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典型灌溉系统
    编辑:管理员 归档时间:2007/9/24    

一、摘要

中国幅员辽阔,气候、地形、土壤、水资源、作物种类和灌溉习惯差异大,形成了不同类型、地区特点各异的灌溉工程与技术。

二、山丘区蓄引提结合灌溉系统——淠史杭灌区

淠史杭灌区位于安徽省中部丘陵区。20世纪50年代,国家先后在淠河、史河上修建了佛子岭、梅山、响洪甸、磨子潭4座大型水库,以后又在杭埠河上建了龙河口水库。5座水库总库容66亿m3,成为下游灌区灌溉用水主要来源。1958年开始兴建灌区,到1972年基本建成干支渠等骨干工程,以后陆续分期进行续建配套建设。

灌区建筑物

目前该灌溉面积58万hm2,是中国三个特大型灌区之一。通过纵横交错的灌溉渠道网络,把灌区内24座中型水库、1000多座小型水库和20多万口塘坝、340多个泵站连接起来,形成蓄、引、提相结合的灌溉系统。这些工程既可拦截当地径流,又能对上游大型水库起到反调节作用,大幅度提高水的利用率和灌溉保证率。灌区内输水渠道分7级:总干渠2条,长145km;干渠11条,长840km;支渠317条,长3310km;支渠以上渠系建筑物22408座。灌区多年平均供水量约40.4亿m3,除灌溉外,还承担着向城乡和工业供水、航运、水产养殖、发电等任务。灌区主要作物为水稻和小麦。灌区建设前,粮食单产只有1455kg/hm2,目前达到6000~8250kg/hm2。

灌区渡槽

灌区目前存在渠系配套不全,用水效率不高,已建工程老化破损等问题,正在进行续建和改造。

三、河道自流引水灌溉系统——河套灌区

河套灌区位于内蒙古自治区西部,直接从黄河干流上引水,目前灌溉面积56万hm2,是中国第三大灌区。当地引黄河水灌溉的历史可追溯到公元前127年。不同年代曾在黄河沿岸开挖多个引水口和渠道,多已淤积废弃。到20世纪50年代初,10条引水干渠总灌溉面积20万hm2。1961年国家在黄河上建设三盛公拦河水利枢纽,主体工程为18孔的拦河闸(每孔16m × 6.5m),过闸流量6820m3/s。灌区总干渠的引水枢纽为9孔的进水闸,引水流量565m3/s。灌区总干渠1条,长180km;干渠13条,总长780km;分干渠48条,总长1069km;支渠339条,总长2189km。排水总干沟1条,长228km;干沟12条,总长503km。

内蒙古自治区河套灌区

河套灌区年降水量不足200mm,蒸发强烈,达到2100~2300mm,加上地势低洼,地形平缓,排水不畅,土壤盐渍化对灌区持久运行构成威胁。近年来,黄河水资源供需矛盾尖锐。灌区采用平整土地,缩小灌水地块,调整作物种植结构,减少高耗水作物种植比例,控制灌溉用水定额和灌水次数,按面积配水,合理轮灌,计量收费,适当提高水价,对渗漏严重渠段防渗衬砌,在有地下淡水的地方打井实行井灌井排等多种措施,提高用水效率和效益,使灌区每年灌溉用水总量从20世纪90年代中期的52亿m3左右下降到目前的48亿m3左右。

