簡易措施發(fā)展水田區(qū)末級(jí)排水溝可行性分析

周 明，韓治國

(黑龍江省農(nóng)墾總局建三江分局水務(wù)局，黑龍江富錦156300)

建三江分局耕地面積66.67萬hm2，水田面積已經(jīng)達(dá)到48.7萬hm2，將近98%的水田采用地下水灌溉，地下水處于超采狀態(tài)，而每年降水形成10.93億m3地表徑流及水田棄水的利用率很低，所以本地有攔蓄地表水的需求;采用地下水灌溉需要修建曬水池，占用了大量的土地資源，減少曬水池占地面積能夠提高土地利用率;地下水灌溉，水溫低，為提高水稻產(chǎn)量與米質(zhì)，需要采取增溫措施。通過調(diào)查研究，采取臨時(shí)措施將水田區(qū)末級(jí)排水溝改造為排、蓄、灌工程能夠有效解決以上問題，符合當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展需要。

1 末級(jí)排水溝發(fā)展排、蓄、灌工程的意義

1)緩解地下水過量超采。根據(jù)黑龍江農(nóng)墾勘測設(shè)計(jì)研究院對(duì)建三江分局地下水資源的評(píng)估，本地區(qū)地下水總補(bǔ)給量14.8億m3，而目前建三江分局水田中采用地表水灌溉的不足1.07萬hm2，將近98%為地下水灌溉，按照當(dāng)?shù)夭捎玫叵滤喔刃杷繛?20 m3/666.7 m2計(jì)算，將近16.67萬hm2的水田處于超采狀態(tài)。通過1997年與2009年同期地下水位進(jìn)行比較，地下水位平均降深在4 m左右，且地下水位呈逐年下降趨勢，因此必須加速推進(jìn)4大灌區(qū)的建設(shè)及攔蓄地表徑流水措施來解決地下水資源的不足。由于大型灌區(qū)的建設(shè)有其逐步推進(jìn)的過程，不可能在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)規(guī)劃灌溉目標(biāo)，所以目前緩解地下水超采的最有效途徑是加大對(duì)10.93億m3地表徑流及水田棄水的攔蓄，通過攔蓄地表水，實(shí)現(xiàn)澇水旱用、閑水忙用、棄水再用、一水多用、循環(huán)使用。

2)提高土地利用率。國家對(duì)農(nóng)業(yè)出臺(tái)各項(xiàng)優(yōu)惠政策，農(nóng)業(yè)效益顯著增加，尤其水田效益更為明顯，每多利用666.7 m2地發(fā)展成為水田將為當(dāng)?shù)貛?00元的效益，據(jù)統(tǒng)計(jì)建三江分局水田曬水池占地5 667 hm2，對(duì)其有效利用，有明顯的經(jīng)濟(jì)效益，再者從國家糧食安全的角度考慮，提高土地利用率更為重要。

3)有利于灌溉水增溫。地下水提取到地表，水溫為5℃左右，要使水稻獲得高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)必須采取增溫措施。增溫措施主要是使水與空氣充分接觸，并在曬水池中有充分的停留時(shí)間，盡管采取多種辦法來提高水溫，曬水池占地面積不可能過大，浪費(fèi)過多的耕地，傳統(tǒng)的增溫措施增溫幅度不大，只能增溫1℃左右。利用末級(jí)溝道攔蓄地表水水溫高，同時(shí)由于末級(jí)溝道長，這樣增加了水的運(yùn)送距離，比同等面積的曬水池提溫效果更好，對(duì)水溫增幅非常顯著，可使水溫平均提高6℃左右。通過調(diào)查，水田可增產(chǎn)10 kg/666.7 m2以上。

4)減輕骨干工程排水壓力。建三江分局排水骨干工程工程治理標(biāo)準(zhǔn)低，一直采用干三支五的除澇標(biāo)準(zhǔn)，別拉洪河、濃鴨河等幾大骨干工程全部是3 a一遇治理標(biāo)準(zhǔn)，滿足不了排水需求，嚴(yán)重影響旱田的適時(shí)播種和汛期排水。通過對(duì)水田區(qū)發(fā)展攔蓄措施，一方面攔蓄泡田放水，減少了旱田的春澇問題，另一方面建設(shè)了攔蓄措施等于降低了水田區(qū)的排水標(biāo)準(zhǔn)，在汛期延長了水田區(qū)的排水歷時(shí)，這樣可以保證旱田區(qū)降水的及時(shí)排除。

5)減少下級(jí)排水工程的淤積。建三江分局支溝及以下排水工程基本已經(jīng)全部配套，土方工程基本全部為清淤，溝道淤積過快與水田的大面積發(fā)展有直接關(guān)系。因水田棄水渾濁，含泥量大，造成溝道淤積，通過對(duì)水田棄水的攔蓄，使泥土沉積在末級(jí)工程內(nèi)，可以有效減少下級(jí)溝道的淤積。

