淺談千川村村級灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)與規(guī)劃

李小紅 周 偉

（1.千陽縣城關(guān)鎮(zhèn)人民政府 陜西 千陽 721100；2.千陽縣張家塬鎮(zhèn)人民政府 陜西 千陽 721100）

1 千川村灌溉現(xiàn)狀與存在問題

千陽縣位于渭北旱塬西部丘陵溝壑區(qū)，而千川村位于該縣城以東2km，該村和馮家山水庫尾部相連，屬千河灘地井灌區(qū)，有1個(gè)行政村，5個(gè)村民小組630戶2400人，耕地面積3200畝，是千陽縣唯一的蔬菜種植村。該村現(xiàn)有大口井10眼，深機(jī)井3眼，混凝土田間輸水干渠2.3km，引水土渠近8km。由于這些工程是上世紀(jì)八十年代村組自行修建的，管理混亂，加之現(xiàn)在集體經(jīng)濟(jì)薄弱，無力維修、配套，致使所建工程未能充分發(fā)揮效益，田間引水渠道因多為土渠，跑、漏、滲現(xiàn)象相當(dāng)嚴(yán)重，導(dǎo)致水資源和澆地人工浪費(fèi)嚴(yán)重，所以，加快千川村灌溉系統(tǒng)改造與建設(shè)是提高村域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力，增加農(nóng)民收入的關(guān)鍵性措施。

2 千川村灌溉系統(tǒng)水源的確定

2.1 分析千川村灌溉系統(tǒng)供水量

千川村地處千河左岸一、二級階地區(qū)的黃土臺塬內(nèi)，該村農(nóng)田灌溉水源主要依靠地下水。通過對該村現(xiàn)有10座大口井進(jìn)行實(shí)測調(diào)查，單井涌水量均在1500m3/d～2000m3/d，均符合農(nóng)業(yè)灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)耕種地理?xiàng)l件和大口井分布現(xiàn)狀，確定選用5眼大口井為水源，將灌區(qū)分為2個(gè)區(qū)來控制，大口井相互串連，單井控制面積均在90畝～100畝之間。在第一區(qū)設(shè)3眼大口井，控制灌區(qū)面積290畝；第二區(qū)設(shè)2眼大口井，控制灌區(qū)面積185畝。經(jīng)過對這五眼大口井涌水量的實(shí)際測量，單井涌水量在1500m3/d，5眼井日涌水量為0.75萬m3，月涌水量22.5萬m3。

2.2 分析該村灌溉系統(tǒng)用水量

第一區(qū)規(guī)劃發(fā)展灌區(qū)面積290畝，設(shè)計(jì)灌溉面積522畝，二區(qū)規(guī)劃發(fā)展灌區(qū)面積185畝，設(shè)計(jì)灌溉面積333畝，目前兩個(gè)區(qū)域的作物復(fù)種指數(shù)均為1.8，灌溉水利用系數(shù)為0.65；又千川村灌區(qū)屬缺水地區(qū)，該村是以種植蔬菜為主，確定該灌溉系統(tǒng)保證率為75%，該區(qū)各作物灌水時(shí)間、次數(shù)、定額，以《關(guān)中北二區(qū)灌溉制度》為依據(jù)，參照千陽縣馮坊河西干—郝家坡水庫灌區(qū)的灌溉制度，確定出灌區(qū)的灌溉制度。以此灌溉制度作為計(jì)算依據(jù)，計(jì)算第一區(qū)灌溉年用水量為6.26萬m3，第二區(qū)灌溉年用水量為4萬m3，兩個(gè)區(qū)合計(jì)灌溉年用水量為10.26萬m3。

2.3 系統(tǒng)水量平衡分析

通過計(jì)算，兩個(gè)區(qū)灌溉年用水量為10.25萬m3，月最大用水量2.89萬m3。而作為水源的五眼大口井常年涌水量波動不大，日涌水量最小為1500m3/d，月最小供水量達(dá)22.5萬m3，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于灌區(qū)月最大用水量，該水源完全能滿足千川村灌溉系統(tǒng)的供水需求。

3 千川村灌溉系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容

3.1 系統(tǒng)建設(shè)原則與標(biāo)準(zhǔn)

千川村灌溉系統(tǒng)實(shí)行改造和改革、骨干與田間、灌溉與排水相結(jié)合的原則，制定適宜的改造方案，充分考慮水資源承載能力，實(shí)行總量控制、定額管理，協(xié)調(diào)行業(yè)用水需求，促進(jìn)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。依據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》確定該工程級別為5級，主要建筑物級別為5級，供水與灌溉保證率為75%，根據(jù)1996年省地震防御區(qū)化分布的有關(guān)規(guī)定，工程所在地地震設(shè)防裂度為7度。

3.2 系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容

千川村位于千河左岸一、二級階地，地形北高南低，地面坡降2%，地勢平坦，地塊經(jīng)多年種植，平整規(guī)則。依據(jù)該區(qū)地形地勢條件和原來村組自行修建的水利設(shè)施，利用原有5眼大口井作為水源，機(jī)電設(shè)備齊全，故不需考慮重建。但是由于自然、人為損壞，井臺、井口壁需進(jìn)行維修，井下需進(jìn)行淘洗，以保證水量充足。對規(guī)劃的5眼大口井全部進(jìn)行淘洗，并對大口井井臺采用M 7.5漿砌石進(jìn)行維修，加固井口，厚度0.3 m；為了使渠道與大口井銜接，布設(shè)出水池5座，出水池均為C20砼澆筑，設(shè)計(jì)長度1.2 m，寬度0.6 m，池深1.0 m。出水池壁厚0.2 m。新配套D 30“U”型引水渠道，筑砌長度為4.36km。

