不同类型地区的水利问题及其治理

第八章 不同类型地区的水利问题及其治理 我国地域辽阔，地形复杂多样，各类地形的面积占全国总土地的比例约为山地33％、高原26％、盆地19％、平原12％、丘陵10％。由于自然条件各不相同，地区性差异很大，采取水利规划的原则和治理措施也不相同。下面按不同类型地区的水利问题及其治理措施分别介绍。 第一节 山区丘陵地区的规划治理 我国是一个多山国家，包括山地、高原和丘陵在内，广义的山地面积占全国土地总面积的80％左右。不但面积大，而且地质、地形复杂，大陆性季风气候显著，降水量年际变化大，年内洪、枯悬殊，加之毁林毁草农垦历史悠久，土壤侵蚀十分严重。所以，搞好山区、丘陵区(简称山丘区，下同)水利规划与治理，对发展农业生产有着重要意义。 山丘区发展水利的优势有：地势起伏，峡谷众多，有利于筑坝建库，蓄水滞洪抗旱；河流坡度大，可发展水力发电和水力加工；地形坡度较大，可引水位高，有利于自流灌溉；宜林宜草面积大，有利于开展综合经营。 山丘区存在的主要水利问题是早、洪和水土流失。山丘区地势起伏剧烈，地形复杂，高差大而坡度陡；沟壑纵横，岗、冲相间，田块零碎，土壤瘠薄；地高水低，引水困难；河流源短流急，洪、枯水量变化较大，一遇暴雨，汇流迅速，山洪暴发经常，产生严重的水土流失；无雨期间还常常因沟溪干涸而出现旱象。 一、山丘区灌溉系统特点 随着山丘区农业生产的发展，灌溉用水量逐年增加，为了解决供求矛盾，我国不少山丘区已创建了蓄、引、提相结合的长藤结瓜式的灌溉系统，做到以丰补歉，调剂余缺。这种灌溉系统包括三个组成部分：一是渠首引水、蓄水或提水工程；二是输水、配水渠道系统；三是灌区内部的塘堰和小型水库以及小型泵站。因为渠道系统似藤，灌区内部蓄水设施似瓜，故名为长藤结瓜式灌溉系统。 长藤结瓜灌溉系统具有以下特点： (1)充分利用山丘区河川径流，利用水库塘坝蓄水，能充分拦蓄和利用当地地面径流、山泉水、地下渗流等水源，供灌溉季节需用。 (2)引水上山，盘山开渠，扩大山丘区灌溉面积，提水补岗，解决岗培田干旱缺水问题。 (3)充分发挥灌区内部塘坝的调蓄作用，互相调度，互补有无，扩大灌溉面积，并提 第260页

高塘堰的复蓄次数和抗旱能力。 (4)扎“根”江、河、湖、库，水源有保证，抗灾能力强。 (5)分散径流，就地拦蓄，有利于滞洪与水土保持。 (6)把非灌溉季节的河川径流引入灌区内部塘库存蓄起来，供灌溉季节农田使用，实行“闲时灌塘，忙时灌田。”从而提高了渠道单位引水流量的灌溉能力。 山丘区灌溉系统的形式，一般有以下四种： (1)以引为主的长藤结瓜灌溉系统。这种灌溉系统一般在河流的中下游较多，在我国以四川都江堰工程的规模为最大。 (2)以提为主的长藤结瓜灌溉系统。这种灌溉系统常见于河流的中下游。根据提水设备的动力形式，又可分为电力提灌区、小型机械提灌区及水轮泵灌区。 (3)以蓄为主的长藤结瓜灌溉系统。这种灌溉系统是在河流的中上游山区修建水库，调节河川径流，提高灌区供水保证率。湖南韶山灌区、湖北障河灌区，广东青年运河灌区等大，中，小水库灌区均属于此类。 上述三种长藤结瓜灌溉系统形式都是一河取水，单一渠首的灌溉系统，是山丘区灌溉系统的基本形式。见图8—1。 (4)多河取水、多渠首联合供水的长藤结瓜灌溉系统。这种灌溉系统逐步由小变大，从一个流域向邻近流域，从单一水源向多水源联合供水，自一条河系发展到几条河系相连，为最大限度地合理开发利用水土资源，为解决山丘区流域之间不平衡的矛盾创造条件。安徽省中部丘陵地区的淠史杭灌区，就是此类灌区的典型。这个灌区以梅山、佛子岭等五座水库作为多河取水的渠首，加上灌区内部地面径流的补充，并通过塘堰和小水库的调节，灌溉面积达1096万亩，发电5万kW，兼有水力发电与航运之利。 长藤结瓜灌溉系统中的渠系规划布置除了要遵守第五章所述的基本原则外，还应注意以下几点： (1)充分调查研究，搞清基本情况，全面分析灌区水源的余缺程度。 (2)制订不同方案，合理确定输水渠道和环山河、渠的高程。输水渠道的高程要尽可能控制更多的自流灌溉面积。环山河应尽可能与山、田分界河结合起来。 (3)应力求灌溉渠线路最短，避免渠道直接与塘(库)串联，以便于输水及控制水位。 (4)综合利用水资源，尽可能地把灌溉、排涝、防洪、水土保持、水产养殖以及小水电等结合起来。 第九章 灌溉排水管理 灌区的修建，为抗御水旱灾害及保证农业高产稳产提供了良好的物质条件。为了充分利用水土资源及发挥工程设施效益，改善农田水分状况，提高土壤肥力，促进农业增产，必须重视和作好灌区管理工作。我国水利事业发展中，一直贯彻“兴修与管理并重”的原则，强调修好一处、管好一处，保证发挥和提高工程的经济效益。 灌溉排水管理的主要任务是通过对各种工程设施的管理运行，充分利用水资源，合理调配灌、排水量，开展试验研究，实行科学用水和排水，促进农作物高产稳产；并采取经济措施，搞好经营管理，发挥工程最大效益。灌排管理包括工程管理、用水管理、生产管理和组织管理四方面内容。工程管理的主要任务是对枢纽工程、各级灌排渠道以及渠系建筑物等进行合理运用、检查、观测、维修、养护、改建、扩建和防汛、抢险等工作，使各项灌、排工程保持完整状态，各级沟、渠畅通无阻，保证安全运行发挥正常功能。工程管理是灌溉排水管理的基础，只有做好工程管理，使渠系工程配套完善，并不断提高工程质量，才能保证工程安全运行，才能实行科学用水管理。用水管理是灌溉排水管理的中心，主要指灌、排水量和流量的调配以及灌、排水时间的安排等，充分发挥灌、排工程效益。它的主要任务是：实行计划用水，结合农业生产安排，合理调配水量，利用排水系统消除涝碱灾害，发生超标准水情时减小灾情；及时组织田间灌溉与排水工作，为作物生长提供良好的土壤水分条件，达到节约用水与作物高产稳产；控制地下水位变化以防止土壤恶化，为治理盐碱地及改良沼泽化土壤，提供有利条件。生产管理指灌区内结合工程管理、用水管理开展的综合利用、多种经营以及水费征收等工作。它是充分利用水土资源和灌排工程设施创造财富，增加收入，从而促进工程管理和用水管理的必要环节。组织管理是指建立与健全专业的与群众性的灌区管理组织，配备管理人员，才能完成工程管理、用水管理和生产管理的任务。可见在这四方面管理之中，工程管理是基础，用水管理是灌溉排水管理的中心，组织管理是开展这些工作的组织保证，生产管理则是促进、巩固与发展以上三种管理的重要手段。由于灌溉排水管理的内容很广泛，本章只介绍几个主要部分。 第一节 灌溉用水管理 灌溉用水管理是灌溉管理的中心，其首要任务就是实行计划用水，合理调配水量，达到节水的目的。计划用水是根据农作物需水规律、农业生产安排、灌溉水源情况、灌区工程条件进行有计划的引水、蓄水和配水。无论是大、小灌区，都要实行计划用水，做好用水管理工作。实施计划用水，要进行认真的调查研究与分析预测，充分地吸取当地先进经验，做到因地制宜和简便可行。用水计划的主要内容是合理确定各时期渠首的引水流量， 第288页

向各级渠道或用水单位的配水流量，配水顺序及配水时间等。在水源和降水情况多变而又缺乏调蓄工程的灌区，应编制较短时段的用水计划，如按季节或灌次编制用水计划。在执行用水计划时如遇到特殊变化，则应根据情况的变化，及时修改用水汁划。 一、灌区用水计划的编制 用水计划是灌区(干渠)从水源取水并向各用水单位(县、乡、队或农场)或各渠道配水的计划，它包括灌区取水计划和配水计划两部分。用水计划系由灌区或渠系管理机构编制，可分为年度用水计划和季度用水计划或轮灌期的用水计划。年度用水计划在灌溉年度开始前编制，它是根据基层用水组织的用水申请，制定全年引水量及灌溉任务的简略计划，综合平衡供需水量(不做渠道流量分配)，作为全年管理工作的依据。