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1.1缺乏完善的節(jié)水灌溉管理。
由于國家對節(jié)水灌溉工程的重視度提升,在工程實施過程中也加強了監(jiān)管的力度,這就使工程建設過程中存在的問題能夠及時得到解決,有效的提高了工程的質量。但在工程建設完成后,很多部分對于節(jié)水灌溉工程的管理重視度缺乏,這就導致節(jié)水灌溉工程在農業(yè)管理中的使用價值得不到很好的發(fā)揮。
1.2節(jié)水灌溉工作缺乏合理性規(guī)劃。
科學合理的對節(jié)水灌溉工程進行規(guī)劃,是確保灌溉效率的關鍵。但在當前節(jié)水灌溉工程設計過程中,很大一部分設計人員只是單純的依靠勘察資料來進行設計,或是依靠自身的設計經驗來進行設計,對于當前農村發(fā)展的實際情況缺乏參考,這就直接導致了節(jié)水灌溉工作中缺乏針對性和實用性,最后的所帶來的后果即是水利工程節(jié)水灌溉的效果大打折扣。
1.3農村種植結構不合理。
目前我國很大一部分農村,由于受到傳統觀念的影響,很多農民仍固守著傳統的種植結構,這樣就使農田水利工程節(jié)水灌溉的作用很難充分的發(fā)揮出來,所以需要加快對農村種植結構的調整,確保節(jié)水灌溉的作用能夠充分的發(fā)揮出來。
2完善農田水利工程節(jié)水灌溉的有效措施
2.1加快節(jié)水灌溉技術的改進。
充分的運用節(jié)水灌溉技術,可以有效的提高農作物的產量,推動農業(yè)經濟的快速發(fā)展。長期以來在農業(yè)生產過程中,往往利用水資源的調配技術、節(jié)約用水管量技術等來對農田進行灌溉,但隨著社會的快速發(fā)展,這引起節(jié)水灌溉技術與現代化農業(yè)的發(fā)展需求已存在著不適應性,所以需要采取更先進的節(jié)水灌溉技術來推動技術的改進,有效的提高農田水利工程節(jié)水灌溉的工作效率。目前在節(jié)水灌溉技術上利用了衛(wèi)星定位系統和計算機技術,通過衛(wèi)星定位系統對農作物的生長情況進行實時監(jiān)控,及時了解到農作物對水和營養(yǎng)的需求,同時通過計算機來對各項數據進行分析,從而根據分析的結果來對農作物各個時期所需要的水量和營養(yǎng)素進行灌溉或是施肥,不斷的改善農作物的品質,確保實現農業(yè)的增產豐收。先進技術的應用,有效的減少了不必要的灌溉,不僅有效的節(jié)省了生產成本,而且提高了水資源的利用率。
2.2結合農業(yè)發(fā)展情況對工程進行完善。
水是我國寶貴的資源,節(jié)水工程灌溉的建設可以在提高農作物產量的基礎上,減少水資源的利用量。節(jié)水灌溉工程的建設在規(guī)劃階段比較重要,它影響了節(jié)水灌溉建成之后的使用效果,因此,在這一階段設計人員應該盡可能的考慮當地農業(yè)發(fā)展的實際情況或是農村的地理特點,同時還要參考勘察資料以保證節(jié)水灌溉工程的實用性和針對性。建設節(jié)水灌溉工程是為了推動農業(yè)的發(fā)展,建設過程中應該加強對生態(tài)環(huán)境的保護,將科學發(fā)展觀作為節(jié)水灌溉工程的指導理念;對于水資源的分配管理應該落實“總量控制、配額管理”的原則,根據農業(yè)灌溉的需求對每一個灌區(qū)的水量利用指標進行確定,保證農業(yè)灌溉工程的高效性和節(jié)水性。只有真正將節(jié)水灌溉工程的建設和農業(yè)的發(fā)展結合在一起,才能真正發(fā)揮灌溉工程的有效性。
2.3重視對節(jié)水灌溉工程的管理。
加強對農業(yè)節(jié)水灌溉工程的管理,是提高灌溉工程使用效率的一種有效措施。當前我國存在一種普遍現象,就是在節(jié)水灌溉工程的建設前期各部門的重視程度都很高,并且會親臨現場實施指導工作,但是在工程建成后相關部門就疏忽了對工程的管理。針對這種情況相關管理部門應該提高認識,轉變工作態(tài)度,根據節(jié)水灌溉工程管理的需要制定科學的管理制度,并成立專門的管理機構安排專人定期對節(jié)水灌溉工程進行監(jiān)督管理,及時發(fā)現工程項目在使用過程中產生的一些問題,安排專人進行檢修,最大程度的提高農村節(jié)水灌溉工程的使用效率。
