中型灌区续建配套及节水改造现状及对策_张颖
2021 年第 8 期 水利技术监督 理论研究
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1008-1305. 2021. 08. 045
中型灌区续建配套及节水改造现状及对策
张 颖1 ,王 伟2 ,卢发周3
( 1. 南京市江宁区水务局,江苏 南京 211112; 2. 南京市水利规划设计院股份有限公司,江苏 南京 210006;
3. 江苏省水利工程科技咨询股份有限公司,江苏 南京 210029)
摘要: 文章针对南京市江宁区中型灌区建设和管理的现实状况,结合中型灌区续建配套及节水改造项目开展的实际情况,通过现场调查和总结分析,发现项目实施过程中存在的问题,并从政策制定、资金投入、建设管理、人 才培养等方面提出相应的对策,对日后常态化开展灌区续建配套及节水改造工作具有重要的借鉴意义。
关键词: 中型灌区; 节水改造; 续建配套; 江宁区; 对策
中图分类号: S274 文献标识码: B 文章编号: 1008-1305( 2021) 08-0164-03
中华人民共和国在成立初期进行了大规模的灌 区建设。然而,由于受当时经济水平和科技发展的 局限,大多数灌区项目的田间末级沟渠并不完善, 甚至一些骨干沟渠布置也欠合理。经过几十年的运营,多数灌区已进入“老年期”,并长期“带病”运行,渠系渗漏、坍塌的现象较为普遍,许多泵站、闸门等配套设施早已出现损坏、老化或年久失修的 问题。20 世纪 90 年代后期,政府开始重视灌区的续建配套与节水改造工作,逐步开展了大中型灌区 续建配套工程与节水设施改造项目,以加快补齐灌 区工程完好率低、设施不配套的短板,提高灌区用 水效率和效益。
中型灌区作为保障国家粮食安全的关键性设施,数量众多,在全国共有 7000 多处,是实施乡村振兴战略的重要基础。为了提高灌区管理水平, 结合现代化中型灌区“高效节水、设施完善、管 理科学、生态良好”的发展目标,近年来,中型 灌区配套设施的续建、改造、维修及养护项目成 为工作重点,成效显著。然而,在工作开展过程 中,也存在着许多问题,如何高效、高质地完成 灌区升级改造工作,确保能够及时地服务于灌区 发展,对保障江宁区中型灌区农业发展具有重要的 现实价值。
本文以南京市江宁区中型灌区为例,在分析灌
1 江宁区中型灌区现状
江宁区现有 9 个中型灌区,除了横溪河和江宁河两个灌区设计灌溉面积超过 10 万亩,其余中型灌区的设计灌溉面积均在 10 万亩以下。江宁区中型灌区所处的水资源三级区为长江区 - 湖口以下干流 - 青弋江和水阳江及沿江诸河水资源区。全区灌溉面积约为 52 万亩,占全区农田面积的 65% 。本区域内属于亚热带季风气候,适宜种植水稻、棉花等大田作物,又能够满足油菜和小麦等旱作物的生长需要。
1. 1 灌区已采用的节水措施
江宁区政府把加快推进农业节水工作作为一项 战略性的任务,它是农业供给侧结构性改革的重点 任务之一,持续推进灌区农业节水工程续建配套及 维修养护工程,开展农业水价综合改革,建立健全 农业水价制度,积极推动建设灌溉用水总量控制、定额管理制度,配套农业用水计量基础设施,加强 了灌区监测水平和管理信息系统的建设,提升了精 准灌溉技术水平。
1. 1. 1 调整农业生产和用水结构
江宁区灌区改造充分发挥了对水资源管理红线倒逼机制的作用,推进了当地产业结构的调整与区域经济布局的优化,平衡了社会经济发展与生态保护的需求。根据全区水资源、水环境的承载能力和
区现代化改造工程现状的基础上,通过调查分析指
出灌区节水改造过程中存在的问题,并提出下一步常态化灌区升级改造工作的发展建议。
收稿日期: 2021-04-22
作者简介: 张 颖( 1989 年—) ,女,工程师。
理论研究 水利技术监督 2021 年第 8 期
城市布局,统一调配水、土、农业、生态等资源, 合理调整农业生产布局、农作物种植结构以及农、林、牧、渔业的用水结构。重点打造优质水稻、苗 木花卉、蔬菜瓜果、特种水产等具有特色的主导产 业生态休闲基地以及农业生态观光休闲基地,加快 江宁区 4 个省级现代农业科技园区的建设,着力构建“省级新型现代农业园区的发展格局”。
1. 1. 2 推广综合效益型农业和特色乡村农业
