時間:2023-06-07 09:37:49
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇高效節水灌溉工程設計,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
農田水利在我國農村經濟發展中具有非常重要的作用,而高效節水灌溉則是農田水利工程建設的重要內容,但目前,節水灌溉工程還存在著這樣或那樣的問題,嚴重阻礙了高效節水灌溉的有效開展。因此,要理清農田水利工程高效節水灌溉發展思路,促進農村經濟的快速健康發展。
一、節水灌溉工程中存在的各種問題
1.農田節水灌溉工程設計中存在不足
農田節水灌溉工程中,需要結合以往的資料和經驗進行勘察,但是眾多工作人員都有一個通病,就是在工程現場勘察過程中過分依賴以往的資料,忽視了最新信息的采集,最終導致農田節水灌溉工程設計中出現許多漏洞。比如工作人員對節水灌溉工程項目中作物種植結構進行全面的分析,所以對工程區域內的土壤無法做出準確的分析和判斷,對節水灌溉工程中水資源的水質也沒有進行調查和了解,進而影響了農田節水灌溉工程的設計工作。此外,在工程設計的過程中,參與設計的工作人員更多的是依靠以往的經驗,沒有經過現場勘查,對實際情況缺乏了解的情況下就進行設計,這樣的情況一定會導致工程設計中存在不合理的地方。因此農田節水灌溉工程中的設計工作者一定要立足實際,深入工程現場進行勘察,以獲得準確的資料,才能夠進行精準的設計,使農田節水灌溉工程在符合實際情況的基礎上確保日后的投入使用中正常發揮作用。
2.農田節水灌溉工程區域內的種植結構存在不足
農田節水灌溉工程的建設是為了從根本上推動農村的經濟發展,使廣大農民群眾得到更多的收入,但是在實施建設的過程中,傳統的種植觀念的思維方式仍然起著主導作用,沒有從根本上得以轉變,目前很多節水灌溉工程區域內的作物種植結構依然是玉米,盡管已經有一部分土地正在進行高效的生產種植,但是這種種植結構的面積并不大,依然無法實現節水灌溉工程區最大限度地發揮作用,更無從談起推動整個農村經濟的發展。因此在農田節水灌溉工程的范圍內,相關的管理人員一定要發揮帶頭作用,努力做好宣傳工作,刷新廣大農民群眾的傳統思維,積極引導思想觀念的轉變,致力于農田種植結構的調整和改變,通過這種傳播方式,才能夠在節水灌溉工程作用的充分發揮下推動農村地區經濟的發展。
3.農田節水灌溉工程中忽視了管理工作
在農田節水灌溉工程的設計階段,對于節水灌溉工程的工藝技術有著嚴格的要求,在眾多需要使用灌溉工程工藝的階段,都會引起上級領導和工程施工人員的重視。然而隨著節水灌溉工程施工完畢,開始投入使用的時候,往往會出現工程中的缺乏使用管理的現象,甚至有的節水灌溉工程在投入使用的當天全部人員就全部撤離,從此無人問津,更無從工程的維護,最終無法正常使用節水灌溉工程,其原因是顯而易見的,由于最初的節水灌溉工程的產權不夠明確,不僅缺乏相應的資金投入,也沒有切實有效的管理手段,導致這種“重建設輕管理”現象的出現。所以為了避免這種情況的再次發生,有關部門一定要重視工程的使用管理工作,明晰產權,制定行之有效的管理方法,并適當投入資金,節水灌溉工程作用才會得到最大限度的發揮。
二、農田水利工程高效節水灌溉具體發展思路
1.水資源配置的優化與農業發展相結合