3加強農業(yè)節(jié)水灌溉的科學管理和研究
3.1基于農業(yè)節(jié)水灌溉的特點,開展農業(yè)節(jié)水灌溉的科學研究應注意的事項
一是要采取開放方式,吸納多學科專家參與;二是要科學總結建成工程的管理運用效果,從中取得經驗和改進方向;三是跟蹤農民生產進行監(jiān)測,取得的科學數據直接為改進生產管理服務。
3.2開展農業(yè)節(jié)水灌溉的科學研究分兩個層級。
一是宏觀戰(zhàn)略研究,意在為灌區(qū)建設找出正確方向,使之與流域的和區(qū)域的水資源配置相適應。二是微觀的技術性研究,意在解決生產管理的技術性問題,并為落實宏觀戰(zhàn)略研究提供支撐。
3.3農田水利是防汛抗旱最重要的基礎設施。
從農業(yè)生產的諸多條件分析,減少旱災對農業(yè)生產的影響,最有效的措施是改善農田的排灌條件,把現有灌區(qū)的中低產田改造成為旱澇保收的穩(wěn)產高產農田。多年來,農田水利工作圍繞推進水價改革,進行大中型灌區(qū)骨干工程續(xù)建配套、組建農民用水協會,開展小型農田水利建設等重點做了大量的、卓有成效的工作,保證了國家糧食安全和經濟社會穩(wěn)定發(fā)展。解決問題的思路就是要以農民用水自治為核心,以完好的水利工程體系為基礎,以科學合理的終端水價制度為保障,提高農業(yè)用水效率和效益,減輕農民用水生產成本保障國家糧食安全。
4結語
在杭埠河灌區(qū)中,節(jié)水灌溉是根據當地作物需水規(guī)律和當地供水條件,采取高效利用降水和灌溉水,以取得農業(yè)最佳經濟效益、社會效益和環(huán)境效益的綜合措施。灌溉水源優(yōu)化配置、合理利用、節(jié)約保護,發(fā)揮最大效益。節(jié)水灌溉應充分利用當地降水和回歸水,提高水資源的重復利用率。杭埠河灌區(qū)人均耕地面積少,土地資源珍貴。為促進農場經濟發(fā)展,灌區(qū)主要以種植水稻為主,且灌區(qū)主要水源龍河口水庫是合肥市城市生活用水補給水源之一,水資源量有限,因此灌區(qū)非常重視水資源的綜合運用,發(fā)展節(jié)水灌溉,促進農業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。杭埠河灌區(qū)根據灌區(qū)的具體情況,因地制宜,采用多種節(jié)水灌溉工程技術,主要采用了以下幾種。
1.1灌區(qū)渠道防滲工程
渠道防滲工程不但減少渠道滲漏損失、節(jié)省灌溉用水量、有效地利用水資源,降低灌溉成本,提高灌溉效益,而且還可以提高渠床的抗沖能力,防止渠坡坍塌,增強渠床的穩(wěn)定性,提高渠道輸水能力,防止渠道長草,減少泥沙淤積,節(jié)省工程維修維護費用。灌區(qū)渠道下部土層為含砂透水層,滲漏嚴重,采用土工膜防滲措施,預制混凝土板作為保護層,取得了良好的防滲效果。
1.2灌區(qū)雨水集蓄利用工程
杭埠河灌區(qū)水資源量有限,不能滿足灌區(qū)用水需求,灌區(qū)管理部門想方設法多渠道開辟水源,最大限度地合理利用水資源。根據灌區(qū)的地形條件,雨水集蓄利用工程非常適合灌區(qū)灌溉發(fā)展。舒城縣地處江淮之間,大別山東麓,地形復雜,山、丘、崗、庫、圩兼有。舒城縣在歷史上水旱災害頻發(fā)。勤勞的舒城人民在與大自然抗爭中,建有與都江堰齊名的漢代水利工程七門堰、世界第一人工土壩龍河口水庫、千米飛虹將軍山大渡槽、世界三大灌區(qū)的淠史杭水利工程杭埠河灌區(qū)等。全縣現建有水庫122座,其中小(I)型水庫5座,小(II)型水庫117座。排澇泵站70座,裝機112臺,6666kW,小水電站46座,裝機59臺,20080kW,設計年發(fā)電量7000×104kW·h。主干渠3條,其中杭北干渠長68.9km,舒廬干渠36.15km,杭淠分干渠12km,666.667hm2以上支渠22條,支渠、斗渠、農渠長4070km,有效灌溉面積4.333×104hm2。全縣還有200km2以上的中小河流7條,內河14條,大山塘17500口,引水堰壩200多處,有效地解決了水資源緊張的狀況。
