黃灌區節水改造分析論文

時間:2022-06-30 08:36:00

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黃灌區節水改造分析論文

邢家渡灌區位于濟南市區東北,黃河左岸,轄濟陽、商河兩縣及天橋區的一部分人口80.92萬人,總面積190.3萬畝,其中耕地面積130萬畝,設計灌溉面積118萬畝,干渠總長38.5km,設計流量50m3/s,加大80m3/s,年引水2.79億m3。

灌區紿建于1973年,1974年秋放水,其后一直處于停停建建狀態,工程配套率較低,按當時建設方式采用了“社辦公助”形式,工程質量不高,在很大的一段時間內,由于區劃調整(從德州化濟南),兩地市都沒有大的資金投入,現在灌區已無法正常運行,上下游用水矛盾日益突出,也為灌區節水改造提供了良好的契機。

一、改集中沉沙為分散沉沙

邢家渡灌區現有沉沙池兩處,共1.3萬畝,其中一級沉沙池9400畝,二級沉沙池3600畝,均已用完,管理單位面臨兩種選擇:一是開辟新池,二是分散沉沙渾水入田。

灌區年引水2.79億m3,引水含沙量多年平均6.7kg/m3,泥沙容重1200kg/m3,年均引砂156萬m3,現在的沉沙方式是以挖代沉,一、二級沉沙池平均淤沉均達6m以上,兩級沉沙池早已不堪負重。若開新池,即使繼續以挖代沉,平均淤沉5m計;年均占地500畝。灌區經過30多年運行,一些澇洼地已變成了良田,新池的征地全是耕地,按當地的價格3萬元/畝,將達1500萬元,以挖代沉的清淤費為5元/m3,年均780萬元。管理單位每年用在沉沙上的費用將達2280萬元。而邢家渡管理處的現行水價0.055元/m3,縣鄉截留30%,上交水資源費22%,占地12%,上交市財政預算外資金5%,即865萬元,其中用于灌區建筑物維護,設備檢修,人員工資,行政事業開支占42%,即419萬元,真正用在沉沙上的費用僅446萬元,僅為正常運行費用的五分之一,其結果造成:一、清淤不及時,沉沙池入口壅水,淤積總干輸沙渠。二、泥沙下泄,抬高渠床,阻水壅水,上游水大量浪費,下游無水可引產生水事糾紛。

另外由于沉沙池每年都有100多萬方棄土產生,無法得到及時處理,形成一個大的風沙源,每當有三、四級東北風起便鋪天蓋地的黃沙直撲濟南市區,當地村民更是終日與沙為伴,喝夾沙水,吃摻沙飯,苦不堪言。

邢家渡灌區改集中沉沙為分散沉沙正是順應了灌區的實際,具體做法是:加大比降,改總干的1/8500為1/6500,改現在分干的1/2500為1/1500,將泥沙送至支渠以下,渠道的清淤將由用水戶自己負責,由于不清淤無法引水,增加了用水戶清淤的主動性、積極性。

對于淤沙的處理可適當出臺一些積極政策,按管理單位每年的清淤費用用于用水戶處理泥沙的補貼,村民每年墊欄,墊房臺,改地及至向濟南一些城建低洼小區賣土,都可以用淤沙。另外濟南黃河沉岸已有用淤沙燒磚成功先例,淤沙燒磚,即不毀地,又能變廢為寶,如果還能得到財政補貼,完全可以大力推廣,邢家渡引黃處正在試驗研究用淤沙部分替代黃沙的砼應用技術,并在砼襯砌板上應用,已獲得成功,屆時將徹底改變魯西北黃沙貴如米的歷史。

二、改自流為提水

灌區設計灌溉面積118萬畝,現狀實灌面積93萬畝,其中自流灌溉面積6.63萬畝,提水灌溉面積41.37萬畝,補源井灌面積45萬畝,灌區綜合毛灌溉定額450m3/畝,而自流灌區達950m3/畝,是提水灌區的一倍以上,自流灌區集中于一級沉沙池以上的總干輸沙渠上,灌水時偷水、搶水、毀壞建筑物的現象時有發生,象今年這樣的旱年黃河來水少,灌區分配量小,只能小水引水,一般在30個流量以下,基本都用在了自流灌區,下游根本見不到水。就其原因,一是管理單位執法不力,二是當地政府地方保護,三是用水戶的用水習慣。由于粉沙質壤土不積水,有的用水戶黃河放幾天水,他就放幾天水,而下游就一不一樣了,下游每年都組織清淤,一年來不了幾次水,只要來水就放個溝滿河平,然后提水入田。用戶惜水思想很重,不少用戶采取了一些節水的土辦法,象地膜覆蓋,插孔播種澆水,節水效果就很好,另外由于提水入田,農戶自備機械柴油,即使有人不惜水,他也不可能不惜柴油、工時。

