土地整治中水源工程选择的探讨

２０１１年５月　湖北经济学院学报（人文社会科学版）　Ｍａｖ．２０ｌ１　第８卷第５期　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｈｕｂｅｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｅｃｏｎｏｍｉｃｓ（Ｈｕｍａｎｉｔｉｅｓ　ａｎｄ　Ｓｏｃｉａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ　Ｖ０１．８　Ｎｏ．５　土地整治中水源工程选择的探讨　阚酉浔　（湖北省国土整治局．湖北武汉４３００７０）　摘要：水源工程建设是当前开展土地整治项目的核心内容之一，科学的水源工程建设方案将影响整个土地整　治项目的成败，本文总结了土地整治项目中水源工程选择的原则，并基于成本一效益分析法。拟定了水源工程类型选　择的过程。通过对天峻县土地整治项目水源工程方案选择的过程的实例分析，认为成本一效益分析法在土地整治项　目水源工程建设中是一种有效的、简单的选择工具，可以推广应用。　关键词：水源工程：天峻县：成本一效益分析法　农村土地整治是新农村建设的重要措施之一，其建设内　补给速度。所以在水源工程选择中一般优先考虑采用地表水　涵是对田、水、路、林、村进行综合整治。水源工程是土地整治　取水工程。另外，在水源工程的选材、选型上应考虑对生态的　工程的核心内容之一。根据项目的实际情况，因地制宜地做好　影响作用．做到趋利去弊。　水源类型的备选，确定最优的水源工程方案，不仅可以减少土　（二）因地制宜，安全性与实用性相结合的原则。各种水源　地整理工程的建设费用．而且可以降低工程设施后期的使用、　工程都有自身的适应条件，在选择水源工程类型时，应根据项　管护费用。可以说，水源工程方案是否科学合理往往关系到整　目区的基础条件（包括水文、地质、地形、已有基础设施状况等　个土地整治项目的成败。　条件），选择恰当的水源工程类型，以保证工程的安全性和实　一、水源工程类型　用性。当然，此处的安全性不仅包括建筑物自身的结构安全，　土地整治项目中水源工程就是通过修建蓄水、引水、提水　还包括水源供水量的安全性。即水资源的供需平衡。实用性方　工程。为农作物提供必需的水量。目前，可供土地整治项目利　面主要指日常使用和维护的便利，保证工程时刻处于良好的　用的水源类型主要有地表水、地下水、城市污水和工业废水三　运转状态。如在江汉平原地区，应全部考虑采用地表水作为水　种类型，因城市污水需经过一定的处理后才可以灌溉农田，故　源类型，多采用水闸、泵站作为水源工程，其一，这些水源工程　此处主要考虑地表水和地下水两种水源的利用。　在江汉平原具有普遍性．人们在长期建设、使用中积累了丰富　（一）地表水利用工程。土地整治项目的地表水利用工程　的经验，人员操作上一般不存在问题；另外，它们都具有很强　根据取水条件、建筑物功能差异，大致可以分为三类：蓄水工　的调水配水能力，可以在平原区常见的旱涝灾害中起到不可　程、引水工程和提水工程。其中蓄水工程主要包括塘坝工程、　替代的作用。实用性强。　・　水窖和蓄水池等，引水工程包括无坝引水工程、有坝引水工程　（三）低投资、高效益，经济优先的原则。水源工程投资不　等．提水工程主要为泵站工程。　但指工程的建设投资，还包括工程建成后的日常使用、维护费　（－－）地下水利用工程。由于不同地区地质、地貌和水文地　用的投入。工程建设成本为一次性投人成本，属于前期投资，　质条件不同，地下水开发利用方式和取水建筑物的形式也不　日常使用、维护费用要在水源工程建成后不断投入，属于后期　相同。