浅谈千川村村级灌溉系统设计与规划

李小红 周 伟

（1.千阳县城关镇人民政府 陕西 千阳 721100；2.千阳县张家塬镇人民政府 陕西 千阳 721100）

1 千川村灌溉现状与存在问题

千阳县位于渭北旱塬西部丘陵沟壑区，而千川村位于该县城以东2km，该村和冯家山水库尾部相连，属千河滩地井灌区，有1个行政村，5个村民小组630户2400人，耕地面积3200亩，是千阳县唯一的蔬菜种植村。该村现有大口井10眼，深机井3眼，混凝土田间输水干渠2.3km，引水土渠近8km。由于这些工程是上世纪八十年代村组自行修建的，管理混乱，加之现在集体经济薄弱，无力维修、配套，致使所建工程未能充分发挥效益，田间引水渠道因多为土渠，跑、漏、渗现象相当严重，导致水资源和浇地人工浪费严重，所以，加快千川村灌溉系统改造与建设是提高村域农业生产能力，增加农民收入的关键性措施。

2 千川村灌溉系统水源的确定

2.1 分析千川村灌溉系统供水量

千川村地处千河左岸一、二级阶地区的黄土台塬内，该村农田灌溉水源主要依靠地下水。通过对该村现有10座大口井进行实测调查，单井涌水量均在1500m3/d～2000m3/d，均符合农业灌溉水质标准，依据耕种地理条件和大口井分布现状，确定选用5眼大口井为水源，将灌区分为2个区来控制，大口井相互串连，单井控制面积均在90亩～100亩之间。在第一区设3眼大口井，控制灌区面积290亩；第二区设2眼大口井，控制灌区面积185亩。经过对这五眼大口井涌水量的实际测量，单井涌水量在1500m3/d，5眼井日涌水量为0.75万m3，月涌水量22.5万m3。

2.2 分析该村灌溉系统用水量

第一区规划发展灌区面积290亩，设计灌溉面积522亩，二区规划发展灌区面积185亩，设计灌溉面积333亩，目前两个区域的作物复种指数均为1.8，灌溉水利用系数为0.65；又千川村灌区属缺水地区，该村是以种植蔬菜为主，确定该灌溉系统保证率为75%，该区各作物灌水时间、次数、定额，以《关中北二区灌溉制度》为依据，参照千阳县冯坊河西干—郝家坡水库灌区的灌溉制度，确定出灌区的灌溉制度。以此灌溉制度作为计算依据，计算第一区灌溉年用水量为6.26万m3，第二区灌溉年用水量为4万m3，两个区合计灌溉年用水量为10.26万m3。

2.3 系统水量平衡分析

通过计算，两个区灌溉年用水量为10.25万m3，月最大用水量2.89万m3。而作为水源的五眼大口井常年涌水量波动不大，日涌水量最小为1500m3/d，月最小供水量达22.5万m3，远远大于灌区月最大用水量，该水源完全能满足千川村灌溉系统的供水需求。

3 千川村灌溉系统建设内容

3.1 系统建设原则与标准

千川村灌溉系统实行改造和改革、骨干与田间、灌溉与排水相结合的原则，制定适宜的改造方案，充分考虑水资源承载能力，实行总量控制、定额管理，协调行业用水需求，促进农业结构调整。依据《灌溉与排水工程设计规范》确定该工程级别为5级，主要建筑物级别为5级，供水与灌溉保证率为75%，根据1996年省地震防御区化分布的有关规定，工程所在地地震设防裂度为7度。

3.2 系统建设内容

千川村位于千河左岸一、二级阶地，地形北高南低，地面坡降2%，地势平坦，地块经多年种植，平整规则。依据该区地形地势条件和原来村组自行修建的水利设施，利用原有5眼大口井作为水源，机电设备齐全，故不需考虑重建。但是由于自然、人为损坏，井台、井口壁需进行维修，井下需进行淘洗，以保证水量充足。对规划的5眼大口井全部进行淘洗，并对大口井井台采用M 7.5浆砌石进行维修，加固井口，厚度0.3 m；为了使渠道与大口井衔接，布设出水池5座，出水池均为C20砼浇筑，设计长度1.2 m，宽度0.6 m，池深1.0 m。出水池壁厚0.2 m。新配套D 30“U”型引水渠道，筑砌长度为4.36km。

