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摘 要 宁夏农业灌溉历史悠久,但工程老化失修等许多问题使得农业水资源利用率低。本文以同心县王团镇为例,根据研究区农业用水现状,分析存在问题,提出农业节水工程改造实施方案和管理意见。
关键词 农业;节水;工程改造
中图分类号S27文献标识码A文章编号1673-9671-(2009)112-0004-02
宁夏地处我国西北干旱内陆地区,天然水资源十分有限,主要用水几乎完全依赖于过境黄河水的有效供给。近年来,黄河来水逐渐减少等因素的制约,使得宁夏水资源短缺更为加剧。宁夏农业灌溉历史悠久,但工程老化失修等许多问题使得农业水资源利用率低,严重影响了省内农业的可持续发展。我国目前正在努力建立节水型农业和节水型社会,对宁夏地区的农业节水研究,不仅对该地区农业水资源的可持续利用具有重要的现实意义,而且对整个西北地区的农业节水建设具有重要的借鉴意义。
1研究区概况
1.1自然概况
研究区为宁夏同心县王团镇的2个行政村,地处宁夏中部干旱带。该区域干旱少雨,年平均降水量仅277mm,且降雨集中,7-9月降水量占全年总降水量的61.7%,年平均蒸发量为1300mm,是年平均降水量的4.69倍。地貌属清水河河谷右岸台地,地处清水河右岸洞子沟与八里沟之间,土壤母质主要是黄土母质和洪积冲积母质。
1.2 农业概况
1.2.1 土地利用现状
研究区总土地面积6145亩,其中:水浇地灌溉面积6145亩,占土地总面积的100%。
1.2.2 农业种植结构
研究区种植结构以玉米、小麦等农作物为主。粮食作物5288亩,经济作物768亩,饲草料89亩,粮、经、饲比例为:86:12.5:1.4。兼种少量马铃薯、油料和饲草,总播种面积6145亩。
1.2.3水资源利用现状
研究区属于干旱地区,可利用的水资源为扬黄水和有限的天然降水,地下水资源量少且埋藏较深,大都在50m以下,并无开采价值。农业用水全部依靠扬黄水进行灌溉,人畜饮水以扬黄水为主,水窖储蓄天然降水作为补充进行解决。项目区灌溉利用固海扬水工程东三支渠干渠312、313支渠进行灌溉,312、313支渠口配水流量分别为0.20 m3/s、0.30m3/s。
1.2.4 水利基础设施现状
目前该区有各级支、斗渠共计15.95km,平均完好率21 %。其中:支渠3.44km,斗渠12.51km。渠系配套的各类小型建筑物共计476座,平均完好率18%。其中:毛口413座,生产桥38座,交通桥20座,斗口5座,机耕路9km。详情见表1。
x
2研究区存在的主要问题
2.1渠系老化失修严重、配套设施不完善
由于灌区水利设施已运行25年之久,且初建时设计标准低,缺少量水设备,生产桥等。支、斗渠道衬砌工程及配套建筑物老化失修严重、砼板粉化、脱落,损坏率高达79%以上,灌溉水利用率低,不能满足正常灌溉,对农民生产生活带来不利的影响。
2.2水资源浪费严重
渠系渗漏严重,灌溉水利用系数较低,加之群众节水意识落后,采用大田灌溉,亩均灌溉用水量大(520m3/亩),渠系中,除支渠各级均无量水设施,用水量无法准确计量,存在吃“大锅水”现象,配水到户,按方收费到户难以实现。
2.3农作物种植结构不合理
研究区夏秋作物及经济作物的种植比例严重失调,秋作物和经济作物的种植比例过小,且不能形成区域连片种植,作物需水时间相对集中,浪费水比较严重,致使供需水矛盾更为突出。
3农业节水工程改造实施方案
3.1工程建设规划
研究区改造节水灌溉总面积6145亩,计划改建渠道总长15.95km。其中:支渠3.44km,斗渠12.51km;渠系配套的各类小型建筑物共计650座。其中:斗口5座,毛口412座,生产桥157座,交通桥69座,量水堰7座。机耕路18km,畦田建设6145亩。
3.2工程设计标准制定