根据不同的开采条件，可大致分为垂直取水建筑物、水　投资。因在土地整治项目中农田水利工程的使用寿命一般确　平取水建筑物和双向取水建筑物三大类。ｉ　１一般垂直取水工程　定为２０年左右．所以工程建设投资的低廉并不能保证工程总　比较常见，如机井、大口井等，水平取水工程主要分布在干旱、　投人的低下。只有保证水源工程在长期的使用中使用、维护费　半干旱的山区。如新疆地区的坎儿井、河北省的卧管井和西北　用等动态投入的最小化。才能保证项目建设投资的低下。　区的截伏流工程（又称渗渠工程）等。双向取水工程主要是为　因水源工程建设费用的高昂，在选择水源工程类型时，应　了增加地下水的出水量，有时采用水平和垂直两个方向相结　进行投资一效益评价，新建的水源工程应该有较好的经济效　合的取水形式，如辐射井和水柜等。　益、生态效益和社会效益，对于当前的土地整治项目。主要目　二、水源工程选择的原则　的是改善农村基础设施状况，提高粮食产量，经济效益优先是　（一）先地上、后地下，可持续利用的原则。可持续发展要　不可忽略的重要条件。　求人们根据可持续性的条件调整自己的生活方式，在不破坏　（四）美化环境，改造微景观的原则。建设项目都会在原有　生态环境的范围内确定自己的消耗标准。其中包括两方面的　生态系统中堆砌异质性的物质材料。必然会对原有的生态景　内容：既合理配置有限的资源和使用替代或可更新的资源。而　观造成影响，故在选择水源工程类型、材料时要保证与周边环　在水资源利用中除了考虑节约用水，还要考虑水源的更新补　境的一致性，尽量做到美化环境，改造微景观的效果。　给速度。一般来说地表水更新补给速度要大于地下水的更新　三、水源工程选择　・７４・　（一）提出可能的水源工程方案。根据项目区水源类型和　水资源平衡分析，提出可能的水源利用方案及对应的水源工　程建设方案。　（二）分析各方案的实施成本。根据水源工程建设方案，列　表分析各建设方案的协调成本、建设成本和运行成本，初步得　（三）水源工程的对比分析　根据上述水源工程的类型，在遵循优先考虑采用地表水　的情况下．确定四种水源利用方案，如下：　方案一：无坝引水工程　根据现状踏勘和水资源平衡分析，吉尔孟曲河平均流量　２．１ｌｍ３／ｓ．只需截取部分河水即可满足项目区灌溉要求，故采　出项目的实施成本。　（三）分析各方案的实施效益。分析各建设方案的实施效　益．包括经济效益、景观效益和社会效益。　用水源工程无坝引水，即在项目区上游河岸稳定处修建明渠　将河水引入项目区内。　（四）最优水源工程方案的确定。根据项目区的经济实力　优点：工程设计、施工技术要求简单，工程造价经济。　缺点：１．吉尔孟曲河为非稳流河流，河流在冬季存在断　流现象，不能保证大棚蔬菜一年四季均能灌溉；２．无坝引水　和水源工程成本一效益分析表，确定最优建设方案。　四、天峻县土地整治项目中水源工程的选择　（一）项目区简介　采用明渠（或暗渠）将河水引入项目区内，均为无压水，故项目　天峻县土地整治项目地处青海湖盆地半湿润气候影响向　区内所有灌溉均为明渠，不能满足业主关于大棚采用管道灌　柴达木盆地干旱气候的过渡带，具有显著的高原山区气候特　溉的要求。　点．空气稀薄，光照充足，辐射强烈，昼夜温差大，降雨量小而　方案二：渗渠工程　蒸发量大。根据《中国季节性冻土深度分布图》ｆ２】及当地相关资　渗渠工程是采用渗管将项目区上游地下潜水层含水引入　料显示，项目区最高高程为３３１２ｍ，最低高程为３２８０ｍ，地面　项目区内。渗渠工程由渗水管、引水管、集水池、检查井几部分　坡度为Ｏ．３７％，地势较平坦。项目区为季节性冻土区，多年冻　组成。　土深度为２～３ｍ。　