高寒高海拔地区田间农业水利节水灌溉输水方式选择分析.pdf

四 川 水 利 高寒高海拔地区田间农业水利节水灌溉输水方式选择分析娄忠秋肖 鹏李 逸(四川水利职业技术学院四川 崇州 兰州资源环境职业技术大学兰州)【摘 要】针对西藏米林县派镇索松村灌区现有取水口水量极小灌溉主渠边墙出现垮塌、渗水等现象不能满足田间农业灌溉需求问题根据当地自然条件和群众意见确定了合理的灌溉制度并初步拟定了渠道输水和管道输水两种灌溉方式结合灌区灌水率、灌水利用系数、灌溉需水量和水量供需平衡等指标最终选择管道输水(轮灌)方式进行灌溉满足农业供水需求 可为当地大规模推广农业节水灌溉工程提供参考【关键词】索松村 节水灌溉 灌溉制度 管道输水 供需平衡 中图分类号:文献标志码:文章编号:()灌区概况米林县派镇索松村位于雅鲁藏布江左岸是一个以农业为主、牧业为辅的半农半牧县 索松村现状取水口属人畜饮水共用水源地并兼有灌溉作用 由于现有水源供水不足水量过小不能满足人畜用水和灌溉用水 年耕种面积仅为 如图 所示现状取水口和灌溉主渠已经完全损坏 灌溉主渠采用素混凝土衬砌未配置钢筋渠道边墙出现垮塌、渗水现象影响渠道沿线边坡稳定因此急需对索松村居民饮水灌溉水源进行建设目前常用的农田水利工程节水灌溉技术主要为渠道防渗技术、低压管道输水灌溉技术、喷灌、滴管、微灌和渗灌等并辅以现代信息化技术逐步往智能化、自动化和精准化方向发展 郭凯分析了当前应用的渠道防渗新技术张新贵提出以低压农水管道传输解决输水过程中大量渗漏和蒸发问题耿正峥基于人工神经网络帮助农民解决节水灌溉中出现的问题实现了智慧化灌溉 基于目前使用的节水灌溉技术本文根据索松村自然条件选取合适的灌溉制度并分析和比选了节水灌溉技术方案图 现状已损坏的取水口和灌溉主渠 灌溉方式选择 灌灌溉溉方方式式及及灌灌溉溉制制度度确确定定此次索松村灌溉工程不仅需要为农业灌溉提供用水需求而且需要提高渠系水利用系数和灌溉保证率改善生态环境使灌溉水利工程达到安全运行、科学管理的目的 设计过程中在确定合理的灌溉制度时应根据灌区自然条件等因素认真进行调查研究听取受益群众、地方政府和有关部门的意见和建议使设计方案更符合实际农作物的灌溉制度指播前及全生育期内的灌 四 川 水 利水次数、灌水时间、灌水定额和灌溉定额它随作物种类、品种、自然条件、农业技术措施和灌水技术的不同而变化 本次设计搜集了该地区及其他一些地区的灌溉实际资料并根据当地的灌水经验按水量平衡原理对灌区的灌溉制度进行了认真细致的分析计算充分论证灌区渠系水利用系数、灌溉定额、灌水率的合理性本工程设计总灌溉面积 其中耕地灌溉面积 林草地灌溉面积 耕地内作物主要为冬小麦、青稞和油菜 根据灌区作物种植结构借鉴已经实施的邻近节水改造的灌区及已建的其他工程灌溉制度结合灌区实际情况初步拟定渠道输水(续灌)和管道输水(轮灌)两种灌溉方式下面对两种灌溉方式进行比较选择 灌灌区区灌灌水水率率灌水率计算主要依据灌区内各作物的灌溉制度、种植比例及作物灌水延续时间进行计算根据在当地的实际调查结合灌区规模和灌水条件综合分析本次设计采用自流灌溉主要作物的播前灌水延续时间取 生育期灌水延续时间取 灌水率计算公式为:()式中、分别为第 种作物第 次灌水的灌溉定额、灌水持续时间、灌水一天的延续时间单位分别为/、为第 种作物的种植比例其中自流灌溉取 轮灌取 灌灌溉溉水水利利用用系系数数对于混凝土渠道引水灌溉干渠的水利用系数为:干净毛()净毛()式中净为渠道的出口净流量/毛为入口的毛流量/为渠道的输水损失与渠道的衬砌方式和渠道的长度有关/经计算采用渠道输水(续灌)的渠道水利用系数 