王士蘭
(黑龍江農墾勘測設計研究院 哈爾濱 150090)
灌區量水作為節水灌溉和灌區科學管理的基本手段正日益受到人們的重視。隨著工業的發展,對有限水資源的要求與日俱增,而水的開發成本又日漸加大。在此情況下,對水進行有效的控制與量測的要求也越來越迫切,精度要求也越來越高。灌區量水作為用水控制的主要手段,是合理調度灌溉水源、正確執行用水計劃、加強用水管理的必要措施,也是衡量灌溉管理水平和灌溉水利用率高低的重要技術手段。灌區量水的任務主要有:按照水資源調配的綜合方案及各地的需水量,準確的從水源引水,將水在各級渠道合理分配,保證按照計劃定額向田間供水;根據量水記錄計算出輸送水量,根據水的成本計算出相應水費,促進水資源合理使用;根據量水的結構分析、計算,檢驗配水方案的合理性,檢查灌水質量及灌溉效率,對不合理的進行修正;精確的量度結果將成為控制閘門等過水構件開度變化的主要依據;由測量結果驗證渠道和建筑物的輸水能力,計算渠道損失,作為灌區改擴建的基本資料。根據我省灌區的現狀,灌區量水主要應滿足經濟性、實用性、適用性、精確性等要求。灌區量水方法很多,主要有水工建筑物量水、水尺量水、堰槽量水、儀表類流量計量水、流速儀量水和自動量水等。
黑龍江省是個農業大省,耕地面積0.117億hm2,占全國耕地面積的 10%,人均耕地0.307hm2,農業人口人均耕地0.6hm2,是我國重要的商品糧生產基地。全省已建成灌區8312處,其中大型灌區20處,中型灌區305處。全省大中型灌區設計灌溉面積 123.2萬 hm2,其中大型灌區設計灌溉面積58.47萬hm2,實際灌溉面積24.8萬hm2,大中型灌區是黑龍江省糧食安全的基礎保障。1997年以來大中型灌區陸續被列入國家節水改造投資范圍,目前已經完成渠首改造110處,但尚有269處渠首需要更新改造。通過節水改造的灌區只解決了部分骨干工程的險工險段問題,支渠及以下田間工程的配套尚未解決。
(1)大部分灌區量水設施不完善、精度低,量水設施主要用在干、支渠上。大都采用水工建筑物量水、水尺量水等傳統量水方法。而斗、農渠上連這些傳統的量水設施都很少,這與灌區的實際應用不相適應,影響了灌區高效節水灌溉農業的發展。
(2) 由于灌區采用自動設備量水比較少,已有量水方法比較傳統,從灌區量測的角度考慮,需要比較多的工程管理人員。但灌區在管理體制、資金方面仍存在一些問題,產權不明晰,管理方式落后。多數灌區的工程設施產權屬“國家和集體”所有,大家都有責任,又都不負責任,從而造成所有者“缺位”、責任不清等問題,嚴重制約著灌區水管單位的改革、穩定與發展。管理設施不配套,管理人員偏少,難以保證管理質量。
(3)大中型灌區中大部分灌區沒有進行水價改革,由于沒有實行按方收費,根本不進行量水,還是實行大水漫灌,導致上游跑水,下游缺水的現象時有發生,嚴重浪費了水資源。用水效率不高,用水嚴重浪費的現象普遍存在,灌溉水利用系數只有 0.45左右,低于全國農業灌溉水利用系數0.48的平均水平。
黑龍江省有渠首工程379處,大多數是“大躍進”時期建設的,部分灌區渠首工程還是日偽時期建設的,標準低、質量差,應進行渠首工程更新改造。目前完成改造110處,尚有269處渠首(包括臨時性的堆石壩和老化泵站)需要更新改造,占總量的71%。這些渠首帶病作業,自身存在很大的安全隱患,更不要說進行量水控制了。國家投資規模小,灌區改造周期長,而且已改造的灌區只解決了部分骨干工程的險工險段問題,支渠及以下田間工程的配套尚未開始,影響了量水工作開展。另外,黑龍江省經濟較落后,省級和地方財政配套于大中型灌區建設的資金不足,大部分中型灌區都沒有進行續建配套與節水改造。所以,必須加大力度進行大中型灌區續建配套與節水改造,以使渠溝林路電以及建筑物配套齊全。
