節(jié)水灌溉工程設計論文

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1現(xiàn)有灌溉供水水源

1.1地表水水源

根據(jù)項目區(qū)現(xiàn)場調(diào)查，地塊南側(cè)緊鄰東風干渠，地塊目前采用該渠水灌溉，地塊內(nèi)相應有土渠和土溝。

1.2井水水源

項目區(qū)南側(cè)道路和渠道已有10眼機井，機井均為2010年新建，與項目區(qū)距離約為10m。

2灌區(qū)土地分類、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)和作物組成

灌區(qū)土地包括熟地和生地2部分。熟地部分地塊面積為172.67hm2，中東部生地部分面積為26.87hm2，共計為199.54hm2。目前，生地正在進行土地整理，沒有修建條田，暫不進行設計。因此，本階段僅對地塊面積199.54hm2（凈灌溉面積156.93hm2）的熟地進行設計。

2.1農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)

199.54hm2其中第1大條田面積為35.51hm2，第2大條田面積為68.40hm2，第3大條田面積為53.02hm2。3大條田均為間種，果樹品種為西梅，間種的作物主要為棉花、小麥和甜瓜，每年輪換。

2.2作物組成

按照2012年計劃種植的作物進行設計，果樹的品種為西梅，間種作物第1、2大條田為棉花，第3大條田為小麥。

3灌區(qū)水利土壤改良

土壤為砂壤土。大部分面積的土壤輕度鹽堿，但仍有部分區(qū)域中度鹽堿。項目區(qū)南側(cè)緊鄰東風干渠，在東風干渠南側(cè)，2007年建設淺水機井一批，間距在300m左右，根據(jù)觀測數(shù)據(jù)，該批機井很好地發(fā)揮了豎井排灌的作用，故項目區(qū)南側(cè)鹽堿化程度較低，不需再進行洗鹽排堿。1、2號條田已自2009年起開始洗鹽排堿工作，目前改良效果較好，只需再進一步加強灌溉管理即可。此外，每年5-8月，利用分洪水漫灌壓堿。

4節(jié)水灌溉技術(shù)比選

4.1節(jié)水灌溉方式的選擇

各種灌溉方式都有它的優(yōu)缺點和適應條件，根據(jù)項目區(qū)的種植作物來分析，適合間種果樹和小麥/棉花的節(jié)水灌溉技術(shù)主要有滴灌和低壓管灌。滴灌是一種局部灌溉方法，僅濕潤根區(qū)附近的土壤，而其他部分地表保持干燥，因而顯著減少了水蒸發(fā)損失，同時又減少了雜草生長的幾率，從而為作物根系活動層的土壤創(chuàng)造了良好的水、熱、氣、養(yǎng)分狀況。另外，肥料、藥劑還可通過灌溉水一起施到根系土壤中，提高肥、藥的利用率，為穩(wěn)定增產(chǎn)打下基礎。滴灌灌水均勻度高，一般可達80.0%～90.0%，不產(chǎn)生地表徑流和深層滲漏，因而對土壤的要求不高。滴灌只要用壓力管道將水輸送到作物根部附近即可灌溉，對地形條件的適應性較強。低壓管道輸水是以管道代替明渠，采用較低的工作壓力將灌溉水輸送到田間的一種工程形式。其特點是輸水時壓力低，出水口流量較大，不易發(fā)生堵塞，具有輸水效率高、節(jié)能、節(jié)省渠道占地、省工、成本低等優(yōu)點，適合在井灌區(qū)推廣應用，是一種便于群眾掌握和管理的灌溉技術(shù)。在第1階段的征求意見稿中對全滴灌方案和管灌配合滴灌2種方案進行了比選，項目區(qū)的農(nóng)民強烈建議用低壓管灌，田間采用溝灌，因此通過召開第三次農(nóng)民會議，參建各方?jīng)Q定灌溉方式采用低壓管灌。

4.2管道系統(tǒng)的工作制度

管道系統(tǒng)的工作制度有續(xù)灌方式、輪灌方式和隨機取水方式3種。

1）續(xù)灌方式：續(xù)灌的方式是上一級管道同時向下一級管道配水，在干管這一級進行續(xù)灌，干管連續(xù)工作，管道過水時間就等于灌水時間。續(xù)灌的特點是下一級管道的設計流量小、工作時間長。