1.3灌區(qū)的噴灌工程
噴灌是發(fā)展經濟作物種植的一種非常好的灌溉方式,能達到增產增收的良好經濟效果。它對地形、土壤等條件適應性強,與地面灌溉相比,大田作物噴灌一般可省水30%~50%,增產10%~30%。鋪設噴灌固定總干管11條,總長度14.5km;鋪設噴灌固定干管42條,總長度47.0km,將對灌區(qū)實現有效的控制??偢晒堋⒏晒芤约暗芈褙Q管均采用HDPE管,HDPE管材水流阻力小、流率高、耐候性優(yōu)良,不能被細菌及菌類腐化,運輸安裝方便、成本低、保養(yǎng)費用低的特點。
1.4灌區(qū)的移動軟管
噴灌支管為地面可移動聚乙烯軟管,采用平移的方式進行作物噴灌。支管可通過快速連接接頭與豎管連接,支管上每隔18m安裝一個高壓噴頭進行噴灌。干管固定,支管移動,這樣可大大減少支管用量,從而使得單位面積投資僅為固定式的50%~70%。采用這種噴灌方式既能滿足作物噴灌要求,又能節(jié)約大量的投資。
2對杭埠河灌區(qū)節(jié)水灌溉的特點分析
2.1利用多渠道開發(fā)杭埠河灌區(qū)的水資源
灌區(qū)水資源比較緊缺,對雨水以及回歸水灌區(qū)采用“長藤結瓜”的形式最大限度地加以集蓄利用,多方面開發(fā)水資源,有效解決了灌區(qū)水資源不足問題。同時,修建的蓄水池可以接納區(qū)間排水以及區(qū)間降水徑流,可使棄水、滲水與跑水回歸利用,基本實現灌溉期零排放。
2.2節(jié)水灌溉工程技術運用
任何一種節(jié)水灌溉類型都有自身優(yōu)缺點,都有其適用條件。杭埠河灌區(qū)根據自身條件,因地制宜,采用了多種節(jié)水灌溉工程技術措施,每年節(jié)約用水30%以上。
2.3灌區(qū)噴灌大大減少了占地
采用部分骨干渠道加半固定式噴灌系統,較之自流灌溉不需要大填方,減少占地,降低技術難度,方便工程使用,可減少占地60%,減少投資50%以上,大量節(jié)約了水資源,提高了灌溉水生產率。
2.4灌區(qū)多種噴灌模式并存經驗
灌區(qū)大部分作物采用可移動聚乙烯軟管噴灌,還有小部分作物采用小型卷盤噴灌機,有利于灌區(qū)進行兩種灌溉模式的比較分析,總結節(jié)水灌溉經驗,完善灌區(qū)灌溉模式。
3結語
PROMIS是一個綜合性的項目管理軟件,它可以應用于項目的前期準備、項目實施和提款報賬等各階段。
1.直觀性
PROMIS采用界面式設計,顯示界面內容一目了然,十分直觀。該系統數據采用逐級錄入、分級匯總,下一級將本項目辦數據傳輸給上一級,中央項目辦傳輸給世界銀行項目經理,中央項目辦和項目經理可以查閱每個項目省、市、縣、區(qū)的項目計劃、采購、進度方面的數據,可以查閱每個合同的進度情況,數據管理非常直觀。
2.效率性
在PROMIS管理的數據中,合同中的每一項投資內容通過設置連接關系與項目的投資概算相連,自動生成項目與概算、年度計劃相比較的投資進度報表。進度報表根據合同中的進度數據動態(tài)顯示出項目的形象進度、付款進度和提款報賬進度。進度數據可以實現一月一報,項目負責人和項目經理每個月初都能夠了解到新的進度情況,使得工作效率大大提高。
3.實用性
PROMIS系為世行貸款節(jié)水灌溉項目專門設計的,在基礎數據錄入部分的設計,是以合同為單元進行分解的,面向項目管理實際;數據輸出部分,設計了20多種報表,有投資進度監(jiān)測、土建工程采購進度監(jiān)測、貨物采購進度監(jiān)測、咨詢服務類采購進度監(jiān)測等報表。表格輸出格式是EXCEL,通用性很強。此外,PROMIS設計了3張用于提款報賬的EXCEL表格,得到財政部和世界銀行支付官員認可,可直接用于提款報賬,增加了系統的實用性。
二、PROMIS在世行貸款節(jié)水灌溉項目中的開發(fā)與應用
1.充分做好系統方案論證工作
