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农田水利灌溉节水工程的设计研究

作者:原创论文网 时间:2018-01-20 14:09 加入收藏

  在我国社会经济不断发展的过程中,科学技术水平也在不断提高,基于此背景,农田水利灌溉工程的发展也在不断加快。在此过程中,农田水利灌溉工程还是存在多种问题,最主要的问题就是水资源缺乏。本文以华北某地水利灌溉情况为例进行如下研究。
  
  1.农田水利灌溉工程概况
  
  某地农业需求的用水量为42515.62万m3,工业需求用水量为1524万m3,生活需求用水量为582.02万m3,发展的节水灌溉面积为3.92万亩。此地区地理位置为大陆性气候,水资源较为丰富,但是气候较为干燥,地下水位置较高,灌溉排水不流畅,具有较大的蒸发量,并且灌溉渠的末级渠系防渗率较低,田间的配套工程进程较慢,水资源的使用率较低,灌溉技术较为落后,从而导致水资源浪费。所以就要在农田水利灌溉过程中进行节水工程建设,以此有效提高水资源的使用率,促进农业的持续发展。
  
  2.农田水利灌溉节水措施的设计标准
  
  在农田水利灌溉节水工程设计过程中,要以当地的水源为基础,根据当地现有的灌溉设备、农业需求及经济实力实现,从而全面考虑节水工程的设计。简单来说,就是农田水利灌溉工程在运行过程中农田需要的用水量是否能够满足年份占据总年份的P百分数,如果P值为80%,那么表示此水利项目在百年之内有80年能够满足农田水利的用户需求,之后20年的用水需求得不到保障,可能会因此出现缺水问题。P值在80%就是农田水利灌溉节水设计的保证率,在进行农田水利灌溉工程设计之前,相应的工作人员就要全面勘查农田的具体情况,从而对农田水利工程大小进行确定,并且还要重点观察当地的水来源及农作物种类,如果农田较为干旱、水资源缺乏,农作物为旱作物,那么水利节水工程的设计就要在50%-80%,但是如果要求水源充足的水作物,就要保证水利节水工程的设计在70%-90%上。
  
  3.节水工程的措施
  
  首先,畦灌措施。畦灌属于地面灌溉,在平整的土地中使用畦埂将土地分割为小畦,一般为30m*60m,宽为2m*4m,一般都是顺着地面为坡向进行布置。在灌溉过程中将水引进到畦内,根据重力的作用使水流顺着畦长方向进行流动,使土壤湿润,成为薄水层。
  
  其次,滴灌措施。其主要原理就是根据压力将水通过管道系统到毛管中输送,之后通过毛管中的滴头、孔口进行安装,使水能够均匀且缓慢的滴入到土壤中,从而满足农田作物的用水需求。滴灌的优点就是不占地面积,并且灌水均匀,能够使土壤保持最佳的灌注状态。
  
  之后,喷灌技术。其主要是通过水的自然落差将水输送到农田中,通过管道系统和安装在管道末端的喷洒器到空中喷洒,从而实现灌溉。
  
  4.节水工程的设计
  
  4.1水源工程
  
  首先,设计引水渠。本文研究地区已经具有完整的配套系统,渠线合理,从经济、安全及方面等多方面进行考虑,本文设计的渠线根据传统渠线选择合理的选路。在设计纵横面过程中,将实地放线资料作为基础,保证渠道不发生冲刷破坏提高流速,降低渠道的设计断面,从而避免造成资金浪费。根据实际的测量和渠道纵坡,渠道横断面使用U型预制板进行衬砌,圆弧的半径为0.5m,渠深度为0.81m,底部具有防冻垫层。将干砌石、浆砌石、预制板等防渗的优点进行综合,根据工程项目的实际地质天剑设计渠道衬砌。
  
  其次,设计沉砂池。水源为渠道水,水流较为混浊,其中具有大量的泥沙,所以就要设计沉砂池,还能够将其作为蓄水调节池。将其设计为梯形断面,其主要包括分水闸、引水渠、滤水墙、拦污栅及蓄水池,使用钢筋混凝土结构设计滤水墙。
  
  4.2设计节水系统
  
  在泵房中设计首部枢纽,水源首部通过卧式离心泵、逆止阀、水表、进排气阀、控制阀组成。为了使节水灌溉系统在运行过程中具有一定的安全性及稳定性,将进气阀安装到管路凸起处,从而避免管路出现负压,并且能够将其中的空气排出去,保证供水的安全。在管路低处设置泄水井,避免水被冻。为了便于管道的安装及今后的检修,各种管道就要沿着林带及道路铺设,使用承插方式进行连接。
  
  4.3设计田间工程
  
  首先,布置灌水器。本文研究工程涉及到的面积一共为3.3251万亩,一共有三十个滴灌系统,其主要种植各种农业蔬果,其种植模式为宽窄行,滴注使用一膜一管及一罐两行的方式进行,图1为农业蔬果铺设示意图。
  
  其次,灌溉数据。根据相应的设计需求,确定滴注系统的灌溉保证率90%以上,其使用系数为90%以上,水资源消耗的强度为年灌溉月平均的消耗量强度峰值。根据项目区的气候条件和农作物对水资源的需求特点设计工作制度。比如番茄为一条支管每次灌水四个小时,系统每天工作二十个小时。
  
  之后,设计首部枢纽。田间滴注系统过滤器根据过流量进行确定和选择,选择的过滤器的能力要比滴灌系统的设计流量大。将滴注工程运行经验作为基础,灌溉水源是地表水,那么就要使用过滤器,比如网式或者砂石过滤器,其型号要根据系统的流量进行确定。表1为系统的过滤设备配置。
  
  最后,选择泵房。泵房的位置要在系统的首部,其尺寸要能够满足电机、控制阀及配电设备的需求,之后设置管理房,从而能够满足检修、安装和操作的需求。泵房的建筑面积和结构要保持一致,并且在外墙中喷绘统一的农田水利标志,从而能够具有宣传和示范的作用。
  
  5.结束语
  
  我国属于世界中最缺水的国家,水资源的短缺已经成为阻碍我国经济发展及社会发展的主要因素。农业是用水大户,有效解决农业的用水问题,其对农业的持续发展具有一定的影响,并且还影响到了其他行业的用水。节水灌溉是一种综合性工程,其不仅包括灌溉过程中的节水措施,还包括和灌溉密切相关的各方面内容。做好农业节水,能够有效缓解我国水资源的供应矛盾,从而促进我国整体经济社会的发展。

  参考文献:

  [1]刘磊.试论节水灌溉技术在农田水利工程中的应用[J].城市建设理论研究,2014(13).
  [2]陈怀庭.节水措施在农田水利工程灌溉中作用分析[J].城市建设理论研究:电子版,2015,5(36).
  [3]刘丽.论节水措施在农田水利灌溉中的应用研究[J].工业c,2016(9):00227-00227.
  [4]李国华.农田水利工程中节水灌溉技术的应用研究[J].大科技,2013(1):151-152.
  [5]李平,路学文.农田水利灌溉中节水措施分析研究[J].吉林农业:学术版,2012(12):200-200.


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