4 灌溉系统渠道设计流量与断面确定

4.1 系统灌水定额的确定

千川村作物种植以蔬菜为主，灌溉采用渠道灌溉，各类作物的灌水时间、灌水次数、灌水定额，以《关中北二区灌溉制度》为依据，并参照千丰渠灌区的灌溉制度来确定。按照《土地开发整理项目规划设计规范》中公式，灌水定额计算按下列公式：

m设=6.67·r·h（βmax-βmin）

式中，r——土壤干容量，取值1.40 g/cm3；

H——土壤计划湿润层深度。取0.7cm；

Βmax——田间最大持水量，取值24%；

Βmin——田间最小持水量，按经验值取最大持水量地2/3。

经计算，灌水定额为m设=65.34m3/亩。

4.2 灌溉系统灌水周期的确定

千川村作物种植主要以蔬菜为主，蔬菜生长期包括分苗期、生长期、扬花期、挂果期、成熟期5个生育期，大多在春夏季节。根据蔬菜需水规律，其需水高峰在挂果期间，因此以该区蔬菜挂果期，蒸腾蒸发峰值来确定灌水周期，由试验资料可知：

该区蔬菜蒸腾蒸发峰值Ep=6.5mm/d。

灌水周期F=m设/Ep=65.34/6.5=10.05 d。

灌水周期取整值，为10天。

4.3 渠道断面的确定

渠道断面设计时，要考虑渠道具有足够的输水能力和稳定的渠床，同时也应具有足够的水位，以控制最大的灌溉面积，两者互为联系，互为条件，以此保证渠床稳定，不会发生局部冲刷和淤积。该灌溉系统中，引水流量根据该区大口井现配套的机电设备来确定，现配套的水泵流量为45m3/h，同时考虑该区大口井为串连形式，故渠道流量按2井合计取90m3/h，渠道设计流量为0.025m3/s，初步确定该渠道断面采用30“U”型渠，对该型号渠道均匀流进行计算，采用下列公式：

式中，A—D 30“U”型渠，其面积为0.056m2；

R—该型号渠道的水力半径；

i—该型号渠道的水力半径，取3‰。经计算Q设=0.029m3/s。

渠道断面正好满足设计需求，故确定渠道断面为D 30“U”型渠。

通过对梯形断面、矩形断面和“U”型断面分析比较，渠道断面采用“U”型断面比较合理。该灌溉系统设计新建D 30“U”型渠道10条，长4.36km，用C20砼浇筑。渠道断面上口宽0.36 m，渠深0.3 m，设计水深0.25 m，衬砌厚度6cm。按照每个田块分布状况，在斗渠上适当布设分水口，断面上口宽0.30 m，渠深0.3 m，设计水深0.25 m，衬砌厚度为6cm。

表1 千川村灌溉制度表 （P=75%）

4.4 渠道附属建筑物建设

根据道路布设和规划，在渠道上布置生产桥16座，桥长3.0 m，侧墙和拱顶均采用C20砼浇筑。渠台宽度0.5 m。挖方段边坡系数0.5，填方段边坡系数为1.0，渠台压实干容重必须大于1.6 g/cm3。渠道每6 m设伸缩缝1道，采用人工切制的V形缝，采用M10水泥砂浆填塞，再切制宽0.5cm的缝。

5 结论

千川村灌溉系统建成运行，最明显的效益是节约水资源和节省土地，该系统灌溉面积475亩，布置渠道4.5km，每100m可节省耕地0.15亩，节省耕地3.6亩；采用渠道输水灌溉与土渠相比较，不仅速度快，而且能够大大提高水的利用率，水利用系数由0.5可提高到0.75，亩均灌水量可节省15m3，按作物生育期内平均灌水4次计算，亩均年可节水60m3，该系统年可节水5.13万m3。经对已成水利设施的灌溉调查分析，蔬菜亩均可增产150 kg，增产粮食1.5万kg，增收16.13万元，水利分摊系数按0.40计，年可净增收6.45万元，有限面积产出的经济效益有了显著提高，为该村农民增收提供了强有力支撑。