由于我國水資源相對匱乏,農田水利灌溉工程中的設計人員一定要針對這種情況進行綜合分析,把水資源設置的優化與農業發展結合起來,具體問題具體分析。高效節水灌溉建設的過程中,在保護生態環境的基礎上農田水利的發展得以持續發展,以此為工程建設的基本路線,生產生活和水資源的使用加以統籌發展,對水利工程建設中的環境評估和監測工作都要加大力度,在分配水資源的問題上要對水量進行良好的控制,分配上也要做好管理工作,不同的灌溉區域有不同的用水量,所以要在高效用水的基礎上進行水資源的充分利用,通過對水資源的優化配置與農業發展相結合的方式,對推動農村經濟的發展有著重要的作用。
2.引進節水灌溉技術,同時開展高效節水灌溉示范工程
農田高效節水灌溉工程實施的重要前提就是高效節水灌溉技術,高效節水灌溉技術的引進和使用對實現節水灌溉有著重要作用。在農田高效節水灌溉工程的實施過程中,要在傳統的節水灌溉技術的基礎上,引進高效的節水灌溉技術并加以利用,同時隨時關注新產品和新技術的更新情況。最新的高效節水灌溉技術如建立在智能技術上的灌溉技術已經得到廣泛的應用,通過機械自動化、生物學和信息技術進行有機結合,全程監控農作物的成長情況。開展高效節水灌溉示范工程能夠起到良好的帶頭和示范作用,在示范工程建設的過程中,工作人員要從工程現場的實際情況出發,與節水灌溉地區的特點相結合,嚴格按照工程項目中的各種標準,在示范工程區域集中起來,對建設的地區進行嚴格選擇,以確保節水灌溉示范工程作用的發揮。
3.加強農田節水灌溉工程中的管理工作
農田水利工程的基礎是高效節水灌溉工程,而對農田節水灌溉工程的管理工作是整個工程的重要工作之一,以實現最終效益為目的,所以為了已經完工的高效農田節水灌溉工程得以正常穩定的運行,首先就要對農田節水灌溉工程的管理工作有足夠的重視,以確保工程的管理工作的正常開展,同時建立并完善農田水利工程的管理制度,同時明確承包工程中各方的責任,這樣農田節水灌溉工程得以最大限度的發揮。
三、結語
水資源緊缺是制約社會經濟發展的關鍵性因素。它不僅關系到國家糧食安全、生態安全,而且關乎到國家安全。農業是我國的用水大戶,其用水量約占全社會總用水量的 70%以上,但其平均利用率只有40%左右。通過發展節水灌溉,在減少灌溉用水量的前提下滿足灌溉需要,同時把節約出來的水量用于城市生活、工業生產和生態用水,以水資源的可持續利用促進經濟社會的可持續發展。
參考文獻:
1農田水利灌溉工程的現狀
農田水利灌溉系統有關部門領導很少下基層,即使為了“使命”來了,也是走馬觀花、蝽蜒點水、敷衍塞責、草草了事,對農民反應的問題,不夠重視,甚至根本不給解決。
2農田水利灌溉設計中存在的缺陷
2.1設計主體綜合投入不足,導致工程質量低下。節水灌溉工程是一種壓力灌溉系統,相對于科技含量低的地面灌溉來講,對科技標準的要求相對苛刻。因而,對工程設計技術參數的把握是否精確、可靠,直接關系到整個水利工程節水灌溉系統的安全性、有效性、運行效果。而對工程設計水平的衡量,不是僅僅取決于設計單位的資質等級的高低,關鍵是要看設計單位對相關工程設計的技術力量投入。由于水利工程節水灌溉在我國還處于發展階段,尚未形成系統、成熟的工程設計部門,因而承擔相關任務的多是一些非專業的部門。一些工程設計人員一味迷信理論知識,缺乏實地實踐考察,因而設計與規劃脫離實際,無法有效解決問題,不僅對工程施工造成很大難度,而且對工程的質量造成安全隱患。
