農田水利灌溉工程規劃設計探討
時間:2022-11-22 09:02:03
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1工程概況
某縣位于新疆天山東段境內,該縣也是天山北部地區的農業大縣,農業用水需求量達到42374.42萬m3,工業生產用水量為1460萬m3,而居民日常生活對水資源的需求量為570.03萬m3,需要節水灌溉的農田約為2646.67萬m3。因該縣為大陸性氣候區,雖然水資源量比較大,但由于本地區氣候異常干燥、配置的灌溉排水設備并不理想,導致本地土壤鹽漬化情況比較嚴重。加之,該縣境內各灌溉區域的渠系防滲效率并不高,與之配套的水利工程進展緩慢,滲透率更嚴重,導致水資源大量流失。因此,該縣及時建立農田水利灌溉工程,對有效提升水資源利用率,確保該縣經濟及農業的發展產生重大影響。
2小型農田水利灌溉規劃設計內容
2.1自流灌溉取水方式設計。2.1.1無壩取水。在進行無壩取水設計過程中,本工程根據所在地的實際情況選擇建閘,將河道水流以及進水閘的夾角設計為30~45度[1]。有效控制水渠道水流的平穩程度,盡可能降低水流對引水口造成的沖刷,增加引水量。2.1.2無壩取水。由于該縣部分灌溉工程所處水位以及地勢較低,很難滿足灌溉自流引水的要求,因此進行了節水壩以及低壩設計,進而提高該地區的水位,有效保障灌溉飲水量。2.2灌溉渠道設計。2.2.1設計原則。(1)因地制宜。對小型農田水利灌溉工程進行設計過程中,要按照因地制宜的原則,對水利工程建設區的地形、降水量等挑選合理、準確的數據信息,并展開綜合分析,隨之開展詳細的規劃設計。本文以新疆境內的某縣為研究依據,在該縣境內小型農田水利進行規劃時,綜合調查各行業水資源需求量,其中,農業用水量最高,達到42374.42萬m3,工業生產需水量為1460萬m3,生活用水量是570.03萬m3。具體進行設計時,要重視選用節水灌溉技術,結合本地區的用水需求、地形、氣候情況等,合理選用新技術和新設備完成規劃設計。(2)可持續發展。對水利工程進行修建時,要將該縣支柱型農作物當作小型水利工程主要的服務對象,以此保障本縣農業及經濟更好地發展。2.2.2確定引水量。在進行小型農田水利工程灌溉設計時應合理確定引水量,也就是說要確定合理的灌溉綜合流量。在進行引水量的確定時應充分考慮灌溉當地的氣候條件、水源田間、渠道長度、農作物種植類型及種植面積、降雨量等因素。2.2.3斷面設計。在確定引水量的同時應進行斷面的設計。在進行渠道橫斷面設計過程中,應合理控制渠道比例,保持渠道坡度與所經地面坡度相同。在進行渠道縱斷面設計過程中,應根據渠道的高程進行渠道高程線的繪制。在此基礎上,根據水流的具體情況以及渠道底部的比例來進行渠道水位的設計,之后根據設計好的水位來進行加大水位線的設計。在實際檢查過程中還應根據渠道坡度的變化情況進行適當的調整,進而合理確定渠道縱斷面的高差及位置。2.2.4節制閘的設計。在進行節制閘的設計時,應保障渠道的最小流量可以達到渠道的引水需求,并且能夠保障正常流量的水能夠向下配水。通常將節制閘設置在泄水閘的下游以及分水閘處,以保證分水以及泄水。除此之外,節制閘也可設置在渡槽的上游以方便檢修和輸水流量的控制。
3設計恰當的節水灌溉工程
3.1合理設置引水渠。該縣已有渠系通過一段時期的發展,逐漸形成與之相配套的渠系系統。本次設計從灌溉系統安全性角度入手,所設置的渠線基本沿著原有渠線或現場勘查情況挑選最合理的路線。對縱斷面實施設計時,要依據實地放線材料或渠道周邊地形,在保障渠道不會發生沖刷的狀態下加大流速,降低整個工程造價。由于混凝土U型渠道的壁厚是2.8mm,水泵流量處于0.207m3/s,流速為0.55m/s,渠道的斷面深度及寬度均是0.7m。3.2合理配置沉砂池。該縣的農田水利工程主要水源是渠道水,處于洪水期水流比較混濁,這些水內具有較多的泥沙。因此,必須設計恰當的沉砂池,兼做蓄水調節池使用。