大同市左云縣井灌區(qū)節(jié)水灌溉工程設(shè)計

路雁東

（大同市水旱災(zāi)害防御中心，山西 大同 037004）

大同市左云縣，位于山西最北部，北與內(nèi)蒙古涼城縣毗鄰，西鄰右玉縣，南靠山陰、懷仁兩縣，東與大同市相連，全縣總面積1 314.2 km2。左云縣地處黃土丘陵風(fēng)沙區(qū)，屬干旱、半干旱大陸性氣候，年降雨量409.6 mm，受地形、氣候等因素的影響，造成了“十年九旱”，水資源嚴(yán)重貧乏的困境。

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們已不滿足于僅能解決溫飽的產(chǎn)業(yè)種植結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步加大了農(nóng)業(yè)投入，增加了農(nóng)業(yè)科技含量，逐步對農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，向穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)的農(nóng)業(yè)發(fā)展。導(dǎo)致水資源需求量不斷增大，使有限的水資源更加緊缺，供需水矛盾進(jìn)一步突出。另一方面，由于現(xiàn)有的灌溉設(shè)施老化失修，部分工程損毀嚴(yán)重，灌溉水利用率較低，灌溉成本較高，加重了供水負(fù)擔(dān)。

1 井灌區(qū)節(jié)水灌溉工程概況

1.1 自然及社會經(jīng)濟(jì)狀況

本項目區(qū)位于左云縣境內(nèi)，十里河兩側(cè)，地形較為平坦，屬溫帶干旱半干旱大陸性氣候，干旱低溫，氣溫變化幅度較大。多年平均降雨量409.6 mm，多年平均蒸發(fā)量1 776.4 mm，年均氣溫5.4℃，全年無霜期117 d。耕作區(qū)土壤為壤土（砂壤、輕壤土），種植作物有豆類、莜麥、山藥、谷黍，經(jīng)濟(jì)作物葫麻、其它。本項目區(qū)涉及人口1.19 萬人，總耕地面積2 340 hm2，有效灌溉面積860 hm2，人均純收入1 095 人。

1.2 工程現(xiàn)狀

根據(jù)當(dāng)?shù)氐母貤l件，地下水資源量等綜合因素，確定節(jié)水灌溉面積800 hm2。其中由于本地區(qū)風(fēng)大沙多，井灌區(qū)內(nèi)地形較為平坦，管灌的經(jīng)驗又較為豐富，故確定管灌面積為400 hm2；由于本地群眾對節(jié)水技術(shù)要求比較強(qiáng)烈，鑒于噴灌具有灌溉水利用系數(shù)高、節(jié)省勞動力等特點，確定噴灌面積為240 hm2；項目區(qū)內(nèi)還穿插有一定的防滲渠道，為充分提高現(xiàn)有設(shè)施的利用率，確定渠灌為160 hm2。

管灌建設(shè)在不適宜噴灌及防滲渠、離村較遠(yuǎn)、管理不方便的地方；噴灌建設(shè)在矮桿作物（包括經(jīng)濟(jì)作物、蔬菜）、離村近、管理方便、群眾的管理積極性高、周邊綠化好的地方；渠灌建設(shè)在現(xiàn)有部分防滲渠道好、管理又較為松散的地方。

1.3 地下水資源計算

《大同市左云縣井灌區(qū)節(jié)水灌溉工程可研報告》對地下水資源量采用水均衡法進(jìn)行計算。計算對象是與大氣降水和地表水有直接或間接水力聯(lián)系，礦化度小于2.5 g/L 的中淺層地下水，計算深度為現(xiàn)狀開采深度，一般在60 m 以內(nèi)，計算項主要包括補(bǔ)給量、排泄量、天然資源量及可開采資源量等。

計算步驟，首先計算包括井灌區(qū)的區(qū)域各種地下水資源量，在此基礎(chǔ)上計算水文地質(zhì)分區(qū)資源量，最后計算地下水可開采量。為求得不同保證率下的資源量，可研根據(jù)降水頻率，分別對保證率為25%、50%、85%和95%的豐、平、枯、特枯的多年平均補(bǔ)給量和天然資源量進(jìn)行了計算。經(jīng)計算區(qū)域地下水總補(bǔ)給量，豐水年為 1 695.06 萬 m3，平水年為 1 531.05 萬 m3，枯水年為 1 368.10 萬 m3，特枯年為 1 273.2 萬 m3，多年平均為 1 592.87 萬 m3。

