青龍河灌區續建配套與節水改造項目效益分析

侯恩德

(遼寧省朝陽市凌源市農田水利工作站，遼寧 凌源 122500)

1 灌區概況

青龍河灌區位于遼寧省凌源市，屬中型灌區，灌區分布有大河北鎮、刀爾登鎮、佛爺洞鄉、三道河子鎮、楊杖子鎮、前進鄉、劉杖子鄉7個鄉鎮。耕地作物均為旱作物，渠首及渠道建成于九十年代，經過數十年的運用，大部分建筑物老化破損，灌溉功能降低，農民常用水泵從河道取水澆地，緩解旱情。灌區原設計和實際灌溉面積2.39萬畝、1.9萬畝，通過配套和設計改造擬恢復灌溉面積至2萬畝。按照“以水定地” 、“以水定發展”的原則，青龍河灌區具有足夠的土地資源，加之當地耕地相對較少，對土地利用的高度重視，未來耕地面積不會有明顯的改變，因此灌區土地資源有所保障[1-3]。

2 工程現狀及現存問題

2.1 渠首工況

青龍河灌區渠首大部分為水利部門修建，少數為村民自建，渠首運行至今已有數十年，建筑物破損、金屬結構缺失情況比較普遍。26處渠首中5處渠首樞紐工程被沖毀、破損嚴重，現已無法運行；7處渠首樞紐中排沙閘或進水閘損壞嚴重，無法或勉強維持運行，具體如下：

1)5處渠首樞紐工程情況。(1)老虎溝門渠首攔河溢流堰沖毀，右岸進水閘破損嚴重，維持運行，左岸原溢流堰只剩壩端頭，現狀由村民在原址上游堆土壩攔河壅水，維持渠首取水；(2)瓦西渠首現狀值剩下攔河壩基礎，剩余建筑物全部沖毀，現狀渠首無法運行；(3)陸家渠首翻板閘沖毀，現狀只剩下閘墩，右岸進水閘損壞嚴重，無法運行，現狀渠首無法運行；(4)頭道河子渠首三現狀石籠攔河堰破損嚴重，渠首進水閘破損嚴重，維持渠首取水；(5)百牛群渠首上游淤積嚴重，壩體局部段損毀，進水閘、沖沙閘損毀嚴重，現狀渠首無法運行。

2)7處渠首水閘情況。(1)洼子店渠首進水閘、沖沙閘漿砌石主體結構破損，混凝土剝蝕，閘墩形成貫穿裂縫，現狀渠首維持運行；(2)東李杖子渠首進水閘原渠首未建沖沙設施，現狀渠道淤積嚴重，進水閘閘墩變形、傾斜，現狀渠首無法運行；(3)酒東渠首進水閘、沖沙閘閘墩混凝土剝蝕，漿砌石脫落，無啟閉排架，現狀渠首無法運行；(4)李家店渠首進水閘、沖沙閘閘墩混凝土剝蝕，翼墻基礎漿砌石脫落，現狀渠首無法運行；(5)南店渠首一沖沙閘閘墩基礎漿砌石脫落，無啟閉排架，現狀渠首勉強維持取水；(6)北營子渠首沖沙閘、翼墻損毀嚴重，無法擋水，現狀用土堆擋水，維持渠首取水；(7)魏杖子進水閘閘墩漿砌石脫落，現狀渠首勉強維持運行。其他渠首建筑工程結構完好，只金屬結構缺失或破損。

2.2 骨干渠系工況

灌區輸水干渠由于渠首損壞，渠道多年不運行，村民保護意識薄弱，破損嚴重；部分建成較早的渠道，襯砌U形槽混凝土破碎、槽間接縫漏水，灌溉水利用率不高；多條干渠被山洪沖毀或泥石掩埋，加之渠首無來水，渠道廢棄后損壞加劇，現狀建筑物完好率為71%。

2.3 渠系建筑物工況

現狀渠道分水口由于缺少分水閘，灌溉期間臨時用土石封堵；已有的干渠分水口、分水閘也大都因為建成時間較早，結構破損嚴重。現狀分水閘120處，破損110處，過路涵管47處，破損3處，渠系建筑物完好率32%。