灌区作物种植主要为春小麦、玉米、葵花、瓜类等,粮食作物单产达7374kg/hm2,平均灌溉定额为8265m3/hm2。

四、井渠结合灌溉系统——泾惠渠灌区

泾惠渠灌区位于陕西省关中地区黄河二级支流泾河流域。它的前身是中国最古老的灌区之一——郑国渠,始建于公元前246年,当时号称灌田4万顷。20世纪30年代,政府组织力量对灌区重建,到1949年,灌溉面积达3.3万hm2。20世纪50年代,继续改建扩建,使渠首引水能力由原来的16m3/s增加到50m3/s,年用水量(包括地下水)由1.6亿m3增加到6.1亿m3,灌溉面积扩大到9万hm2。灌溉渠道由总干、干、支、斗、农等五级固定渠道组成,其中干、支、斗渠共563条,总长1772km。排水系统由干、支、斗三级组成,共85条,总长496km。灌区内有机井1.4万眼,沿渠有泵站107处。引地表水与抽取地下水相结合,使灌区用水方便程度和保证程度大大提高。精细的平整土地和健全的渠(管)、路、沟、林带组成的方田布局,加上严格的灌溉管理,使它成为中国田间灌溉设施配套最完整、灌溉用水效率最高的灌区之一。

目前灌区作物主要为冬小麦、玉米、棉花、蔬菜等,小麦与玉米二茬种植,平均单位面积年产量达到8400kg/hm2。近些年,灌区推行支斗渠承包、用水户协会等多种形式的用水户参与灌溉管理改革,取得了较好的效果。

五、高扬程提水灌溉系统——景泰川电力提水灌区

景泰川电力提水灌区位于甘肃省最干旱缺水的中部,年降水量只有186mm,蒸发量高达3300mm,自然环境十分恶劣,历史上农民长期贫困,粮食不能自给。取水泵站建在黄河上游河岸,抽水能力10.6m3/s。1969年开工兴建一期工程,1974年建成。灌溉面积2万hm2,提水系统由11级、13座泵站、104台机组组成,动力设备装机6.78万kw,净扬程444.6m,总扬程472m。年提水量1.48亿m3,年耗电2.15亿kw•h,单方水耗电1.45kw•h。输配水系统由干、支、斗三级、共320条、总长2777km固定渠道组成。目前干、支渠全部进行了混凝土衬砌。单位面积年灌溉用水量4447.5m3/hm2,是中国干旱地区灌溉水利用率最高的灌区之一。1984年开工兴建第二期工程,提水流量18m3/s,最大提水高度达602m,由16级、30座泵站、195台机组组成提水系统,动力设备容量19.3万kw,灌溉面积3.1万hm2。目前已全部建成投入使用。

灌区农作物以玉米、蔬菜、瓜果等为主。受气候条件限制,只能种一季。灌溉供水成本0.352元/m3。目前执行水费标准0.22元/m3,国家对高扬程提水灌溉电价实行优惠,目前为0.04元/kw•h,不到一般农业用电电价的1/10。

灌区的兴建,使粮食单产由以前的2550kg/hm2提高到5019kg/hm2。农民人均年纯收入由1970年的80元提高到现在的2237元,过上温饱生活。灌区还解决了农民生活饮用水缺乏的问题,使农村公共卫生状况明显改善。灌区的兴建,使当地生态环境得到改善。全灌区植树1200万株,营造防护林带1400km,平均风速由3.5m/s下降到2.4m/s,空气湿度由46%提高到48%。

在多泥沙的黄河上抽水,防护和处理水泵口环与叶轮的气蚀磨损,延长水泵使用寿命是关键技术之一,目前采用了金刚砂环氧树脂涂护等措施,效果较好。

景泰川电力提水灌区采用了先进的信息化、自动控制技术,提高了灌区现代化水平。开灌以来,地下水位逐年上升,个别地方已呈现次生盐碱化苗头。排水和防治盐碱化问题已引起注意。

