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摘要：以運城市鹽湖區為例，以王范鄉杜東莊1#、2#井為典型田面，結合井灌區管灌方案，對小型農田水利高效節水進行了分析計算。結果表明，高效節水工程實施后提高了地下水資源和水井利用率，降低了農民灌溉成本，取得了較好的經濟效益。
關鍵詞：農田水利；高效節水；方案分析
1概況
運城市鹽湖區位于山西省南端，涑水河中游，東西寬40km，南北長62km，總面積1237km2，其中山丘區246km2，平原區991km2。鹽湖區縱貫涑水盆地的中間地帶，地形變化較大，總地勢南北高，中間低，由北向西南逐漸下降，北部為孤島狀的稷王山、黃土丘陵地區；中北部屬涑水河沖湖積平原，中南部為湖泊分布的洼地；南部為巍峨陡峭的中條山及山前傾斜平原。鹽湖區境內平原區有涑水河、姚暹渠兩條主要河流。涑水河為黃河一級支流，姚暹渠為涑水河的一級支流。涑水河、姚暹渠均自東到西橫貫鹽湖區中部，二者均屬季節性過境河流。在鹽湖區境內北部和南部山區的一些溝谷中汛期有短暫性洪水徑流，枯水季節在一些較深的溝谷中尚有少量清水流淌，但流量均在10L/s以下，且流淌時段不長。另外在鹽湖區南部中條山北側呈串珠狀分布著長年或季節性咸水湖泊，自東向西依次為苦池灘、湯里灘、鴨子池、鹽湖、北門灘、硝池，其中以鹽湖、硝池分布面積最大，且常年有水。鹽湖區屬于半干旱大陸性季風氣候，全年受季風活動影響，一般每年10月至次年5月，受西伯利亞干冷氣流控制，盛行東南風，氣候特點是降雨集中，且多雷暴雨。多年平均降雨量537mm，最大降水量890mm（1958年），最小降雨量290.5mm（1997年），汛期降雨量占全年降雨量的64%。多年平均蒸發量2000mm（20cm口徑蒸發器數值），蒸發量是降雨量的3倍多。多年平均氣溫12～4℃，極端最低氣溫-18．5℃，極端最高氣溫42.7℃。無霜期208d，最大凍土深度0.45m。
2運城市鹽湖區小型農田水利現狀
2010年鹽湖區被列入第二批中央財政小型農田水利重點縣以來，大中型灌區的末級渠系配套和各小型灌區的節水灌溉工程建設速度明顯加快。3年內先后投資6411.94萬元，完成了鹽湖區境內尊村引黃灌區大部分末級渠系配套項目，修建末級渠道454.398km，配套建筑物14953座（處），鋪設輸水管道42.846km，新增引黃灌溉面積1.33萬hm2，恢復、改善引黃灌溉面積1.73萬hm2。截止2012年底，鹽湖區共建成各類灌溉工程3568處，其中大型灌區（尊村引黃灌區）1處，小型自流灌區16處，小型機電灌站7處，農用灌溉機井3544眼。根據《運城市第二次水資源調查評價報告》，鹽湖區水資源可利用量8067萬m3/a，其中地下水資源可開采量7079萬m3/a，地表水可開采量988萬m3/a。由于地表水缺乏，當地工、農業發展及生活用水主要依靠開采深層地下水。隨著城市發展，農村產業結構調整，用水量增大，地下水多年平均開采量已達11591萬m3，為地下水可開采量的1.6倍；造成地下水嚴重超采，地下水位大幅下降，下降幅度從幾十米到一百多米，并形成向四周擴散的漏斗區。
3井灌區管灌工程規劃
鹽湖區2013～2015年規劃的井灌區管灌主要集中在鹽湖區北部的王范、上郭、馮村和南部的席張共4個鄉鎮，總規劃純井灌區管灌面積0.37萬hm2，根據灌區實際地形地貌特征和控制的面積，本次選擇具有代表性的王范鄉杜東莊東南的1#，2#井的灌溉區域作為典型田面工程進行分析。
3.1區內管網布置及輸水管材選擇
根據項目區地形條件、地塊大小、地塊形狀、作物種植方向等條件，該地塊共布設1根干管，6根支管。干管長567m，支管總長3419m。支管垂直干管布設，間距90m。管道埋深不小于0.7m，給水栓間距40m，單個給水栓控制面積0.44hm2。根據當地近年來建設管灌的經驗，輸水干支管采用本地普遍使用的PVC塑料管材，管道工作壓力0.63MPa。
3.2灌溉制度
3.2.1灌溉定額
項目區種植作物為一年兩季，小麥是需水量最大的作物；玉米、經濟林灌水可避開小麥的灌水時間，按小麥灌溉計算設計流量。
3.3單井控制面積復核
單井控制面積按公式A=QTtη/am計算。式中A為控制面積（hm2）；Q為單井出水量，取40～50m3/h；T為灌水延續時間（10d）；t為水泵工作時間，取20h/d；a為灌區內某種作物的種植比例0.65％；m為灌區內相應作物的一次灌溉定額39.8m3；η為灌溉水利用系數，取0.85。經計算，單井控制面積262～327hm2，現有2眼水井單井出水能力40～50m3/h，可滿足灌溉要求。
3.4管網水力計算
管徑確定的方法采用經濟流速法。經計算，干支管均采用公稱直徑準110PVC管道，管道強度等級均為0.63MPa。管網水頭損失包括沿程水頭損失和局部水頭損失。根據計算結果，干管水頭損失15.8m，最遠的6支管末端為最不利點，到最不利點的干支管累計總水頭損失30.8m。水源井動水位到井口地面高差110m，井口地面高程454.2m，最不利點地面高程434.6m，地形高差-9.6m，加上井泵等水頭損失，現有井泵200QJ50-130/10型難以滿足灌溉要求，需對現有水泵更換為200QJ50-156/12型，配套功率37kW。
3.5管線附屬構筑物
3.5.1給水栓
斗管每40m布置1個DN80mm鋼制給水栓，給水栓采用C20現澆混凝土護墩固定，出水口設C20現澆混凝土防沖池或預制C30混凝土防沖池。消能防沖池直徑0.5m，池深0.3m，出水流道寬0.3m，深0.25m，長0.5m?，F澆混凝土池壁厚8cm，預制混凝土池壁最小厚度5cm。
3.5.2進（排）氣閥、分水閥
為方便控制分水和防止管道負壓破壞，結合地形條件及設計縱坡，在管道隆起處設置進（排）氣閥；干管、支管在分水口處設置DN100截止閥分水，以便于分片澆灌及維修。閥井為直井式，根據管徑及井內閥件數量確定井徑1.2m或0.8m，井深1.1～1.7m，采用M7.5水泥砂漿砌磚，底板為現澆C20混凝土，厚10cm。蓋板采用C25鋼筋混凝土預制，人孔直徑600mm，井蓋采用準700鋼纖維混凝土井蓋。井內設準300現澆C15混凝土集水坑一個。井內壁用1∶2水泥砂漿抹面，地基原土夯實。
4結語
高效節水灌溉工程實施后，明顯提高地下水資源和現有水井的利用率，節約水資源，有效緩解了區域水資源緊缺狀況，降低農民灌溉成本，提高農民的種田積極性，對加快新農村建設具有重要意義。
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作者:謝莉 單位:運城市鹽湖區水務局
