谈彭阳县集流节灌工程的发展与施工技术

杨 方

摘要彭阳县储水设施主要有蓄水池和储水窖,介绍了储水窖的结构类型、规划布局和施工技术,以期为彭阳县集流节灌工程的发展提供参考。

关键词集流节灌工程;储水设施;施工技术;宁夏彭阳

中图分类号 S277 文献标识码B文章编号 1007-5739(2009)09-0275-01

在宁南黄土山丘区,由于降水与作物需水时间不统一,造成“十年九旱、春夏连旱、靠天吃饭”的被动局面,导致农业生产的低水平,低效益。而雨水径流的集储灌溉技术可将集聚、储蓄的雨水径流作为主要补充灌溉水源,充分而有效地利用当地雨水资源“反季节”发展旱地节灌“两高一优”农业,实现旱涝保收,高产稳产,从而解决农业用水困难;同时,还能帮助山区农民走出人畜饮水的困境。

雨水径流的集储节灌工程主要由集流场、储水窖和灌溉可利用有效农田3个主体工程组成。其中,储水窖是中心环节,起着纽带和核心的作用。在多雨季节,集流场应尽量多地截集雨水径流(通常有屋檐接水导流、集雨布积水存储、混凝土集流场引流3种截集方式),把截集的径流送入储水窖中存储,供农作物需水时灌溉利用。储水窖的容积及其调储能力将对集流区面积和可有效利用集流区面积的比例产生决定性影响。因此,结合彭阳县北部山区小流域治理措施与成效,调查研究适宜于宁南山区雨水径流集储灌溉技术最大发挥效益的储水设施的结构类型、规格标准及其施工技术十分必要。

1储水窖设施结构类型的选定

1.1蓄水池

蓄水池又叫涝池、塘池,多建于村庄附近、路旁沟头或村庄中心地段等径流集中的地方,兼顾群众取水饮牛、羊等牲畜。蓄水池大多半填半挖,圆台状,防渗PVC膜贴地护坡,砌石或混凝土盖板覆膜衬面,混凝土现浇防渗底面,有效容积500~1 000m3。在水土保持方面蓄水池是一种较好的沟头、村庄防护措施,但由于其敞宽浅式结构造成渗漏蒸发强度大,加之经常有小孩、老人等弱势群体取水,在某种程度上存在安全隐患。因此,蓄水池蓄水在山区集流节灌技术中只能作为替补水源,但又必不可少。

1.2储水窖

1.2.1储水窖结构类型。大体可分为井窖(竖向储水)和窑窖(横向储水),其储水容积都较小(一般设计安全有效储水容积50~60m3),但防渗处理较容易,且径流存储于地下,蒸发强度小,储水效果较储水池好。因此,水窖储水是山区集流节灌技术中主要的储水设施。

1.2.2储水窖的规划布局。为了使水窖在集流节灌技术中持久、耐用、经济,低成本高效益运行,且又能起到良好的调储作用,储水设施的选址、摆布与容积或面积的确定至关重要,近14年来,彭阳县的储水窖布设先后经历了3个阶段,第1阶段:初步探索阶段。1995~2000年,县水利局引进2种同规格不同施工材料的井窖,即水泥砂浆窖与胶泥窖,大大缓解了彭阳县北部山区人畜饮水和旱作农业缺水的问题。时值机修农田兴修高潮期,水利局要求水窖布设于公路两侧(便于保证水窖水源)的机修地头(便于节灌旱作农业)。第2阶段:趋于规范阶段。2001年初,彭阳县已完成储水窖16 821眼,水窖储水率96.8%,生产、生活用水趋于稳定,农民群众开始由急需救济水转变为需要干净卫生水,于是引进屋檐接水导流设施和浇筑集流场以及配置机动灵便的集雨布集聚天上水。第3阶段:成熟发展阶段。2006年,彭阳县累计拥有储水窖29 680眼,成功改造泉水861处,配置集雨布3 842块,屋檐接水1 300套,完成混凝土集流场2 730处,节水灌溉面积出现“零”的突破,农村自来水和泉水惠及80%的农户,85%~90%农户安全饮水得以保证。储水窖的布设要求与新农村建设相结合,家家户户集流场硬化院落,水窖要求布置到院心花园中,为养花或种植架生立体蔬菜(西红柿、黄瓜等)提供水源;或布于圈棚、厕所旁,便于圈畜饮水以及为与之配套的沼气发酵提供水源。

2储水窖施工技术

2.1储水窖选址

水窖施工选址事关施工安全和窖体使用寿命以及储窖的水源问题,应尽量选于坚实土层上,距离大树、沟边2~3m以上。

2.2储水窖施工备料

施工材料的优劣决定着窖体的质量和可持续利用。本着经济耐用的原则,要求银沙颗粒级配良好,如白砂糖状晶莹体,细度模数1.8~2.0,且杂质少;碎石最好是料场粉碎机下筛料,粒径0.5cm以下,无杂质;水泥标号425;砖用火砖和红砖均可。

2.3储水窖土体施工放样

平整出6m×6m的窖址平面后,取直径4.5m(D1)的圆放样并垂直开挖至深度1.3~1.5m时,取直径4m(D2)放样,再向下取坡开挖至深度5.5~6.0m,同时直径在D1D2垂线上缩小至3m,且每挖深1m凿1个10cm×10cm×10cm的圈带槽(呈外小内大的楔状体),以求储水面混凝土与土体面结合牢固。这种方法称“井窖敞口开挖土体施工法”,开挖质量有保证,工效高。

2.4储水窖防渗层施工

2.4.1旱窖部分。在4.5m(D1)与4m(D2)的土圆柱体交叉平台处打25cm×10cm×10cm的圈梁,而后以二四砖或一二砖悬空升级阶梯状砌筑,每砌筑1层就迅速在其外围以湿土压实填平1层,最后在砖体内部用沙浆抹面,以防万一储水面超过水窖储水深度而造成渗漏损害。

2.4.2储水部分。分3步抹3层进行。第1步混凝土抹面。按水泥∶砂子∶石子=1∶2∶3的比例拌合,以1.0cm厚度粉抹到水窖土体表面,抹光压平,使砂眼客观率达到最小。第2步水泥砂浆抹面。按水泥∶砂子=1∶3.5比例拌合成砂浆,以1.0cm厚度粉抹到混凝土面上,抹光压平,使砂眼客观率再达到最小。第3步水泥灰浆抹面。把水泥和水按重量比1∶5拌合成浆糊状,用刷子涂抹到砂浆抹面上,填平所有砂眼,力求100%。

2.5水窖封底

一般生活窖封底宜用胶泥;生产窖封底宜用水泥∶砂子∶石子=1∶2∶3的混凝土。厚度宜在15~20cm。封底方式多采用“底压邦”,即先处理好邦面再封底。

2.6窖体养护

窖体内部储水面在施工结束12h后必须及时养护,在养护期内必须保持窖体裸露面湿润。根据农村群众打窖经验,最简单方便的养护方法为:在窖内放入1m左右的深水,然后用棚膜密封窖口15d,以达自然养护的目的。