六、荒漠绿洲农业灌溉系统——玛纳斯河灌区

玛纳斯河灌区灌区位于新疆维吾尔自治区天山北麓干旱荒漠地区。该地年降水量115~200mm,年蒸发量1500~1900mm。灌区从玛纳斯河引水,水源来自天山融雪和降水。20世纪50年代开始兴建,70年代中期全部建成。工程建成后,建立了庞大的灌溉体系,有效控制了灌区土壤次生盐渍化,在亘古荒原上,开垦了21万hm2良田,提高了作物单产,改善了农业生态环境,绿洲面积不断增加。灌溉系统由防沙引水渠首(引水流量130m3/s)、4座梯级水电站(总装机5.7万kw),4座大中型平原水库(总库容4.25亿m3),400多座桥、涵、闸等渠系建筑物,以及总长1.7万km的干、支、斗、农渠道组成。年均引水量12亿m3,开采地下水1亿m3,年发电2.17亿kw•h。

灌区具有引、蓄、灌、排和水力发电等多种功能。在规划设计上有以下特点:弯道式引水枢纽和曲线形沉沙池,可以利用水流在弯道河段产生的横向环流作用,正面引水,侧面排沙,阻止了90%以上的推移质泥沙入渠;采用了干砌卵石、卵石灌浆、混凝土板、塑料薄膜、夯实黏土等渠道衬砌防渗措施;灌区下游采用明沟排水与竖井排水,防止土壤次生盐碱化;平原水库群拦蓄了冬季泉水、春季融雪水、夏季洪水和排沙水及对水力发电进行反调节,使流域水资源充分合理开发利用;总干渠上的水力发电站为灌溉期间抽取地下水提供了廉价动力。

灌区主要农作物为棉花、玉米、油料、甜菜、瓜类等。目前灌区粮食单产5506.5kg/hm2,棉花单产1500kg/hm2。农业用水实行定额供水、配水到户,水费按量计收。目前水费标准为0.072元/m3。

七、低洼地区灌排结合系统——江都排灌站

中国南方平原地区湖泊和洼地分布较多,江河纵横,水位较高,影响了地表涝水和地下水的顺畅排泄,易产生涝渍。位于江苏省江都市的长江边上的江都排灌站,把长江和淮河两大水系连接起来,1961年开工,1977年建成。由4座大型电力排灌泵站、12座节制闸、5座船闸、2条输水干渠和1座变电站组成。4座大型泵站共装有叶轮直径1.6m的轴流泵33台,动力设备总容量53000kW,总抽水能力达508m3/s,净扬程6~7m。同时还能自流引长江水400m3/s。

江都排灌站

它的主要功能:①灌溉,抽引长江水进入江苏省中部及北部地区,灌溉稻田20万hm2,同时为部分农田提供抗旱补水水源;②排涝,当江都排灌站以北的洼地受涝时,抽排涝水进入长江;③发电、航运及城市供水。

1978年大旱,江都排灌站共抽取63亿m3长江水,保证了20万hm2农田抗旱灌溉。1980年发生洪涝,该站在短时间内抽取23亿m3涝水排入长江,避免了历史上曾多次发生的涝灾,保障了农业获得丰收。

八、水轮泵抽水灌溉系统——青山水轮泵站

水轮泵是中国独具风格的一种提水机械。它把水轮机和水泵结合在一起,利用水流动力推动水轮机而提水,分布在南方水量充沛的中小河流上。青山水轮泵站位于湖南省临澧县境内,工程于1966年开工,1972年主体工程完工受益,以后陆续进行续建。目前灌溉面积达到2.2万hm2。灌区由拦河坝(浆砌卵石重力坝,坝高17.2m)、水轮泵站(共40台不同型号的水轮泵,总提水能力15.1m3/s)、自流引水闸(引水流量18m3/s)、发电站(总装机容量为8900kw)、船闸、总长404km的干、支渠道等组成。灌区内还有74座水库、7041处塘坝,拦蓄当地地表径流1.3亿m3。水轮泵站年提水约1亿m3,不耗油、电,降低了灌溉成本,成为中国多种灌溉系统类型中有特色的一种形式。