項目準備階段,在對項目所在的4個?。ㄖ陛犑校?、27個縣(市、區(qū))的硬件條件、通信條件和人員情況進行調查的基礎上,形成總體設計方案的初稿,并將初稿交管理信息系統開發(fā)專家、項目管理專家,特別是世行貸款項目管理專家、節(jié)水技術專家分別審閱,同時下發(fā)項目?。ㄖ陛犑校┨岢鲆庖姡涍^幾次征求意見和修改,形成的系統總體設計方案既考慮了世行項目管理的要求,又考慮了項目區(qū)操作人員的總體水平;既考慮了各項目區(qū)的通信條件和硬件條件,又考慮了專用軟件開發(fā)中功能設計的可能性。
2.做好編程工作
為更好地適應世行貸款項目管理的要求,我們組織軟件專家為該項目開發(fā)了專用程序。在系統設計方案階段,有多家軟件開發(fā)公司要求承擔專用軟件的開發(fā)。我們對這些公司的MIS系統開發(fā)經歷、技術人員組成和經營業(yè)績進行了比較,并聽取了世行的意見,最終選定中科院下屬的北京海立信科技有限公司承擔程序開發(fā)任務。該公司從1999年初就介入項目籌備和管理制度的制定。程序開發(fā)前和開發(fā)期間,程序編制人員數次登門拜訪世行貸款項目的項目管理專家,對世行有關項目管理尤其是采購方面的規(guī)定作了深入細致的了解,并在開發(fā)中充分考慮了這些管理要求。2000年9月,專業(yè)軟件PROMIS開發(fā)成功,該系統運行于WINDOWS98、NT、2000操作平臺,基于數據庫進行數據管理。通過半年多的試用,各項目管理單位對專用軟件總體評價是肯定的。
3.深入開展操作培訓,不斷完善系統,制定《世行節(jié)水灌溉項目管理信息系統管理辦法》
從2000年10月,水利部世行節(jié)水灌溉項目辦公室組織項目所在的4?。ㄖ陛犑校?、27個項目縣(市、區(qū))系統操作人員和采購人員進行系統操作培訓,邀請系統開發(fā)人和世行貸款項目管理專家同時講課,全面介紹軟件的功能與使用。通過培訓,使系統操作人員全面掌握了系統操作要求。
隨著系統應用的逐步開展,對系統的管理工作提出了更高的要求。順應這一需要,水利部世行貸款節(jié)水灌溉項目辦公室組織專家起草了《世行節(jié)水灌溉項目管理信息系統管理辦法》,經過多次修改下發(fā)項目所在的4省(直轄市),使該系統的操作管理逐步走上規(guī)范化、制度化的軌道。
1.1優(yōu)化水資源配置與農業(yè)發(fā)展
根據我國目前水資源匱乏的現狀,高效節(jié)水灌溉工程設計人員要綜合分析,實現水資源的優(yōu)化配置,實施分質供水。在高效節(jié)水灌溉工程設計中,要考慮到生態(tài)環(huán)境保護,將促進農田水利的可持續(xù)發(fā)展作為設計的基本思路,統籌發(fā)展生活、生產、生態(tài)用水,做好水利工程建設中的環(huán)境監(jiān)測與評估。水資源分配要堅持總量控制、配額管理的原則,確保每一灌區(qū)用水總量和具體指標。并嚴格要求各用水單位和灌區(qū)要節(jié)約用水,將水資源用到必須利用的地方,在高效用水的前提下,優(yōu)化水資源配置與農業(yè)發(fā)展,實現兩者的有機結合。
1.2建設高效節(jié)水灌溉示范工程
高效節(jié)水灌溉工程促進了地區(qū)水利工程建設的發(fā)展。在高效節(jié)水灌溉示范工程的建設中,建設人員要結合高效節(jié)水灌溉的特點,制定各項指標,以增加農業(yè)收入、經濟效益和生態(tài)效益相結合為根本出發(fā)點,建設高效節(jié)水灌溉示范工程。在選址中要注意以下幾點內容:第一,選擇嚴重缺水且地面高低不平,不能進行直流灌溉的地區(qū);第二,選擇經濟發(fā)達,經濟類作物種植較多的地區(qū);第三,群眾思想先進,可以接受并支持高效節(jié)水灌溉示范工程的地區(qū);第四,社會治安良好,沒有惡性案件發(fā)生的地區(qū)。在以上地區(qū)建設高效節(jié)水灌溉示范工程,建設速度較快,使用效果也相對較好,可以發(fā)揮帶頭示范作用,促進高效節(jié)水灌溉工程的發(fā)展。此外,高效節(jié)水灌溉是農田水利工程的重要基礎,管理是保證高效節(jié)水灌溉順利實施的關鍵,為確保投入使用的高效節(jié)水灌溉工程長期運行,必須要加強對高效節(jié)水灌溉工程的管理。
1.3引進高效節(jié)水灌溉技術
