喀什噶尔河灌区续建配套与现代化改造措施分析_林志强.pdf

2023，Vol.43，No.06农业与技术农业工程喀什噶尔河灌区续建配套与现代化改造措施分析林志强(新疆维吾尔自治区灌溉排水发展中心，新疆 乌鲁木齐 830000)摘要:新疆水资源时间空间分布不均，水资源十分紧缺，水资源对新疆经济社会发展意义重大。本文以喀什噶尔河灌区续建配套与节水改造实施方案，从水源工程、输配水工程、排水工程、信息化建设等方面进行分析，灌区通过续建配套措施及现代化改造，可以提升灌区水利用率，使紧缺的水资源得到充分的利用，经过改造后的灌区对当地生态、经济都有长足的提升。关键词:喀什噶尔河;续建配套;现代化改造中图分类号:S27文献标识码:ADOI:10.19754/j.nyyjs.20230330010收稿日期:20230109作者简介:林志强(1992)，男，本科，助理工程师。研究方法:农田水利规划。水是南疆经济社会发展的命脉，新疆的水资源主要用于农业，农业节水对整体水资源优化使用意义巨大。喀什噶尔河大型灌区已从单一的灌溉供水功能逐步拓展为灌溉，城乡生活、工业、生态等多功能供水，承担着更多的供水重任，水资源供需矛盾突出1。灌区续建配套与现代化改造措施可加快建立，设施完善、用水高效、管理科学、保障有力的灌区工程建设和运行维护体系，充分发挥工程效益。1灌区概况喀什噶尔河灌区位于新疆西南部，塔里木盆地西缘，南屏昆仑山，北连西天山，西部为帕米尔高原，东部为塔克拉玛干沙漠2。平原绿洲地处流域中部的克孜河、盖孜河和库山河 3 条河流的冲积平原上。整个地形由西向东倾斜，地势西高东低，呈倒三角形分布。灌区按地貌成因主要可划分冲洪积砾质平原和冲洪积及冲积细土平原，其中洪积砾质平原海拔 13002000m，地形平坦，扇轴方向地形坡度 315。冲洪积及冲积细土平原平原海拔 11001300m，地形平坦，顺河流方向的地形坡度为 15。灌区地处欧亚大陆“山”字型构造前弧东翼与南部昆仑山帕米尔“歹”字型构造头部的复合部位，包含喀喇昆仑山、西昆仑山、西南天山和塔里木盆地等构造地貌单元。在喜马拉雅运动作用下，天山、昆仑山和喀喇昆仑山山区老构造运动复活急剧隆起，在南北向主压应力作用下，形成以近东西向为主的南天山构造格局和西昆仑、喀喇昆仑弧形构造，以升降运动为主的新构造运动表现极为强烈，天山、昆仑山和喀喇昆仑山大幅抬升，而塔里木盆地相对下降。灌区的地形特点是集水盆地，具有巨厚的第四纪沉积物，储存丰富的地下水。潜水埋藏深度除克孜河冲积扇较浅外，冲积扇区一般均在 3040m 以上，至冲积扇的下部及交接处，含水层的上部岩性变细，在20 30m 深度以内为细砂及亚砂，潜水深度 3 5m。东部为冲积平原，其表层潜水来源于河水渗漏和渠道及田间灌溉渗漏，冲积平原下部伽师县和岳普湖县成为潜水的消耗区，受长期蒸发的结果，此处是重盐土和沼泽地的分布区。喀什噶尔河灌区包括 1 个大型灌区(喀什噶尔河大型灌区)和 7 个中型灌区(疏附县卡尔马克灌区、索塞灌区、亚勿灌区、疏勒到跃进灌区、岳普湖县阿其克中型灌区、英吉沙县胜利灌区、伽师县青年渠中型灌区)，灌区现状灌溉总面积为 323.4 千 hm2，其中大型灌区现状灌溉面积 253.33 千 hm2，中型灌区灌溉面积共计 70.07 千 hm2。2灌区现状及主要存在的问题2.1灌区现状喀什噶尔河灌区包含 7 县 4 团场，总人口 204.89 万人，农村人口 148.36 万人。有 22 座平原水库，总库容24473 万 m3，引水工程共计 21 处，除 5 座已经进行过除险加固，其余皆带病运行。灌区渠系工程总长 11311km，衬砌率32.33%;其中，总干渠8 条，全长 141.38km，衬砌率 73.03%;干渠 128 条，全长 1703.59km，衬砌率66.03%;支 渠 666 条，全 长 3297.74km，衬 砌 率41.86%。排水工程总长 3009.97km，其中，干排全长1036.71km，支排全长 1973.26km。灌区有水量调度监控中心，管理站 9 处、“井电双控”智能计量设施04农业工程农业与技术2023，Vol.43，No.0614316 眼、自动雨量站 16 个、自动水位站 7 个，山洪灾害防治监测站点 41 处，量水设施 2805 处。