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摘要:在大中型灌区干渠的调度运行工作中,制定正确的调度运行原则,采取科学的调控方法和先进的控制运用手段,是确保干渠安全高效运行的關键。本文根据宁夏惠农渠干渠多年的运行实践,介绍了干渠的运行任务、特点,以及在实践中遵循的基本原则,运行要点,存在的问题,并提出做好干渠调度的思路与意见。
关键词:干渠调度实践 探讨
中图分类号: S274.3 文献标识码: A 文章编号:
惠农渠灌区现状
惠农渠建于清代雍正七年,即公元1729年,是宁夏青铜峡河西灌区相对部位最低,渠线最长的一条干渠。惠农渠由青铜峡河西总干渠引水,傍黄河西岸略平行,流经青铜峡、永宁、银川、贺兰、平罗、惠农六市县(区)至惠农区尾闸镇。目前担负33个乡(镇)、168个行政村、17个农、林、牧、渔场的灌溉面积7.78余万hm2农田灌溉及部分工业生态用水。惠农渠渠系较为复杂,有惠农渠干渠、昌渠、滂渠和官泗渠三个支干渠系组成,渠道总长231.75公里,其中三条支干渠长92.05公里,渠道进水闸现最大引水流量94m3/s,多年年均用水量11亿m3,是宁夏平原引黄灌区主要渠道之一。惠农渠干渠水量由区属惠农渠管理处按照水利厅年调度计划安排,实行统一管理、统一调配。管理处下设9个管理所,管理干渠直开口525条,干渠直开口以下用水由农民用水者协会自主管理。灌区作物种植结构大体分布为:四所阮桥以上为稻灌区,灌溉面积为2.67余万hm2,四所阮桥以下为旱作区,灌溉面积为4.92万余hm2。根据作物种植结构,干渠的运行期为:夏秋灌为4月下旬至9月上旬,冬灌为10月中下旬至11月中下旬。
调度的基本原则
a.坚持总量控制和定额管理制度。通过总量控制和定额管理严格计划水权和限定用水的分配,将引水权控制到干渠,用水权分配到市县和支渠,严格控制水量不超水利厅下达的用水指标。
b.坚持水权集中,统一调度的原则。严格执行调度计划,实行统一调度,所有水量调度行为必须通过调度人员,按照调度程序进行水量调配。
c.坚持水量调度的权威性。管理处对各管理所用水实行用水总量控制,分阶段考核,各管理所按照“以供定需”的原则和用水定额、水权配额,科学编制各时段各支渠口的引、配水计划,实时监控落实,强化调度工作的严肃性和权威性。
d.坚持多水源联合调度机制。全面落实井渠结合“三个责任主体”,加快井渠结合灌溉技术的推广,适时启用兴惠、礼和、引五济惠等扬水泵站补水,发挥多水源联合调控补灌作用。
e.坚持水量调度的计划性、安全性和准确性。本着“先下游后上游、先高口后低口、先难后易”和“先交后用、交够再用”的原则,强化水量调度的计划性、安全性和准确性,确保上下游均衡受益。
调度运行的要点
根据干渠调度运行的具体特点,在调度工作中我们以“统”、“严”、“稳”、“控”、“缓”、“ 早”、“退”作为水量调度的要点。
a.“统”即统筹兼顾、统一安排、统一调度。调度室充分考虑干渠进口来水情况、干渠工程状况、运行特点以及用水单位的用水计划等情况,统筹兼顾,统一安排,合理调配水量,做到蓄、供水的有机结合。干渠调度实现统一调度,做到令出一门,政令畅通。
b.“严”即严格组织管理、严肃调度纪律。调度室对各管理所实行统一调度与分级管理制度。建立健全各项规章制度,调度室依据调度运行计划和运行情况下达调度指令,各级管理单位必须严格执行调度指令,并严格遵循各项规章制度。