在充分保障农业生产基地供水的前提下,优化 全区农业工程产业结构布局,合理安排农作物种植 结构,适度加大灌溉用水规模,既要激发农业灌溉 用水需求,又要降低农业灌溉用水在总用水量的比 例。实施“科技兴农”战略,依托江宁区丰富的水 资源环境条件和广阔的市场需求,以江宁区“六大 现代农业示范园区”为主要依托,重点培育和发展 智慧、高效、生态、生物农业,因地制宜,利用江 宁区重点工业和区域性经济优势,发挥好江宁区特 色产业的带头作用; 推广优质高效的节水农业新品种、新工艺、新设备,推进绿色环保农业的区域 性、规模化、产业化、品牌化发展,逐步建立起具 有较强市场竞争能力的绿色产业链纽带。加强“一 村一品”等农业关键技术的应用研究与研发攻关, 以科技创新驱动和促进我国农业的增产、提效。
1. 1. 3 加快对工程设施的续建配套
按照“先挖潜、后配套,先改建、后新建”的 基本原则,加强对灌溉用水工程和其他用水资源的 调配项目建设,优化灌区管理制度,提高灌溉用水 可靠度。重点对江宁河灌区、汤水河灌区进行两个 续建配套和泵站改造项目建设,完成了大中型灌区 两个泵站的 7 处改造。推进横溪、湖熟、淳化等片区小型农田水利项目配套改造,建设塘坝项目 648 座、排水沟道 390km。完善丘陵山区圩口闸和排灌站的建设,实施丘陵山区灌溉水利设施的改造和新 建了丘陵山区一些翻水线。到 2020 年底,江宁区圩区和丘陵区中型灌区灌溉保证率已达到 85% 。通过中小型灌区渠系建筑物的改造和渠道防渗的建 设,减少输水损失,提高农业用水效率。
1. 1. 4 发展田间高效节水灌溉工程
采取多种节水方案,因地制宜,发挥各地区优势,进行灌区渠系优化以及渠系附属建筑物的建设和改造。平原地区可通过采用管道输水和先进高效的农业节水灌溉技术,提高用水效率,节约生产成本; 鼓励和发展蔬菜基础设施的改进,宣传耕作覆
盖保墒技术和推广耐旱作物的新品种,实现节约用 水,增产增收; 引导经济作物种植栽培园区全面采用管道灌溉模式,减少输水损失,实现精准灌溉, 提高水资源利用率。在丘陵山区,合理安排耕地作 物和栽培制度,选育优质耐旱高产的品种,提高自 然降水的利用率; 采用深松整地、覆盖保墒、增施有机肥等措施,提高作物对土壤的吸纳和维持水分 的能力; 工程建设以蓄为主,蓄引提调结合。预计至 2020 年底,全区农业节水灌溉基础设施总面积预计将达到 5. 6 万亩,占国有耕地的比重将达到65% ,完成 4. 6 万亩高效农业节水灌溉基础设施的建设,新建高效农业节水示范片 5 处,完成 6 项以上的农业节水示范工程建设。
1. 1. 5 引入智能节水灌溉技术
结合江宁区中型灌区实际情况,针对传统的漫 灌、浇灌利用率较低,饮用水资源的浪费等问题, 推进智能灌溉参与用水质量控制与定额管理,并积 极引入滴灌系统与物联网系统相结合的智能节水灌 溉技术。控制中心系统可以依托先进的物联网技 术,向全国各地区的信号接收机发出命令,接受机 收到信号后,通过压力传感器直接控制和指挥所有 铺设于农田的排水管路,打开或者是关闭电磁阀。通过传感器捕捉作物的水分和养分状况,将作物所 需的水、肥直接输送到根部,实现精准灌溉,减少 水资源及肥料的消耗,在保证作物正常生长的基础 上,使得效益最大化和农业面源污染最小化。
1. 2 灌区自身发展存在的问题
江宁区的中型灌区大多建于中华人民共和国成立初期,由于灌区配套设置年久失修,灌区工程设施普遍存在不少突出的问题,严重影响着灌区效益的充分发挥和对水资源的有效利用,主要表现为以下几点。
( 1) 建设标准低,施工质量差。中华人民共和国成立初期,灌区建设未成体系,水利工程建设中多数是勘察、规划、设计、施工同时进行,缺乏管理人才,通常需要发动群众来建设,工程建设标准低,施工质量较差,难以保证工程长期正常运行。 ( 2) 设备长期运行,存在安全隐患。经过多年
的建设和运行,灌区大部分骨干工程都已进入待报 废阶段,设备老化问题严重。据统计,江宁区中型 灌区的上级渠道和附属建筑物的完好率仅有一半, 运行存在安全隐患且效益逐年下降。
( 3) 工程配套设施不完善,效益低。在灌区建
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2021 年第 8 期 水利技术监督 理论研究
设改造期间,受社会经济发展水平的限制,资金投入不到位,导致多数灌区的配套设施不完善。资料表明,江宁区中型灌区的干支渠道建筑物实有率和建设率较低,导致灌区有效水利用面积远低于设计水平,全国重点中型灌区有效水利用平均面积仅能够达到设计灌溉总面积的 70% 。