因水循環(huán)的周期性及多年調(diào)節(jié)作用，對區(qū)域及各水文地質(zhì)分區(qū)的多年平均地下水可開采量，可用開采系數(shù)法計算，經(jīng)過計算，區(qū)域地下水多年平均可開采量為 933.69 萬 m3。

2 節(jié)水工程設(shè)計

2.1 噴灌工程設(shè)計

本次規(guī)劃噴灌工程共240 hm2，選用半固定式噴灌系統(tǒng)，由水源樞紐，管路及噴頭組成，每眼井構(gòu)成一個樞紐，單獨(dú)工作，機(jī)井新建下臥式井臺，管路系統(tǒng)由干管、支管、豎管組成，干管固定埋入地下，管頂線以上埋深1.8 m，采用塑鋼管，在管道末端設(shè)滲水井一座。移動支管垂直干管的兩側(cè)，采用鋁合金管，在每條支管上設(shè)一定數(shù)量的鍍鋅鋼管，頂部安裝噴頭，鋼立管高度為2.0 m。移動鋁管與截閥開關(guān)用快接軟管連接。截閥開關(guān)與移動鋁管工作一組，備用一組。

2.2 低壓管灌工程設(shè)計

管灌形式的選擇本次規(guī)劃低壓管灌400 hm2。該節(jié)水灌溉項目區(qū)的地勢比較平坦，土壤肥沃，屬一家一戶耕種，各戶的土地面積均為0.33～0.46 hm2，種植作物以豆類、谷、山藥、葫麻、經(jīng)濟(jì)作物及其它作物，各種作物的灌水時間不統(tǒng)一，灌水面積不一致，用水量不相同，給用水管理造成了一定的困難。因此，考慮到灌溉的方便和適時，以及資金的投入，擬定采用單井控制，干、支管固定、軟管移動的管灌方式。

2.3 渠灌工程設(shè)計

共規(guī)劃渠灌工程160 hm2，除利用原有防滲干渠外，規(guī)劃新建防滲干渠700 m，沿干渠每隔200 m 設(shè)一條支渠，規(guī)劃新建支渠總長7 470 m。干、支渠型式均采用現(xiàn)澆混凝土“U30”型渠，渠底設(shè)一布一膜土工布，每10 m 設(shè)一條伸縮縫，伸縮縫用瀝青砂漿充填。支渠雙向供水，每10 m 設(shè)一分水口，渠灌區(qū)共設(shè)分水口730 個。每條支渠（最末一條除外）首部設(shè)分水閘，相應(yīng)干渠設(shè)節(jié)制閘，渠灌區(qū)共設(shè)節(jié)制分水閘15 處。節(jié)制分水閘、分水口均采用簡易木板，外襯自行車內(nèi)胎充氣止水，襯砌渠道預(yù)留閘槽，槽寬2 cm，槽深5 cm。每隔50 m 設(shè)一過路橋，采用預(yù)制鋼筋混凝土蓋板，渠灌區(qū)共設(shè)過路橋149 座。

2.4 田面工程設(shè)計

由于項目區(qū)內(nèi)地形平坦，所劃畦田規(guī)劃統(tǒng)一，畦寬3～5 m，畦長50～120 m，故不再進(jìn)行田面工程設(shè)計。

3 經(jīng)濟(jì)效益及環(huán)境影響評價

本工程除了具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益外，還可帶來一系列的社會、環(huán)境效益。改變局部生態(tài)環(huán)境，改善小氣候，提高作物產(chǎn)量。工程完成后，預(yù)計畝增產(chǎn)300 kg，項目區(qū)內(nèi)共增產(chǎn)3 600 t。工程采用噴灌，可以在人工控制下不產(chǎn)生地表徑流和深層滲漏，能有效調(diào)節(jié)土壤水份和附近地面的小氣候，促進(jìn)水肥氣熱各因素之間的相互轉(zhuǎn)化，有利于作物發(fā)育生長和增加作物產(chǎn)量，避免了土壤次生協(xié)堿化的產(chǎn)生。

節(jié)約水資源對發(fā)展鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，改善居民生活習(xí)慣，都有極大的促進(jìn)作用，工程完成后，灌溉水利用系數(shù)由原來的0.45 在噴灌區(qū)提高到0.85，在管灌區(qū)提高到0.8，年節(jié)水量P=50%為 219 萬 m3，P=85%為 255 萬m3。

可有效保土保肥，防止水土流失。采用先進(jìn)的節(jié)水灌溉技術(shù)后，用水量減少，防止了地下水的超量開采，節(jié)約水資源向下游排放，為下游水土保持及生態(tài)環(huán)境的改善提供了水資源保證。