堰只剩壩端頭，現(xiàn)狀由村民在原址上游堆土壩攔河壅水，維持渠首取水；(2)瓦西渠首現(xiàn)狀值剩下攔河壩基礎(chǔ)，剩余建筑物全部沖毀，現(xiàn)狀渠首無(wú)法運(yùn)行；(3)陸家渠首翻板閘沖毀，現(xiàn)狀只剩下閘墩，右岸進(jìn)水閘損壞嚴(yán)重，無(wú)法運(yùn)行，現(xiàn)狀渠首無(wú)法運(yùn)行；(4)頭道河子渠首三現(xiàn)狀石籠攔河堰破損嚴(yán)重，渠首進(jìn)水閘破損嚴(yán)重，維持渠首取水；(5)百牛群渠首上游淤積嚴(yán)重，壩體局部段損毀，進(jìn)水閘、沖沙閘損毀嚴(yán)重，現(xiàn)狀渠首無(wú)法運(yùn)行。

2)7處渠首水閘情況。(1)洼子店渠首進(jìn)水閘、沖沙閘漿砌石主體結(jié)構(gòu)破損，混凝土剝蝕，閘墩形成貫穿裂縫，現(xiàn)狀渠首維持運(yùn)行；(2)東李杖子渠首進(jìn)水閘原渠首未建沖沙設(shè)施，現(xiàn)狀渠道淤積嚴(yán)重，進(jìn)水閘閘墩變形、傾斜，現(xiàn)狀渠首無(wú)法運(yùn)行；(3)酒東渠首進(jìn)水閘、沖沙閘閘墩混凝土剝蝕，漿砌石脫落，無(wú)啟閉排架，現(xiàn)狀渠首無(wú)法運(yùn)行；(4)李家店渠首進(jìn)水閘、沖沙閘閘墩混凝土剝蝕，翼墻基礎(chǔ)漿砌石脫落，現(xiàn)狀渠首無(wú)法運(yùn)行；(5)南店渠首一沖沙閘閘墩基礎(chǔ)漿砌石脫落，無(wú)啟閉排架，現(xiàn)狀渠首勉強(qiáng)維持取水；(6)北營(yíng)子渠首沖沙閘、翼墻損毀嚴(yán)重，無(wú)法擋水，現(xiàn)狀用土堆擋水，維持渠首取水；(7)魏杖子進(jìn)水閘閘墩漿砌石脫落，現(xiàn)狀渠首勉強(qiáng)維持運(yùn)行。其他渠首建筑工程結(jié)構(gòu)完好，只金屬結(jié)構(gòu)缺失或破損。

2.2 骨干渠系工況

灌區(qū)輸水干渠由于渠首損壞，渠道多年不運(yùn)行，村民保護(hù)意識(shí)薄弱，破損嚴(yán)重；部分建成較早的渠道，襯砌U形槽混凝土破碎、槽間接縫漏水，灌溉水利用率不高；多條干渠被山洪沖毀或泥石掩埋，加之渠首無(wú)來(lái)水，渠道廢棄后損壞加劇，現(xiàn)狀建筑物完好率為71%。

2.3 渠系建筑物工況

現(xiàn)狀渠道分水口由于缺少分水閘，灌溉期間臨時(shí)用土石封堵；已有的干渠分水口、分水閘也大都因?yàn)榻ǔ蓵r(shí)間較早，結(jié)構(gòu)破損嚴(yán)重?，F(xiàn)狀分水閘120處，破損110處，過(guò)路涵管47處，破損3處，渠系建筑物完好率32%。

3 灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造設(shè)計(jì)

3.1 總體布局

青龍河流域地表水水源較豐富，但水位較低，渠首水源工程均采取修建壅水建筑物，抬高水位，引水灌溉。水源位置盡量選擇靠近灌區(qū)，河段河道寬度適當(dāng)、河道河勢(shì)良好，回水范圍淹沒(méi)損失少的河段。此外，為防止建壩后上游淤積，在引水閘側(cè)布置一定寬度的沖沙閘、泄沙孔。