本次設置的沉砂池主要有分水閘、吸水池等部分,采用鋼筋混凝土結構對濾水墻展開建設。3.3合理布設節水灌溉設施。在泵房內設計首部樞紐,水源首部主要組成設備為臥式離心泵、控制閥等。為確保水利工程順利投入使用,在不同級管路凸起處設計進氣閥,保證設備可以及時將管路內的空氣排除,以此達到正常的供水要求。同時,為方便對管道進行安裝和檢修,干管及分干管均沿著原有道路和林帶展開鋪設,管道的承壓控制為0.4MPa。支管選擇0.25MPaDe90Pe軟袋,而利用φ16單翼迷宮式滴灌帶作為毛管,其中,PE軟管設計在垂直分干管之上,通過專業的PE管件實現連接。3.4設計田間灌溉工程。3.4.1灌水設備設計該縣設計的小型農田水利工程服務范圍達到2002.07萬m3,共設計30個滴灌系統,其主要種植的農作物為辣椒、番茄等。滴灌帶嚴格遵循一膜一管、一管二行的要求完成鋪設。3.4.2設計恰當的灌溉參數依據小型農田水利灌溉工程設計的規范要求可知,該縣水利工程灌溉保證率應大于90%。本文設計的滴灌系統其水資源利用系數定為90%,設計月平均耗水強度Ea=6.0mm/d,該觀其選定φ16單翼迷宮式滴灌帶,滴頭之間的間距控制0.3m,流量設置為2.0L/h。通過灌水周期求解公式T=mmax/Ia,計算出周期為4.08d,小數點后面的數字舍去,取4d。3.4.3首部樞紐設計情況。滴灌系統首部主要由泵房、過濾設備等部分組成,水資源通過沉淀處理之后,利用輸水管輸送到下部系統的首部。(1)合理設置泵房。泵房設置在整個滴灌系統的首部,其尺寸應滿足控制閥、配電設備等方面的要求。同時,為泵房設定管理房,以此滿足設備的安全、檢修和管理需求。為確保泵房管理的美觀性,泵房的面積與結構要保持一致,在其外觀噴繪與小型農田水利工程建設規范相同內容,達到大力宣傳小型農田灌溉工程的目的[2]。(2)選擇合理的過濾設施。各地區灌溉系統使用的過濾器應根據其流量確定,所選的過濾器過流能力應超過灌溉系統的20%。依據小型農田灌溉工程情況,如果灌溉田地使用地表水時,首部運用砂石+網式的過濾器,過濾器型號由灌溉系統的流量確定。
4滴灌工程注意事項及效益評價
對滴灌工程進行規劃設計過程中,要依據實際工程概況及所處地區的特點選擇合理的管線。必須注意,小型農田水利工程的規劃設計不能一味保守,要展開創新設計,在先進技術的基礎上選定最佳的設計方案。此外,也要重視挑選壁厚均勻度好、抗堵塞性能強的管道。加之,要合理設計滴灌管線,具體施工中,要將滴灌工程是否便于施工及其對農作物產生的影響考慮在內。借助高效率農田水利工程的建設,不僅可以提高水利資源利用率,也能提升農作物產品,展現出良好的社會及生態效益。小型農田水利灌溉工程投入運行之后,可以大大減少水資源浪費的情況,從而滿足農業灌溉及農作物生長的實際需求,達到合理配置水資源的效果。能有效提升水資源利用效率,減少水資源浪費情況,有效滿足農作物生長發育過程中對水的需求。項目正式推行以后,有助于科學調整農業產業結構,使灌溉區域的農業生態系統獲得明顯的改觀,達到保護水資源和保肥的目的。此外,依托高效的節水灌溉技術也有利于調整農業產業結構,從而提升農民及農業的收入,進一步帶動相關產業更好地發展。
5結語
總之,對小型農田水利工程進行規劃設計是做好農田灌溉的關鍵,也直接影響農業的發展,其對合理分配水資源意義重大。本文以某縣農田水利灌溉工程為研究對象,詳細介紹該縣水利工程規劃設計原則,進一步闡述田間灌溉工程各部分設計情況,并分析這種規劃設計所帶來的經濟效益和社會效益,以期為建設社會主義新農村提供一定指導。
作者:黃清海 單位:沛縣水利局
參考文獻
[1]史靜靜.村級農田水利規劃設計方案研究[D].揚州:揚州大學,2013.
[2]馮楊.四川省巴中市通江縣農田水利綜合規劃研究[D].成都:四川農業大學,2014.
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