干为 支为 则渠系水利用系数为:渠系干支()这里取田间水利用系数 田间为 水田的利用系数甚至可达 因此灌溉水利用系数计算公式为:灌溉水渠系田间()综上采用渠道输水(续灌)的渠道灌溉水利用系数 灌溉水为 同理对于管道输水(轮灌)方式同样取田间水利用系数为 管系水利用系数为 则管道灌溉用系数 灌溉水 在渠道实际运行过程中可能会出现超过设计工况威胁渠道安全和其他未及预料的情况在设计时应加大渠道的输水量 因此本次设计渠道加大流量系数取 进行渠道的校核工作 灌灌溉溉需需水水量量渠道设计时应考虑灌溉实际的需水量根据各作物规定的灌溉制度、渠道的灌水利用系数计算获得包括各种农作物成长时所需的生长用水量、流经渠道的损失水量及田间灌溉时的损失水量 通常以每月的各时段内作物的灌水量乘以各作物的种植面积 而作物的需水量可通过试验资料获得 图 绘制了两种灌溉设计方式各月分时段的毛用水量 由图可知管道输水(轮灌)的用水量明显小于渠道输水(续灌)方式管道输水用水量基本稳定在 万 两种输水方式平均差值为 万 可以看出选择管道输水(轮灌)较合适图 两种灌溉方式各月毛用水总量 水水量量供供需需平平衡衡分分析析水量供需平衡分析是指一定的用水地区在某些时期的可提供水量和需要水量之间的供求关系的分析可深入理解该地区水资源总量的供需现状和存在的问题 对于水资源供给分析在本次设计中工程取水口可提供水量计算时由于该设娄忠秋肖 鹏李 逸:高寒高海拔地区田间农业水利节水灌溉输水方式选择分析 计流域无水文资料且本工程取水口控制流域面积均较小因此拟采用两种方法来推求取水断面处河道径流一为径流深等值线法二为水文比拟法 径径流流深深等等值值线线法法查阅该地区水文水资源勘测局绘制的多年平均径流深等值线图可得到各工程取水口断面年平均径流深根据如下计算公式:取水口取水口()式中取水口为拟建取水口断面多年平均流量/取水口为取水口控制流域面积 为取水口控制流域径流深 为供给的时间根据公式()对现存的老取水口和拟建的新取水口进行供给平均流量计算可得到工程取水口多年平均流量结果如表 所示 可以看出拟建的新取水口可提供的年平均流量为 /远大于现有老取水口的供水量 水水文文比比拟拟法法水文比拟法计算供水量的公式为:取水口(取水口/更)(取水口/更)更()式中更为上游国家基本控制站更张站水文测验资料中的多年平均流量取/取水口为取水口以上流域面积更为更张站的流域面积取 取水口为取水口以上流域的多年平均降水量更为更张站以上流域的多年平均降水量取 经计算采用水文比拟法得到工程取水口处多年平均流量成果如表 所示径流深等值线法和水文比拟法计算工程取水口 表 多年平均流量成果工程取水口断面面积()时段径流深等值线法水文比拟法径流深()均值(/)降水量()均值(/)新取水口 年 老取水口 年 径径流流成成果果合合理理性性分分析析及及选选用用通过对以上两种方法计算成果的比较发现各取水口处多年平均径流成果相差非常小两种方法起到了相互印证、相互比较的作用原则上都可被采用 考虑各取水口面积极小与更张站面积相差太大水文比拟法计算较为复杂因此本次设计推荐采用径流深等值线法计算结果作为各取水口多年平均流量的成果参照尼洋河流域观测资料分析结合地区经验设计流域内径流参数确定为:年径流变差系数值采用 偏态系数 根据灌溉与排水工程设计标准径流频率取、和 对应 和 