根据《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准》(SDJ12～78)的规定。本灌区属小型灌区,渠道及建筑物均按5级设计。研究区地处半干旱地区,根据《灌溉与排水工程设计规范》(GB50288-99)的有关规定,灌溉设计保证率取定为75%,以此作为灌区的灌溉设计标准。
3.3研究区灌溉制度
灌区现行的灌溉、配水制度,分为夏灌(4～6月份)、秋灌(7～9月份)和冬灌(10月下旬～11月中旬)。旱作全生育期一般灌水2～5次,灌水期10～15d,灌水定额70～90m3/亩,平均灌溉定额450m3/亩; 项目区旱作物以小畦灌溉为主,畦田规模按0.3～0.5亩设计。
3.4作物种植结构调整
3.4.1 种植结构调整
为了节约水资源,提高土地生产率,项目区应大力推进农业结构战略性调整,紧紧围绕转变农产品转化,发展优势、优质、特色、高效农业,提高农产品的市场竞争力。
3.4.2 灌水定额
研究区实施后整理后耕地种植小麦、套种玉米、油料、瓜菜、经果林、牧草。规划水平年(2027年)主要作物灌溉定额及灌溉采用节水定额见表2。
3.5渠道设计流量、灌溉水利用系数确定
3.5.1 灌溉水利用系数
渠系水利用系数可用各级渠道的渠道水利用系数连乘求得。项目区渠系布置大部分采用支、斗、农渠三级布置,支、斗两级渠道采用砼板砌护;研究区支、农渠均采用轮灌;按5条农渠一组灌溉,畦田宽度按10.5m设计,畦长32m,单畦面积0.50亩。
3.5.2 312、313支渠灌区轮灌组的划分
根据已经设计的灌溉制度,研究区处于东三支末梢,属于扬水灌区,受东三支干渠配水计划限制,灌区每轮灌水延续时间有限(只有6-8天,冬灌10-11天),灌水困难,供需矛盾突出。
根据实际情况,总结并运用多年的灌水经验,采用312、313支渠采用续灌,312、313支渠所辖斗渠采用轮灌。见表3。
3.6渠道工程设计
灌溉渠道采用分组轮灌,经计算并且考虑到支渠实际配水流量,支、斗渠流量见表4。
1)支渠: 支渠直接从干渠引水,平均长2.2km,垂直于等高线布置,比降为1/400,全断面采用半径R=0.30m、R=0.25m的U型C20砼预制板砌护,砌护高为0.6m,两侧拜顶宽为1.0m。渠堤外边坡均为1:1.5。砌护板缝宽3cm,缝内填筑C20细石砼。
2)斗渠:斗渠垂直于支渠进行布置,单灌2000m,斗渠断面均采用半径R=0.25m的U形渠道,砌护高为0.5m,上开口0.64m,比降1/400,糙率0.017。预制衬砌的U形渠道,砼等级为C20,衬砌板缝宽为4cm,缝内填筑C20细石砼。拜顶宽为1m,外边坡为1:1.5。
3)农渠:农渠垂直于斗渠进行布置,农渠间距与条田地间距相同为32m,农渠长500m。
4)畦田及田间道:在农渠的一侧设2.5m宽的田间道,田间道长500m,比平整好的田面高0.3m,畦田规格为32×10.5m,每块畦田占地为0.50亩。
3.7渠系建筑物工程
渠系配套的各类小型建筑物共计650座。其中:斗口5座,毛口412座,生产桥157座,交通桥69座,量水堰7座。
3.8畦田设计
根据耕作机具及耙耱工具的工作的幅度,畦宽为10.5m为宜。畦田长度确定为32m,畦田内坡降1/500-1/800,要求均匀一致,畦埂为梯形,高20cm,底宽30cm。
畦田布置应随地面坡度、田块地形而异。一般结合耕作方向,以南北向为好。在南北向地形平缓的条件下,一般畦田顺着地面坡度布置。
3.9机耕路
为了便于生产、管理和进行耕作,根据项目区内实际情况,在有条件的支、斗渠一侧设机耕路,路宽6m,整平后上铺砂10cm。
4农业节水改造工程的管理意见
4.1管理模式
根据工程特点,工程运行管理实行专管与用水协会自管相结合的运行管理办法。管理机构按专管和用水协会自管分级设置,专管机构为辖区王团水利管理所,用水协会自管机构设农民用水协会。
