高盼盼
移民安置灌區灌溉方式選擇及規劃設計淺析
高盼盼
(新疆水利水電勘測設計研究院,新疆烏魯木齊830000)
通過分析大亞斯墩移民安置規劃灌區的灌區面積、地形氣候條件、土壤特性、牧民耕作水平等因素,提出了適合砂性荒地近期水平年的引洪淤地灌溉方式及遠期水平年的滴灌灌溉方式,并計算了節水量,以期為類似案例提供借鑒。
移民安置;砂性荒地;引洪淤灌;設計
1.1 工程概況
大亞斯墩移民安置區規劃是阿爾塔什水利樞紐建設的一處移民安置項目。大亞斯墩移民安置區屬于澤普縣奎依巴格鎮行政轄區,距離鎮政府12 km,距離縣城30 km,有縣級道路(X484線)從區域西側1 km處通過,交通便利。安置區在葉爾羌河右岸三級階地沖洪積扇上,南北寬約4.5 km,東北長約7km,海拔1390~1448 m,地面坡降1/60~1/120,在40 km2范圍內可提供2500 hm2土地作為移民集鎮遷建和生產安置用地。近期規劃期限為2018年,遠期規劃期限為2024年。
1.2 移民安置概況
1.2.1 移民安置人口
村莊移民安置人口指受水庫淹沒影響,包括坍岸、滑坡、浸沒或工程占地而失去房屋或失去耕地,不得不搬遷安置的人口[1]。阿克陶縣庫斯拉甫鄉需整體異地搬遷至大亞斯墩移民安置點,涉及搬遷移民1254戶4522人,需生產、生活安置3830人。
1.2.2 安置區概況
安置區為典型的暖溫帶大陸干旱性氣候,氣溫年內變化顯著,平均最低氣溫-6℃,夏季高溫;年降水量稀少,氣候干燥,蒸發量大;多風,常年盛行西北風,對農作物的危害極大。
安置區屬新生界第四系上更新統紀塔里木盆地南緣的西南拗陷區,位于昆侖山北麓、葉爾羌河洪沖積扇上部的三級階地上。地面坡降1/95~1/120。地表植被極少,覆蓋度小于1%。
安置區成土母質是洪積母質,土壤多為壤砂土和砂土,土層薄、肥力低。有效土層相對較薄,平均達到20 cm~30 cm;質地較粗,多為砂壤和壤砂土,有利于植物根系下扎。質地構型為底礫型或通體砂,土壤貧瘠,為砂性荒地,保水保費性差,地面坡降大,對灌區灌溉方式提出了要求。
安置區引水水源為葉爾羌河河水,多年平均可利用水量為58.19×108m3,引水斷面處泥沙年輸沙總量為853.9×104t。
1.2.3 土地開發面積
經與地方政府溝通,并征求庫斯拉甫鄉代表意見,結合移民規范、規程要求,確定安置標準為:口糧地0.0667 hm2/人,飼草料地0.167 hm2/人,庭院經濟0.0467 hm2/戶;根據現場實物調查和土地劃界結果,確定在大亞斯墩規劃安置區開發荒地2500 hm2進行統籌規劃,進行集鎮及生產用地統籌規劃,為移民提供生產、生活永久定居基本保障。根據阿爾塔什水利樞紐安置標準需求,集鎮遷建區用地236.13 hm2,剩余可開發農田用地2216 hm2。
2.1 常規灌溉
常規灌溉是應用最為廣泛的灌溉技術,包括畦灌、溝灌、格田灌溉及漫灌等。是借水流重力和土壤毛細管作用下滲濕潤土壤的灌溉方法。灌溉技術相對簡單,農民容易掌握,對水質要求不高,漫灌可用于引洪淤地。但田間節水水平較低,作物需水量大。
2.2 滴灌
滴灌目前是最先進的灌水技術之一。是利用管道及設備,以水滴方式浸潤作物附近土壤的局部灌溉方法。作物節水量達50%以上,作物增產率30%左右,省地、省工、省水、省藥效益明顯,可實現機械化鋪設滴灌帶工作。造價相對較低。但對水質要求高,管理者需掌握一定的技術。
2.3噴灌
噴灌是利用專門的管道系統和灌溉設備,將有壓水流通過噴頭噴射到空中形成細小水滴噴灑到田間的一種灌溉方法。包括自壓或加壓半固定移動式噴灌,噴灌機或移動式噴灌等。能夠利用灌區有利地形形成自壓噴灌,能耗小,運行成本低;適用于大多數作物,對地面平整度要求不高;灌水均勻度可達80%左右。灌水定額小,節水量達30%左右,減少了溝、渠、埂占地,節省5%左右的土地用于種植。但噴灌缺點明顯:受風影響大,風力超過3級便不宜進行噴灑作業;采用半固定系統時,需搬移管道,勞動強度極大;固定資產投資較高。
2.4 低壓管道灌
低壓管道灌以管道代替明渠輸水,減少輸水過程的蒸發滲漏損失,節水30%左右;自壓輸水,能耗少;節省土地3%左右。但管道灌對地面平整度要求高,灌水均勻度受田間平整程度影響大;灌水時可能形成深層滲漏和水土流失。