實現高效節(jié)水灌溉的重要前提就是高效節(jié)水灌溉技術,引進高效節(jié)水灌溉技術,對于節(jié)水灌溉效率的提升具有重要意義。傳統高效節(jié)水灌溉技術包括節(jié)約用水管理技術、節(jié)約用水灌溉工程技術、灌溉用水資源優(yōu)化調配技術和農藝與生物節(jié)約用水技術等。在高效節(jié)水灌溉建設中,在引進高效節(jié)水灌溉技術基礎上,要大力引進新技術和新產品。水利工程建設人員要引進先進的節(jié)水灌溉技術,新型高效節(jié)水灌溉技術主要有下面幾種:第一,在生物技術基礎上建立的調控灌溉技術,調控灌溉技術是通過研究農作物的生理特征,在農作物生理期內實施虧水生長,使農作物得到虧水鍛煉,這樣農作物的品質便得到了改變,有效控制地上部分過分生長,進而達到提高經濟效益的目的及高效節(jié)水的高效節(jié)水灌溉技術;第二,在3S技術基礎上建立的高效節(jié)水灌溉技術。此種灌溉技術運用了遙感技術、地理信息系統和全球衛(wèi)星定位系統等現代技術,可以獲取更為準確的農作物生長信息,將獲取的各類信息通過計算機進行分析,之后根據作物的生長需求進行灌溉;第三,在智能技術基礎上建立的高效節(jié)水灌溉技術。此種灌溉技術是將生物學中的自動化、信息技術、智能化和微電子技術相結合,全程控制農作物的生長,對農作物土壤和軀體中的水分實施實時監(jiān)測,最后再將信息傳遞到計算機中心,計算機中心根據接收到的消息發(fā)出指令進行高效節(jié)水灌溉。
2結語
1.自壓管道灌溉系統的機理和組成
1.1自壓管道灌溉系統的機理
自壓管道灌溉系統就是利用地形的自然高差形成的壓力水頭,通過管道輸水到田間的節(jié)水灌溉系統。它突出的特點就是充分利用自然壓差,形成壓力管道系統,不需要消耗電能就可配套低壓管道灌溉、噴灌、滴灌等節(jié)水灌溉設施。
1.2自壓管道灌溉系統的組成
自壓管道灌溉系統包括:水源、首部樞紐(攔污柵、閘門、量水設備、輸水渠或管、沉沙池和壓力池)、輸水管網系統、田間灌溉系統。
首部樞紐的作用主要是保證有足夠的水量供應,同時,保證水質清潔,避免管網堵塞。
2.自壓管道灌溉系統的規(guī)劃和設計
2.1需要收集的基本資料
自壓管道灌溉系統規(guī)劃設計之前,必須收集以下基本資料,作為設計的依據。
1地形地貌;地理位置
灌區(qū)內地理位置基本地形和地貌要在局部地形圖上標出,并繪出管網的走向及有關設施的位置。
2氣象
灌區(qū)內的多年降水量、蒸發(fā)量、主風向及風速,最高、最低、平均氣溫,無霜期的長短,日照小時數。
3土壤特性
土壤質地,耕層厚度,養(yǎng)分狀況。
4灌區(qū)內主要作物分布
灌區(qū)總面積,農作物種類,種植比例,各種作物的種植面積。
5經濟情況
規(guī)劃區(qū)內人口,勞動力,耕地面積,產量,人均收入,交通狀況。
6管道材料
管道材料性能,生產廠家,管材類型。
2.2系統設計內容
自壓管道輸水灌溉工程設計主要包括八個方面的內容。
1確定管道長度及走向,并繪制管道縱斷面圖。
2灌溉制度的制定。計算灌水定額,灌水周期。
3水量平衡分析。根據灌溉面積確定供需水量。
4管道布局。確定管網的走向、管道各段的長度。
5確定灌溉方式、灌溉工作制度。
6管道水力計算。確定管網入口的工作壓力、管道水頭損失、管徑的大??;管道內流速校核。
7工程概算。
8經濟效益分析。
2.3系統管網布置及灌溉制度的確定
1管網布置
管網布置的合理與否,對工程投資、運行狀況和管理維護有很大影響。一般管道布置應遵循以下原則。
Ⅰ、充分利用壓力水頭。
Ⅱ、力求管道總長度短、管線平直,減少折點和起伏。
Ⅲ、灌區(qū)內田間固定管道的長度宜為6-10米/畝。
Ⅳ、支管道走向宜平行于作物種植方向。支管間距單向控制時不應大于75米,雙向控制時不應大于150米。
2灌溉制度的確定
灌溉制度是根據作物生育期內一定的氣候、土壤和耕作技術條件為獲得高產穩(wěn)產進行適時適量灌水的一種制度。其內容包括灌水定額、灌溉定額、灌水時間及次數。
Ⅰ、灌水定額的確定
在管網設計中,采用作物生育期內各次灌水量中最大的一次作為設計灌水定額。對于種植不同作物的灌區(qū),通常采用設計時段內主要作物的最大灌水定額作為設計灌水定額。