c.“稳”即稳定流量运行。在运行中应尽量保持流量和水位的稳定,使渠水按照近似明渠均匀流运行,流态稳定。尽量避免因流量、水位的变幅过大而导致水流流态紊乱,对渠道产生淘蚀和破坏。
d.“控”即适时调控。按照运行计划要求,适时调节各个节制闸、分水闸闸门开度,联合调度,控制运行流量。但近年来由于黄河来水不足,引水流量受限,在灌溉高峰期根本无法保证灌区作物适时灌溉。面对现状,我们结合实际,采取稻旱轮灌、支干渠轮灌、支渠编制轮灌组分组轮灌、所段轮灌等灵活的调度措施满足灌区灌溉需求。
e.“缓”即流量的增加或减少、水位的抬高或降低应缓慢进行,避免水位的骤升、骤降。水位骤升时,水头流速过大,容易对渠道造成冲刷破坏。水位骤降,渠堤内及衬砌渠道渗入膜后的水不能随干渠水位的降低而及时溢出,产生扬压力,容易造成渠坡失稳滑坡,同时对衬砌板块产生顶托破坏。美国垦务局研究的结果要求,水位下降速度每小时不超过0.15m,连续2h不超过0.3m,24h不超过0.45m,这个速率使用于大多数土渠和薄膜衬砌的渠道,对非衬砌渠道,排水良好的渠段、填方渠段、衬砌后面有排水的渠道容许速率可大一些。经验证明,水位2h降幅不大于30cm,24h降幅不大于50cm,不会对渠道安全造成影响。
f.“早”即早计划、早安排、早送水、早停水。惠农渠渠道渠线长、渠系复杂、作物种植结构上下游稻旱分明,尽早安排下游旱作物早开灌,才能适当错开用水高峰期稻旱争水,拉长灌溉周期。同时灌区属于季节性冻土区,干渠及各类建筑物防止冻胀破坏主要靠减少渠床基土中的含水量以消除造成冻胀的内因来实现。因此干渠争取尽早灌完冬水,并早排空渠道内的余水,使滞留在渠道及渠床及基土中的水分在降温前排出,以避免冻胀破坏。
g.“退”即适时退水、适量退水。主要包括二个方面:一是在警戒水位或事故状态下,为避免事故发生或扩大,满足安全运行或抢修的需求,及时安排退水闸退水;二是降暴雨后,作物用水减少,干渠直开口关闭,引起渠道水位抬高,为确保干渠安全运行和满足部分作物灌溉,保持运行平稳,将多余水量通过退水闸退出。
调度工作中存在的突出问题
a.灌区引水量不足。惠农渠多年引水量为11亿立方米左右,现分配年引水量仅9亿立方米左右,特别是在5-6月份及伏灌高峰期峰值缺口大,灌溉高峰期峰值流量在120m3/s方能满足灌溉需求,近年来最大引水仅为90m3/s,且持续时间又短,灌水模数仅为0.8,远低于其他灌域,不能满足作物适时灌溉需求。惠农渠进口流量小,骨干渠道长、渠道断面输水能力差,工程老化失修,调蓄功能差,灌溉面积不断增加,加之近年来,黄河来水持续减少,水量调度工作难度日趋突出。
b.工程设施薄弱,水调控能力不足。惠农渠干渠主要水利工程大多是上世纪六、七十年代建设的,存在工程布局不合理、标准低、老化失修严重、配套不完善、调控能力和手段不足等问题。现状惠农渠干渠渠道砌护率不足19.5%,渠系建筑物损坏率高达50%以上,影响渠道安全供水。近年来,由于引水量减少,干渠长时间处于低水位、小流量运行状态,直接造成干渠淤积严重,输水能力近一步下降。
c.灌区作物种植结构不合理。四所以上水稻面积逐年增加,中下游小麦面积逐年下降。近年来稻米价格逐年上涨,加之稻地种植投入较少,同时惠农渠灌区中低产田、低洼地较多,为了改造农田和增加收入,农民种稻积极性大增。灌区水稻面积有过去1.2万余hm2增加到现在的2.67万余hm2,而且灌区中下游禁稻区也出现种稻面积不断增加的漫延之势,稻旱争水已成事实。同时,中下游传统旱作区,作物种植结构近几年发生很大变化,小麦面积逐年减少,玉米、番茄面积逐年增加。造成灌区6月中旬前下游用水少,6月下旬至7月上旬、伏灌伏泡灌区集中用水,干渠无法根本满足作物用水。