( 4) 水库、塘坝等蓄水工程少,调蓄能力弱。我国的水资源主要特征之一是时间、空间分布不 均,年内降水分布不协调,河川径流季节性强。通 过调查,江宁区中型灌区蓄水型水源工程较少,渠 首多采用低坝或无坝取水,导致灌区水源调蓄性能 差,灌溉保证率不高。
( 5) 明渠输水损失大,渠系水利用系数低。江宁区中型灌区已衬砌干支渠道长度占比低,许多上级渠道为土质渠道,沿程蒸发、渗漏损失较大,节水潜力大。
( 6) 部分灌区服务管理制度过于僵化,自我创新开发服务能力较弱。江宁区中型供水灌区存在着 管理制度冗余,不适合现代灌区发展需要,管护基 础设施老旧,管理机制落后,管护经费不足,管理 人员的理论技术业务素质和专业管理水平不过硬, 水价制定不合理以及相关管理费用征收困难等突出 问题。
2 灌区发展对策
2. 1 采用先进灌区节水灌溉技术
除了灌区渠道开发防渗工程技术改造,通过调 整作物种植结构、进行灌区土地平整、采取多种农 艺保护措施等对各灌区进行开发节水灌溉改造。首 先,所在灌区附近需要具有较好的高效水利灌溉条 件,调整项目灌区附近种植结构将更有利于实现农 业集体经济效益的大幅提高,促进灌区周边乡村经 济的飞速发展; 其次,通过无人机获取地形参数, 采用激光平整土地技术将促进作物结构的优化,同 时更有助于提升中型灌区田间的雨水、化肥利用效 率,将先进的微波激光调整平地技术广泛应用到中 型灌区的节水和高效农业改造中,适应现代灌区发 展要求; 同时,在一些水利条件较好的中型灌区, 因地制宜,适度发展微波喷灌、微润灌溉等高效节 水施肥灌溉工艺技术,这些先进技术在经济作物中 具有很大的经济适用性,能够满足现代灌区发展的 需要。
2. 2 提高勘测设计施工标准
随着江宁区中型灌区节水改造工程资金投入力
度的不断增加,灌区需要在已有的规划基础上继续 优化总体规划和更加精准勘测设计,同时需要提高 设计施工标准。在设计过程中,首先要具有针对 性,对灌区渠系结构、水文地质条件等现状条件进 行深入的评估; 其次,在渠道断面的勘测设计过程中,应注意符合当地实际,减少对周边环境的扰 动,保护好灌区原有生态环境。应当进一步研究优 化渠道断面型式的设计,加入新时代生态渠道需 求; 最后,在施工过程中,应严格保证质量,工程的结构设计应符合相应规范的要求,确保工程施工 的各个阶段均能按照规定和技术要求安全地进行, 使得工程质量有所保障。
2. 3 寻求多元化资金来源,继续加大投入
加大投资是推进工程建设的一项关键性举措和重要保证,必须在全社会寻求多元化投资渠道。其 中一个重点就是要积极争取中央对水利建设资金投 入的支持,切实贯彻落实从土地出让的经济收益中 获得提取配套资金的政策,尽快落实水利建设配套 经费; 通过国家制定的优惠政策,广泛吸引全社会资金的流入,鼓励其他符合条件的单位以直接或间 接融资的方式参加水利工程建设; 要利用好“一事一议”“先建后补”“民办公助”等优惠政策,按照 “谁投资、谁受益”的原则,引导更多形式的创业和融资,组织受益人群共同参与水利建设; 更要完善水利投入责任制度和考核奖罚管理体系,在划清 事权的前提下,要明确各层级对于水利投入的责任,并对此进行年度考核和专项评估,明确奖惩制 度,确保投入得当到位。
2. 4 深化制度改革,完善管理机制
灌区节能环保配套改造及饮用水管理任务繁 重,必须要完善体制,继续深化改革。首先,继续 贯彻落实供水管理体制改革的各项政策,将对灌区 管理事业单位的人员薪酬等基础性支出及对灌区维 护养护经费的补助,按照中央、各省政府的有关规 定由县级以上财政部门统一分担; 其次,积极推进农业水价综合改革,合理制定水价,增加用水补贴 政策,全面落实水资源管理体系,构建健全、科 学、合理的用水价格机制,完善对农业用水的精准 计量; 最后,需要进一步强化对工程施工的管理, 做到项目前期预案准备落实到位,责任明晰。
2. 5 加强灌区水利基层人才培养
夯实灌区管理的理论基础,提升我国灌区运行管理的工作效率和培养灌区水利 ( 下转第 225 页)
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工程实践 水利技术监督 2021 年第 8 期
孔内,封堵体两端可提供被动力,防止封堵体受到脉动压力而滑出。
( 2) 灌浆管可轻松将橡胶袋推入孔内,兼有灌浆作用,操作简单实用。
( 3) 灌浆管、阀门与橡胶袋上的受压排气排水孔配合形成封闭空间,可防止浆液流失,保证灌浆质量。