2.2忽視專業標準執行,存在設計盲目性。由于國內的節水灌溉工程建設起步較晚,尚未形成成熟、可供參考的模式,因而一些相關部門對節水灌溉工程的認識還存在誤區。他們片面的認為節水灌溉就是進行例行簡單的噴灌、微灌工程設計,因而在工程設計與規劃中,一味追求高科技、大規模、自動化,這種脫離客觀實際的跟風盲目上行為,不僅無益于地方的節水、增產、增收,還加重了地方的財政負擔,造成了土地、資金、人力、物力的很大浪費。此外,相關設計單位對工程的等級標準劃分不明確,而工程等級的劃分直接涉及到工程的投資規模,設計標準過高則導致投資浪費,而過低則達不到預期的設計指標。換言之,設計單位忽視對專業標準的執行力度,引發的設計盲目性,必然對整個工程的設計與規劃造成很大的運作障礙,使得水利工程節水灌溉的綜合效益大打折扣。
3解決水利工程節水灌溉設計與規劃中存在問題的措施
水資源的不斷匱乏已經成為一個世界范圍內的問題,我國由于地域廣闊,農田分布與水源分布很難實現統一,這就造成了我國農業用水難的現狀,再加上大范圍內水資源的不斷匱乏,使得原本就很艱難的農田水利事業,更是雪上加霜。為了緩解這樣的現狀,從源頭上解決我國農業建設中的缺水問題。農業工作人員就要從施工設計入手,并加大節水管理的力度,以下是解決水利灌溉工程設計問題的幾點措施:
3.1遵循地方客觀實際,強化配套科學管理堅持“一切從實際出發”,綜合考慮當地的自然與經濟條件基礎,通過對地方經濟財力的權衡與估略,在水利工程節水灌溉的設計與規劃中,嚴格把握工程造價,避免對地方財政形成過大壓力。通過對當地氣候降水的調查以及主要農作物的生長需水情況,進行合理規劃與設計,積極探索出一套科學高效的水利工程節水灌溉措施,真正實現地方農民的增產、增收,以及實現當地政府相關財政的合理利用與收支的平衡,從而將水利工程節水灌溉的效益發揮到最大化。
3.2嚴格設計主體資質,確保工程規劃效果。為應對當前設計主體的的資質欠缺的困境,相關負責部門應針對設計人員水平不高、能力不強的問題,在公平、公正的基礎上,拋下地域限制的舊觀念,放眼全國,尋求資質、能力強的設計單位,輔之以嚴格的評審程序,為工程建設的開展提供高水準的設計單位。作為水利工程節水灌溉的建設單位,應做到客觀甄別施工、監理單位的水平與能力,對未能達到工程標準要求的施工或監理單位,倡導運用經濟手段推進監理、施工單位高素質人才的投入,從而在保證設計主體資質達標的基礎上,嚴把技術能力關、質量關,確保工程的設計與規劃科學性、高效性,使得水利工程節水灌溉在專業的團隊設計下,依據科學的理論指導,結合施工地的客觀實際情況,使整個系統工程達到預期的設計效果,切實解決地方水資源短缺問題,造福一方百姓。
3.3建立合理科學的節水灌溉體系,在我國農田水利灌溉工程的施工中,人們的行為有了制度的約束,就會更加規范和統一,一旦有違規操作,上級部門就會依照規章制度對其予以懲罰。久而久之,人們就會形成自覺節水的習慣,在工程建設中,就會以最大限度的提高水源的利用率為目的而經行施工操作。監管部門,一定不能放松監管的力度,要將節水理念貫徹到工程建設中的每一個施工環節。并且要保障灌溉設計的有效執行。定期的進行節水理念的宣傳活動,使節水理念深入人心。另外,監管機制以及監管體系也要不斷的完善和改革,這樣才能適應時代不斷發展的要求。為日后建設工程中的節水工作打好堅實的基礎。水利灌溉工程是農業生產賴以生存和發展的基礎,是農業建設不斷進步和發展的保障。農田水利灌溉工程施工設計的合理性和科學性,能夠很大程度的提高水資源的使用率,在節約水資源的同時,還有效的提高了農業生產的效率,創造了無數的經濟價值。農業是我國的民生行業,是關系到民族生存與發展的命脈所在。為了最大限度的促進其發展和進步,我國相關的政府部門也要加大監管的力度,充分發揮其職能,將我國的農田水利工程建設中存在的問題一一排除,使我國農田水利工程的建設無后顧之憂。并且要將節水意識滲入到千家萬戶,從我做起,將農業用水難的問題從根本上給予解決。這樣才能實現國家的長治久安以及可持續發展。
