節(jié)水灌溉技術(shù)在臨邑縣翟家鎮(zhèn)的應(yīng)用

周文帥

（臨邑縣水利局，山東 臨邑251500）

山東省臨邑縣處于李家岸大型引黃灌區(qū)中上游，水源條件良好，骨干渠系節(jié)水改造與續(xù)建配套工程已經(jīng)結(jié)束，為臨邑縣節(jié)水灌溉工程的建設(shè)提供了必要條件[1-2]。臨邑縣是農(nóng)業(yè)大縣，農(nóng)業(yè)灌溉用水量占總用水量的絕大部分[3]。

臨邑縣輸水工程主要依靠移動(dòng)柴油機(jī)水泵和簡(jiǎn)易揚(yáng)水站，在距離溝渠較遠(yuǎn)的地塊，利用機(jī)井提水灌溉，現(xiàn)狀供水能力不足。因此，有必要對(duì)臨邑縣小型農(nóng)田水利工程進(jìn)行配套改造，使之形成較為完善的灌排工程體系，以提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)水平的增強(qiáng)抗御自然災(zāi)害能力。改造項(xiàng)目將利用新建的25座固定泵站替代原有的供水設(shè)施，提高灌區(qū)供水能力。通過(guò)2018—2019年的水利灌溉工程的建設(shè)，臨邑縣完成了大型灌區(qū)、重點(diǎn)中型灌區(qū)測(cè)水量水設(shè)施規(guī)劃布局，同時(shí)完成節(jié)水改造面積1.47萬(wàn)hm2，初步形成了精準(zhǔn)補(bǔ)貼和節(jié)水獎(jiǎng)勵(lì)制度，以及農(nóng)業(yè)供水和水費(fèi)計(jì)收機(jī)制。

1 節(jié)水灌溉設(shè)計(jì)

根據(jù)臨邑縣2018—2019年節(jié)水灌溉工程項(xiàng)目的規(guī)劃和實(shí)施，項(xiàng)目區(qū)分為兩個(gè)片區(qū)，分別是翟家鎮(zhèn)片區(qū)和孟寺臨邑鎮(zhèn)片區(qū)，建設(shè)面積1 846.67 hm2。灌溉形式采用“小型泵站＋管道輸水灌溉”方式，新建小型提水泵站14座，各泵站控制面積規(guī)模相近，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相同，因此，選取其中典型片區(qū)——翟家鎮(zhèn)片區(qū)2#泵站（ZJ-2）為例說(shuō)明。

1.1 基本情況

臨邑縣翟家鎮(zhèn)片區(qū)2#泵站（ZJ-2）提水管道輸水灌溉工程位于北四分干以東，六支溝以南，耕地面積138.07 hm2，水源為北四分干引來(lái)水。項(xiàng)目實(shí)施前，群眾多使用小白龍輸水。為提高灌溉效率，通過(guò)提水泵站和輸水管網(wǎng)的建設(shè)，可改變供水不足現(xiàn)狀，以滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)灌溉的需要。

1.2 灌溉方案

1.2.1 灌水方案

該區(qū)農(nóng)作物主要為小麥、玉米。結(jié)合多年灌溉經(jīng)驗(yàn)，4～5月是農(nóng)作物（小麥、春播棉）灌溉需水的高峰期，平均日需水強(qiáng)度Ea=5.5 mm/d。而玉米生長(zhǎng)期正逢雨季，適時(shí)灌水即可滿足。

1）凈灌水定額m。按下式計(jì)算凈灌水定額：

式中：m為凈灌水定額，mm；r為土壤容重，g/cm3；Z為濕潤(rùn)層深度，m；θmax、θmin分別為土壤含水率的上、下限值；β為田間持水率，取23%。

經(jīng)計(jì)算：m=60.0 mm。

2）灌水周期T。按下式計(jì)算灌水周期：

式中：T為灌水周期，d；m為凈灌水定額，mm；Ea為小麥最高日需水強(qiáng)度，取Ea=5.5 mm/d。

經(jīng)計(jì)算：T=10.9 d，考慮到部分耕地有插花種植經(jīng)濟(jì)作物，適當(dāng)縮短灌溉周期時(shí)間，取T=8 d。

3）機(jī)泵工作時(shí)間。根據(jù)該區(qū)群眾工作時(shí)間，確定每天凈工作時(shí)間為12 h。

1.2.2 泵站設(shè)計(jì)參數(shù)