3 灌區續建配套與節水改造設計

3.1 總體布局

青龍河流域地表水水源較豐富，但水位較低，渠首水源工程均采取修建壅水建筑物，抬高水位，引水灌溉。水源位置盡量選擇靠近灌區，河段河道寬度適當、河道河勢良好，回水范圍淹沒損失少的河段。此外，為防止建壩后上游淤積，在引水閘側布置一定寬度的沖沙閘、泄沙孔。

灌區屬山區型灌區，灌區呈狹長形，分片灌區面積較小，渠道位置較高，渠道彎曲，渠線較長，比降較緩。沿等高線將干渠布置于灌區上邊緣，分水口下游直接進入田間。由于渠道多經過山坡風化土質、巖層地帶，防止土、石下落影響，部分渠道設置蓋板。

3.2 工程設計方案

工程內容主要包括拆除重建渠首樞紐5處，取水口拆除重建閘工程7處，更換金屬結構14處，維修渠道9.35 km，土渠襯砌14.93 km，拆除重建分水閘110處，過路涵管3處。渠首量測系統26處，田間量測水尺110處。

3.2.1 渠首工程

灌區水源取水方式為有壩引水，有壩引水樞紐主要有攔河壩(閘)、進水閘、沖砂閘等組成。引水閘有側面引水和正面引水兩種，樞紐工程均配有沖沙閘，各取水口改造措施有重建渠首樞紐工程、拆除重建進水閘與沖沙閘、配套金屬結構、更換閘門等[4,5]。

引水樞紐重建工程包括5個取水口，每處工程包括攔河壩、排沙閘和渠首引水閘；灌區多處進水閘或沖沙閘年久失修，損壞嚴重，故對7處取水口進行原規模拆除重建。

渠首樞紐工程中，對重建水閘和水閘損壞嚴重的閘門等重金屬結構進行安裝，即更換閘門及配套啟閉機，共計14處。

3.2.2 輸配水工程

由于老化失修、配套不全，渠道建筑物跑水漏水嚴重，因此需要對其主要渠道重建、翻修，起到了節約用水的作用，灌溉水利用系數由原來的0.61提高到0.69，維修渠道9.35 km，土渠襯砌14.93 km。

3.2.3 渠系建筑物工程

現狀干渠口110處，分水閘10處，過路涵管47處，共計167處。擬重建干渠口100處，重建三岔口分水閘8處，重建四岔口分水閘2處，重建過路涵管3處，共計113處。

3.2.4 用水量測設施

根據農業水價改革用水計量要求，便于用水計量和水費征收，在渠道上布設量水設備，實現上游水資源費按量結算和下游各用水協會水費按量征收的目標[6]。應該選擇適用工程規模、精度滿足要求、施工容易且防破壞能力強的量水設備。通過對項目區調研和測量，布設灌溉計量設施主要為渠道計量，渠道開口寬度范圍為0.5～3 m。

1)渠首量水設施。26處渠首用水量測設備采用超聲波明渠流量計，其采用速度面積測量法，流體的平均流速乘以渠道的橫截面積，就可計算出流經渠道的流量。

2)干渠分水口量水設施。干渠分水口量水采用在標準斷面上設置水尺，通過測量量水建筑物的上游水位，利用實驗曲線或經驗公式換算呈流量來計量。水量監測點設置在各干渠分水口處，水量監測點處各設置水尺一套，用于人工監測水深，由此共布設水尺110套。

3.3 重點工程

3.3.1 攔河閘、壩工程

青龍河流域多年平均輸沙模數為1 393 t/km2，為防止淤引水渠首淤積，在進水閘側修建底板略低的沖沙閘；進水閘根據現狀干渠位置，分側面引水和正面引水兩種。

1)瓦西溢流堰位于大河北鎮瓦房村西側，壩址段河道左岸為山體，右岸為林地，河道順直，原渠首為側面引水，經過過路涵洞后從山腳和公路之間的干渠流向灌區，重建仍采用側面引水，攔河堰垂直河道，維持原規模。

2)老虎溝門溢流堰位于大河北鎮大河北村，左岸位山腳公路，右岸位林地和耕地，河道順直。攔河壩垂直河道布置，進水閘采用側面引水。

3)陸家溢流堰位于前進鄉坤都溝門村，原攔河建筑物完全沖毀，只剩部分渠首及翼墻。由于汛期流量較大，考慮翻板閘和普通閘門運行風險較大，仍采用溢流堰形式，其上游300 m處村屯地勢較高，高差近10 m，不會產生淹沒影響。