作者:辛淑麗 單位:黑龍江密山市青年灌區水利水保總站興凱分站
關鍵詞:農田;節水灌溉工程;管理;加強措施
作為農田灌溉方面的重要工作,農田節水灌溉工程的管理在近期得到了有關方面的高度關注。該項課題的研究,將會更好地提升其管理水平,從而有效優化農田節水灌溉的整體效果。本文從介紹節水灌溉相關內容著手本課題的研究。
1 農田節水灌溉工程概述
實現科學、高效、安全、合理的農田水利工程灌溉規劃設計,不但符合當前國家關于農業方面的各項政策方針,而且其能夠發揮積極的社會效益和經濟效益。這主要表現為:首先,通過規劃設計農田水利工程,可以形成合理配套的田間灌排體系,有效改善農業生產基礎設施,改善灌區農業生產條件,提高輸水和排水能力,降低輸水過程中損失,提高農田防洪排澇能力,有利于農業生產水平的提高,提高農業效益,促進農民持續增收,既可以降低水資源浪費和水土資源流失危害,又可以有效節約農民進行灌溉農田費用,因此其在一定程度上提高了社會效益和經濟效益。
開展農田水利工程灌溉規劃應堅持一定的原則,具體可劃分以下幾種:首先,開展農田水利工程灌溉規劃應堅持整體性原則。農田水利工程作為農業發展、農民增收、農作物生長的重要基礎工程,進行相關灌溉規劃設計時,應在水利工程數量和布局上堅持統籌兼顧的原則做到耕地集中連片,以實現農業生產的安全、有序、可持續性的發展。其次,開展農田水利工程灌溉規劃應堅持繼承性原則。進行相關規劃設計時,應考慮該地區前期農田水利工程基礎,在原有基礎上進行合理調整,盡量保證工程結構和布局的穩定性,從而使得農田水利工程功能更加優化,結構更加合理。
2 農田節水灌溉工程的發展趨勢和方向
2.1 因地制宜,繼續普及與推廣先進的節水灌溉噴、微灌技術。目前,國內外噴、微灌技術正朝著低壓、節能、多目標利用,產品標準化和系列化及運行管理自動化方向發展,普及與推廣噴、微灌技術必須堅持因地制宜的原則。有條件的地區,應大力發展地下滴灌技術,此技術的節水增產效果最為明顯,而且適于農田作業管理,特別適合干旱、多風、高溫地區推廣應用。
2.2 推廣農田節水灌溉工程,實現灌溉渠系管道化。我國已基本普及了井灌區低壓管道輸水技術,今后發展方向是大型渠灌區渠系管道化,并加快相應大口徑塑料管材的開發生產。
2.3 發展現代精細地面灌溉技術。土地平整是改進地面灌溉的基礎和關鍵,因我國農田灌溉量大面廣,急需推廣應用激光控制平地技術,水平畦田灌溉技術,田間閘管灌溉系統以及土壤墑情自動監測技術等一切改進地面灌溉措施,逐步實現田間灌溉水的有效控制和適時適量的精細灌溉。
2.4 各地要根據實際情況建設適合本地特點的農田水利節水灌溉工程,搞好中低產田的節水灌溉問題,合理規劃,統一布局,避免盲目引進,造成嚴重浪費。改良土地,提高農田水利工程的灌溉效率,提高中低產田的作物產量。
3 農田節水灌溉工程管理中存在的問題
3.1 節水灌溉工程的規劃設計存在著不足。在節水灌溉工程中,在工程勘察過程中設計人員往往依靠以往或已有的資料,如:對節水灌溉工程項目區內的土壤情況不進行精確分析、對節水灌溉工程的水源水質狀況不進行了解、項目區內的種植結構不認真分析等沒有能夠認真勘察工程實地情況,沒有認真分析影響節水灌溉工程的因素,沒有在獲取精確的一手資料的基礎上進行設計,導致設計人員在節水灌溉工程設計過程中存在著一些不足之處,使一些節水灌溉工程與實際情況不太符合,不能很好的發揮作用。