d.干渠退水能力逐年萎缩。管理单位由于资金原因,多年来只重视干渠维修建设改造而忽视退水沟的维护整修,同时灌区由于交通、灌排、农田建设等,建设方为了自身利益挤占退水沟的事件时有发生。在运行中由于干沟排水能力弱,因干渠退水,沟水倒灌淹没农田的矛盾纠纷不断发生。因而造成干渠退水沟不能满负荷退水或不能退水,退水沟退水能力逐年减弱,间接增加了调度工作的难度。
e.调度人员业务素质参差不齐。近几年由于人员变动,处、所部分调度人员对灌区情况不熟悉、业务素质不强,在灌溉调度中,往往因为局部调度失误,而影响全局。
切实做好干渠调度的思路与意见
a.坚持北部节水的原则,以节水为中心,加快现代节水型灌区建设。加大灌区续建配套和节水改造力度,进一步完善灌排体系;合理配置水资源,实现地表水和地下水联合调度。
b.全面做好节水灌溉工作。坚持以水定产,以水定植,进一步加强田间节水措施。加快农业结构调整力度,加快发展节水高效农业。在面上四所阮桥以上稻地面积必须压减,加大支渠以下渠道防渗砌护和畦田建设力度;大力推行垄作沟灌、小畦灌等节水措施,提高田间水利用率。坚决执行“一把锹”淌水制度。
c.加快水量调度工作的规范化、制度化、现代化的建设,科学合理的调配水量。尽快建立一支高素质的水量调度队伍。加快灌区信息化建设,力促水量调度精细化管理。
d.全面启用现有机井和电排站,合理整合边缘扬水、补水工程,通过井渠结合、沟渠结合、扬水与自流,合理开采利用浅层地下水资源,有效控制地下水位,从时间和空间上优化配置地表、地下水资源,有效缓解区域灌水难、排水难问题。
e.增加干渠退水能力,发挥干渠弃水作用。加强对现有干渠退水沟养护整治,并进行必要的整治和砌护,把退水沟道的维修养护纳入管理所日常工作中来,并不断加强,确保干渠能适时适量退水。积极联系各方,开发有蓄水、生态湿地功能的荒滩、水塘、湖泊泽地,使干渠弃水能循环使用,并将其纳入灌区续建节水改造项目。
关键词:干渠调度实践 探讨
中图分类号: S274.3 文献标识码: A 文章编号:
惠农渠灌区现状
惠农渠建于清代雍正七年,即公元1729年,是宁夏青铜峡河西灌区相对部位最低,渠线最长的一条干渠。惠农渠由青铜峡河西总干渠引水,傍黄河西岸略平行,流经青铜峡、永宁、银川、贺兰、平罗、惠农六市县(区)至惠农区尾闸镇。目前担负33个乡(镇)、168个行政村、17个农、林、牧、渔场的灌溉面积7.78余万hm2农田灌溉及部分工业生态用水。惠农渠渠系较为复杂,有惠农渠干渠、昌渠、滂渠和官泗渠三个支干渠系组成,渠道总长231.75公里,其中三条支干渠长92.05公里,渠道进水闸现最大引水流量94m3/s,多年年均用水量11亿m3,是宁夏平原引黄灌区主要渠道之一。惠农渠干渠水量由区属惠农渠管理处按照水利厅年调度计划安排,实行统一管理、统一调配。管理处下设9个管理所,管理干渠直开口525条,干渠直开口以下用水由农民用水者协会自主管理。灌区作物种植结构大体分布为:四所阮桥以上为稻灌区,灌溉面积为2.67余万hm2,四所阮桥以下为旱作区,灌溉面积为4.92万余hm2。根据作物种植结构,干渠的运行期为:夏秋灌为4月下旬至9月上旬,冬灌为10月中下旬至11月中下旬。
调度的基本原则
a.坚持总量控制和定额管理制度。通过总量控制和定额管理严格计划水权和限定用水的分配,将引水权控制到干渠,用水权分配到市县和支渠,严格控制水量不超水利厅下达的用水指标。
