談水庫灌區(qū)渠系實(shí)施管道化改造的意義

崔 魁，張維杰，周春蕾

（山東省水利科學(xué)研究院，山東 濟(jì)南 250014）

王魯山水庫地處魯中地區(qū)，泰山東麓，總庫容202萬m3，興利庫容110萬m3，是一座以防洪、灌溉為主的為?。?）型水庫。水庫附屬渠道灌區(qū)建于20世紀(jì)70年代，渠系由干、支、農(nóng)渠三級組成，干、支渠為漿砌石渠道，農(nóng)渠為土渠。渠系首部與放水洞出口連接，自流引水，設(shè)計灌溉面積100 hm2。

1 王魯山水庫渠系管道化改造工程

1.1 改造前渠系現(xiàn)狀

王魯山水庫渠系經(jīng)多年運(yùn)行，存在較多問題：一是由于維修養(yǎng)護(hù)及管理不善，干、支渠破損、滲漏嚴(yán)重，輸水效率低；二是農(nóng)渠大多被填平，末級渠道覆蓋范圍減??；三是灌水采取按畝收費(fèi)方式，無法按用水量進(jìn)行精確收費(fèi)，容易造成在同樣灌溉面積上盡可能多地用水，屬于一種負(fù)激勵[1]；四是管理水平落后，管理手段單一，無法對渠系進(jìn)行科學(xué)管理；五是維修資金、施工環(huán)境受限，整體維修加固費(fèi)用大、施工困難、工期長；六是灌區(qū)部分稍高于干渠地塊需提水進(jìn)行灌溉，增加農(nóng)民用水成本；七是灌區(qū)受益村莊近年來正積極進(jìn)行種植結(jié)構(gòu)調(diào)整，大力倡導(dǎo)蔬菜、果樹產(chǎn)業(yè)發(fā)展，渠系節(jié)水模式與周邊灌水需求不相適應(yīng)。

1.2 渠系管道化改造

針對王魯山水庫存在的問題，經(jīng)綜合分析，選擇實(shí)施渠系管道化改造方案。該方案采用低壓管灌溉方式，整體投資費(fèi)用為183萬元，相較于渠系整體維修加固方案費(fèi)用256萬元，項(xiàng)目投資費(fèi)用較小。水庫興利水位與灌溉耕地高差較大，低壓管灌采用自流灌溉方式，相較于渠灌，低壓管灌可充分利用水位壓力水頭，使灌溉區(qū)域進(jìn)一步擴(kuò)大，灌溉面積由原來的100 hm2提高到128 hm2。低壓管灌管網(wǎng)干、分干、支管均采用PE管，干管、分干管大致沿原渠道鋪設(shè)，支管根據(jù)作物種植方向布設(shè)，支管上設(shè)置給水栓，相較于渠道漿砌石施工，PE管埋設(shè)、安裝快捷、省工。管網(wǎng)干管、分干首部設(shè)有電動閘閥系統(tǒng)；支管首部設(shè)有智能控制系統(tǒng)，包含射頻卡控制器、電動閥、GPRS數(shù)據(jù)采集傳輸模塊、GPRS數(shù)據(jù)卡年費(fèi)、超聲波流量計等設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)灌水用戶按用水量進(jìn)行精確收費(fèi)；干管、分干管、支管首部控制系統(tǒng)均可遠(yuǎn)程進(jìn)行控制，若首部控制系統(tǒng)存在接電不方便問題，可采用太陽能供電電源設(shè)施。低壓管灌系統(tǒng)設(shè)有項(xiàng)目區(qū)檢測1套，包含GPRS數(shù)據(jù)采集傳輸終端、太陽能供電設(shè)備、土壤墑情傳感器、雨量傳感器等，可根據(jù)實(shí)際的土壤墑情確定灌溉制度，從而更有效地節(jié)約灌溉用水，為灌區(qū)科學(xué)化管理提供依據(jù)。王魯山水庫渠系管道化改造之后，節(jié)水效益更加明顯，與周邊灌水需求發(fā)展趨勢更加契合。

2 山區(qū)水庫灌區(qū)渠系管道化的意義

2.1 灌區(qū)渠系管道化符合農(nóng)業(yè)節(jié)水發(fā)展趨勢

山區(qū)水庫灌區(qū)渠系管道化是渠灌區(qū)管道化重要組成部分，渠灌區(qū)管道化是我國農(nóng)業(yè)節(jié)水發(fā)展的主要技術(shù)方向之一[2]，目前國內(nèi)不少地方正對灌區(qū)渠系管道化進(jìn)行積極的研究與探索，例如在2010年，中國水利水電科學(xué)研究院在山西省承擔(dān)了水利部的有關(guān)開敞式管道輸水灌溉系統(tǒng)試驗(yàn)研究，達(dá)到了項(xiàng)目預(yù)期目標(biāo)[3]。