4.2管理组织
同心县水利局是同心县水利工程运行管理的最高决策机构,负责重大事宜决策,指导、监督管理所和村级农民用水协会的工作。
4.3水权管理
在水权管理上,可采用“水权分配制”的办法将水资源使用权分配到用水户,尝试使用市场机制解决节水工程运行,激活水市场,提高水资源使用效益。对超计划用水量实行加价制管理,但总的供水量不能超过工程供水能力。
4.4建章立制,实行目标责任管理
农民用水协会是工程资产管理和运行管理的主体,是管好、用好工程,做好供水服务,确保工程持续发挥效益的关键机构,必须建立严格的内部管理规章制度,按照工程管理要求、服务宗旨,结合工程的实际情况,确立年度安全运行目标、供水目标、水费收缴目标和职工技术培训目标等。
4.5制定合理的计价制度与水费计收管理制度
根据《水利工程供水价格管理办法》,遵循价值规律,建立合理的水价形成机制。按用水户承受能力(工程运行成本)定价,通过财政补贴满足工程运行成本需要;实行累进加价制水价。为保证工程的良性运行,应实行定额水价和超定额水价,各协会必须按照用水户的用水量按不同的价格收取水费;实行总量控制,按户管理;按方收费,水量计量,水费征收的重点是强化水费计收,提高水费征收率。
5结语
农业的可持续发展是我国国民经济稳定发展的坚实基础,大型灌区是我国农业稳步发展的重要组成。以节水为中心的大型灌区续建配套与节水改造应本着建设与管理,节水与增效并重的原则,将科学技术和管理方式与地区实际情况结合,建成符合农民切身利益的真正利民工程。
参考文献
[1]裴源生,张金萍,赵勇.宁夏灌区节水潜力的研究[J].水利学报,2007,38(2):239-243.
[2]吴鸿亮,唐德善.沈阳农田灌溉用水趋势及对策研究[J].安徽农业科学,2008,36(12):5124-5125.
[3]许迪,龚时宏.大型灌区节水改造技术支撑体系及研究重点[J].水利学报,2007,38(7):806,811.
作者简介:
马升东,同心县水利局,水利工程师。
关键词 农业;节水;工程改造
中图分类号S27文献标识码A文章编号1673-9671-(2009)112-0004-02
宁夏地处我国西北干旱内陆地区,天然水资源十分有限,主要用水几乎完全依赖于过境黄河水的有效供给。近年来,黄河来水逐渐减少等因素的制约,使得宁夏水资源短缺更为加剧。宁夏农业灌溉历史悠久,但工程老化失修等许多问题使得农业水资源利用率低,严重影响了省内农业的可持续发展。我国目前正在努力建立节水型农业和节水型社会,对宁夏地区的农业节水研究,不仅对该地区农业水资源的可持续利用具有重要的现实意义,而且对整个西北地区的农业节水建设具有重要的借鉴意义。
1研究区概况
1.1自然概况
研究区为宁夏同心县王团镇的2个行政村,地处宁夏中部干旱带。该区域干旱少雨,年平均降水量仅277mm,且降雨集中,7-9月降水量占全年总降水量的61.7%,年平均蒸发量为1300mm,是年平均降水量的4.69倍。地貌属清水河河谷右岸台地,地处清水河右岸洞子沟与八里沟之间,土壤母质主要是黄土母质和洪积冲积母质。
1.2 农业概况
1.2.1 土地利用现状
研究区总土地面积6145亩,其中:水浇地灌溉面积6145亩,占土地总面积的100%。
1.2.2 农业种植结构
研究区种植结构以玉米、小麦等农作物为主。粮食作物5288亩,经济作物768亩,饲草料89亩,粮、经、饲比例为:86:12.5:1.4。兼种少量马铃薯、油料和饲草,总播种面积6145亩。
1.2.3水资源利用现状
研究区属于干旱地区,可利用的水资源为扬黄水和有限的天然降水,地下水资源量少且埋藏较深,大都在50m以下,并无开采价值。农业用水全部依靠扬黄水进行灌溉,人畜饮水以扬黄水为主,水窖储蓄天然降水作为补充进行解决。项目区灌溉利用固海扬水工程东三支渠干渠312、313支渠进行灌溉,312、313支渠口配水流量分别为0.20 m3/s、0.30m3/s。
