简易措施发展水田区末级排水沟可行性分析.pdf

2 0 1 1 年第 4期 ( 第 3 9卷) 黑龙江水利科技 H e i l o n i a n g S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y o f Wa t e r C o n s e r v a n c y No 4 2 0I l ( T o d a l N o 3 9 ) 文章编号 ： 1 0 0 77 5 9 6 ( 2 0 1 1 ) o 4 0 2 0 30 2 简易措施发展水 田区末级排水 沟可行 性分析 周 明， 韩治国 ( 黑 龙江省农垦总局建三江分局水务局 ， 黑龙江 富锦 1 5 6 3 0 0 ) 摘 要 ： 建三江分局目前水田面积4 8 7万h m ， 将近9 8 的水田采用地下水灌溉， 地下水处于超采状态， 拦蓄地表水能够有效缓解 地下水 资源不足的现状 。文章通过末 级排水 沟发展排 蓄灌 工程在缓解地下水 、 提 高土地利用 、 增加 作物产量 以及对排水 系 统中的重要作用来说明末级排水沟发展排蓄灌工程的意义， 提出了变水田区末级排水沟为排蓄灌工程的方法， 对相关措施 综合比较 ： 确定了临时措施 符合 当前发展需要 ， 经对 简易措施 可行性进 行分析 ， 提 出了建 三江分局 简易措 施发展水 田 区末 级排水沟为排蓄灌工程的可行性。 关键词 ： 地下水 ； 水田灌溉 ； 末级排水沟； 排蓄灌； 提高土地利用率； 灌溉水增温 中图分类号 ： s 2 8 2 文献标识码 ： B 建三江分局耕地面积6 6 6 7万 h m ， 水 田面积已经达到 4 8 7万 h m ， 将近 9 8 的水 田采用地下水灌溉， 地下水处于 超采状态， 而每年降水形成1 0 9 3亿 m 地表径流及水田弃水 的利用率很低， 所以本地有拦蓄地表水的需求； 采用地下水 灌溉需要修建晒水池， 占用 了大量的土地资源， 减少晒水池 占地面积能够提高土地利用率； 地下水灌溉， 水温低 ， 为提高 水稻产量与米质 ， 需要采取增温措施。通过调查研究， 采取 临时措施将水田区末级排水沟改造为排、 蓄、 灌工程能够有 效解决以上问题 ， 符合当地农业发展需要。 l 末级排水沟发展排、 蓄、 灌工程的意义 1 ) 缓解地下水过量超采。根据黑龙江农垦勘测设计研 究院对建三江分局地下水资源的评估， 本地区地下水总补给 量1 4 8亿 in ， 而 目前建三江分局水 田中采用地表水灌溉的 不足1 0 7万 h m ， 将近 9 8 为地下水灌溉 ， 按照当地采用地 下水灌溉需水量为3 2 0 i n 6 6 6 7 m 计算 ， 将近1 6 6 7万 h m 的水田处于超采状态。通过 1 9 9 7年与 2 0 0 9年同期地下水位 进行比较 ， 地下水位平均降深在4 m左右， 且地下水位呈逐年 下降趋势 ， 因此必须加速推进 4大灌区的建设及拦蓄地表径 流水措施来解决地下水资源的不足。由于大型灌区的建设 有其逐步推进的过程 ， 不可能在短期内实现规划灌溉 目标， 所以 目前 缓 解 地 下 水 超 采 的 最 有 效 途 径 是 加 大 对 1 0 9 3亿 in 地表径流及水 田弃水的拦蓄， 通过拦蓄地表水， 实现涝水旱用、 闲水忙用、 弃水再用、 一水多用、 循环使用。 2 ) 提高土地利用率。国家对农业出台各项优惠政策 ， 农 业效益显著增加 ， 尤其水田效益更为明显 ， 每多利用6 6 6 7 m 地发展成为水田将为当地带来 5 0 0元的效益 ， 据统计建三江 分局水 田晒水池占地5 6 6 7 h m ， 对其有效利用 ， 有明显的经 济效益 ， 再者从国家粮食安全的角度考虑， 提高土地利用率 更为重要 。 3 ) 有利于灌溉水增温。地下水提取到地表， 水温为 5 C 左右， 要使水稻获得高产稳产必须采取增温措施。增温措施 主要是使水与空气充分接触 ， 并在晒水池中有充分的停留时 间， 尽管采取多种办法来提高水温， 晒水池 占地面积不可能 过大， 浪费过多的耕地， 传统的增温措施增温幅度不大， 只能 增温 1 o C 左右。利用末级沟道拦蓄地表水水温高， 同时由于 末级沟道长， 这样增加 了水 的运送距离， 比同等面积的晒水 池提温效果更好 ， 对水温增幅非常显著， 可使水温平均提高 6 C左右。通过调查 ， 水田可增产1 0 k g 6 6 6 7 IT I 以上。 4 ) 减轻骨干工程排水压力。建三江分局排水骨干工程 工程治理标准低， 一直采用干三支五的除涝标准， 别拉洪河、 浓鸭河等几大骨干工程全部是3 a 一遇治理标准， 满足不了排 收稿日期】 2 0 1 1 一 O 1 1 7 作者简介 周明( 1 9 7 6一) ， 男， 黑龙江讷河人， 工程师； 韩治国( 1 9 7 9一) ， 男， 黑龙江宾县人 ， 工程师。 - 2 0 3 - 2 0 1 1 年第 4期 ( 第 3 9卷) 黑龙江水利科技 H e i l o n g j i a n g S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y o f Wa t e r C o n s e r v a n c y No 4 2 011 ( T o d a l N o 3 9 ) 水需求 ， 严重影响旱田的适时播种和汛期排水。通过对水 田 区发展拦蓄措施 ， 一方面拦蓄泡田放水 ， 减少了旱田的春涝 问题 ， 另一方面建设了拦蓄措施等于降低 了水田区的排水标 准 ， 在汛期延长了水 田区的排水历时， 这样可以保证旱田区 降水的及时排除。 5 ) 减少下级排水工程的淤积。建三江分局支沟及以下 排水工程基本已经全部配套， 土方工程基本全部为清淤， 沟 道淤积过快与水田的大面积发展有直接关系。因水 田弃水 浑浊， 含泥量大， 造成沟道淤积， 通过对水田弃水的拦蓄， 使 泥土沉积在末级工程内， 可以有效减少下级沟道的淤积。 2 变水 田区末级排水沟为排、 蓄、 灌工程的方法 本地区一块规整的地块控制范围基本在4 0 0 1 1 1 x 1 0 0 0 m 左右， 控制面积在4 0 h m 左右， 而且 田间排水沟基本全部为 两沟一台， 将两侧排水沟四周适 当加高压实， 在每处 田间灌 水主渠道进水 口位置前( 按水流方向) 设置建筑物或临时设 施( 编织袋灌土或填土压实铺塑料布过水等均可) 抬高水位 ， 使水 自流至 田间， 同时雍水设施 留有适 当放水断面， 保证继 续向以下进水 E l 输水。在需要排水时打开排水 出口处部分 围堰及各雍水措施打开适当断面进行放水以满足排水需求。 3 临时设施与其它工程比较 本地区可采用的工程措施主要有混凝土涵闸、 混凝土节 制闸、 钢涵闸、 钢闸及临时设施， 由于分布在排水沟的中间， 没有交通要求， 因此不对混凝土涵闸、 钢涵闸进行分析。 混凝土节制闸： 每座所需资金8 0 0 0 元， 施工受季节、 天 气、 交通、 施工力量等条件影响大， 施工周期长， 运行效果好。 钢闸： 每座所需资金7 5 0 0 元， 施工简便 ， 运行效果满足要 求。 临时设施： 种植户根据灌溉需要随时 自行实施， 仅需材 料费2 0元， 灌水及放水时需种植户对过水断面相应处理来 满足灌水排水要求， 运行不如混凝土节制闸及钢闸方便。 通过比较在投资与实施方便程度上临时设施有明显优 势 ， 运行上较麻烦 ， 但由于提水灌溉工程的逐步推进， 建三江 分局水资源利用结构必然发展成为以江水灌溉为主， 拦蓄措 - 2 0 4 - 施只是地下水灌溉过度为江水灌溉中间过程中缓解地下水 超采问题的一种短期措施， 江水灌溉建设覆盖到的地点， 田 间灌水及排水系统必然按照灌区总体规划进行布置 ， 建设 的 拦蓄措施大部分将废弃 ， 建设永久设施不符合将来发展需 要 。 4 简易措施发展水田区末级排水沟为排、 蓄、 灌工 程的可行性 4 1 满足水 田区排 水需 求 建三江分局末级排水沟设计施工时是以开挖断面满足 施工作业机械要求， 未按设计流量进行设计施工， 断面形式 通常为上 U4 m、 底宽1 m、 深 11 2 n l 。而按 照 当地水 田的 排模0 1 2 1 m s k m ( 建三江七星河涝区3 a 一遇水 田排模) 计算每条沟的排水流量仅为0 0 2 4 2 m s ， 根据 自然坡降推算 出的水深不足1 0 c m， 排水所需断面很小 ， 再有汛期水田本身 也要求一定水层 ， 因此需要排水时对排水出口打开部分围堰 及临时拦水设施相应处理即可满足排水要求。 4 2 经济效益显著 改造成本 ： 每条沟道四周加高及临时措施7 5 0 0 元， 水 田 区末级沟道 2 3万条， 所需资金总计1 7 2 5 0 万元。年效益： 利 用5 6 6 7 h m 土地， 按 目前效 益5 0 0元 6 6 6 7 m 计算， 合计 4 2 5 0 万元 ； 节省提水成本5 _ 6 6 6 7 m ， 合计3 7 5 O 万元； 增 加水稻产量1 0 k 6 6 6 7 i n ， 按2 Y k g 计算 ， 增加收) k 1 4 2 8 0 万元， 年效益合i - - 2 2 2 8 0 万元。 综合以上分析 ， 简易措施发展水田区末级排水沟为排、 蓄、 灌工程在提高水 田产量、 节省耕地、 减少旱田涝灾损失、 有效利用地表水资源等方面有明显作用， 经济效益和社会效 益显著。 参考文献 ： 1 许晓彤 平原 区农 田控制排 水对水 资源的调控 效果研 究 J 中国农 村水 利水电 ， 2 0 0 8 2 沈久泊， 等 浅析水资源合理配置与可持续发展 J 水利科 技与经济， 2 0 0 9