大型灌区节水技术改造措施_赵琏

农业为其他产业发展奠定了坚实基础，大型灌区建设有力促进着现代农业发展，而目前很多大型灌区受到诸多因素影响存在一系列不足，一定程度上削弱着其在农业发展中的推动作用。基于此，本文以马营河灌区为例，结合此灌区的建设现状，对大型灌区节水技术改造措施进行深入分析，以通过有效的节水改造促进灌区水利发展。

一、前言

马营河灌区属于山丹县唯一的大型灌区，对山丹县农业发展起到了重要推动作用，但此灌区因工程老化失修，存在严重的输水损失情况，不仅浪费水资源， 还直接制约着灌区经济发展。为有效缓解灌区大量用水需求和因工程不济引发的水资源浪费矛盾，有必要基于灌区实际情况，合理制定节水技术改造方案，在改造期间积极采取渠道防渗节水措施、管道输水灌溉措施等，全方位提升水资源利用率，推进灌区健康可持续发展。

二、灌区现状

项目区位于马营河灌区的霍城上三坝片和李桥水库片上，地形南高北低，区间海拔高程 1600-3200m 之间，自然纵坡在 1/80-100。东山坝干渠，从东山柏家坝总干渠引水，向东越过山马公路复折北经霍城镇的东关、沙沟、双湖、新庄至李桥乡的河湾村 ；皇马坝干渠，由皇马坝湖引水经刘庄、杜庄至东关村，包括皇马坝引水渠；东一分干渠，由东干渠五支分水闸引水， 经暖泉、孙家营、马寨、永兴、高寨至十里堡村西大地； 头坝支渠，从大马营乡磨湾村九个窑的大马营河引水， 沿大黄山西茂向北经新墩、夹河至花寨子乡的新泉村。马营河灌区是山丹县唯一的大型灌区，灌溉面积占全县灌溉面积的 90% 以上，在山丹县农业和农村经济中

占有举足重的地位。灌区建成于 20 世纪 70 年代，经多年运行，灌区目前存在工程老化失修，输水损失大， 大量的水资源白白浪费，水资源利用率较低，灌概效益泛减，严重制约着灌区经济的发展。为充分提升水

资源利用效率，在灌区不断增加的用水需求下，有效解决因工程老化失修引发的效益衰减、水资源浪费问题，有必要对灌区进行节水技术改造，采取一系列改造措施推动灌区水利长足发展。

三、大型灌区节水技术改造措施

1. 渠道防渗节水措施

在马营河灌区开展节水技术改造工作，首先要关注采取渠道防渗节水措施，这其中涉及的渠道防渗技术具有较高效益，并且工艺技术相对较为成熟，一般会通过混凝土、土工膜涂料、石料、水泥土等材料进行渠道防渗层的构建，以获得良好的防渗节水效果。其中，土料防渗技术相对比较简单，并且投资成本较低， 不过考虑到土料防渗层不具备良好的抗冻性，常会因为冻融反复作用造成防渗层全面蚀坏，难以充分体现其防渗性能，所以在灌区节水改造期间，不适合大面积使用 ；而水泥土防渗技术也同样比较简单，并且当地具有丰富的料源，可获得良好的防渗效果，通常情况下每 m2 每日渗漏量大约在 0.06 ～ 0.17m3 区间，能够有效地使渗漏量缩减 80%~90%，此技术应用中造价相对偏低，同时将水泥砂浆复合材料涂抹于水泥土表面能够全面提升抗冻性能，与灌区特点相符，可广泛用于灌区的田间斗农渠中 ；砌石防渗技术具有良好的抗冻性能、防害性能，耐磨能力强，并且抗冲流速大， 在稳定渠道方面具有突出优势，不过此技术的应用不具备良好的防渗效果，也无法实现机械化施工，整体造价相对偏高，改造中可在陡坡段或渠道局部险工段少量使用 ；土工膜具有较好的防渗性能，在焊接塑模接头应用下可缩减 90%~94% 的渗漏损失，且具有良好的变形适应能力，整体造价偏低，不过强度也较低， 耐久性不佳，所以在灌区节水改造期间可主要在中壤土渠段进行复合型土工膜防渗的埋设 ；混凝土防渗整体效果优良，通常可使渗漏损失减少 90%~95% 以上， 具有良好的耐久性，混凝土衬砌渠道一般运行寿命可超过 30 年，同时糙率偏低（n=0.014~0.017），允许流速大，有助于缩减沿程水分损失，并能使渠道断面显著减少，

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土地占有面积小，强度高，管理方便，具有广泛的适应性。不过混凝土衬砌不具备良好的变形适应能力，并且一次性投资相对较高。另外，经过工程实践，发现通过现浇混凝土板衬砌实现合理接缝，有助于对渠道渗漏问题实现有效解决，虽前期涉及较大的一次性投资，不过使用年限比较长，管理成本较低，整体效益高， 可应用于大多数骨干渠道防渗工程中。在相关渠道防渗节水技术应用期间，需要基于过水水流流速和渠道设计流量来确定渠道深、渠底宽等相关渠道断面尺寸， 而总干渠渠道设计当中的 W（渠道断面 /m2）、v（过水水流流速 /m·s-1）、Q（渠道设计流量 /m3·s-1）保持的函数关系是 ：

W=Q/v 公式 1

马营河灌区在渠道防渗节水改造期间，还同步进行了渠道抗冻胀设计，并进行了伸缩缝处理，相关渠道横断面图可见图 1、图 2。

图1 渠道横断面图（a）

图2 渠道横断面图（b）

2. 管道输水灌溉措施

在灌区节水改造期间，需注意到管道输水灌溉能够有效缩减输水损失，并且具有省工、省地、减少渗漏与蒸发、利于耕作、便于交通、维修管理方便等优势， 同时节水率可达到 20%~30%，不过一次性投入相对较大，并且具有较高的技术要求。在布置管道输水线期间，通常以井为单位并自成系统，一般情况下，深井控制在 200~300 亩，中浅井则在 70~100 亩。工程包含地下、地上两个组成部分，针对地上部分，主要将进气阀安装于水泵出水口，顺着管线每隔约 60m 实

现一个出水口的安装，同时出水口和垄沟或地面软管相连，通过相关设施把水输送至畦田 ；针对地下部分， 则主要铺设砼管或硬塑管以及相关管件。在布置机井期间，要尽量与斗渠接近，斗渠和井要保持相连，这样可实现多井汇浇。例如马营河灌区的东山柏家坝总干渠和东山坝干渠就分别应用了钢筋砼管道输水和砼渠道输水，相关参数可见表 1、表 2。

表1 东山柏家坝总干渠（0+000～1+820） 钢筋砼管道输水方案

表2 东山坝干渠（0+000～1+500）砼渠道输水方案

四、结语

目前，我国很多大型灌区都存在着一定程度的水资源浪费问题，而工程年久失修是主要原因。为此，需要针对大型灌区采取一系列节水改造措施，通过引进合理、现代化的节水技术全面节约水资源，高效利用水资源，使农业生产不断提高经济效益，并有效推进灌区经济发展。大型灌区节水改造工程属于一项利国利民的宏大工程，需要相关部门高度重视，同时给予大力支持，以全面推进节水改造措施的高效落实，促进节水农业发展。

（作者单位：山丹县水资源保护服务中心）