根据项目区需水分析。渗管拟采用Ｄ１０００无砂混泥土　项目区总面积１．２万亩，现状全部为草地（牧草地），规划　管，渗管总长１５０ｍ，埋于河床下４ｍ深的潜水层内即可满足　目标为：将项目区草地全部开发为耕地，其中常年大棚蔬菜种　项目区的需水要求。引水管采用Ｄ８００钢筋砼承插管，管长　植基地３０００亩，优质牧草种植基地９０００亩；规划后项目区内　１．５ｋｍ。　田块规整，道路通达．灌溉保证率达到８５％以上，水利用率达　根据相关设计要求集水池大小应为渗渠供水量的２０％，　８５％以上。　故集水池的总容量应为６０００　ｍ　，此处设计为两座３０００　ｍ３地　（二）项目区水源类型　埋式集水池，一座为动水池（集水池），另一座为静水池（储水　项目区基本情况调查显示，项目区东侧毗邻其东北侧紧　池．供蔬菜使用）。　邻吉尔孟曲河，近南北展布，河道弯曲，河道宽１５￣２５ｍ，深一　检查井是为了对渗管进行检修的设施，一般间距为３０～　般１　１．５ｍ，流向自东向西，查阅地区水文资料显示，ｐ１该河为　５０ｍ。　季节性河流，冬季存在断流现象，多年平均流量Ｑ＝２．１１ｍ３／ｓ，　优点：１．渗渠工程引用的地下水流量稳定，能够保证项　多年平均年径流量Ｗ＝６６５４￣１０４ｍ３。　目区的常午水量需求：２．将集水池建在不同的而高度可提供　根据《区域水文地质普查报告》（天峻篇）　中的钻孔￥３９　不同压力的水，从而为大棚管道灌溉提供可能。　揭示，项目区地下水埋深为５．８Ｏ～５．９０ｍ．地下水位与吉尔孟曲　缺点：工程施工工艺比较复杂，工程造价较高。　河水位基本一致，向内侧略有降低．水力坡度平缓。在该孔内　方案三：渗渠工程＋无坝引水工程　进行的抽水试验表明，卵砾石层厚度大于６６ｍ，渗透系数为　对蔬菜基地灌溉采用渗渠工程，其他农作物种植基地采　３３．０１ｍ／ｄ。　用无坝引水。渗渠在高程为３３１８ｍ处引水，渗管拟采用Ｄ８００　故项目区的水源类型主要包括地表水和地下水两种类　无砂混泥土管，渗管长为５０ｍ。引水管采用Ｄ５００钢筋砼承插　型，其中地表水利用的主要水源工程包括：泵站、无坝引水工　管．管长１．５ｋｍ，修建一座１０００　ｍ３集水池。无坝引水拟在目区　程，地下水利用工程包括机井、渗渠两种，如下表所示　上游河岸高程为３３１５ｍ处将水引入项目区内。暗（明）渠长度　水源利用方案　为１．２ｋｍ　‘　水源　利用方式　布置方式　结构组成　优点：结合两项工程的特点，工程造价较方案二　（完全采取渗渠工程）要低。　泵站　泵房布置在吉尔孟曲河边，抽　包括泵房、电机设备和引水渠道组　缺点：后续利用空间不大，一旦渗渠工程完工　水灌溉　成　后．只能满足目前蔬菜基地对水量的要求，若要扩大　地表水　无坝引水　将工程布置在吉尔孟曲河内．　无坝引水工程包括渠首工程和引水　蔬菜基地规模重新修建一套渗渠系统。　工程组成，渠首工程由导流堤、冲砂　工程　雍水灌溉　闸另外，无坝引水引水渠道可采用明渠，也可采用　、进水闸、河堤护岸等组成　暗渠。采用明渠优点是造价低廉，施工简单，缺点一　机井　在项目区内打井灌溉　机井由井头（含泵与井房）、并身　是对地形要求严格，二是明渠修建在项目区外，且对　（井壁管）、滤水器和沉砂管组成　上游地块切割，后期管护较项目区内工程麻烦。而采　地下水　在项目区上游吉尔盂曲河河底　用暗渠可以避免管护问题，但造价高昂，且存在淤塞　渗一般由水平集水管（又叫渗渠）、引　渠　或河边修建渗渠工程．引用地下　水系统问题。综合考虑采用明渠。　、集水池和检查井构成　水（浅层水）灌溉　方案四：井灌十元坝引水工程　・７５・　考虑到项目区吉尔孟曲河只在冬季存在断流现象。方案　式对项目区进行灌溉。　