2 變水田區(qū)末級(jí)排水溝為排、蓄、灌工程的方法

本地區(qū)一塊規(guī)整的地塊控制范圍基本在400 m×1 000 m左右，控制面積在40 hm2左右，而且田間排水溝基本全部為兩溝一臺(tái)，將兩側(cè)排水溝四周適當(dāng)加高壓實(shí)，在每處田間灌水主渠道進(jìn)水口位置前(按水流方向)設(shè)置建筑物或臨時(shí)設(shè)施(編織袋灌土或填土壓實(shí)鋪塑料布過水等均可)抬高水位，使水自流至田間，同時(shí)雍水設(shè)施留有適當(dāng)放水?dāng)嗝妫ＷC繼續(xù)向以下進(jìn)水口輸水。在需要排水時(shí)打開排水出口處部分圍堰及各雍水措施打開適當(dāng)斷面進(jìn)行放水以滿足排水需求。

3 臨時(shí)設(shè)施與其它工程比較

本地區(qū)可采用的工程措施主要有混凝土涵閘、混凝土節(jié)制閘、鋼涵閘、鋼閘及臨時(shí)設(shè)施，由于分布在排水溝的中間，沒有交通要求，因此不對(duì)混凝土涵閘、鋼涵閘進(jìn)行分析。

混凝土節(jié)制閘:每座所需資金8 000元，施工受季節(jié)、天氣、交通、施工力量等條件影響大，施工周期長，運(yùn)行效果好。

鋼閘:每座所需資金7 500元，施工簡便，運(yùn)行效果滿足要求。

臨時(shí)設(shè)施:種植戶根據(jù)灌溉需要隨時(shí)自行實(shí)施，僅需材料費(fèi)20元，灌水及放水時(shí)需種植戶對(duì)過水?dāng)嗝嫦鄳?yīng)處理來滿足灌水排水要求，運(yùn)行不如混凝土節(jié)制閘及鋼閘方便。

通過比較在投資與實(shí)施方便程度上臨時(shí)設(shè)施有明顯優(yōu)勢，運(yùn)行上較麻煩，但由于提水灌溉工程的逐步推進(jìn)，建三江分局水資源利用結(jié)構(gòu)必然發(fā)展成為以江水灌溉為主，攔蓄措施只是地下水灌溉過度為江水灌溉中間過程中緩解地下水超采問題的一種短期措施，江水灌溉建設(shè)覆蓋到的地點(diǎn)，田間灌水及排水系統(tǒng)必然按照灌區(qū)總體規(guī)劃進(jìn)行布置，建設(shè)的攔蓄措施大部分將廢棄，建設(shè)永久設(shè)施不符合將來發(fā)展需要。

4 簡易措施發(fā)展水田區(qū)末級(jí)排水溝為排、蓄、灌工程的可行性

4.1 滿足水田區(qū)排水需求

建三江分局末級(jí)排水溝設(shè)計(jì)施工時(shí)是以開挖斷面滿足施工作業(yè)機(jī)械要求，未按設(shè)計(jì)流量進(jìn)行設(shè)計(jì)施工，斷面形式通常為上口4 m、底寬1 m、深1～1.2 m。而按照當(dāng)?shù)厮锏呐拍?.121 m3/s/km2(建三江七星河澇區(qū)3 a一遇水田排模)計(jì)算每條溝的排水流量僅為0.0242 m3/s，根據(jù)自然坡降推算出的水深不足10 cm，排水所需斷面很小，再有汛期水田本身也要求一定水層，因此需要排水時(shí)對(duì)排水出口打開部分圍堰及臨時(shí)攔水設(shè)施相應(yīng)處理即可滿足排水要求。

4.2 經(jīng)濟(jì)效益顯著

改造成本:每條溝道四周加高及臨時(shí)措施7 500元，水田區(qū)末級(jí)溝道2.3萬條，所需資金總計(jì)17 250萬元。年效益:利用5 667 hm2土地，按目前效益500元/666.7 m2計(jì)算，合計(jì)4 250萬元;節(jié)省提水成本5元/666.7 m2，合計(jì)3 750萬元;增加水稻產(chǎn)量10 kg/666.7 m2，按2元/kg計(jì)算，增加收入14 280萬元，年效益合計(jì)22 280萬元。

綜合以上分析，簡易措施發(fā)展水田區(qū)末級(jí)排水溝為排、蓄、灌工程在提高水田產(chǎn)量、節(jié)省耕地、減少旱田澇災(zāi)損失、有效利用地表水資源等方面有明顯作用，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著。

［1］ 許曉彤.平原區(qū)農(nóng)田控制排水對(duì)水資源的調(diào)控效果研究［J］.中國農(nóng)村水利水電，2008.

［2］ 沈久泊，等.淺析水資源合理配置與可持續(xù)發(fā)展［J］.水利科技與經(jīng)濟(jì)，2009.