灌区用水包括农业用水、工业用水、生活用水、人工生态环境用水、城镇环境用水等，总用水量33.68 亿 m3，其中农业用水量 31.50 亿 m3，工业用水量 0.6069 亿 m3，生活用水量 1.2414 亿 m3，人工生态环境用水量0.1369 亿 m3，城镇环境用水量0.1277 亿 m3，河湖补水总量 0.0392 亿 m3;灌区中农业用水量占灌区用水总量的 93.56%，工业用水量占 1.80%，生活用水量占 3.68%。2.2存在的问题灌区引水工程老化损坏严重，带病运行，河道上有较多的非拦河式及半永久性、临时性的引水口，输配水工程中土渠占比较大，渠系建筑物破损较为严重，灌区水利工程设施损坏、老化和配套不完善，排水工程未形成网络，排渠瘀堵现象较严重，排水不畅，灌排设施基础仍然薄弱，不能满足现代化农业发展要求。灌区骨干工程防渗率低，末级渠系不完善，灌区渠系工程总长 11311km，衬砌率 32.33%，灌区灌溉用水效率不高，供水和用水矛盾仍然突出，现状农业用水量占灌区用水量 93.55%，老灌区田块零散，种植作物品种不统一，与高效节水所要求的规模化集约化经营管理不相适应。特色林果及林粮套种面积比重较大，影响高效节水灌溉技术的应用，渠系防渗率较低，现状灌溉水有效利用系数仅为 0.48。排水系统不完善，欠缺田间斗、农排工程，已有的排水渠排水深度不够，边坡坍塌，淤积现象突出，洪水期排水渠又做泄洪渠或者退水渠使用，造成地下水排水不畅。量水设施不配套，水量计量断面不标准，斗口计量也未全覆盖。还不能实现精准计量到户，影响节水的积极性，大水漫灌等水资源浪费现象依然严重。灌区河流平原区内大部分渠首、水电站等拦河水利工程建成年代远，在运行过程中多按工程实际引水，下泄的生态基流不能满足沿线生态需求，使得平原区河段出现减水或季节性断流，下游河道污水通过或被渠系化，导致下游河道功能丧失，生态极其脆弱，亟待生态补水。正常运行的高新节水灌溉面积仅占灌区总面积的15.64%，灌区水利行业的管理设施和水平与现代化灌区的管理要求相距甚远。缺乏信息管理设备和配套软件，无法实现信息的快速、准确传递和有效管理，无法对灌区内的水情、工情进行实时监测和适时调度。3灌区续建配套与现代化改造措施3.1水源工程喀什噶尔河包括克孜河、盖孜河和库山河 3 条河流，现状 3 条河流上引水工程共计 21 处，其中，克孜河水系引水工程 13 处、盖孜河水系引水工程 5 处、库山河水系引水工程 3 处。3 条河流上的引水工程运行至今已有 30 60a，老化损毁严重，此次灌区水源工程主要对 16 座渠首改造，主要新建或重建进水闸、泄洪冲沙闸及上下溢流堰、游导流堤、闸门及启闭机、工作桥，增设管理站房、检测设施。主要是通过对渠首的改造，提高安全泄洪能力和引水防砂能力，提高引供水保证率。3.2输配水工程灌区骨干渠道工程包括干渠和支渠，主要建设任务是对现状的土渠进行防渗改造，提高灌区渠道水利用系数;同时对已防渗但破损严重、严重影响灌区正常用水的渠段进行改造加固。渠系配套建筑物包括水闸、桥梁、涵洞、渡槽、倒虹吸等，配套建筑物基本不能正常运行的，拆除重建。灌区改造流量 1m3s1以上干支渠道 406 条，改造总长度 2141.09km，总干渠 2 条，改造长度 22.65km;干渠 63 条，改造长度540.66km;支渠 341 条，改造长度 1575.95km，渠道衬砌采用全断面 810cm 厚现浇混凝土板，并改造配套沿线渠系建筑物，水闸、渡槽、倒虹吸、跌水、陡坡、涵洞、交通桥共计 5608 座。3.3排水工程灌区骨干排水渠工程为干排，主要建设任务是对现状的干排渠道进行清淤疏浚，保障排水通畅。灌区对设计流量 3m3s1以上(含)的排水干支沟道，骨干沟道 0.5m3s1以上(含)的建筑物进行改造，改造干排 4 条，改造总长度 162km。3.4量水设施按照量水建筑物的水力特点和结构形式的不同，量水设施一般可采用量水器和复合断面量水堰、量水堰、量水槽4 大类。在灌区内流量干、支渠小于 3m3s1流量分水口下游设置量水设施，在支渠上新增 903 座量水设施、斗渠上新增 7615 量水设施，总计新增量水设施 8588 座，14 级渠道(沟)道和渠道设计水深大于 1.5m 的 5 级渠道跌水、倒虹吸、渡槽等主要建筑物进、出口及穿越人口聚居区需要设置安全警示牌、防护栏等防护措施，设立安全警示牌 910 个，防护栏 58500m。3.5水生态治理生态需水量是水生态保护和修复的重点内容，需要满足河水与湖水范围中由地表径流或者地下径流来支撑的生态系统需水。应加大对水源地的涵养和水土保持，加大对水源地涵养林建设任务，控制水土流失。