山東鄆城縣中小型農(nóng)田水利灌溉工程設(shè)計及節(jié)水技術(shù)

屈鳳臣

（山東省菏澤市鄆城縣水務(wù)局，山東 鄆城 274700）

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對于水資源的需求量較大，提高農(nóng)業(yè)水資源利用率、滿足農(nóng)作物生長需求是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的重要內(nèi)容。中小型農(nóng)田水利灌溉工程是關(guān)系農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展的重要民生工程，做好工程規(guī)劃設(shè)計、加強(qiáng)施工管理，可以使其節(jié)水灌溉功能高效發(fā)揮，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效能。設(shè)計和應(yīng)用中，需結(jié)合地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際因地制宜。

一、鄆城縣農(nóng)田水利灌溉工程建設(shè)現(xiàn)狀

鄆城縣位于山東省西南部、黃河下游區(qū)域，隸屬菏澤市管轄，地域面積1643 km2，下轄18 個鎮(zhèn)、2 個鄉(xiāng)、2 個街道、1 個省級經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)。

鄆城縣地貌由于受地下巖層構(gòu)造和地上黃河等內(nèi)外力作用的控制和影響，地勢呈現(xiàn)出西南高、東北低的特點(diǎn)，境內(nèi)沒有山丘，屬于黃河沖積平原區(qū)域，地貌類型主要以緩平坡地帶、淺平洼地帶、河槽地帶、河灘高地4 種為主，海拔高度在38.5～47.5 m。氣候類型為暖溫帶半濕潤東亞季風(fēng)大陸性氣候，四季鮮明，雨熱同季，年均氣溫13.5℃，年均降雨量695 mm，年均蒸發(fā)量1860 mm，年均日照時數(shù)2480 h，年均光照總輻射量122.74 cal/cm2。

境內(nèi)河流分屬于洙趙新河和梁濟(jì)運(yùn)河兩大水系。鄆城縣水資源主要為地表水、地下水和引黃客水。全縣多年平均地表水資源量1.02 億立方米，地下水綜合補(bǔ)給量2.60 億立方米。鄆城縣客水資源較豐富，根據(jù)多年實(shí)際引黃資料統(tǒng)計分析，年平均引黃水量1.6 億立方米，現(xiàn)有蘇閣、楊集兩個大型引黃灌區(qū)。截至2018 年，全縣農(nóng)業(yè)用地面積131099.54 hm2，其中耕地面積113507.89 hm2。

二、中小型農(nóng)田水利灌溉工程的設(shè)計

1、確定工程方案

農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展中，鄆城縣結(jié)合本地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展實(shí)際，大力興建中小型農(nóng)田水利灌溉工程，以滿足各地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的用水需求。設(shè)計農(nóng)田水利灌溉工程時，務(wù)必要重視節(jié)水技術(shù)的合理應(yīng)用，堅(jiān)持因地制宜原則[1]。設(shè)施人員需深入施工區(qū)域，全面調(diào)研地區(qū)水文、氣候、土壤土質(zhì)等方面的情況，掌握河流徑流量大小和汛期，同時考慮本地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，最大程度提高水資源利用效率。鄄鄆河施工時，按照上級有關(guān)部門要求，在充分保證質(zhì)量和安全的前提下，人員、機(jī)械充足，確保工程按時完工，并做好北關(guān)沙河三孔閘拆除重建和劉南溝綜合治理工作。

2、管網(wǎng)設(shè)計

農(nóng)田水利節(jié)水灌溉工程中，管網(wǎng)設(shè)計是重要內(nèi)容，也是后期各種節(jié)水技術(shù)高效應(yīng)用的保障。首先，需確保管網(wǎng)布置的科學(xué)性和合理性，鋪設(shè)區(qū)域盡可能選擇地勢相對較為平緩的地區(qū)，減少管網(wǎng)起伏，縮短輸水線路距離。同時，不能過多占用農(nóng)田，不可影響農(nóng)田功能的正常發(fā)揮，確保建設(shè)成本最小。

其次，按照工程施工總方案綜合考慮管道線路的具體走向、位置等因素，盡量鋪設(shè)在已有道路中。如果區(qū)域坡度較大，可以利用平行登高安裝干管和支管，確保管道埋設(shè)穩(wěn)固性良好。

2015 年以來，積極發(fā)動群眾參與，正確合理利用黃河水，發(fā)揮最大灌溉效益。十余座新建平原水庫全部投入使用，實(shí)現(xiàn)水資源的高效利用，管網(wǎng)配套設(shè)施不斷完善，日常的渠道清淤和治理積極落實(shí)到位，不會影響抗旱送水。

3、泵房和高位水池

一般中小型農(nóng)田水利灌溉工程的泵房設(shè)計要將流量控制在2 m3/s 以內(nèi)，功率大小在100 kW 以內(nèi)，同時要在泵站中安裝低壓電力計箱表、照明燈等相關(guān)配套設(shè)施，分開設(shè)計輸水系統(tǒng)和配水系統(tǒng)?？紤]到水源來水量分布不均，還需合理設(shè)計高位水池，以確保其功能的高效發(fā)揮。結(jié)合工程所處區(qū)域的實(shí)際情況確定位置，容量需綜合考慮灌溉容量、灌溉面積等，減少水資源浪費(fèi)[2]。