灌區(qū)屬山區(qū)型灌區(qū)，灌區(qū)呈狹長(zhǎng)形，分片灌區(qū)面積較小，渠道位置較高，渠道彎曲，渠線較長(zhǎng)，比降較緩。沿等高線將干渠布置于灌區(qū)上邊緣，分水口下游直接進(jìn)入田間。由于渠道多經(jīng)過(guò)山坡風(fēng)化土質(zhì)、巖層地帶，防止土、石下落影響，部分渠道設(shè)置蓋板。

3.2 工程設(shè)計(jì)方案

工程內(nèi)容主要包括拆除重建渠首樞紐5處，取水口拆除重建閘工程7處，更換金屬結(jié)構(gòu)14處，維修渠道9.35 km，土渠襯砌14.93 km，拆除重建分水閘110處，過(guò)路涵管3處。渠首量測(cè)系統(tǒng)26處，田間量測(cè)水尺110處。

3.2.1 渠首工程

灌區(qū)水源取水方式為有壩引水，有壩引水樞紐主要有攔河壩(閘)、進(jìn)水閘、沖砂閘等組成。引水閘有側(cè)面引水和正面引水兩種，樞紐工程均配有沖沙閘，各取水口改造措施有重建渠首樞紐工程、拆除重建進(jìn)水閘與沖沙閘、配套金屬結(jié)構(gòu)、更換閘門(mén)等[4,5]。

引水樞紐重建工程包括5個(gè)取水口，每處工程包括攔河壩、排沙閘和渠首引水閘；灌區(qū)多處進(jìn)水閘或沖沙閘年久失修，損壞嚴(yán)重，故對(duì)7處取水口進(jìn)行原規(guī)模拆除重建。

渠首樞紐工程中，對(duì)重建水閘和水閘損壞嚴(yán)重的閘門(mén)等重金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行安裝，即更換閘門(mén)及配套啟閉機(jī)，共計(jì)14處。

3.2.2 輸配水工程

由于老化失修、配套不全，渠道建筑物跑水漏水嚴(yán)重，因此需要對(duì)其主要渠道重建、翻修，起到了節(jié)約用水的作用，灌溉水利用系數(shù)由原來(lái)的0.61提高到0.69，維修渠道9.35 km，土渠襯砌14.93 km。

3.2.3 渠系建筑物工程

現(xiàn)狀干渠口110處，分水閘10處，過(guò)路涵管47處，共計(jì)167處。擬重建干渠口100處，重建三岔口分水閘8處，重建四岔口分水閘2處，重建過(guò)路涵管3處，共計(jì)113處。

3.2.4 用水量測(cè)設(shè)施

根據(jù)農(nóng)業(yè)水價(jià)改革用水計(jì)量要求，便于用水計(jì)量和水費(fèi)征收，在渠道上布設(shè)量水設(shè)備，實(shí)現(xiàn)上游水資源費(fèi)按量結(jié)算和下游各用水協(xié)會(huì)水費(fèi)按量征收的目標(biāo)[6]。應(yīng)該選擇適用工程規(guī)模、精度滿(mǎn)足要求、施工容易且防破壞能力強(qiáng)的量水設(shè)備。通過(guò)對(duì)項(xiàng)目區(qū)調(diào)研和測(cè)量，布設(shè)灌溉計(jì)量設(shè)施主要為渠道計(jì)量，渠道開(kāi)口寬度范圍為0.5～3 m。

1)渠首量水設(shè)施。26處渠首用水量測(cè)設(shè)備采用超聲波明渠流量計(jì)，其采用速度面積測(cè)量法，流體的平均流速乘以渠道的橫截面積，就可計(jì)算出流經(jīng)渠道的流量。

2)干渠分水口量水設(shè)施。干渠分水口量水采用在標(biāo)準(zhǔn)斷面上設(shè)置水尺，通過(guò)測(cè)量量水建筑物的上游水位，利用實(shí)驗(yàn)曲線或經(jīng)驗(yàn)公式換算呈流量來(lái)計(jì)量。水量監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置在各干渠分水口處，水量監(jiān)測(cè)點(diǎn)處各設(shè)置水尺一套，用于人工監(jiān)測(cè)水深，由此共布設(shè)水尺110套。

