时间：2013-11-29 分类：水力
摘要：葫芦岛市是一个水资源极其匮乏的城市，地表径流少，年均降水量少，水资源总量不足，素有十年九旱之称。全市现有耕地面积339万亩，耕地灌溉面积120万亩，仅占耕地总面积的32%，干旱已成为制约葫芦岛市农业发展重要因素之一。破解这一瓶颈，发展节水农业是必然的选择。
关键词：工程 节水 发展
应该说这些年来葫芦岛市实施的3655节水灌溉工程、土地综合开发工程、农田大禹杯工程等等，有了一定的水利基础条件，但是仍然摆脱不了雨养农业的困境，致使农民增收缓慢。据专家介绍，农业用水的90%以上是用于灌溉。但是，由于灌溉水利用率低，水的有效利用率只能达到45%左右，宝贵的水资源都白白浪费掉了。长期以来，葫芦岛市在不断开展水利建设的同时，一直在思索着节水农业的发展问题。特别是自1999年以来，葫芦岛市在连山区金星镇，绥中县荒地镇、李家堡乡，兴城市大寨乡、白塔乡，建昌县碱厂乡、养马甸子乡实施节水示范项目，完成投资1019万元，完成喷灌、微喷灌节水灌溉面积1.7万亩，节约水量240万立方米。借助国家大型灌区王石灌区续建配套与节水改造的契机，全市加大小型农田水利建设项目投入，节水灌溉已从小面积试点向大面积和集中连片发展;从田间节水向全面节水发展;从平原井灌区向自流灌区和干旱山丘区发展;从灌溉大田作物向灌溉高效经济作物发展，节水灌溉进入了一个新的发展阶段。
2 研究与应用概况
\"十一五\"期间，由葫芦岛市节水办主持完成了《葫芦岛市十一五节水规划》，并在连山区金星镇，绥中县荒地镇、李家堡乡，兴城市大寨乡、白塔乡，建昌县碱厂乡、养马甸子乡开展节水改造工程综合节水技术试验与示范研究\"，针对我市属季节冻土地区，渠道冻胀破坏与渗漏严重、灌溉用水量大，灌区管理粗放等问题，开展了干、分干、支、斗、农五级渠道适宜衬砌结构型式;防渗、抗冻新材料、新技术与新工艺;田间工程节水改造技术;衬砌渠道防渗效果;节水改造工程实施后对环境影响与群管水利体制改革与灌区用水管理等方面试验研究，取得了一批极具实用价值的成果。成果在渠道防冻、防渗衬砌断面和结构型式及新型材料结构的研究和开发方面有创新，为同类灌区的节水改造提供了科学依据和重要经验。该成果已在全市部分大型灌区节水改造工程建设中得到全面推广应用，渠道衬砌长度1200公里，节水面积800万亩，累计节水量14.7亿m3，取得直接和间接效益3亿多元，效益显著。
3新材料研究与应用
聚苯乙烯泡沫板由可发性聚苯乙烯颗粒为原料，经加热预发泡，在模具中加热成型而制成的具有微细闭孔结构的泡沫塑料板材。具有重量轻、导热系数低、吸水率很小、化学性能稳定、抗老化性能高、耐久性好、自立性好、施工中易于搬运等优点，缺点是耐热性低。主要用于建筑墙体，起到保温隔热的作用。
保温板提高基土地温显著。由于保温板保温隔热作用，可有效缓解基土与外界的热交换速度，使地基土在冻结过程中温度降低缓解，保温板愈厚表现愈明显。据试验数据统计，平均保温板每厘米厚提高地基土温度在1℃左右。保温板可明显减小基土冻结深度。由于保温板导热系数低，能有效缓解冻结速率，抑制冻深发展，随着板厚增加，冻深呈线性规律减少，在试验条件下，平均每厘米厚保温板对冻深减少10cm左右。
保温板能够抑制基土水分变化，这是由于铺设保温板后，冻结锋面推进变缓，基土温度梯度较小，水分迁移及原驻水重分布的能力较弱，使冻结过程中冻结锋面与地下水的距离逐渐加大，水分迁移路径相对增大，不利于水分迁移，从而减少了地基土的冻胀量。保温板对基土冻胀有明显的抑制作用。据试验结论：东面走向渠道阴坡上部铺设3cm、4cm、5cm厚保温板可削减冻胀量52%、97%、100%;阴坡中部铺设5cm、8cm、10cm保温板可削减冻胀量39%、72%、82%。阳坡上下均铺设3cm厚保温板可基本消除冻胀量。南北走向渠道阴、阳坡上部铺设4cm、下部铺设5cm厚保温板可基本消除冻胀量，渠底铺设5cm厚保温板可削减冻胀量92.5%;渠底铺设8cm厚保温板可完全消除冻胀量。