已建成的城南水庫工程屬于中小型水利工程，設(shè)計蓄水位43.45 m，總庫容916 萬m3，年供水量2305 萬m3，日供水規(guī)模6.3 萬m3，有效滿足了地區(qū)居民用水需求，也在一定程度上緩解了農(nóng)田用水的緊張壓力。

為解決郭屯鎮(zhèn)部分村莊水利條件較差、機(jī)井利用率低的問題，在唐官屯村西，鄄鄆河上建設(shè)簡易泵站進(jìn)水池1 個，購置安裝潛污泵(15～22 kW)1 臺套，低壓線路100 m，鋪設(shè)管道2460 m；在邵魏溝北頭，趙王河古道建設(shè)70 泵站1 處。此外，還疏通郭屯鎮(zhèn)干支溝渠24000 m。

4、管網(wǎng)系統(tǒng)工作制度

制定管網(wǎng)系統(tǒng)工作制度時，要將工程實(shí)際灌溉面積和管網(wǎng)布置的具體形式作為重點(diǎn)，形成合理的輪流灌溉制度，有效減少管道流量，降低水頭損失，避免工程成本過多投入。此外，管網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行中內(nèi)部壓力會因?yàn)樗ɑ蜷l閥的自動關(guān)閉而改變，壓強(qiáng)升降不穩(wěn)，需及時檢查水錘，應(yīng)用聚乙烯管網(wǎng)材質(zhì)，提高水利灌輸?shù)姆€(wěn)定性和均勻性。按照輸水安全性和穩(wěn)定性要求，鄆城縣水利部門定期安排專業(yè)人員對灌溉工程的重點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行檢查，保證測水、量水設(shè)施性能良好，如維護(hù)檢查鄄鄆河劉莊節(jié)制閘、水堡節(jié)制閘等，確保輸水正常。

三、中小型農(nóng)田水利灌溉工程中的節(jié)水技術(shù)

1、低壓管道技術(shù)

與傳統(tǒng)的農(nóng)田水渠灌溉形式對比，低壓管道灌溉技術(shù)可以大大減少水源在輸送中的浪費(fèi)，避免過多蒸發(fā)和滲漏，有利于提高農(nóng)業(yè)水資源利用率。將節(jié)水管道系統(tǒng)和天然水頭連接，通過低壓系統(tǒng)把水源引入農(nóng)田，滿足農(nóng)作物生長所需[3]。在玉米灌溉中采用該技術(shù)可以節(jié)水至少13%，每公頃玉米可增產(chǎn)20%。鄆城縣在基層農(nóng)村全面推進(jìn)低壓管道技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對農(nóng)作物、果蔬等的高效率灌溉，大大提高了灌溉效率。同時，不斷增加資金投入量，使低壓管道技術(shù)的應(yīng)用效果最大化。

2、噴灌節(jié)水技術(shù)

傳統(tǒng)的農(nóng)田漫灌形式不符合當(dāng)前農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢，采用噴灌應(yīng)用各種專業(yè)灌溉設(shè)備，將灌溉水直接噴灑在空中，形成較多細(xì)小水珠，模擬下雨的形式實(shí)現(xiàn)灌溉，在保證灌溉均勻性的基礎(chǔ)上提高農(nóng)業(yè)水資源利用效率。

但是，該技術(shù)使用的專業(yè)設(shè)備較多，成本投入較高，在部分經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的基層農(nóng)村很難全面應(yīng)用。水資源較缺乏地區(qū)，可以配合水利灌溉工程，適當(dāng)增加資金投入，引入噴灌技術(shù)。在小麥田間采用噴灌技術(shù)，可以節(jié)約水資源40%左右，單位面積增產(chǎn)至少15%。鄆城縣積極利用噴灌節(jié)水灌溉技術(shù)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物灌溉的精準(zhǔn)性和科學(xué)性，滿足農(nóng)作物不同生長階段的用水需求，農(nóng)作物種植產(chǎn)量逐年增加。2021 年實(shí)施重點(diǎn)水利工程61 項(xiàng)，改善灌溉面積475 萬畝。

3、渠道防滲漏技術(shù)

中小型水利灌溉工程長期使用中存在的明顯問題之一是渠道滲漏，水資源在長距離輸送時由于渠道問題導(dǎo)致水資源浪費(fèi)嚴(yán)重，原因主要是基層地區(qū)的渠道建設(shè)和后期維護(hù)不到位。當(dāng)前渠道防滲漏技術(shù)可以采用新的施工技術(shù)和方法處理輸水渠道的渠底和渠墻，提高防滲性。同時，及時清理渠道底部的淤泥，保證輸水渠道輸送空間充足，在水流較大時不會出現(xiàn)溢出問題。施工后定期對輸水渠道進(jìn)行管理和維護(hù)，輸水距離較長時可以劃分相應(yīng)的責(zé)任區(qū)域，發(fā)現(xiàn)裂縫、淤泥等問題及時解決。鄆城縣按照上級要求，上下聯(lián)動，積極發(fā)動基層群眾，加強(qiáng)輸水渠道的維護(hù)管理，開挖疏浚溝渠，埋設(shè)PVC 地下管道，襯砌混凝土防滲渠道，全力促進(jìn)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)進(jìn)程。