3.3 重點(diǎn)工程

3.3.1 攔河閘、壩工程

青龍河流域多年平均輸沙模數(shù)為1 393 t/km2，為防止淤引水渠首淤積，在進(jìn)水閘側(cè)修建底板略低的沖沙閘；進(jìn)水閘根據(jù)現(xiàn)狀干渠位置，分側(cè)面引水和正面引水兩種。

1)瓦西溢流堰位于大河北鎮(zhèn)瓦房村西側(cè)，壩址段河道左岸為山體，右岸為林地，河道順直，原渠首為側(cè)面引水，經(jīng)過(guò)過(guò)路涵洞后從山腳和公路之間的干渠流向灌區(qū)，重建仍采用側(cè)面引水，攔河堰垂直河道，維持原規(guī)模。

2)老虎溝門(mén)溢流堰位于大河北鎮(zhèn)大河北村，左岸位山腳公路，右岸位林地和耕地，河道順直。攔河壩垂直河道布置，進(jìn)水閘采用側(cè)面引水。

3)陸家溢流堰位于前進(jìn)鄉(xiāng)坤都溝門(mén)村，原攔河建筑物完全沖毀，只剩部分渠首及翼墻。由于汛期流量較大，考慮翻板閘和普通閘門(mén)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)較大，仍采用溢流堰形式，其上游300 m處村屯地勢(shì)較高，高差近10 m，不會(huì)產(chǎn)生淹沒(méi)影響。

4)頭道河子三渠首溢流堰位于刀爾登鎮(zhèn)頭道河子村，原壩址為村民自建的石籠過(guò)水堰，傾斜于河道，標(biāo)準(zhǔn)較低，現(xiàn)狀損壞嚴(yán)重，對(duì)其進(jìn)行重建。堰體垂直河道，進(jìn)水閘用正面引水。

5)百牛群溢流堰位于楊杖子鎮(zhèn)楊杖子村，該河段臨近入青龍河河口，河槽較寬。原溢流堰為取水便利，堰體傾斜于河道，現(xiàn)狀損壞嚴(yán)重，現(xiàn)狀渠首幾乎無(wú)法取水。本次設(shè)計(jì)按照垂直河道布置堰體，側(cè)面布置進(jìn)水閘。

3.3.2 方案比選

當(dāng)?shù)爻Ｓ脭r河蓄水建筑物種類(lèi)包括溢流堰、普通平面水閘、翻板閘，綜合考慮地形、地質(zhì)、水流、泥沙、管理等因素，對(duì)攔河蓄水建筑物形式進(jìn)行方案比選。

溢流堰適用于山區(qū)蓄水工程，布置合理的泄沙孔后，能夠集中排沙，引水沖沙效果良好，缺點(diǎn)是受壩體高度影響，抬高水位較高，壅水明顯。普通平面水閘沖沙效果良好，但汛期需要及時(shí)開(kāi)啟所有閘門(mén)，由于孔數(shù)太多，對(duì)運(yùn)行管理造成不便，若不能及時(shí)開(kāi)啟，將造成運(yùn)行事故。水力自控翻板閘枯水期泥沙淤積，受泥沙阻力和汛期雜物影響，易造成汛期閘門(mén)不能開(kāi)啟，造成運(yùn)行事故，另外根據(jù)《水力自控翻板閘門(mén)技術(shù)規(guī)范》，堰上水深超過(guò)2倍的閘門(mén)高度且閘下淹沒(méi)出流時(shí)不宜選用。

4 效益分析

4.1 工程投資

本工程總投資2 414.92萬(wàn)元，其中建筑、機(jī)電設(shè)備及安裝、進(jìn)駐機(jī)構(gòu)投資1 584.95、105.27、168.97萬(wàn)元，臨時(shí)工程為56.74萬(wàn)元，獨(dú)立費(fèi)用為232.66萬(wàn)元，預(yù)備費(fèi)214.86萬(wàn)元，水土保持26.55萬(wàn)元，環(huán)境保護(hù)24.93萬(wàn)元。