一般灌水上限按田間持水量的85~95%計算,下限按田間持水量的55~65%計算。
灌水定額按式2—3—1計算。
2—3—1
式中:—設計灌水定額,mm、m3/畝;
—計劃濕潤層深度,cm;
—田間持水率;
1、2—土壤適宜含水量上、下限;
土、水—計劃濕潤層土壤干容重、水容重,t/m3。
Ⅱ、灌水周期的確定
根據灌水臨界期作物最大日需水量值,按式2—3—2計算理論灌水周期。因為,實際灌水中可能會出現停水、配水設備故障等原因,故設計灌水周期應小于理論灌溉周期。
T理=m/Ea>T設2—3—2
式中:T理—理論灌水周期,d(天);
Ea—控制區(qū)內作物最大日需水量,mm/d;
T設—設計灌水周期,d(天);
m—同前。
控制區(qū)內種植不同作物時,按式2—3—3求權法計算理論灌水周期。
2—3—3
式中:T理、m—同前;
A—系統設計灌溉總面積,畝;
Eai、Ai—設計時段內不同作物最大日需水量、作物種植面積,mm/d、畝。
Ⅲ、灌水設計流量的確定
根據灌水定額、灌溉面積、灌水周期、每天工作的時間和灌溉水利用系數計算灌溉設計流量。用式2—3—4計算。
2—3—4
式中設—灌溉設計流量,m3/h;
m、A、T—同前;
—灌溉水利用系數,一般取0.80-0.90;
t—每天工作的時間,h,一般取15-20h
Ⅳ、水量供需平衡分析
水量供需平衡按式2—3—5計算。
Q供>Q需2—3—5
式中:Q供—水源供給水量,m3;
Q需—灌溉需水量,m3。
為了達到規(guī)劃區(qū)內節(jié)水增產的目的,應采用先進的節(jié)水灌溉技術,減少灌水定額。當出現供水量小于需水量時,應開辟新的水源。無新水源時應重新調整作物結構布局或減少灌溉面積。
3灌溉工作制度
傳統灌溉方式是續(xù)灌和輪灌相結合的方法,即:支管之間采用輪灌,支管內采用續(xù)灌。
Ⅰ、系統輪灌組數目的確定,用式2—3—6計算
N=int(nq/Q設)2—3—6
式中:N—系統輪灌組數;
n—系統出水口總數;
q—出水口的出水量,m3/h;
int—取整符號;
Q設—同前。
Ⅱ、出水口實際出水量計算,按式2—3—7計算
q=NQ設/n2—3—7
式中:所有符號同前。
Ⅲ、同時工作出水口數目的確定,按式2—3—8計算
X=int(n/N)2—3—8
式中:X—同時工作的出水口數
其它符號同前。
Ⅳ、每個輪灌組工作時間,按式2—3—9計算
tN=T/N2—3—9
式中:tN—每個輪灌組工作時間,h;
T、N—同前。
2.4水力計算
1管網各級管道的流量計算
在管網管道流量計算時,采用自下而上的方式推求各管段的流量。
Ⅰ、支管流量的確定
根據輪灌組及出水口的水量,同時工作的出水口數,計算支管道的流量。
2—4—1
式中:支—支管進口流量,m3/h;
—支管控制的出水口數;
—同前。
Ⅱ、干管流量的確定
干管內的水量是同時工作支管水量的總和。即:
2—4—2
式中:干—干管進口流量,m3/h;
干—干管控制支管數;
支—同前。
2管網水力計算
Ⅰ、給水栓工作水頭
在采用移動軟管灌溉系統中,一般軟管直徑為φ50~φ100,長度不超過100米。此時給水栓工作水頭用式3—4—3計算。
Hg=hyf+Hgy+(0.2~0.3)2—4—3
式中:Hg—給水栓工作水頭,m;
hyf—移動軟管沿程水頭損失,m;
Hgy—移動軟管出口與給水栓出口高差,m。
當給水栓直接配水入渠道時:Hg=0.2~0.3,m。
Ⅱ、管網各管段管徑的確定
自壓管網水力計算是根據:設計水量、管網入口壓力確定管網中各級管徑,各節(jié)點壓力。最后選用與計算出的管徑接近的商用管徑。管徑選定后要進行不淤流速(一般取0.5m/s)和最大允許流速(通常限制在2.5~3.0m/s)校核。
為了充分利用自然水頭,其管徑用式2—4—4計算。
2—4—4
式中:—管道內徑,mm(m);
—沿程水頭損失摩阻系數;
—管道內設計流量,m3/h(m3/s);
—流量系數;
—管徑系數。
—平均水力坡度。為管段上游節(jié)點與下游節(jié)點水頭差除以管段長度。
經濟流速的確定原則:
通過流量大時,應選擇較小值;反之,應選擇較大值。干管選擇較小值,支管選擇較大值。
