農業灌溉水源工程類型與取水方式的選擇

孫秀芹

(樺川縣江川農場水務局，黑龍江樺川154302)

1 灌溉水源

灌溉水源是可以用于灌溉的水資源，主要有地表水和地下水兩類。地表水包括河川徑流和匯流過程中攔蓄起來的地面徑流;地下水主要是指可以用于灌溉的淺層地下水。地表水是主要的灌溉水源，我國灌溉面積中有70%以上是以地表水為水源進行灌溉的［1］。

1.1 河川徑流

河川徑流是指江河、湖泊中的水體。它的集雨面積主要在灌區以外，水量大，含鹽量小，含沙量較多，是我國大中型灌區的主要水源，也可滿足發電、航運和供水等部門的用水要求。

1.2 當地地面徑流

當地地面徑流是指由于當地降雨所產生的徑流，如小河、溝溪和塘堰中的水。它的集雨面積主要在灌區附近，受當地條件的影響很大，是小型灌區的主要水源。

我國南方地區降雨量大，利用當地地面徑流發展灌溉十分普遍;北方地區降雨量小，時空分布不均，采用工程措施攔蓄當地地面徑流用于灌溉也非常廣泛。

1.3 地下水

地下水一般指埋藏在地面下的潛水和層間水。它是小型灌溉工程的主要水源之一。

我國利用地下水進行灌溉已有悠久的歷史，特別是在地表水缺乏而地下水豐富的地區，開發利用地下水進行灌溉尤為重要。

灌溉要求水源有足夠高的水位，以便能夠自流引水或使來水高度和提水揚程最小。在水量方面，水源的來水過程應滿足灌溉用水過程，以便盡量減小調蓄水量。

當水源的天然狀況不能滿足灌溉用水要求時，應采取工程措施，調節水源的水位和水量，使之滿足灌溉用水的需要［2-3］。

2 灌溉取水方式

不同的灌溉水源，相應的灌溉取水方式也不相同。地下水資源豐富的地區可以打井灌溉;以地表水為灌溉水源時，按水源條件和灌區的相對位置，可分為引水灌溉、蓄水灌溉、提水灌溉和蓄、引、提結合灌溉等幾種方式［4］。以河流為灌溉水源的取水方式，見圖1。

圖1 河流水源取水方式示意圖

2.1 引水灌溉

引水灌溉是當河流水量豐富，不經調蓄即能滿足灌溉用水要求時，在河道的適當地點(如圖1中的A，B處)修建引水建筑物，引河水自流灌溉農田的一種取水方式。引水灌溉有無壩引水和有壩引水兩種［5］。

2.1.1 無壩引水

當河流估水時期的水位和流量都能滿足自流灌溉要求時，可在河岸上選擇適宜的地點修建進水閘、引河水自流灌溉農田。

在丘陵山區，灌區位置較高，近處河流水位較低，不能滿足自流灌溉要求的水位時，可自河流上游水位較高地點引水，以取得自流灌溉要求的水位高程。

無壩取水具有工程簡單、投資較少、施工容易、工期較短等優點，但不能控制河流的水位和流量，枯水期引水保證率低，且取水口往往距灌區較遠，需要修建較長的干渠和較多的渠系建筑物，還可能引入大量泥沙，淤積取水口和渠道，從而影響正常引水。

大壩引水的取水門應布置在河床堅固、河流回岸中點偏下游處，以利用彎道橫向環流作用，使主流靠近取水門以引取表層清水，防止泥沙淤積渠口和進入渠道。在較大的河流上，為保證主流穩定、減少泥沙入渠，一般認為引水流量不應超過河流枯水流量的30%。

無壩引水渠首一般由進水閘、沖沙閘和導流堤3部分組成。進水閘用以控制入渠流量，其中心線與河流主流方向的夾角一般為30°～40°，以使入渠水流順暢和引水量較大;其底板高程可與閘后渠底齊平或稍高，但必須高出閘前河底高程1～2 m，以防止河流中的推移入渠;閘頂高程應高于閘前河流最高洪水位。沖沙閘用以沖刷淤積在進水閘前的泥沙，其底板高程應低于進水閘底板高程。導流堤一般在中小河流中修建，平時導流引水與防沙，枯水期攔截河水，確保引水入渠。