2）輪灌方式：上一級管道按預先劃分好的輪灌組向下一級管道配水，而輪灌管道在灌水時期是輪流工作的，輪灌一般有集中輪灌和分組輪灌2種。輪灌組的劃分及灌水的先后次序直接影響到上一級的管道投資。輪灌方式適用于種植作物比較單一的情況。

3）隨機取水方式：隨機取水方式即每個取水口任何時候都可以取水，也可以不取水，以取水口作為一個用水計算單位，在此基礎上用概率論和理數(shù)統(tǒng)計方法來推算各級管道的設計流量。在運行方法上是使取水口以上的管網(wǎng)中任何時候都充滿水，各取水口按本用水單位的需要隨時打開閥門取水灌溉，因此也叫“按需分配”方式。但隨機取水方式的設計管徑較大，投資較高。管道系統(tǒng)的工作制度不同，則管網(wǎng)規(guī)模不同，從而直接影響工程投資，同時不同管道系統(tǒng)的工作制度又對灌溉的操作和管理提出不同的要求。通過對上述3種方式的比選，選擇布局合理、投資經(jīng)濟的方案，本工程采用續(xù)灌和分組輪灌相結(jié)合的方式。

5灌溉設計保證率和灌溉制度

5.1灌溉設計保證率

本項目區(qū)灌溉方式為低壓管道輸水灌溉，灌溉水源為井水，灌溉設計保證率取85.0%。灌溉系統(tǒng)田間采用溝灌，按照第2階段的預審意見，灌溉水利用系數(shù)為0.8。

5.2灌溉制度

根據(jù)灌區(qū)的水土資源情況、作物組成以及各種作物的生長特性，根據(jù)新疆地區(qū)西梅樹和棉花的種植特點，擬定田間毛灌溉定額及灌溉制度。

6灌區(qū)水量供需平衡分析

6.1地下水可供水量

項目區(qū)灌溉用水為井水。依據(jù)《伽師縣地下水資源開發(fā)利用報告》，伽師縣地下水總補給量為4.26億m3，地下水可開采量為1.28億m3，根據(jù)調(diào)查，項目區(qū)地下水儲量豐富，開采條件好。

6.2灌溉需水量

項目區(qū)包括3大條田，其中第1大條田面積為35.51hm2，第2大條田面積為68.40hm2，第1、2條田種植西梅和棉花，第3大條田面積為53.02hm2，種植西梅和小麥。項目區(qū)為間種的種植模式，在計算灌溉需水量時，按照不同作物分別計算水量。

1）西梅樹的灌溉需水量：地塊內(nèi)156.93hm2的面積全部種植西梅樹，灌溉定額為490m3/667m2，計算得西梅樹的灌溉需水量為115.35萬m3。

2）棉花的灌溉需水量：第1大條田和第2大條田內(nèi)種植棉花，種植面積的比例約為地塊面積的60.0%，為62.35hm2，灌溉定額為360m3/667m2，計算棉花的灌溉需水量為33.67萬m3。

3）小麥的灌溉需水量：小麥的種植面積的比例約為第3大條田地塊面積的60.0%，為31.81hm2，灌溉定額為400m3/667m2，計算棉花的灌溉需水量為19.09萬m3。項目區(qū)地塊內(nèi)灌溉需水量合計為168.11萬m3。

6.3水量平衡分析

項目區(qū)年需開采地下水總量為168.11萬m3，而區(qū)域的地下水可開采量為1.28億m3，遠遠大于作物的灌溉需水量。不會對地下水的平衡產(chǎn)生不良影響，因此項目區(qū)開采地下水是有保證的。

7結(jié)語

通過本項目的實施，能夠提高水、土資源利用率，通過發(fā)展節(jié)水技術(shù)，促進相關先進技術(shù)的應用，促進農(nóng)業(yè)質(zhì)量和效益的提高，推進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和產(chǎn)業(yè)化進程，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、增收，使農(nóng)民得到更多實惠，用顯著的經(jīng)濟效益引導廣大農(nóng)民群眾發(fā)展節(jié)水灌溉。

作者：孫麗麗 畢然 張陽 單位：淮安市水利勘測設計研究院有限公司北京分公司 北京市水利規(guī)劃設計研究院