Ⅲ、管網水頭損失計算
沿程水頭損失計算:
根據選定的管材、管徑、設計流量、管道長度,按式2—4—5計算其沿程水頭損失。
2—4—5
式中:—管道沿程水頭損失,m;
—管道長度,m;
—管道內設計流量,m3/h(m3/s);
—管道內徑,mm(m);
—沿程水頭損失摩阻系數;
—流量系數;
—管徑系數。
地面軟管沿程水頭損失通常采用塑料硬管計算公式計算,然后,乘以一個系數1.1~1.5。
局部水頭損失一般以流速水頭乘以局部水頭損失系數來表示。
2—4—6
式中:—管道局部水頭損失,m;
—管道局部水頭損失系數;
—斷面平均流速,m/s;
—重力加速度,m/s2。
一般為簡化計算,按沿程水頭損失的10%~15%計算。
3輸水管道性能的選擇
Ⅰ、輸水管道設計要求的工作壓力確定。管材允許工作壓力應為管道最大正常工作壓力的1.4倍。當管道可能產生較大水擊壓力時,管材的允許工作壓力應不小于水擊時的最大壓力。
Ⅱ、管壁要均勻一致。
Ⅲ、管材內壁要光滑。
Ⅳ、管與管、管與管件連接要方便。
2.5水擊壓力計算與保護裝置
1水擊壓力計算
Ⅰ、水擊波傳播速度
=2—5—1
式中:—水擊波傳播速度(e/d<1/20=,m/s;
—。K:水的體積彈性模量,KN/m2;E:管材縱向彈性模量,Km/m2;
—管徑,m;
—管壁厚度,m。
Ⅱ、水擊類型判別
水擊相時按式3—4—8計算。當閥門關閉歷時不大于一個水擊相時,此時所產生的水擊為直接水擊。反之,則為間接水擊。
2—5—2
式中:—水擊相時,s;
—計算管段長度,m;
—同前。
Ⅲ、水擊水頭的確定
直接水擊水頭:2—5—3
間接水擊水頭:2—5—4
式中:—直接水擊水頭,m;
—間接水擊水頭,m。關閥門為正,開閘門為負;
—閘門前水的速度,m/s;
—關閉閥門的時間,s;
、、、—同前。
2防止水擊壓力的措施
Ⅰ、操作運行中應緩慢啟閉閥門,以延長閥門啟閉時間,從而避免產生直接水擊,并可降低間接水擊壓力。
Ⅱ、由于水擊壓力與管內流速成正比,因此,在設計中應控制管內流速不超過最大流速限制范圍。
Ⅲ、由于水擊壓力與管道長度成正比,因此,在設計中可隔一定距離設置具有自由水面的調壓井或安裝安全閥和進排氣閥,以縮短管道長度,削減水擊壓力。
3安全保護裝置
管道輸水灌溉系統的安全保護裝置主要有進(排)氣閥、安全閥、調壓裝置、逆止閥等。
Ⅰ、進排氣閥的選擇
進排氣閥按式2—5—6選擇。一般在順坡布置安裝在管道系統首部,逆坡布置時在管道系統尾端,安裝在管道系統的凸起處,管道朝水流方向下折及超過10度的變坡處。
2—5—6
式中:—進排氣閥通氣孔直徑,mm;
—被保護管道內徑,mm;
—被保護管道內水流速度,m/s。
Ⅱ、安全閥
安全閥是一中壓力釋放裝置,安裝在管路較低處,起超壓保護作用。
3.自壓式管道輸水灌溉管理及技術要求
自壓管道灌溉工程同其它水利工程一樣,必須正確處理好建、管、用三者關系。建是基礎,管是關鍵,用好增產是目的。在保證管道系統建設質量的前提下,只有管好用好才能充分發(fā)揮效益。
3.1管理制度
自壓管道灌溉系統也需要有完善的管理制度,如果沒有一套與其相適應的管理措施,也是不能正常運行的。要從以下四個方面完善管理制度:
1建立健全管理組織;
2依法管水;
3實行管理責任制;
4建立管理考核標準
3.2自壓管道灌溉系統運行技術要求
1灌溉前必須首先打開應澆地塊的給水栓,每條主管道打開的給水栓數不少于3個。
2打開給水栓后,再開進水閘,閘門開啟度應根據渠道水位,滿足管道用水量,待壓力池水位和堰頂一平,穩(wěn)定為好。
3灌溉結束后,先關閉進水閘,然后再關閉給水栓。
4冬灌結束后,必須將管道內的水排掉,防止凍壞管道。
5用前必須做好管道的檢修工作。
4.自壓管道灌溉系統效果分析
自壓管道灌溉系統與明渠灌溉相比具有以下優(yōu)點:
1節(jié)水、節(jié)能
自壓管道灌溉系統輸水損失小,渠系水利用率達95%以上,比土渠提高30%,比防滲渠道提高5%,綜合節(jié)水達40%左右。
由于用管道輸水,減少了滲漏和蒸發(fā)損失,綜合節(jié)能在20%~30%。
2省地、省工
自壓管道灌溉系統中管道埋入地下,比明渠灌溉減少占用耕地2%,對土地資源的充分利用有著重要意義。