根据本次灌溉工程需要主要对 和 代表年进行年内分配 在更张站实测径流资料中 选择 年、选择 年分别作为平水年、较枯水年的代表年采用同倍比缩放计算出取水口径流年内分配如图 所示 可以看出新建的取水口大大增加了年内径流量特别是夏季汛期的时候更为显著可满足索松村农业灌溉需求图 工程各取水口处设计频率径流年内分配 水水量量供供需需平平衡衡分分析析根据上述计算的两种灌溉方式需水量结果以及新建取水口的年平均径流供水量可计算选取的两种灌溉方式的水量供需平衡图 展示了下的取水枢纽与设计引用流量的年内分布 可以看出取水枢纽供水量在夏季汛期时远大于设计引用流量而在冬季枯水期大致满足灌溉水需求而且采用渠道输水和管道输水供需平衡差别不大值得注意的是索松村灌区采用渠道输水灌溉方式二月中旬需水 三月中旬需水灌区二月中旬和三月中旬取水口来水量不能 满 足 灌 溉 需 求 供 需 水 量 差 分 别 为 /和/采用管道输水灌溉方式各月取水口来水量均能满足灌溉需求 四 川 水 利通过以上数据分析采用管道输水(轮灌)方式每年可节约用水 万 因此为保证灌区各月用水量提高水资源利用率本阶段推荐采用管道输水(轮灌)方式进行灌溉 灌溉水利用系数为 灌水模数为:轮灌(/)/图 两种灌溉方式水量供需平衡结果 结语全面加强农业灌溉工程建设和发展水利是完善水利基础设施建设、提高居民生活水平必不可少的一项重要举措 本文针对索松村水资源供水不足问题根据灌区自然条件和群众意见确定了合理的灌溉制度并初步拟定了两种灌溉方式基于数个供需水量指标分析最终推荐采用管道输水(轮灌)方式进行灌溉有利于提高灌溉水利用率解决项目区灌溉用水供需矛盾为农业生产提供灌溉保障对本地规模化发展节水灌溉工程起到示范带动作用参 考 文 献欧阳佳慧.节水灌溉技术现状与发展趋势研究.农业与技术():.王文晶.我国节水灌溉技术现状与发展趋势分析.农机使用与维修():.郭 凯.渠道防渗技术在水利工程中的应用分析.江西建材():.张新贵.节水灌溉工作中低压农水管道传输的应用方法.中国水能及电气化():.耿正峥.人工神经网络在节水灌溉中的应用研究.河北农业大学.吴 丽.农作物灌溉制度分类与制定.现代农业科技():.张矩熔.盘锦苇田规划中灌水率的分析.内蒙古水利():.灌溉与排水工程设计标准.作者简介:娄忠秋()男浙江宁海人副教授硕士主要从事水利工程相关工作:肖 鹏()男四川雅安人讲师、工程师硕士主要从事 技术相关工作李 逸()男甘肃静宁人讲师硕士主要从事农业水利工程相关工作(上接第 页)结语在电厂处于发电期的情况下锦屏二级水电站地下厂房铝复合板装修采用门式桥机安装吊篮的施工工艺大大降低了安全风险同时钢管脚手架花费极少且周转率很高 不仅如此单套吊篮一个月可以施工 相比采用常规钢管脚手架施工进度相当可观 对于地下厂房施工跨度大、安全风险高的铝复合板安装采用门式桥机安装吊篮施工技术是有效的降低了施工过程中的难度提高了施工工效该施工技术可为类似工程提供借鉴和参考参 考 文 献黄明辉.铝塑板幕墙施工技术探析.建筑技术研究():.卞永兴.铝塑板幕墙施工技术要点问题研究.中国高新技术企业():.任耀宗.铝塑板幕墙施工技术要点探析.中国房地产业():.庄 波.悬挂式铝塑板幕墙施工质量控制措施.城市建筑():.荆靖岚.建筑幕墙吊篮施工中的安全管控要点探究.建设监理():.作者简介:杨 超()男陕西兴平人工程师本科从事工程项目管理工作王少伟()男河北邯郸人工程师本科从事工程技术及管理工作