季度或轮灌期的用水计划是年度用水计划的分期实施计划，在每季度或轮灌期灌水前编制，系主要根据基层用水组织提出的用水计划，结合灌区的具体情况制定的每季或轮灌期的灌溉任务和引水配水计划。 编制灌区用水计划一般采用下述方法步骤： (1)在灌溉季节以前，由用水单位提出用水申请书或基层用水单位的用水计划，呈报灌溉管理部门。 (2)灌溉管理部门根据当年的蓄水和引水情况、气象预报资料以及用水单位的用水要求等，对全灌区的来水、用水进行平衡计算，并采取相应措施对供、需水量加以修正，使之保持平衡。 (3)根据修正后的水量平衡计划，编制灌区供水计划。由于水量平衡计划的基础之一是长期气象预报，且编制的时段较长，因此可能与实际情况有较大的出入。灌区供水计划一般按季度编制，如春灌用水计划或夏灌用水计划等，也有分次编制的，即在每次用水以前编制。这样可使编制的计划与实际情况比较接近。实际上，灌区供水计划是水量平衡计划的进一步修正。 (4)编制渠系配水计划，将计划的供水量按一定顺序、一定时间、一定流量分配给各级渠道和用水单位。 二、渠系年度用水计划的编制 渠系年度用水汁划是基层管理单位编制用水计划的依据。主要内容有： ①灌溉任务指标，如灌溉任务、渠系利用系数、灌溉效率等； ②主要农作物的灌溉制度； ③综合平衡供需水量； ④贯彻计划的措施。 根据上述的基本内容来看，编制年度用水计划需进行很多工作，诸如搜集灌区内地形、土壤、水文、气象、水文地质、作物种植计划、机井分布等基本资料；进行作物需水量的分析与计算，确定作物灌溉制度和灌区净灌溉用水量；其他用水量(如水力加工、工业用水、生活用水、畜牧业用水、林业用水等)分析；灌溉水源来水分析及平衡供需水量的措施等。大多数内容已在其他章节涉及，以下只介绍灌溉水源的取水计划编制及渠系年度用水计划编制。 (一)灌溉水源取水计划的编制 1．河流水源情况的分析 在无坝引水和抽水灌区，需分析水源水位和流量，在低坝引水灌区，一般只分析水源 第七章 井灌井排 我国是世界上农业发展最早的国家之一，也是最早利用地下水的国家之一。但1949年以前，我国基本上没有机电井，只是一些人工挖掘的简易水井，全国井灌面积仅有1582万亩。新中国成立以来，井灌井排事业发展迅速，据《1998年中国水资源公报》报道，1998年全国供水量5470亿m^3，其中地下水供水量为1028．36亿m^3，占总供水量的18．8％。到2001年年底，全国机井数量达到370多万眼，井灌面积达到2．1亿亩。在全部灌溉用水中，地下水开采量占50％以上。我国已成为世界上井灌面积最大的国家之一。 根据有关部门估算，我国地下水补给量8249亿m^3，随着工农业的发展，在充分利用地面水资源的同时，充分开发利用地下水资源，对解决干旱及半干旱地区地面水源不足具有重大意义。 目前各地井灌发展很不平衡，有些地区地下水资源尚未得到充分开发利用，还有一定的潜力可控，如黑龙江、辽宁、吉林西部，内蒙古东部、安徽的北方地区、山东的沿黄地带、河南南部以及新疆的天山南北等地区，如能充分利用这些地区的地下水资源必将给当地的国民经济发展带来巨大的推动作用；有些地区因过量开采，已发生地下水位持续下降，出现区域性地下水降落漏斗，总面积达到16万km^2，不仅造成大批机井、机泵报废，提水成本增加，而且引发了一系列的环境问题。为了合理开发利用地下水资源，满足日益增长的工农业生产的用水需要，必须做好地下水资源的规划与管理工作． 应用井排除地下水，降低地下水位，叫做竖井排水又称垂直排水。竖井排水在农业上主要用于防治渍涝和土壤盐碱化。竖井排水和明沟排水及暗管排水相比具有很多优点，但最主要的一点是可以与井灌相结合，这是我国目前竖井排水的主要方式。 第一节 井灌区规划 井灌区规划应在农业区域规划和流域综合利用各种水资源规划的前提下进行。规划前，对规划区内与规划有关的自然条件和技术经济条件进行