九、井灌区——华北平原井灌区

黄河、海河下游冲积平原年降水500~600mm,人口稠密,农业发达,水资源紧缺,地表河流少,多为季节性河流。许多河流上中游水资源开发利用程度较高,使下游平原地区农业用水供需矛盾更加尖锐。从20世纪70年代起,在政府组织扶持下,大规模打井开发利用地下水发展灌溉。2003年底,河北、河南、山东三省共有农用机井316万眼,占全国农用机井总数的2/3,井灌面积942万hm2,是中国最大的集中连片井灌区。井灌面积分别占三省总灌溉面积的78%、68%、44%。三省地下水年开采量300多亿m3。

山区自压喷灌

井灌的发展,使这一地区农业生产条件有了根本性改善,彻底扭转了历史上长期存在的粮食产量低、不能自给的局面。目前已成为中国小麦、玉米、棉花、蔬菜等生产基地。机井还解决了农民生活饮用水的供应问题。在机井建设中总结出的经验主要有:采用物探找水等先进技术,改进钻井机具和施工工艺;改进井管材料,使之价廉;改进成井施工工艺;建井房、衬砌渠道,或采用地下管道输水,平整土地、改进田间沟畦灌水技术等。大规模打井的问题是:地下水资源开发利用规划薄弱,过量开采地下水,部分地方出现大面积地下水位降落漏斗,有的地方出现地面下沉、海水入侵等,危及地下水资源的可持续利用和农业可持续发展。目前已经注意控制打井数量,推行节水灌溉措施。

十、饲草料地节水灌溉

在有水资源开发利用条件的地区,建设灌溉工程,配合农艺等措施,发展多种类型的节水灌溉饲草料地。常见的有家庭灌溉饲草料地、联户灌溉饲草料地和规模稍大的灌溉饲草料基地等三种形式。如内蒙古鄂尔多斯高平原干旱区推广“五个一工程”,每户牧民在自己的草场内打一眼井、建一座10~15m3的水塔,一处50亩左右的节水灌溉饲草料地,一个100m2的舍饲暖棚,一个20~40m3的青贮窖,对承包的200~333hm2亩干旱荒漠草场实行禁牧、休牧、轮牧。内蒙古乌兰察布盟四子王旗的查干补力格苏木,2000年在地下水资源相对丰富的格根塔拉滩地打井发展节水灌溉饲草料地80hm2、人工改良灌溉草场653hm2,由区内12户牧民分户承包经营,解决了承包户和周边牧户1.6万只牲畜的饲草料供应问题,对6667hm2天然草原实行了休牧。锡林浩特市奶牛场投入2000多万元,建成一片节水灌溉饲草料基地,种植人工牧草400hm2和高产饲料733hm2,年产饲草料2000万kg,草籽70万kg。市政府将周边封禁的沙化草场上1500户牧民实行生态移民,将1万多头牲畜集中到基地旁边实行舍饲圈养。基地以每公斤不高于0.025元的价格向牧民供应廉价、优质、稳定的饲草料,使20多万hm2的天然草场得到了保护。

牧草喷灌

十一、雨水集蓄利用工程

位于四川省龙泉山脉中部的仁寿县文宫镇义和村,原来无塘、池、堰水利工程,生产生活用水全靠自然降水,每遇干旱,农业减产,村民生活困难。1997年起,在政府的支持下,在坡面建渠,在凹地建窖,在平地建池,把池、窖、塘连接起来,形成四通八达的蓄水、输水灌溉体系。工程产权明晰,为农户所有,调动了农民参与建设和管理的积极性。截至2003年底,共新建山平塘1口,蓄水池237口,水窖80个,开挖衬砌引水渠5000m,增加蓄水能力60900m3,增加灌溉面积36hm2,喷灌面积13hm2,滴灌面积6.7hm2。村民在留足口粮田的前提下,种植枇杷、柚子、桃子、脐橙等水果67hm2;利用荒山荒坡发展草坡畜牧业,饲养优质羊1200多只。还发展休闲观光农业。目前该村农民不但粮食自给,而且收入大幅度提高,人均年收入达4000元。

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