3.2 投入機制不完善。在農田水利建設過程中,節水灌溉工程投入機制不是很完善。雖然我國用于發展節水灌溉投入了大量的資金,但各級財政投入與節水灌溉發展的需求差距存在較大差距。農業是弱勢產業,農民收入水平也較低,而滴灌、噴灌等高效節水灌溉一次性投入大,國家對用于節水灌溉的投入不足,運行維護費用不是很高,節水灌溉也難以快速發展。
3.3 高效的節水灌溉技術體系不健全。國家投入興建節水灌溉示范項目,極大推動全國節水灌溉技術的發展,由于人們對于節水灌溉的思想意識還比較淡薄,再加上農田節水灌溉技術前期投資較大,不能再短時間內見到效益。但真正能夠落實節水灌溉建設的技術覆蓋面積還相對較少。現今節水灌溉設備質量良莠不齊,缺乏節水灌溉行業準入制度,也沒有培養一批可承擔節水灌溉技術的設備生產企業,因此難以形成高效的節水灌溉技術體系。
4 提升農田節水灌溉工程管理水平的具體措施
4.1 嚴格設計工程主體、確保工程規劃效果。水利工程的設計應當有明確的主體,這樣才能在遇到困難的時候有恰當的解決方法,同時制定相應的責任制度,把每一區域的農田灌溉分配給相應的負責人,一改傳統的管理模式,將嚴格的評審程序加入節水灌溉工程的效果評價當中,作為水利工程節水灌溉的建設單位,應做到客觀甄別施工、監理單位的水平與能力,對未能達到工程標準要求的施工或監理單位,倡導運用經濟手段推進監理、施工單位高素質人才的投入,只有這樣才可以確保節水灌溉系統的整體規劃效果。
4.2 加大農田水利節水灌溉工程的投入力度。加大農田水利節水灌溉工程投入力度的具體措施,如下:完善投入機制;增加融資方式;建立農田水利節水灌溉工程基金;貸款;利用優惠政策吸引廣大民眾向農田水利節水灌溉工程投入資金;加大對農田水利節水灌溉工程的投資監管力度,確保投入資金百分之百的用在農田水利節水灌溉工程上。
4.3 建立合理科學的節水灌溉體系。在我國農田水利灌溉工程的施工中,人們的行為有了制度的約束就會更加規范和統一,一旦有違規操作止級部門就會依照規章制度對其予以懲罰,久而久之人們就會形成自覺節水的習慣,在工程建設中就會以最大限度的提高水源的利用率,為目的而經行施工操作監管部門一定不能放松監管的力度,要將節水理念貫徹到工程建設中的每一個施工環節,并且要保障灌溉設計的有效執行,定期的進行節水理念的宣傳活動,使節水理念深入人心,另外監管機制以及監管體系也要不斷的完善和改革,這樣才能適應時代不斷發展的要求,為日后建設工程中的節水工作打好堅實的基礎。
5 結語
通過對加強農田節水灌溉工程管理的相關研究,我們可以發現,在當前各種條件下,農田節水灌溉工程管理中還存在著不同程度的問題,有關人員應該從其客觀實際情況出發,充分利用優勢因素,制定最為符合實際的管理實施策略。
參考文獻
關鍵詞:節水;灌溉;模式
1設施農業節水高效工程技術模式
設施農業栽培也稱保護地栽培,是利用日光溫室、塑料棚等保護設施,人為地創造適于作物生長發育的環境條件。從而達到優質、高效、高產。其生產對象是高附加值的供城市居民消費的蔬菜、花卉等價格高的作物。
郊區是發展設施農業節水高效工程技術較理想的地區,在這些地區滴灌技術為最常用的節水灌溉技術。這種工程技術模式一般包括:水源工程、日光溫室(或塑膜大棚)、灌溉首部樞紐(水泵、控制設備、施肥設備、過濾設備)、輸水管道、灌水器。灌水器常用滴頭、滴灌管(帶)、涌水器,還可結合覆膜進行膜下灌溉。