1991年濟南市水利局按照水利廳項目辦安排曾在二級池出口商河縣玉皇廟鎮搞了個萬畝示范區,全部自流,當時曾得到聯合國糧援項目專家的首肯,然而運行沒幾年,已損毀的面目全非,現已完全改提水。因此可以肯定的說:自流浪費水,運行費用高,不適合灌區長遠發展。若把6.63萬畝自流灌區全改提水,僅此一項至少年節水2200萬m3,

三、渠道襯砌

灌區總干渠38.5km,分干22條共256km,支渠及支渠以下渠道868km,現行管理范圍為,總干邢家渡引黃處負責,分干縣水利局負責,支渠鄉鎮負責,支渠以下用水戶負責,此次規劃國家投資也僅為總干及分干的渠道襯砌及建筑物,而灌區改造的大部分內容在支渠及支渠以下。

灌區的土質以粉沙質壤土為主,經土工實驗滲透系數為1.16×10-2屬強滲透土層,灌區渠系水利用系數0.42,田間水利用系數0.86,灌溉水利用系數0.36,渠道襯砌已成為節水改造的主要內容,如果全部保溫板、土工膜、砼板襯砌,投資為12億,而國家投資僅2億,其余靠縣鄉財政及用戶投勞,顯然是不太現實的,因此合理經濟的襯砌方式成為首選,項目組和管理處技術人員經多方考察和試驗研究,找到了一種適合的襯砌方法,并且專門成立了一個渠道襯砌預制板廠,經多次試驗,找到了一個用粉沙部分替代黃沙的合理的配合比,受農村一些老房子用麥糧泥抹墻的啟發,提出了用粘土麥糧泥代替保溫板的方案,并且取得實驗成功。具體方案為:總干、分干、支渠邊坡采用襯砌板襯砌,板下8cm麥糧泥,麥糧泥下用0.22mm的復合土工膜防滲,渠底不襯砌,用埋深0.8m厚0.22mm的復合土工膜和邊坡土工膜焊接,搭接長度為30cm,上下游的連接為上游壓下游,搭接長度均為30cm,斗渠及斗渠以下不襯砌,預埋“V”形塑膜,埋深50cm采用軟管倒退方式澆水。聚乙烯膜的滲透系數為10-11cm/s,考慮一些施工因素和生物破壞,渠道的綜合滲透系數可達106cm/s,渠系水利用系數可提高到0.65,節水20%左右,每年節水5000萬m3以上,由于其投資小施工簡單,可作為應急措施迅速推廣,以后再視情況完成全斷面襯砌和田間節水改造。

四、用水協會管水計收水費

灌區運行管理現狀可以用句“混亂”來概括,市、縣、鄉共有人員1689人,人浮于事,按畝收費,用水多少一個樣;層層截留,加重農民負擔;水價偏低,不能正常清淤、維護。

借簽一些灌區先進經驗,通過和用水戶充分協商形成了適合本灌區的一套運行管理方案,具體做法是:以斗渠為單位成立斗渠用水協會,以支渠為單位,由斗渠用水協會推選代表成立支渠用水協會,以濟陽、商河兩縣邊界為界成立兩個分干用水協會,分干用水協會僅設工程、財務、政務三科,工程科負責常年的清淤、歲修及技術指導;財務科負責水量的分配、計量、水費的日常財務處理;政務科負責重大事項的決策,水事調解、處理。政務科主要由一些素質高、辦事公正的用水戶代表構成,協會采用民主決策,對代表的工作采用一年一評議,對不稱職的代表也可以由下級用水協會年中罷免。

邢家渡灌區管理處負責總干渠清淤與維護、水量的分配、計量、水費計收,重大決策與用水協會代表民主協商,并且協會代表有否決權、建議權。

灌區管理處,各層協會之間沒有行政關系僅為供水方與用水方的關系,每年均簽用水協議照協議辦事。

水價的成本從用水戶算起,考慮清淤歲修、維護、按方計收,農業用水成本價,工業用水蠃利價。初步測算各層的運行成本價分別為管理處0.1元、分干水協0.15元,支渠水協0.16元,斗渠水協0.18元,到達用水戶的成本水價為0.198元。

通過以上方案的實施,將加快邢家渡灌區節水改造的進度,節省投資,提高節水效率,理順關系,實現灌區正常運行。