四设计为在吉尔孟曲河未断流期问，所有农用地（包括饲料种　五、小结　植基地和蔬菜基地）采用河水灌溉，而在断流期间，牧草基地　本文首先总结了在土地整治项目中水源工程选择的原　基本不用灌溉，只有蔬莱基地需要灌溉。所以采用井灌对蔬莱　则，然后基于成本一效益分析法，初步拟定了水源工程类型选　基地需水进行补充，需建设机井５口。　择的过程。通过对天峻县土地整治项目水源工程方案选择的　优点：１．井灌与无坝引水工程成熟，施工风险小：２．只在　过程的实例分析，本文认为成本一效益分析法在土地整治项　断流期间才使用井灌，可以充分的利用地下水资源，避免浪　目水源工程建设中是一种有效的、简单的选择工具，可以推广　费。　应用　缺点：井灌工程后期运行、维护费用高。　水源工程成本一效益对比分析表　参考文献　水源工程方　投资分析　【ｌ１武汉水利电　案　永源类型　限制因素　力学院《农田水　前期投入　后期投入　效益评价　利》编写组．农　田水利【Ｍ】．北　无坝引水工　新建无坝引水工程的工程投　主要是对渠首工程和引　在吉尔孟曲河未断流期　京：人民教育出　程　地表水　资，工程施工费用约为５Ｏ万　水渠道工程的维修，费　间，可满足项目区的需水　河流在冬季存在断流后．　版社．１９７８．３９３—　用较低，年维修费用约　量要求，另外．对整个项目　不能保证大棚蔬菜一年　４０１．　元。　为建设投资的３％。　区及项目区外生态系统呈　四季均能灌溉　正外部性。　【２】ＧＢ５０００７—　２００２．建筑地基　，　基础设计规范　渗渠工程的建设投资包括水　主要是对工程的后期维　可保证项目区四季的需水　整个系统须建设在冻土　【ｓ】．２００２，（附录　地表永、浅　平集水管、引水暗槊、集水　修费用，较为低廉。年维　要求．且其水源为潜水层　层以下，工程建设工艺复　渗槊工程　层水　池ｎ．　、检查井组成，总费用约　修费用约为建设投资的　含水，水源更新补给速度　杂．不易施工。工程造价　【３】长江勘测规　４００万元。　４％　快．不存在生态负外部性。　高昂。　划设计研究有　限责任公司．青　后续利用空间不大，一旦　海省天峻县江　采用复合水源系统，可减少　主要是对工程的后期维　结合了上述工程的优点。　渗渠工程完工后，只能满　渗槊工程、　浅层水河镇土地开发　、地　渗渠工程和无坝引水工程的　修费用，较为低廉，年维　可满足项目区需水要求。　足耳前蔬菜基地对水量　无埙引水工　表永　工程体量总费用约为２７０　修费用约为建设投资的　对项目区及周边环境有积　的要求．若要扩大蔬菜基　整理项目规划　．程　万元。　４％　极影响。　地规模需重新修建一套　设计报告【Ｒ］．武　渗槊系统。　汉：长江勘测规　５口机井建设费用为４５万　包括无坝引水工程的维　工艺成熟．施工风险小；可　划设计研究有　井灌、无坝　浅层永、地　元，无坝引水工程建设费用　修费用和机井的运行、　满足项目区四季需水要　限责任公司．　引水工程　表水　为５Ｏ万元．总建设费用为９５　维护费用，其中机井运　求，切只在吉尔盂曲河断　后期运行、维护费用较　２０１０，（５）．　转（电费）、维护费用较　流期间才使用井灌，可以　高。　【４】青海省水文　万元。　充分的利用地下水资源，　高，约为２０万／年。　避免水资源浪费地质，工程地质，　。　环境地质调查　（四）水源工程方案的确定　研究院．区域水　因项目区处于西部经济落后区域，财政上不允许一次性　文地质普查报告（天峻篇）【Ｒ】．青海：青海省水文地质．工程地质，环境地　质调查研究院，２０００，（８）．　投人较大的建设工程，综合考虑业主需求、投资经济、使用安　全的情况，水源工程选择方案四，即采用井灌＋无坝引水的方　・７６・