設施農業節水灌溉工程技術裝備應立足于國內先進水平。尤其在現階段我們吸收先進技術的基礎上,大力發展適合寧夏地方的設施農業裝備。在設施農業用的節水灌溉設備方面,應重點解決適合普通溫室應用的成套微灌設備的材料配方、生產工藝問題,降低銷售價格、提高可靠性和耐久性。為最大限度發揮微灌設備在設施農業應用中的優勢,應花大力氣解決利用微灌設備施肥的技術落后和裝備不過關的問題,研究生產適合設施農業各種作物在各個生育期使用的可溶性肥料,使灌溉時能做到水肥同步,發揮最大的水肥綜合效益。
2井灌區生態農業節水灌溉工程技術模式
目前寧夏的井灌區,大多存在地下水位逐年下降,生態環境惡化的問題。在這類灌區,減少灌溉用水量的主要目的應是改善水環境,恢復生態平衡,維護農業生產的持續發展。因此,在灌區內的作物灌溉用水量,應按生態要求可供給的地下水開采量來確定。在這種前提下,當前這類灌區大多數已不能對全部灌溉面積上的作物實行充分灌溉。要解決這個問題可采取兩種辦法,一是減少灌溉面積,在余下的灌溉面積上,仍采用追求最高單產的傳統充分灌溉方法,其他面積則發展“雨養農業”;二是仍維持原來的灌溉面積,對作物灌溉則采取非充分灌溉方法,即在水分對作物產量形成的最敏感時期實行充分供水,而在其他時期實行少供水甚至不供水,不追求作物單產最高,而追求總產最高。在高效節水灌溉技術方面,一般對大田作物采用低壓管道輸水灌溉或噴灌,對經濟作物可采用微灌。
3丘陵水庫灌區自壓管道輸水灌溉工程技術模式
在灌溉水源緊缺、農業生產水平高的灌區,采用自壓管道輸水灌溉工程技術是一種較理想的模式。其重點是解決規劃設計和田間用水管理的技術問題。另外,還有諸如管材選用、施工技術、渠管聯接、防淤積等一些技術問題需要解決。
4渠井結合灌區節水灌溉工程技術模式
渠井結合灌溉主要有兩種形式,一種是在灌區上游用引河水灌溉,下游用井水灌溉,采用渠灌和井灌兩套灌溉工程系統;另一種是灌區內同一地塊既用河水灌又用井水灌,共用一套灌溉工程系統。在這類灌區發展節水灌溉時,既可以采用渠道防滲和先進的灌水技術減少渠道輸水損失和田間灌水損失的工程技術措施,也可以渠道不防滲,田間灌水仍用傳統方法,而采用相應的工程技術和管理措施提高灌溉水的重復利用量。
5低山丘陵區河道截滲攔蓄和高水位池聯合供水的節水灌溉工程技術模式
北方丘陵山區的小河道,盡管干旱季節河道經常斷流,但到汛期往往洪水洶涌,且泥沙很多。因此,在這種河道截滲攔蓄開辟灌溉水源時,一定要做好水文分析,進行周密的工程設計,確保能防洪和防淤積,并要符合國家有關這類河道的防洪規定。在設計高位水池時,要認真研究分析河道通過截滲攔蓄能供給灌溉的水量,防止因水池設計過大,引起整個灌溉工程投資的浪費。為了降低工程投資,從河道水源向水池供水的“上水管”與水池自壓向灌溉系統輸水的“下水管”應共用同一條管道。因此,在設計時應在同時滿足這兩種需要的條件下選用適合的管徑。
6減輕勞動強度提高生產效率的節水灌溉工程技術模式
關鍵詞:小型農田水利;灌溉工程;實例
中圖分類號:S274 文獻標識碼:A 文章編號:1671-2064(2017)03-0244-01
1 工程基本情況
揚州市江都區沿運灌區地處高水河西側,該灌區農業水資源需求量為22081.7萬m3,工業和居民生活需求量分別為2001.3萬m3、1850.1萬m3,開展節水灌溉3.97萬畝。由于該灌區屬淮河下游平原區,境內地勢平坦,通揚運河橫穿東西,京杭大運河縱貫南北。本區過境水量相對較豐,地下水補給條件較好,地表水和地下水總量豐富。應及時建設小型農田水利灌溉規劃設計工程,提高水資源利用效率,保障該灌區農業健康的發展。