1.2.4 水利基础设施现状
目前该区有各级支、斗渠共计15.95km,平均完好率21 %。其中:支渠3.44km,斗渠12.51km。渠系配套的各类小型建筑物共计476座,平均完好率18%。其中:毛口413座,生产桥38座,交通桥20座,斗口5座,机耕路9km。详情见表1。
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2研究区存在的主要问题
2.1渠系老化失修严重、配套设施不完善
由于灌区水利设施已运行25年之久,且初建时设计标准低,缺少量水设备,生产桥等。支、斗渠道衬砌工程及配套建筑物老化失修严重、砼板粉化、脱落,损坏率高达79%以上,灌溉水利用率低,不能满足正常灌溉,对农民生产生活带来不利的影响。
2.2水资源浪费严重
渠系渗漏严重,灌溉水利用系数较低,加之群众节水意识落后,采用大田灌溉,亩均灌溉用水量大(520m3/亩),渠系中,除支渠各级均无量水设施,用水量无法准确计量,存在吃“大锅水”现象,配水到户,按方收费到户难以实现。
2.3农作物种植结构不合理
研究区夏秋作物及经济作物的种植比例严重失调,秋作物和经济作物的种植比例过小,且不能形成区域连片种植,作物需水时间相对集中,浪费水比较严重,致使供需水矛盾更为突出。
3农业节水工程改造实施方案
3.1工程建设规划
研究区改造节水灌溉总面积6145亩,计划改建渠道总长15.95km。其中:支渠3.44km,斗渠12.51km;渠系配套的各类小型建筑物共计650座。其中:斗口5座,毛口412座,生产桥157座,交通桥69座,量水堰7座。机耕路18km,畦田建设6145亩。
3.2工程设计标准制定
根据《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准》(SDJ12～78)的规定。本灌区属小型灌区,渠道及建筑物均按5级设计。研究区地处半干旱地区,根据《灌溉与排水工程设计规范》(GB50288-99)的有关规定,灌溉设计保证率取定为75%,以此作为灌区的灌溉设计标准。
3.3研究区灌溉制度
灌区现行的灌溉、配水制度,分为夏灌(4～6月份)、秋灌(7～9月份)和冬灌(10月下旬～11月中旬)。旱作全生育期一般灌水2～5次,灌水期10～15d,灌水定额70～90m3/亩,平均灌溉定额450m3/亩; 项目区旱作物以小畦灌溉为主,畦田规模按0.3～0.5亩设计。
3.4作物种植结构调整
3.4.1 种植结构调整
为了节约水资源,提高土地生产率,项目区应大力推进农业结构战略性调整,紧紧围绕转变农产品转化,发展优势、优质、特色、高效农业,提高农产品的市场竞争力。
3.4.2 灌水定额
研究区实施后整理后耕地种植小麦、套种玉米、油料、瓜菜、经果林、牧草。规划水平年(2027年)主要作物灌溉定额及灌溉采用节水定额见表2。
3.5渠道设计流量、灌溉水利用系数确定
3.5.1 灌溉水利用系数
渠系水利用系数可用各级渠道的渠道水利用系数连乘求得。项目区渠系布置大部分采用支、斗、农渠三级布置,支、斗两级渠道采用砼板砌护;研究区支、农渠均采用轮灌;按5条农渠一组灌溉,畦田宽度按10.5m设计,畦长32m,单畦面积0.50亩。
3.5.2 312、313支渠灌区轮灌组的划分
根据已经设计的灌溉制度,研究区处于东三支末梢,属于扬水灌区,受东三支干渠配水计划限制,灌区每轮灌水延续时间有限(只有6-8天,冬灌10-11天),灌水困难,供需矛盾突出。
根据实际情况,总结并运用多年的灌水经验,采用312、313支渠采用续灌,312、313支渠所辖斗渠采用轮灌。见表3。
3.6渠道工程设计
灌溉渠道采用分组轮灌,经计算并且考虑到支渠实际配水流量,支、斗渠流量见表4。