4 灌溉系統(tǒng)渠道設(shè)計(jì)流量與斷面確定

4.1 系統(tǒng)灌水定額的確定

千川村作物種植以蔬菜為主，灌溉采用渠道灌溉，各類作物的灌水時(shí)間、灌水次數(shù)、灌水定額，以《關(guān)中北二區(qū)灌溉制度》為依據(jù)，并參照千豐渠灌區(qū)的灌溉制度來確定。按照《土地開發(fā)整理項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范》中公式，灌水定額計(jì)算按下列公式：

m設(shè)=6.67·r·h（βmax-βmin）

式中，r——土壤干容量，取值1.40 g/cm3；

H——土壤計(jì)劃濕潤層深度。取0.7cm；

Βmax——田間最大持水量，取值24%；

Βmin——田間最小持水量，按經(jīng)驗(yàn)值取最大持水量地2/3。

經(jīng)計(jì)算，灌水定額為m設(shè)=65.34m3/畝。

4.2 灌溉系統(tǒng)灌水周期的確定

千川村作物種植主要以蔬菜為主，蔬菜生長期包括分苗期、生長期、揚(yáng)花期、掛果期、成熟期5個(gè)生育期，大多在春夏季節(jié)。根據(jù)蔬菜需水規(guī)律，其需水高峰在掛果期間，因此以該區(qū)蔬菜掛果期，蒸騰蒸發(fā)峰值來確定灌水周期，由試驗(yàn)資料可知：

該區(qū)蔬菜蒸騰蒸發(fā)峰值Ep=6.5mm/d。

灌水周期F=m設(shè)/Ep=65.34/6.5=10.05 d。

灌水周期取整值，為10天。

4.3 渠道斷面的確定

渠道斷面設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮渠道具有足夠的輸水能力和穩(wěn)定的渠床，同時(shí)也應(yīng)具有足夠的水位，以控制最大的灌溉面積，兩者互為聯(lián)系，互為條件，以此保證渠床穩(wěn)定，不會發(fā)生局部沖刷和淤積。該灌溉系統(tǒng)中，引水流量根據(jù)該區(qū)大口井現(xiàn)配套的機(jī)電設(shè)備來確定，現(xiàn)配套的水泵流量為45m3/h，同時(shí)考慮該區(qū)大口井為串連形式，故渠道流量按2井合計(jì)取90m3/h，渠道設(shè)計(jì)流量為0.025m3/s，初步確定該渠道斷面采用30“U”型渠，對該型號渠道均勻流進(jìn)行計(jì)算，采用下列公式：

式中，A—D 30“U”型渠，其面積為0.056m2；

R—該型號渠道的水力半徑；

i—該型號渠道的水力半徑，取3‰。經(jīng)計(jì)算Q設(shè)=0.029m3/s。

渠道斷面正好滿足設(shè)計(jì)需求，故確定渠道斷面為D 30“U”型渠。

通過對梯形斷面、矩形斷面和“U”型斷面分析比較，渠道斷面采用“U”型斷面比較合理。該灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)新建D 30“U”型渠道10條，長4.36km，用C20砼澆筑。渠道斷面上口寬0.36 m，渠深0.3 m，設(shè)計(jì)水深0.25 m，襯砌厚度6cm。按照每個(gè)田塊分布狀況，在斗渠上適當(dāng)布設(shè)分水口，斷面上口寬0.30 m，渠深0.3 m，設(shè)計(jì)水深0.25 m，襯砌厚度為6cm。

表1 千川村灌溉制度表 （P=75%）

4.4 渠道附屬建筑物建設(shè)

根據(jù)道路布設(shè)和規(guī)劃，在渠道上布置生產(chǎn)橋16座，橋長3.0 m，側(cè)墻和拱頂均采用C20砼澆筑。渠臺寬度0.5 m。挖方段邊坡系數(shù)0.5，填方段邊坡系數(shù)為1.0，渠臺壓實(shí)干容重必須大于1.6 g/cm3。渠道每6 m設(shè)伸縮縫1道，采用人工切制的V形縫，采用M10水泥砂漿填塞，再切制寬0.5cm的縫。

5 結(jié)論

千川村灌溉系統(tǒng)建成運(yùn)行，最明顯的效益是節(jié)約水資源和節(jié)省土地，該系統(tǒng)灌溉面積475畝，布置渠道4.5km，每100m可節(jié)省耕地0.15畝，節(jié)省耕地3.6畝；采用渠道輸水灌溉與土渠相比較，不僅速度快，而且能夠大大提高水的利用率，水利用系數(shù)由0.5可提高到0.75，畝均灌水量可節(jié)省15m3，按作物生育期內(nèi)平均灌水4次計(jì)算，畝均年可節(jié)水60m3，該系統(tǒng)年可節(jié)水5.13萬m3。經(jīng)對已成水利設(shè)施的灌溉調(diào)查分析，蔬菜畝均可增產(chǎn)150 kg，增產(chǎn)糧食1.5萬kg，增收16.13萬元，水利分?jǐn)傁禂?shù)按0.40計(jì)，年可凈增收6.45萬元，有限面積產(chǎn)出的經(jīng)濟(jì)效益有了顯著提高，為該村農(nóng)民增收提供了強(qiáng)有力支撐。