b.坚持水权集中,统一调度的原则。严格执行调度计划,实行统一调度,所有水量调度行为必须通过调度人员,按照调度程序进行水量调配。
c.坚持水量调度的权威性。管理处对各管理所用水实行用水总量控制,分阶段考核,各管理所按照“以供定需”的原则和用水定额、水权配额,科学编制各时段各支渠口的引、配水计划,实时监控落实,强化调度工作的严肃性和权威性。
d.坚持多水源联合调度机制。全面落实井渠结合“三个责任主体”,加快井渠结合灌溉技术的推广,适时启用兴惠、礼和、引五济惠等扬水泵站补水,发挥多水源联合调控补灌作用。
e.坚持水量调度的计划性、安全性和准确性。本着“先下游后上游、先高口后低口、先难后易”和“先交后用、交够再用”的原则,强化水量调度的计划性、安全性和准确性,确保上下游均衡受益。
调度运行的要点
根据干渠调度运行的具体特点,在调度工作中我们以“统”、“严”、“稳”、“控”、“缓”、“ 早”、“退”作为水量调度的要点。
a.“统”即统筹兼顾、统一安排、统一调度。调度室充分考虑干渠进口来水情况、干渠工程状况、运行特点以及用水单位的用水计划等情况,统筹兼顾,统一安排,合理调配水量,做到蓄、供水的有机结合。干渠调度实现统一调度,做到令出一门,政令畅通。
b.“严”即严格组织管理、严肃调度纪律。调度室对各管理所实行统一调度与分级管理制度。建立健全各项规章制度,调度室依据调度运行计划和运行情况下达调度指令,各级管理单位必须严格执行调度指令,并严格遵循各项规章制度。
c.“稳”即稳定流量运行。在运行中应尽量保持流量和水位的稳定,使渠水按照近似明渠均匀流运行,流态稳定。尽量避免因流量、水位的变幅过大而导致水流流态紊乱,对渠道产生淘蚀和破坏。
d.“控”即适时调控。按照运行计划要求,适时调节各个节制闸、分水闸闸门开度,联合调度,控制运行流量。但近年来由于黄河来水不足,引水流量受限,在灌溉高峰期根本无法保证灌区作物适时灌溉。面对现状,我们结合实际,采取稻旱轮灌、支干渠轮灌、支渠编制轮灌组分组轮灌、所段轮灌等灵活的调度措施满足灌区灌溉需求。
e.“缓”即流量的增加或减少、水位的抬高或降低应缓慢进行,避免水位的骤升、骤降。水位骤升时,水头流速过大,容易对渠道造成冲刷破坏。水位骤降,渠堤内及衬砌渠道渗入膜后的水不能随干渠水位的降低而及时溢出,产生扬压力,容易造成渠坡失稳滑坡,同时对衬砌板块产生顶托破坏。美国垦务局研究的结果要求,水位下降速度每小时不超过0.15m,连续2h不超过0.3m,24h不超过0.45m,这个速率使用于大多数土渠和薄膜衬砌的渠道,对非衬砌渠道,排水良好的渠段、填方渠段、衬砌后面有排水的渠道容许速率可大一些。经验证明,水位2h降幅不大于30cm,24h降幅不大于50cm,不会对渠道安全造成影响。
f.“早”即早计划、早安排、早送水、早停水。惠农渠渠道渠线长、渠系复杂、作物种植结构上下游稻旱分明,尽早安排下游旱作物早开灌,才能适当错开用水高峰期稻旱争水,拉长灌溉周期。同时灌区属于季节性冻土区,干渠及各类建筑物防止冻胀破坏主要靠减少渠床基土中的含水量以消除造成冻胀的内因来实现。因此干渠争取尽早灌完冬水,并早排空渠道内的余水,使滞留在渠道及渠床及基土中的水分在降温前排出,以避免冻胀破坏。
g.“退”即适时退水、适量退水。主要包括二个方面:一是在警戒水位或事故状态下,为避免事故发生或扩大,满足安全运行或抢修的需求,及时安排退水闸退水;二是降暴雨后,作物用水减少,干渠直开口关闭,引起渠道水位抬高,为确保干渠安全运行和满足部分作物灌溉,保持运行平稳,将多余水量通过退水闸退出。
调度工作中存在的突出问题