该项技术已在建昌，连山等灌区骨干渠道大面积推广应用，衬砌骨干渠道267km，聚苯乙烯保温板的使用量达到22.3万m3。提高了骨干渠道的使用寿命，达到了\"防渗、抗冻、经济、可行\"的目的。
土壤固化剂是在常温下能直接胶接土体中土壤颗粒或能够与粘土矿物反映生成胶凝物质的硬化剂。目前土壤固化剂可分为三类：电离子类固化剂、生物酶类固化剂、水化类固化剂。
水化类土壤固化剂主要由石灰石、粘土、石膏等矿物质按比例拌合后，经过一定工艺加工而成为固体粉状物质。将固化剂、土壤、水按一定比例拌合后，便将土壤颗粒胶结成整体形成固化土。对拌合物机械施压，逐出土壤中气体，可使土壤胶结体形成有相当抗压强度和抗渗能力的固化土。
固化土衬砌渠道可预制或现浇。预制：筛土—加固化剂—拌合—加水拌合—机械加压—养护—搬运—铺砌安装。现浇：将湿拌均匀的固化土拌合料均匀地铺撒到已清好的地基表面，铺撒厚度8～10cm，将表面摊平整后，碾压须3遍以上，压实干密度不得小于1.6g/cm3。#p#分页标题#e#
采用土壤固化剂预制板衬砌渠道，设计断面为梯形断面，采用0.3mm厚聚苯乙烯膜防渗，5cm厚预制固化板护面，板下设3cm厚固化泥过度层，边坡系数1：1。
衬砌渠道冻胀变形较均匀，消融后自然复位，整个坡面无隆起或沉陷破坏现象。对比测试结论表明：固化土预制块与混凝土预制块衬砌的渠道的冻结、冻胀规律基本相同，因此，在冻胀量较小的田间渠道可选用固化土预制块衬砌，渠道断面宜采用梯形。将固化土加工制成预制板衬砌渠道可就地取材，节省大量砂石料，预制固化板是预制混凝土板造价的65.1%左右。即可降低生产成本34.9%。
渠区节水研究
本项研究结合葫芦岛渠灌区的自然特点，通过灌区节水改造技术和用水管理体制改革，以提高灌区灌溉水利用率和效益为主线，从工程节水、田间节水、农艺节水和管理节水4个方面入手，突出反映灌区综合节水措施与效益的发挥，并注重新技术、新材料、新设备、新方法和新工艺的引进、开发与应用，在此基础上，初步构筑适合葫芦岛渠灌区节水改造技术集成模式。
(1) 工程节水
主要技术环节包括：渠道衬砌技术、渠系建筑物配套技术、渠沟田林路配套技术。关键技术是确定适宜的田间渠道衬砌范围、结构型式、衬砌材料与防渗抗冻措施，各类渠系配套建筑物与灌区渠沟田林路优化设计。目标是提高田间渠系水有效利用系数、工程寿命、农田水利化和灌溉节水化标准。
(2)田间节水
主要技术环节包括：土地平整技术、畦田改造技术、地面灌溉技术。关键技术是提出适宜的平地机械与方法，畦田改造标准与技术要求，不同作物先进实用的地面灌溉技术。目标是提高灌区灌溉水利用率与田间节水改造建设标准。
(3)农艺节水
主要技术环节包括：优化种植结构、耕作保墒技术、地膜覆盖保墒技术、增施有机肥技术、一膜两用免耕技术、化学节水技术。关键技术是提出适宜的地膜覆盖、土壤耕作蓄水、水肥耦合、作物节水优质高产栽培技术。目标是提高作物水分生产效率。
(4)管理节水
主要技术环节包括：田间渠道量水技术、作物优化灌溉制度、灌溉管理信息化技术、灌区优化调度配水技术、农业种植结构调整技术。关键技术是提出缓坡降高含砂田间渠道量水技术和主要作物优化灌溉制度，建立田间土壤墒情自动化监测与预报系统和灌区群管体制改革与良性循环的运行模式。目标是提高灌区节水效果与效益和灌区管理水平。
参考文献：内蒙古自治区水科院 河套灌区管理局 内蒙古农业大学
程满金 步丰湖 魏占民 高文慧 新技术在大型灌区节水改造工程中的研究与应用