4.2 經(jīng)濟(jì)效益

項(xiàng)目實(shí)施后可明顯提高供水保證率，改善灌溉面積2萬(wàn)畝，灌區(qū)種植玉米、高粱及谷子，玉米每畝產(chǎn)量為550 kg，高粱每畝產(chǎn)量為300 kg，谷子每畝產(chǎn)量為300 kg；實(shí)施后玉米每畝產(chǎn)量為700 kg，高粱每畝產(chǎn)量為350 kg，谷子每畝產(chǎn)量為350 kg。玉米2 元/kg，高粱2.5 元/kg，谷子8 元/kg，每年可新增糧食產(chǎn)量322.5萬(wàn) kg，產(chǎn)值866 萬(wàn)元。

4.3 社會(huì)效益

渠首和渠系工程改造后，改善了區(qū)域用水安全、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件和灌溉渠系輸水狀況，減少護(hù)渠勞力，降低維修費(fèi)用，縮短了灌溉周期，提高了灌溉保證率和用水效益，增強(qiáng)農(nóng)業(yè)抗災(zāi)能力。將為農(nóng)業(yè)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，農(nóng)民增收，社會(huì)安定提供必要保證，可充分調(diào)動(dòng)農(nóng)民種糧積極性，確保國(guó)家糧食生產(chǎn)安全。項(xiàng)目的實(shí)施將大大提高渠道輸水能力，基本解決灌溉季節(jié)渠道冒、漏、滴、跑現(xiàn)象。項(xiàng)目改造解決的不僅是眼前的農(nóng)業(yè)灌溉問(wèn)題，同時(shí)也為構(gòu)建和諧社會(huì)、推動(dòng)水美鄉(xiāng)村建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。項(xiàng)目實(shí)施后，改善了農(nóng)民居住環(huán)境，為水源涵養(yǎng)、土地規(guī)整、土壤肥力的提高奠定了基礎(chǔ)。

4.4 生態(tài)效益

項(xiàng)目建設(shè)的核心是節(jié)約用水。通過(guò)節(jié)約灌溉用水，高效利用了地表水資源，灌溉農(nóng)作物的同時(shí)兼顧生態(tài)用水，對(duì)改善當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境發(fā)揮了重要作用。

設(shè)計(jì)方案強(qiáng)調(diào)了與水保規(guī)劃的協(xié)調(diào)性、對(duì)環(huán)境的改善作用以及流域水資源的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，將有利于生態(tài)環(huán)境保護(hù)，將區(qū)域建設(shè)成一道美麗的風(fēng)光帶。在田間小區(qū)域氣候和土壤溫濕度調(diào)節(jié)方面發(fā)揮著積極作用，能夠有效控制病蟲(chóng)害的蔓延與發(fā)生，減少農(nóng)藥用量和環(huán)境污染，優(yōu)化生態(tài)環(huán)境等方面效益巨大。

5 結(jié)語(yǔ)

(1)灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造將顯著改善渠系蓄水狀況和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，提高用水效率、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)實(shí)力和農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)力，做到了適時(shí)適量的計(jì)劃供水；此外，項(xiàng)目的實(shí)施有利于當(dāng)?shù)剞r(nóng)民調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，增加農(nóng)民收入，可充分調(diào)動(dòng)農(nóng)民種糧積極性，確保國(guó)家糧食生產(chǎn)安全。

(2)為了保證灌區(qū)改造后的管理，需建立起能夠適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)要求的管理經(jīng)營(yíng)機(jī)制，建立精簡(jiǎn)高效、權(quán)責(zé)明確、科學(xué)管理的管理機(jī)構(gòu)。根據(jù)相關(guān)規(guī)定，遵循分級(jí)負(fù)責(zé)、統(tǒng)一管理的原則，實(shí)行群眾管理組織與專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)相結(jié)合的管理辦法。