a.灌区引水量不足。惠农渠多年引水量为11亿立方米左右,现分配年引水量仅9亿立方米左右,特别是在5-6月份及伏灌高峰期峰值缺口大,灌溉高峰期峰值流量在120m3/s方能满足灌溉需求,近年来最大引水仅为90m3/s,且持续时间又短,灌水模数仅为0.8,远低于其他灌域,不能满足作物适时灌溉需求。惠农渠进口流量小,骨干渠道长、渠道断面输水能力差,工程老化失修,调蓄功能差,灌溉面积不断增加,加之近年来,黄河来水持续减少,水量调度工作难度日趋突出。
b.工程设施薄弱,水调控能力不足。惠农渠干渠主要水利工程大多是上世纪六、七十年代建设的,存在工程布局不合理、标准低、老化失修严重、配套不完善、调控能力和手段不足等问题。现状惠农渠干渠渠道砌护率不足19.5%,渠系建筑物损坏率高达50%以上,影响渠道安全供水。近年来,由于引水量减少,干渠长时间处于低水位、小流量运行状态,直接造成干渠淤积严重,输水能力近一步下降。
c.灌区作物种植结构不合理。四所以上水稻面积逐年增加,中下游小麦面积逐年下降。近年来稻米价格逐年上涨,加之稻地种植投入较少,同时惠农渠灌区中低产田、低洼地较多,为了改造农田和增加收入,农民种稻积极性大增。灌区水稻面积有过去1.2万余hm2增加到现在的2.67万余hm2,而且灌区中下游禁稻区也出现种稻面积不断增加的漫延之势,稻旱争水已成事实。同时,中下游传统旱作区,作物种植结构近几年发生很大变化,小麦面积逐年减少,玉米、番茄面积逐年增加。造成灌区6月中旬前下游用水少,6月下旬至7月上旬、伏灌伏泡灌区集中用水,干渠无法根本满足作物用水。
d.干渠退水能力逐年萎缩。管理单位由于资金原因,多年来只重视干渠维修建设改造而忽视退水沟的维护整修,同时灌区由于交通、灌排、农田建设等,建设方为了自身利益挤占退水沟的事件时有发生。在运行中由于干沟排水能力弱,因干渠退水,沟水倒灌淹没农田的矛盾纠纷不断发生。因而造成干渠退水沟不能满负荷退水或不能退水,退水沟退水能力逐年减弱,间接增加了调度工作的难度。
e.调度人员业务素质参差不齐。近几年由于人员变动,处、所部分调度人员对灌区情况不熟悉、业务素质不强,在灌溉调度中,往往因为局部调度失误,而影响全局。
切实做好干渠调度的思路与意见
a.坚持北部节水的原则,以节水为中心,加快现代节水型灌区建设。加大灌区续建配套和节水改造力度,进一步完善灌排体系;合理配置水资源,实现地表水和地下水联合调度。
b.全面做好节水灌溉工作。坚持以水定产,以水定植,进一步加强田间节水措施。加快农业结构调整力度,加快发展节水高效农业。在面上四所阮桥以上稻地面积必须压减,加大支渠以下渠道防渗砌护和畦田建设力度;大力推行垄作沟灌、小畦灌等节水措施,提高田间水利用率。坚决执行“一把锹”淌水制度。
c.加快水量调度工作的规范化、制度化、现代化的建设,科学合理的调配水量。尽快建立一支高素质的水量调度队伍。加快灌区信息化建设,力促水量调度精细化管理。
d.全面启用现有机井和电排站,合理整合边缘扬水、补水工程,通过井渠结合、沟渠结合、扬水与自流,合理开采利用浅层地下水资源,有效控制地下水位,从时间和空间上优化配置地表、地下水资源,有效缓解区域灌水难、排水难问题。
e.增加干渠退水能力,发挥干渠弃水作用。加强对现有干渠退水沟养护整治,并进行必要的整治和砌护,把退水沟道的维修养护纳入管理所日常工作中来,并不断加强,确保干渠能适时适量退水。积极联系各方,开发有蓄水、生态湿地功能的荒滩、水塘、湖泊泽地,使干渠弃水能循环使用,并将其纳入灌区续建节水改造项目。