2.2 灌區(qū)渠系管道化是落實(shí)鄉(xiāng)村振興重大舉措

2018年，《中共中央國務(wù)院關(guān)于實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的意見》明確提出：加快灌區(qū)續(xù)建配套與現(xiàn)代化改造。灌溉現(xiàn)代化的核心內(nèi)涵為供水可靠化、調(diào)度靈活化、用水精準(zhǔn)化和管理信息化，山區(qū)水庫灌區(qū)渠系管道化是灌區(qū)現(xiàn)代化改造措施之一，是落實(shí)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重大舉措。

2.3 灌區(qū)渠系管道化可行性強(qiáng)

1）目前，灌溉系統(tǒng)管網(wǎng)理論研究、設(shè)計知識儲備十分完備，山區(qū)水庫灌區(qū)渠系管道化不存在技術(shù)難題。渠系管道化可供選擇的管材多樣性，可根據(jù)不同灌溉方式、地形地貌及用水需求進(jìn)行管材選擇。

2）山區(qū)水庫灌區(qū)一般人均耕地少，周邊村民迫切需求提高單位面積作物產(chǎn)值來增加收入，比較合適發(fā)展蔬菜業(yè)、瓜果業(yè)，渠系管道化使以滴管、微噴、噴灌等為代表的高效節(jié)水灌溉方式成為可能，也使水肥一體化成為可能，因此山區(qū)水庫灌區(qū)渠系管道化需求比較強(qiáng)烈。

3）與其他灌區(qū)相比，山區(qū)水庫灌區(qū)渠系管道具有以下優(yōu)勢：一是山區(qū)水庫灌區(qū)興利水位與灌溉地塊高差相對較大，可利用的水頭差較大，更有利于實(shí)現(xiàn)管道自流灌溉，節(jié)省灌溉用電費(fèi)用；也更有利于擴(kuò)大灌溉范圍，解決高程較高地塊灌溉難題。二是山區(qū)水庫灌區(qū)水質(zhì)相對較好，泥沙、雜質(zhì)含量較低，渠系管道化改造后灌溉方式選擇更加靈活多樣，一直以來灌區(qū)水質(zhì)泥沙、雜質(zhì)含量制約著渠系管道的進(jìn)展。

2.4 灌區(qū)渠系管道化節(jié)水效益顯著

目前，水庫灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)平均為0.45，渠系管道化可減少輸水過程中的滲漏、蒸發(fā)等各種損失，管道灌溉區(qū)灌溉水利用系數(shù)可達(dá)到0.8以上，較渠道輸水節(jié)水效益大幅度提升。

2.5 灌區(qū)渠系管道化有利于灌區(qū)農(nóng)業(yè)水價改革

山區(qū)水庫渠道灌區(qū)目前普遍實(shí)行“按畝配水，按方收費(fèi)”，測水設(shè)備缺失或落后，測量誤差大，無法按用水量進(jìn)行精確收費(fèi)，個別情況下存在用水戶爭議大、不太愿意繳費(fèi)現(xiàn)象。渠系管道化之后，可在最末級支管或是出水口安裝管道計量設(shè)施，根據(jù)用水量進(jìn)行科學(xué)、合理收費(fèi)，有利于灌區(qū)農(nóng)業(yè)水價改革的實(shí)現(xiàn)。

2.6 灌區(qū)渠系管道化投資少、施工快捷、占地少

灌區(qū)渠系管道化改造投資相對較少；管道可沿原渠道鋪設(shè)，減少工程費(fèi)用；新管線管道埋地下，幾乎不占用耕地；管道開挖、安裝、埋設(shè)快速便捷，施工技術(shù)成熟。

2.7 灌區(qū)渠系管道化使用壽命長、便于管理

管道受自然及人為影響因素干擾較小，管材抗凍、抗老化、抗侵蝕等性能較高，使用壽命長；簡化了日常巡查、養(yǎng)護(hù)頻率，更便于管理。

2.8 渠系管道化有利于實(shí)現(xiàn)科學(xué)化、智能化管理

山區(qū)水庫灌區(qū)渠系管道化，為發(fā)展現(xiàn)代節(jié)水灌溉技術(shù)和農(nóng)藝節(jié)水措施夯實(shí)了基礎(chǔ)，為建成生態(tài)型灌區(qū)創(chuàng)造了條件。山區(qū)水庫灌區(qū)渠系管道化推動了信息化、自動化與灌區(qū)建設(shè)管理融合，健全了灌區(qū)科技信息資源平臺共享機(jī)制，實(shí)現(xiàn)對灌區(qū)自動、精準(zhǔn)、及時的管理。

3 結(jié)語

本文以王魯山水庫灌區(qū)渠系管道化為例，通過分析王魯山水庫渠系現(xiàn)狀存在的問題及渠系管道化改造之后的諸多益處，可以看出山區(qū)水庫灌區(qū)渠系管道化符合農(nóng)業(yè)節(jié)水發(fā)展趨勢、可行性強(qiáng)，有益于提升灌溉、節(jié)水效益，有益于推廣新型灌溉方式，且對水價改革的實(shí)現(xiàn)，管理的科學(xué)化、智能化的實(shí)現(xiàn)有一定推動作用。