外源污染消减和控制需要通过封闭工业、生活污142023，Vol.43，No.06农业与技术农业工程水的排污口，建立足够数量的高标准污水处理和回用系统，并且需要加快农业农村污染控制区的建设，控制农业农村的污染。通过工程调度与监控管理等措施保障生态基流，针对各类生态敏感区的敏感生态需水过程及生态水位要求，提出具体生态调度与生态补水措施3。加强水源涵养与水土保持，水源涵养林建设，控制水土流失。外源污染控制及消减需要通过封闭工业、生活污水排污口，建立高标准的污水处理和回收利用系统，加快农业农村污染控制区的建设，控制农业农村污染。内源污染控制和消减以清除污染重的淤泥为主，实施生态清淤，泥底疏浚，减少淤泥对水体释放污染物，减少重复污染。尊重河道现状，不要求河流顺直，河道断面需要有变化，纵断面和横断面的坡度需有急有缓，深水和浅滩交错。表 1量水和安全设施一览表县(市)名称支渠/个斗渠/个总数/个安全警示牌/个防护栏/m喀什市65367480100300疏附县109407512508600疏勒县84120812801226100英吉沙县301114812941906500岳普湖县1021352201904100伽师县2424345457537532400阿克陶县522771500合计90376158588910585003.6灌区信息化建设按照智慧灌区建设要求开展灌区信息化建设，针对灌区现代化发展的要求和灌区业务需求，利用新一代信息技术，关注灌区江河渠沟调度、工程运行、智能灌溉、应急处置、便民服务等方面，构建灌区江河渠沟水系、水利基础设施体系、管理运行体系三位一体的网络平台，建设各层级、各专业和相关行业的大数据，构建业务支撑、决策支持、公共服务的大系统，引领灌区现代化发展4。在喀什噶尔河灌区规划建设云平台，在喀什地区水利局设立 1 处灌区水利信息化服务及调度中心，优化 9 处业务应用分中心;新建 22 座水库闸门控制系统;建设 21 处渠首自动化监测站;建设灌区干渠闸门自动化控制设施 4448 处;建设 6801 处水情监测站;新建一套灌区水利信息化综合管理平台，包括各平台信息的接入、支撑保障体系、信息服务平台、智慧应用体系。4效益评价项目总投资 785366 万元，灌区改造后可以改善灌溉面积，节水灌溉面积发展占比达到 60%，灌溉水利用系数由现状年 0.48 提升至 0.57，工业产值由现状年 771181 万元，增加到 1919887 万元，年增长率达到 5.9%。实施灌区改造后，农业人均管理面积由现状年的 0.18hm2增加至 0.20hm2。国民经济内部收益率 9.01%，大于社会折现率8%。经济净现值(i=8%)为 76167.68 万元，大于0，经济效益费用比为 1.5 大于 1，各项指标均大于国民经济基准参数，国民经济评价可行。依据成本计算分析，此工程总成本水价费用为总成本费用除以年供水量 288218 万 m3，完全成本水价为 0.17 元m3，经营成本水价为 0.07 元m3，农户对完全成本水价可以接受，施工工程后，管理单位可以正常运转，工程满足营运要求。通过量测水设施及末级梁系防渗改造工程，增设量水设施，使农民对农业灌溉用水有了量的概念，可以使用自己“用水监督”的合法权利，降低水费支出，同时也提高了农民的节水积极性，使灌溉水量得到有效控制，既节约了水量，又提高了粮食产量，增加农牧民收入5。5结论新疆水资源时空分布不均，水资源是制约发展的重要因素，水资源匮乏，想要发展就必须从工程节水入手，喀 什 噶 尔 河 灌 区 用 水 量 中 农 业 用 水 量 占93.55%左右，项目实施后可有效的节约水资源，缓解工程性缺水，缓解用水矛盾，将更多的水资源用于生活和工业用水，改善区域生态环境，土地盐渍化、沙漠化和草场退化，增加河岸林和灌木林面积。现代化改造能有效提高水资源的利用率，提高田间管理水平，减少田间管理所需人力物力，使农民增收创收。对当地生态环境、社会经济均有较大的帮助，能有效提高人民生活水平和改善灌区环境。参考文献 1谢维，宋博，邹体峰 新时期实施大型灌区建设和现代化改造的重要意义与总体考虑 J 中国水利，2021(18):3335 2 刘云，邹江保 干渠渠道断面测量中 GPSTK 技术的应用J 黑龙江水利，2021，49(06):150151，182 3 余金龙 河流水生态保护与修复模式及措施探讨 J 陕西水利，2015(01):153154 4 王笑旻 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