1）泵站流量Q。泵站流量按下式計(jì)算：

式中：Q為管道系統(tǒng)的泵站流量，m3/h；η為水利用系數(shù)；t為每天的灌溉時(shí)間；A灌溉面積，m2；T為灌期的天數(shù)，d。

經(jīng)計(jì)算：Q=1 090 m3/h，綜合考慮，取Q設(shè)=1 100 m3/h作為設(shè)計(jì)流量。

2）管徑d。管徑按下式計(jì)算：

式中：Q為泵站設(shè)計(jì)流量，m3/h；d為管道內(nèi)徑，mm；v為管道中水的流速，取0.6～1.3 m/s。

3）管道沿程水頭損失hf。管道沿程水頭損失按下式計(jì)算：

式中：hf為水頭損失，m；L為管道長(zhǎng)度，m；Q為泵站設(shè)計(jì)流量，m3/h；d為管道內(nèi)徑，mm。

按泵站管網(wǎng)灌輸工程布置圖，并根據(jù)最不利輪灌組的運(yùn)行狀態(tài)來(lái)計(jì)算泵站設(shè)計(jì)流量、管徑和水頭損失。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，取值如下：干管長(zhǎng)取990 m，分干管長(zhǎng)取552 m，支管長(zhǎng)取184 m，配地面移動(dòng)軟管按照最長(zhǎng)40 m計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。其中，干管設(shè)計(jì)流量為550 m3/h，分干管為240 m3/h，支管和軟管均為3 030 m3/h，干管水頭損失為3.30 m，軟管最小，值為0.23 m，結(jié)果滿足《管道輸水灌溉工程技術(shù)規(guī)范GB/T 20203-2017》要求，結(jié)合該典型節(jié)水項(xiàng)目的順利實(shí)施，說(shuō)明此設(shè)計(jì)方案是合理的。

表1 控制管線設(shè)計(jì)流量及管徑計(jì)算結(jié)果

2 管理模式

2.1 發(fā)揮基層水利服務(wù)體系的管理作用

一是建立健全鎮(zhèn)街水利站。健全機(jī)構(gòu)、落實(shí)編制、全縣設(shè)立了12個(gè)水利站，全部為公益性事業(yè)單位。目前，鎮(zhèn)街水利專(zhuān)職人員60名全部到位。二是認(rèn)真選聘村級(jí)水利管理員。為解決小型水利工程村級(jí)管理斷層問(wèn)題，切實(shí)加強(qiáng)農(nóng)村小型水利工程管理，做到泵站工程、灌溉工程等水利基礎(chǔ)設(shè)施，有人管理、維護(hù)，明確工程所有人、管理人。在全縣每個(gè)行政村都設(shè)立村級(jí)水管員，負(fù)責(zé)管理本村的小型水利工程。

2.2 推行農(nóng)業(yè)用水補(bǔ)貼、節(jié)水獎(jiǎng)勵(lì)制度

一是農(nóng)業(yè)用水補(bǔ)貼制度：在完善農(nóng)業(yè)水價(jià)形成機(jī)制的基礎(chǔ)上，建立與節(jié)水成效、調(diào)價(jià)幅度、財(cái)力狀況相匹配的農(nóng)業(yè)用水精準(zhǔn)補(bǔ)貼機(jī)制。精準(zhǔn)補(bǔ)貼對(duì)象主要為從事糧食作物種植的用水主體。在發(fā)揮水價(jià)促進(jìn)節(jié)水杠桿作用的同時(shí)，確保總體不增加農(nóng)戶(hù)定額內(nèi)用水的水費(fèi)支出，保障農(nóng)戶(hù)合理用水權(quán)益，保護(hù)農(nóng)民種糧積極性。二是節(jié)水獎(jiǎng)勵(lì)制度：主要依據(jù)節(jié)水量、規(guī)模、成效等因素綜合確定。節(jié)水獎(jiǎng)勵(lì)對(duì)象為積極推廣應(yīng)用工程節(jié)水、管理節(jié)水、農(nóng)藝節(jié)水、調(diào)整優(yōu)化種植結(jié)構(gòu)等實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)節(jié)水的用水主體或供水組織。

2.3 成立工程管理組織

為使臨邑縣高效節(jié)水灌溉工程建成后充分發(fā)揮效益，參考以往小農(nóng)水項(xiàng)目縣工程管理經(jīng)驗(yàn)，項(xiàng)目區(qū)擬建立“鎮(zhèn)水管站+用水戶(hù)協(xié)會(huì)+村委會(huì)（用水戶(hù)分會(huì)）+水管員”四級(jí)管理服務(wù)體系，實(shí)行協(xié)會(huì)式管理模式，用水戶(hù)協(xié)會(huì)自主管理、自我發(fā)展，真正落實(shí)管護(hù)責(zé)任，真正發(fā)揮有效作用，實(shí)現(xiàn)了小型農(nóng)田水利工程“建一片、成一片、長(zhǎng)期發(fā)揮效益一片”的管理目標(biāo)。

3 結(jié)語(yǔ)

山東省臨邑縣翟家鎮(zhèn)農(nóng)村節(jié)水灌溉工程順利實(shí)施，大大提升全縣小型農(nóng)田水利建設(shè)水平和管護(hù)水平，對(duì)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)的健康穩(wěn)步發(fā)展具有重要意義，同時(shí)可提高農(nóng)業(yè)抗御自然災(zāi)害能力。