移民安置區多年平均風速1.8 m/s,春夏兩季風速最大,平均風速5月最大,如選擇噴灌這種灌溉方式易造成灌水均勻度不高,水土流失等情況,不利于作物穩產、高產,因此不易采用噴灌。安置區地形坡度較大,土層稀薄,實施低壓管道灌溉,易造成水土流失情況,降低水利用效率。滴灌成本相對較低,但要求農民有一定的管理水平,考慮到庫斯拉甫鄉以牧業為主,下山定居后由牧民向農民轉化需要一定的過程,同時受語言環境約束,培訓難度較大。移民安置區經濟底子薄弱,又為邊遠地區少數民族農牧民聚居區,灌溉的技術水平、管理水平低,在改良期采用常規地面灌溉方式,并在每年汛期利用葉爾羌河含沙量大的特點,采取引洪淤灌的方式,使灌區有效土層加厚;當進入達產期后,根據淤地情況,將適合滴灌的部分果林地進行滴灌設計,其余作物仍為常規地面灌。
4.1 條田布置
安置灌區規劃條田從灌水方向上選擇與地形等高線平行的橫向布置方式,以適應大型機械耕作需求,從條田農作物光照需求考慮,應盡量滿足南北朝向光照要求。灌區條田偏東方向布置,即條田短邊垂直等高線的橫向布置,按照短邊方向進行平整土地,按照條田長邊方向平行等高線布置,條田沿長邊方向進行灌水。
田間按照田、渠、溝、林、路、居民點綜合考慮的原則,做到林、路成網,渠系配套,排灌自如,路橋相通,達到提高耕地質量,增加有效耕地面積的目的。通過對移民安置區田、水、路、林、居民點進行綜合規劃并實施后,達到提高土地利用率、增加移民收入、穩定移民目標的高標準基本農田。
4.2 種植結構
根據阿爾塔什水利樞紐移民安置灌區規劃,灌區面積共2085.7 hm2,灌區內種植口糧地266.67 hm2,人工草地666.67 hm2,其余土地按照常規比例種植,其中:蔬菜100 hm2,瓜果133.33 hm2,各類果林653.93 hm2,防護林地221.13 hm2。另外,布置在居民區內的庭院經濟用地37.6 hm2,綠化用地6.33 hm2。灌區內復播作物蔬菜面積100 hm2,玉米333.33 hm2,并在果林地套種飼草面積400 hm2。
達產期后,將果林地186.33 hm2進行滴灌設計。
4.3 灌溉定額
根據安置區氣候干燥,蒸發量大,土壤砂性大,保水性差,水資源季節分配不均等條件,依據作物生長需水量確定灌水定額,初步擬定達產期正常灌溉凈灌水定額為970 m3/畝。另外,在改良期灌區采用引洪淤地方式對土地進行改良,參照當地引洪淤地灌溉經驗,引洪淤灌一般在洪水期6~9月份,灌水定額為2239~3731 m3/畝。灌區各種作物的畝凈灌溉定額[3]見表1。
4.4 灌溉水利用系數
大亞斯墩規劃安置區為新設計灌區,灌區的水源為葉爾羌河河水,自布置于大亞斯墩安置區左側1 km處的東岸干渠引水渠首進行引水,在渠首引水閘后100 m處東岸干渠上修建引水閘分水,由11.1 km的漿砌石輸水干渠引至安置灌區,為移民安置區提供灌溉水源。
根據灌區渠系防滲長度、渠道建設長度、總灌溉面積等,計算灌區的渠道水利用系數[4]。根據田間灌水方式的不同,參照相近工程,選用灌區的田間水利用系數。最后求得灌區的灌溉水利用系數,見表2。

表1 作物灌溉定額表/(m3/hm2·a)

表2 灌溉水利用系數表
4.5 達產期作物需水量分析
到設計水平年2024年,灌區生產達產后作物全部采用地面灌時,凈需水量為1604.81×104m3/a,毛需水量為2228.9× 104m3/a;果林地采用滴灌與其他作物采用地面灌組合時,凈需水量為1557.58×104m3/a,毛需水量為2049.45×104m3/a。達產期后,灌區僅將適合滴灌設計的果林地186.33 hm2進行了滴灌設計,每年節水量達179.45×104m3。
大亞斯墩移民安置灌區為砂性荒地,土壤可耕種層薄,保水性差,項目區多風,搬遷牧民由放牧向耕種轉變,耕作水平有限,經濟實力薄弱,因此在搬遷之初(設計水平年)提出了采用傳統地面灌并結合汛期引洪淤地增加灌區可耕種層厚度、改善土壤的灌溉方式;到規劃水平年,隨著農民耕作水平的提高及灌區土壤改善的情況,將部分適宜采用滴灌方式的果林地進行了滴灌設計,減少了移民安置灌區的年用水量。
大亞斯墩移民安置灌區設計即將實施,待工程進入運行期后,建議進行灌區洪水含沙量、淤地次數、及淤地厚度之間的數學模型,進一步觀察淤地情況;在達產期后,結合國家節水項目,對灌區的各種作物逐步實現節水灌設計。
[1]李曉莉,郭芳華.水電站建設項目移民安置點規劃研究[J].人民黃河,2012,34(9):108-110.
[2]周和平,徐小波,李梅芝,等.新疆灌溉管理技術[M].烏魯木齊:新疆科學技術出版社,2005.
[3]新疆維吾爾自治區質量技術監督局發布.農業灌溉用水定額[S].烏魯木齊:2014.
[4]吳旭春,周和平.新疆灌區灌溉水利用系數影響因素研究[J].人民黃河,2011(9):93-96.
S274
B
1673-9000(2017)02-0117-03
2016-12-20
高盼盼(1985-),女,山西臨汾人,工程師,主要從事水利工程設計工作。