灌溉渠系上設有各種類型的配套建筑物,如水閘、渡槽、倒虹吸、涵管、跌水等。通過量測過水建筑物上下游的水位,根據不同流態的流量計算公式求出過水流量。其優點既可減少因灌溉系統設置量水設施所產生的水頭損失,又可節省大量附加量水設備的建設費用,一舉兩得。因此,若流量系數經過率定,達到一定精度,應盡可能利用水工建筑物量水。根據因地制宜的原則,利用渠道上已有建筑物量水,不必再添置其他的量水設備和儀表,既節約了投資又方便了管理,是最為經濟、簡便的量水方式。因此,在有可能利用水工建筑物量水的地方要盡量用水工建筑物量水。特別對于田間進水口小型建筑物,由于小支渠和田間進水口數量很多,不可能采用昂貴復雜的量水設備,而應使用簡單、經濟、具有合理精度,既能量水又能調節的建筑物。
長期以來,我省農田灌溉用水不計量,灌溉定額偏大,大多數灌區每畝水稻毛用水都在1100m3以上,水量浪費驚人。“按畝攤費”的水費收繳辦法導致了“喝大鍋水”的惡性循環,挫傷了用水戶節水的積極性。為了尋求節水的有效途徑,改革用水管理辦法,采取經濟手段加以控制,節約灌溉用水,在大中型灌區實行“供水計量、收費按方”。開展量水工作,實行計量灌溉,按方收費,提高量水技術,做到多用水多負擔,少用水少負擔,用經濟手段促進節約用水和渠系工程的維修改造,要徹底改變過去只用水不管水的現象。目前已經完成了 11處灌區水價改革,但大部分灌區仍是按畝收費,所以應加快水價改革步伐。
灌區用來量水的建筑物應該完整、無損壞,建筑物上下游應無淤積、無雜物,這樣量出來的數據才比較準確。量水設施或設備應注意安全保護,使其不易被損壞。灌水前必須清除渠道及建筑物前后沉積的泥砂和垃圾等雜物,以保證設計運行條件。對于用水尺量水的,灌水前必須檢查水尺是否損壞,零點是否正確,由于水尺容易損壞,必要時需更新和重新安裝。灌溉期間量水設施或設備如有損壞,應及時修補。運行中應及時清理量水設施或設備附近的漂浮物,確保水位觀測正確。灌區應根據規范要求及當地的實際情況,重新配備灌區相關人員及設施,完善灌區工程管理。在管理體制上實行統一領導,分級負責,專業管理與群眾管理相結合,要組建農民用水者協會,發揮群眾的管理作用。
黑龍江省大中型灌區很多,但灌區量水工作卻很落后。隨著節水灌溉和灌區科學管理工作的深入,興建各類量水設施的任務巨大,如果量水設施的選型上不注意與我省灌區的特點相結合,不做比較,隨意選用量水設備,甚至盲目推廣一些國外已經淘汰或不適用的設備,勢必帶來很大的浪費。因此,要因地制宜,對量水設備性能加以研究比較,優選出一些適合我省灌區的技術和設備加以推廣,是當前灌區量水工作應注意的問題。
在發揚傳統量水方法的同時,還要適當發展自動化量水。運用現代的信息技術和電子技術進行自動化量水是今后灌區量水的發展趨勢,可減少勞動強度,提高準確度,并及時向灌區管理部門提供可靠的水位、流量、水量及閘門開度等技術參數,對灌區農業用水進行科學調度和優化配置,從而提高灌區現代化管理水平,提高水資源利用率,同時提高灌區管理人員的科技意識以及利用現代的信息技術和電子技術為水利事業服務的意識,推動灌區社會經濟的發展。
灌區量水工作是農業灌溉的基礎性工作,為灌區糧食生產起到保障作用。隨著國家經濟的發展,灌區量水工作將向田間標準化方向發展,最終實現信息化、自動化、智能化,為灌區節約用水、科學用水提供保障,為我省農業發展作出貢獻。
1 王長德主編. 量水技術與設施[M].2006.