( 4) 膨胀混凝土和橡胶袋膨胀后可封堵渗流通道。
( 5) 相比直接化学添加剂注浆,浆液与河水和地下水接触后,存在对水环境造成直接污染的缺 点,本发明装置将封堵使用的液体灌浆材料密封于 橡胶袋内,灌浆材料全程与河水和地下水无接触, 后期浆液凝固后也封闭在橡胶袋内,全程对河水和 地下水无污染,绿色环保。
水利工程中的挡墙由于排水孔失效而导致失事进而损害人民财产的例子屡见不鲜,此外地下工程中地下室剪力墙由于一些穿墙套管与漏洞口废弃不用,在地下水露出需要封堵的情况下,同样需要封堵。
4 结 论
本工程在翼墙排水孔反滤失效而导致险情发生时,采取了及时有效的前期应急处置措施,控制了
险情的发展,并通过抢险加固方案的实施解决了工 程险情,工期短,具有良好的经济性和可实施性, 对类似工程具有借鉴意义。新型孔洞封堵方案为类 似工程的治理提供了新的思路和解决方案。
抢险加固方案实施后,建议水闸大修,墙后采取临时降水措施来降低墙后地下水位,防止排水孔封堵后墙后地下水压力过大,挡墙承受荷载超过设计工况范围。
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( 上接第 166 页) 建设现代化建设的管理能力是一项现代化改造的重要措施,这就需要培养一批符合我国现代化灌区管理的基层专业人才管理队伍。首先需要加强灌区农民用水专业合作组织管理能力的体系建设,全面提高灌区综合管理能力; 同时加快普及基层灌区应用信息技术系统,不断提高灌区管理信息科技含量,全面着力提升基层灌区水利管理水平,通过推进灌区水利管理信息自动化技术带动灌区现代化。其中,除了充分运用我国传统灌区管理中的自动化信息技术,通过引入现代灌区管理技术,将节水的管理信息资源共享管理技术及其应用融入灌区现代化管理,更好地服务灌区发展; 继续加大对灌区基层水利服务单位工作人员的专业培训教育力度,加强基层管理人员对灌区水利相关政策、法规、专业知识和灌区经营项目管理等各个方面的专业技能知识培训,提升基层灌区管理人员队伍的专业性。
3 结语
近年来,江宁区农村基础水利设施建设取得一
定的成绩,水利工程防灾减灾能力得到较大的提升,为全区的经济建设和繁荣创造了良好的基础环境。现行的中型灌区现代化改造对改善我国现代农业市场经济、社会、自然生态发展环境以及促进我国中型农业和农村经济的健康稳定发展都具有巨大的积极推动作用,因此,在中型灌区正常运行建设过程中,以合理利用灌区用水和其他土壤生态资源作为建设基本前提,严格按照党和国家现行相关法律规定和管理制度,灌区现代化改造增加了灌区资源的回归率和利用率,对于中型灌区长远的健康发展具有重要意义。
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工程实践 水利技术监督 2021 年第 8 期
各指标标准值均小于 1. 0,则理想点按照前面所表达的算法进行计算为:
I
0. 0516 0. 02577) ( 13)
由式( 8) 和式( 9) 可计算得出:
Ti = ( 0. 438068 0. 376821 0. 623443 0. 605579)
( 14)
αi = ( 0. 11312 0. 096689 0. 169490 0. 156669)
( 15)
评价结果的排序原则为 Ti 值越低则其排序越高; 若不同决策方案的 Ti 相同,则对比 αi 值,则αi 值越低则排序越高。由此得出,辽西地区 4 种植物群落水土保持功能评价排序结果为: 落叶阔叶林
> 常绿落叶阔叶混交林 > 暖性针叶林 > 温性针叶林。
4 结论
( 1) 结合辽西地区 4 种森林植物群落水土保持功能评价排序结果,建议在辽西水土流失治理区域以种植落叶阔叶林为主,辅助种植常绿落叶阔叶混交林,可提高区域水土保持治理效益。
( 2) 采用本文方法进行不同植物群落的水土保持功能定量综合评价时,指标阈值范围选取建议采用理论值进行确定,若理论值很难确定则建议结合指标调查均值加或减标准差作为其上下限值。
( 3) 本文在指标选取时未考虑森林植物群落的生态指标,在后续研究中还应重点考虑森林植被群落水土保持的生态功能。
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( 上接第 225 页)
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