1)支渠: 支渠直接从干渠引水,平均长2.2km,垂直于等高线布置,比降为1/400,全断面采用半径R=0.30m、R=0.25m的U型C20砼预制板砌护,砌护高为0.6m,两侧拜顶宽为1.0m。渠堤外边坡均为1:1.5。砌护板缝宽3cm,缝内填筑C20细石砼。
2)斗渠:斗渠垂直于支渠进行布置,单灌2000m,斗渠断面均采用半径R=0.25m的U形渠道,砌护高为0.5m,上开口0.64m,比降1/400,糙率0.017。预制衬砌的U形渠道,砼等级为C20,衬砌板缝宽为4cm,缝内填筑C20细石砼。拜顶宽为1m,外边坡为1:1.5。
3)农渠:农渠垂直于斗渠进行布置,农渠间距与条田地间距相同为32m,农渠长500m。
4)畦田及田间道:在农渠的一侧设2.5m宽的田间道,田间道长500m,比平整好的田面高0.3m,畦田规格为32×10.5m,每块畦田占地为0.50亩。
3.7渠系建筑物工程
渠系配套的各类小型建筑物共计650座。其中:斗口5座,毛口412座,生产桥157座,交通桥69座,量水堰7座。
3.8畦田设计
根据耕作机具及耙耱工具的工作的幅度,畦宽为10.5m为宜。畦田长度确定为32m,畦田内坡降1/500-1/800,要求均匀一致,畦埂为梯形,高20cm,底宽30cm。
畦田布置应随地面坡度、田块地形而异。一般结合耕作方向,以南北向为好。在南北向地形平缓的条件下,一般畦田顺着地面坡度布置。
3.9机耕路
为了便于生产、管理和进行耕作,根据项目区内实际情况,在有条件的支、斗渠一侧设机耕路,路宽6m,整平后上铺砂10cm。
4农业节水改造工程的管理意见
4.1管理模式
根据工程特点,工程运行管理实行专管与用水协会自管相结合的运行管理办法。管理机构按专管和用水协会自管分级设置,专管机构为辖区王团水利管理所,用水协会自管机构设农民用水协会。
4.2管理组织
同心县水利局是同心县水利工程运行管理的最高决策机构,负责重大事宜决策,指导、监督管理所和村级农民用水协会的工作。
4.3水权管理
在水权管理上,可采用“水权分配制”的办法将水资源使用权分配到用水户,尝试使用市场机制解决节水工程运行,激活水市场,提高水资源使用效益。对超计划用水量实行加价制管理,但总的供水量不能超过工程供水能力。
4.4建章立制,实行目标责任管理
农民用水协会是工程资产管理和运行管理的主体,是管好、用好工程,做好供水服务,确保工程持续发挥效益的关键机构,必须建立严格的内部管理规章制度,按照工程管理要求、服务宗旨,结合工程的实际情况,确立年度安全运行目标、供水目标、水费收缴目标和职工技术培训目标等。
4.5制定合理的计价制度与水费计收管理制度
根据《水利工程供水价格管理办法》,遵循价值规律,建立合理的水价形成机制。按用水户承受能力(工程运行成本)定价,通过财政补贴满足工程运行成本需要;实行累进加价制水价。为保证工程的良性运行,应实行定额水价和超定额水价,各协会必须按照用水户的用水量按不同的价格收取水费;实行总量控制,按户管理;按方收费,水量计量,水费征收的重点是强化水费计收,提高水费征收率。
5结语
农业的可持续发展是我国国民经济稳定发展的坚实基础,大型灌区是我国农业稳步发展的重要组成。以节水为中心的大型灌区续建配套与节水改造应本着建设与管理,节水与增效并重的原则,将科学技术和管理方式与地区实际情况结合,建成符合农民切身利益的真正利民工程。
参考文献
[1]裴源生,张金萍,赵勇.宁夏灌区节水潜力的研究[J].水利学报,2007,38(2):239-243.
[2]吴鸿亮,唐德善.沈阳农田灌溉用水趋势及对策研究[J].安徽农业科学,2008,36(12):5124-5125.
[3]许迪,龚时宏.大型灌区节水改造技术支撑体系及研究重点[J].水利学报,2007,38(7):806,811.
作者简介:
马升东,同心县水利局,水利工程师。