管道灌溉不僅能減少大量的田間建筑物,而且還可以實現規(guī)范化、系統化;輸水時間短,縮短了輪灌期,節(jié)省了工日。
3適應性強、管理方便
自壓管道灌溉系統是有壓供水,可適用于各種地形,如:越溝,跨路,拐彎和爬坡等。
管道灌溉設備比較簡單,技術容易掌握,管理方便,用水量便于控制和計量,并為農業(yè)機械化、自動化的發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。
4使用壽命長
管道埋入地下,塑料管不易老化、不宜腐蝕、不宜破壞,一般使用壽命在50年左右。
5.典型工程效益分析
香營鄉(xiāng)3000畝蔬菜基地自壓管道節(jié)水灌溉工程,以白河堡水庫北干渠為水源地,設首部沉淀過濾池和調節(jié)池各一座,配套φ315管2410米,φ200管4000米,φ160管650米,φ110管35700米,出水口640套。自壓管道節(jié)水灌溉系統完成后,項目區(qū)的面貌發(fā)生了根本性變化,灌溉條件得到明顯改善。經濟效益、社會效益、生態(tài)環(huán)境效益有了顯著變化,在全縣的節(jié)水灌溉建設和管理上起到了真正的示范樣板作用,對延慶縣農業(yè)產業(yè)機制改革和農業(yè)種植結構調整具有深遠意義。
5.1經濟效益分析
通過節(jié)水灌溉工程的建設,改善了當地的農業(yè)生產條件,結合農業(yè)種植結構調整和名、特、優(yōu)、新品種的發(fā)展,必將會提高農產品的產量和質量,增加當地農民收入。
1增產效益
農田實行節(jié)水灌溉后,由于減少了渠道和田埂占地,可增加作物有效種植面積,并能適時灌水,提高灌水質量,提高作物產量和品質。每畝按2000K量,單價按1.2元/Kg計,每畝年增加收入1250元,每年可增加收入375萬元。
2節(jié)水效益
與土渠灌溉相比,自壓管道灌溉每畝每年可節(jié)水100m3;項目區(qū)年節(jié)水總量為30萬m3。每方水按0.12元計,可節(jié)約水費開支3.6萬元。節(jié)水轉移效益按每方水0.08元計,每年可增加效益2.4萬元。
3省工效益
管灌每畝每年可節(jié)省人工3工日,項目區(qū)每年節(jié)省人工9000工日,節(jié)省人工支出18萬元。
4節(jié)地效益
據測算,管灌可增加有效種植面積5%左右,項目區(qū)可增加有效種植面積150畝。
實踐證明,自壓管道灌溉系統節(jié)水效果明顯,減少了水資源的浪費,緩解了當地的水資源供需矛盾,提高了當地的灌溉水平和農業(yè)抗御干旱災害的能力,促進了農業(yè)產業(yè)制度改革和農業(yè)種植結構調整。運用自壓管道灌溉系統后,每年節(jié)約用水30萬m3,節(jié)約的水為社會經濟的其他發(fā)展提供了良好的基礎。同時,項目區(qū)內外部環(huán)境和整體面貌也將發(fā)生根本性變化,不僅豐富了城鄉(xiāng)居民的“菜籃子”,還綠化美化了環(huán)境,改變了當地農民的生產意識。使農民認識到節(jié)水改造的好處,深深體會到水利是農業(yè)的命脈,只有水利設施的發(fā)展,才能改變農業(yè)的面貌,才能富裕農民。
5.2生態(tài)環(huán)境效益分析
項目區(qū)應用自壓管道灌溉系統以后,使得當地種植結構得到了調整,水土流失得到有效控制,土地成方連片,糧果豐收,綠樹成行,水資源供需矛盾得到緩解,環(huán)境優(yōu)美。同時,水土資源的利用更趨于合理,并可以把當地的種植、養(yǎng)殖、加工和旅游有機地結合起來,以開發(fā)促旅游,旅游促發(fā)展的生態(tài)農業(yè)雛形基本形成,項目示范區(qū)當地的生產生活環(huán)境面貌煥然一新。采用節(jié)水措施,減少農業(yè)用水量,相應減少了對地下水的開采量,對涵養(yǎng)補充地下水起到一定作用,節(jié)約的地表水,可增加對官廳水庫的補水,對恢復官廳水庫飲用水源功能有著重大意義。
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