4)頭道河子三渠首溢流堰位于刀爾登鎮頭道河子村，原壩址為村民自建的石籠過水堰，傾斜于河道，標準較低，現狀損壞嚴重，對其進行重建。堰體垂直河道，進水閘用正面引水。

5)百牛群溢流堰位于楊杖子鎮楊杖子村，該河段臨近入青龍河河口，河槽較寬。原溢流堰為取水便利，堰體傾斜于河道，現狀損壞嚴重，現狀渠首幾乎無法取水。本次設計按照垂直河道布置堰體，側面布置進水閘。

3.3.2 方案比選

當地常用攔河蓄水建筑物種類包括溢流堰、普通平面水閘、翻板閘，綜合考慮地形、地質、水流、泥沙、管理等因素，對攔河蓄水建筑物形式進行方案比選。

溢流堰適用于山區蓄水工程，布置合理的泄沙孔后，能夠集中排沙，引水沖沙效果良好，缺點是受壩體高度影響，抬高水位較高，壅水明顯。普通平面水閘沖沙效果良好，但汛期需要及時開啟所有閘門，由于孔數太多，對運行管理造成不便，若不能及時開啟，將造成運行事故。水力自控翻板閘枯水期泥沙淤積，受泥沙阻力和汛期雜物影響，易造成汛期閘門不能開啟，造成運行事故，另外根據《水力自控翻板閘門技術規范》，堰上水深超過2倍的閘門高度且閘下淹沒出流時不宜選用。

4 效益分析

4.1 工程投資

本工程總投資2 414.92萬元，其中建筑、機電設備及安裝、進駐機構投資1 584.95、105.27、168.97萬元，臨時工程為56.74萬元，獨立費用為232.66萬元，預備費214.86萬元，水土保持26.55萬元，環境保護24.93萬元。

4.2 經濟效益

項目實施后可明顯提高供水保證率，改善灌溉面積2萬畝，灌區種植玉米、高粱及谷子，玉米每畝產量為550 kg，高粱每畝產量為300 kg，谷子每畝產量為300 kg；實施后玉米每畝產量為700 kg，高粱每畝產量為350 kg，谷子每畝產量為350 kg。玉米2 元/kg，高粱2.5 元/kg，谷子8 元/kg，每年可新增糧食產量322.5萬 kg，產值866 萬元。

4.3 社會效益

渠首和渠系工程改造后，改善了區域用水安全、農業生產條件和灌溉渠系輸水狀況，減少護渠勞力，降低維修費用，縮短了灌溉周期，提高了灌溉保證率和用水效益，增強農業抗災能力。將為農業高產穩產，農民增收，社會安定提供必要保證，可充分調動農民種糧積極性，確保國家糧食生產安全。項目的實施將大大提高渠道輸水能力，基本解決灌溉季節渠道冒、漏、滴、跑現象。項目改造解決的不僅是眼前的農業灌溉問題，同時也為構建和諧社會、推動水美鄉村建設奠定了基礎。項目實施后，改善了農民居住環境，為水源涵養、土地規整、土壤肥力的提高奠定了基礎。

4.4 生態效益

項目建設的核心是節約用水。通過節約灌溉用水，高效利用了地表水資源，灌溉農作物的同時兼顧生態用水，對改善當地的生態環境發揮了重要作用。

設計方案強調了與水保規劃的協調性、對環境的改善作用以及流域水資源的協調統一，將有利于生態環境保護，將區域建設成一道美麗的風光帶。在田間小區域氣候和土壤溫濕度調節方面發揮著積極作用，能夠有效控制病蟲害的蔓延與發生，減少農藥用量和環境污染，優化生態環境等方面效益巨大。

5 結語

(1)灌區續建配套與節水改造將顯著改善渠系蓄水狀況和農業生產條件，提高用水效率、農村經濟實力和農業綜合生產力，做到了適時適量的計劃供水；此外，項目的實施有利于當地農民調整產業結構，增加農民收入，可充分調動農民種糧積極性，確保國家糧食生產安全。

(2)為了保證灌區改造后的管理，需建立起能夠適應市場經濟要求的管理經營機制，建立精簡高效、權責明確、科學管理的管理機構。根據相關規定，遵循分級負責、統一管理的原則，實行群眾管理組織與專業機構相結合的管理辦法。