2.1.2 有壩取水

河流流量能滿足灌溉引水要求，但水位略低于渠首引水要求的水位，這時可在河流上修建壅水建筑物(低壩或攔河閘)，抬高水位，以滿足自流引水灌溉的要求。在灌區位置已定時，有壩取水比無壩取水增加了攔河壩(閘)工程，但卻縮短了干渠長度，減少了渠道工程量，而且引水可靠，利于沖沙。有些山丘地區，豐水季節流量大，水位也夠;而枯水季節則引水困難，為保證枯水期引水，也需要修建臨時性低壩，以攔河、引水、抗旱。

有壩引水樞紐主要由溢流壩、進水閘、沖沙閘以及防洪堤等建筑物組成，見圖2所示。溢流壩用以攔截河水，拍高水位，并從壩頂宣泄河道多余的水量及汛期洪水，壩長要滿足泄洪要求，壩高一般為3～8 m。進水閘位于壩端河岸上，用以控制入渠流量。沖沙閘用以沖沙，防止泥沙入渠，是多泥沙河流低壩引水樞紐中不可缺少的組成部分，其過水能力一般應大于進水閘的過水能力，而底板高程則應低于進水閘的底板高程，以便在進水閘前形成沖沙槽，取得良好的沖沙效果。防洪堤是為了減少大壩上游的淹沒損失，洪水期間保護上游城鎮和交通的安全，一般是在溢流壩上游沿河岸修建。此外，若有通航、放木和發電等綜合利用要求時，尚需設置船閘、魚道、筏道和電站等建筑物。

圖2 有壩引水樞紐示意圖

2.2 蓄水灌溉

蓄水灌溉是利用蓄水設施調節河川徑流灌溉農田的一種引水方式。當河流的天然來水流量過程不能滿足灌區的灌溉用水流量過程時，可在河流的適當地點修建水庫或塘堰等蓄水工程，調節河流的來水過程，以解決來水和用水之間的矛盾。

水庫蓄水一般可兼顧防洪、發電、航運、供水和養殖等方面的要求，為綜合利用河流水資源創造了條件，水庫樞紐一般由擋水建筑物、泄水建筑物和取水建筑物組成。水庫樞紐工程量大，庫區池損失較多，對庫區和壩址處的地形、地質條件要求較高，因此，必須認真選擇好庫址和壩址。

在管理運用中，應合理地進行調度，積極地發展多種經營，以充分發揮單位水體的效益塘堰是小型的蓄水工程，主要攔蓄當地地面徑流，一般有山塘和平塘兩類:山坡地上或山沖間筑壩蓄水所形成的塘叫山塘;在平緩地帶挖坑筑堤蓄水所形成的塘叫平塘。塘堰工程規模小，技術簡單，群眾易辦，對地形、地質條件要求較低。雖然單個塘堰的蓄水能力不大，但由于數量眾多，總的蓄水能力還是很大的。為了提高塘堰的復蓄次數及調蓄能力，可將塘堰用輸水渠道與其他水源工程聯結起來，形成大中小、引堤相結合的灌溉系統。

2.3 提水灌溉

河流水量豐富，而灌區位置較高，河流水位和灌溉要求水位相差較大，修建自流引水工程困難或不經濟時，可在灌區附近的河流岸邊修建抽水站，提水灌溉農田。由于它無需修建大型擋水或引水建筑物，受水源、地形、地質等條件的限制較少，且具有機動靈活，一次投資少，成本回收快等優點，特別適用于噴灌、滴灌和低壓管道輸水灌溉等節水灌溉系統，增加了機電設備、廠房和管道等建筑物，需要消耗能源，運行管理費用較高。

3 結語

以上幾種取水方式，除單獨使用外，有時還可以根據情況綜合使用多種取水方式，引取多種水源，形成蓄、引、提結合的灌溉系統。如水庫取水時，可利用流入原河道的發電尾水在下游適當地點修建空水壩，抬高后引入渠道，以充分利用水庫水量及庫壩間徑流。

［1］高峰.大寧縣割麥提水工程水源地覆蓋層取水方式分析［J］. 山西水利科技，2011(03):84-86.

［2］哈永毅.青銅峽河西灌區渠道水量調度［J］.水利水電技術，1995(04):25-28.

［3］常炳炎.黑河水量調度的技術實踐與效果［J］.水利水電技術，2003(01):41-43.

［4］王松筠，夏遠景.河床淺層地下水取水形式的探討［J］.黑龍江水利科技，2005，33(1):52.

［5］王錫東，吳慶波，王錫杰.淺談取水口水流運動狀態及選擇［J］. 黑龍江水利科技，2001，29(3):130.