2 小型農田水利工程的節水灌溉設計
2.1 合理設計引水渠
該灌區灌溉系統配備的渠系經一段時間的發展,逐步形成與之配套的渠系系統。從灌溉系統安全、合理的角度分析,本文在進行渠線設計過程中,則是在之前渠線基礎上,結合現場勘查結果所指定的最佳路線。其中依照實地放線資料或者渠道沿線實際地形條件,合理實施縱斷面設計,在保障渠道不出現沖刷條件下加大流速,有效降低整個水利工程的造價。根據實測或已制作成型的渠道縱坡,為渠道縱坡和原渠道的一致性提供了保證。在渠道橫斷面襯砌處理過程中采用U型預制o板,圓弧半徑設定為0.5m,渠道深度、板厚分別為0.82m、0.045m。
2.2 合理配置沉砂池
該灌區小型農田水利工程采用渠道水作為主要水源,如果遇到洪水期則會出現渾濁現象,之中含有大量泥沙,因此針對這一情況則需要設置沉砂池,同時也可以將其作為蓄水調節池。所設計的沉砂池主要包含分水閘、吸水池等部分,濾水墻以鋼筋混凝土結構進行建設。
2.3 合理布設節水灌溉設施
首部樞紐設置在泵房之內,水源首部主要由臥式離心泵、壓力表、控制閥等設施組成。為保障整個水利工程的順利實施,各級管路的凸起部位全部都配置進氣閥,以能夠有效保障可以將管路中空氣排出,防止出現不必要的負壓,從而滿足正常的供水要求。同時,為便于進行管道安裝和檢修工作,干管、分干管沿著已有道路和林帶進行鋪設,管道承壓設定為0.4Mpa,通過膠粘或承插法實現連接。支管采用軟袋,毛管使用單翼迷宮式滴灌帶,其中,PE軟管安裝至垂直分干管上,使用專業PE管件進行連接。滴灌帶鋪設距離設置為1.0m,本次所用灌水器的額定流量和壓力分別為。
2.4 設計田間灌溉工程
(1)設置灌水器。該灌區開展小型農田水利工程節水灌溉3.97萬畝,一共配置30個滴灌系統,該灌區主要種植青椒、番茄等農作物。滴灌帶按照一膜一管,一管二行的原則進行鋪設。
(2)提高灌溉參數合理性。依照本次工程設計的規范的各項要求,明確該區域滴灌系統灌溉的保證率處在90%以上。本次設計的滴灌系統灌溉水利用系數取90%,設置的月平均耗水強度為Ea=6.0mm/d,灌水器設置j16單翼迷宮式滴灌帶,滴頭間距為0.3m、流量2.0L/h,單個滴頭的濕潤直徑設定為0.69m,采用灌水周期公式T=mmax/Ia求得其周期為4.08d,取值4d。
(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后,則可以借助于輸水管將其輸送到水庫的下部系統手部。
①對泵房實施科學社會。在進行泵房設置過程中,位置應該確定在滴灌系統的首部,基于控制閥以及配電設備等等合理確定泵房尺寸。并且還要為泵房設置專門的管理房,以能夠為泵房設備安全檢查及管理提供便利。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%。基于小型農田灌溉工程實際情況,在進行地表水利用過程中,在一開始可以應用砂石+網式的過濾器,關于過濾器的具體型號則可以依照實際流量確定。具體配置則如表1。
3 效益分析
通過高效率節水工程建設,能有效提升水資源利用效率和農作物生產產量,在當地起到良好的示范作用,同時也顯著提高了社會效益及生態效益。運用小型農田水利灌溉工程后,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,達到合理配置水資源的目的。
4 結論
綜上所述,本次研究以揚州市江都區沿運灌區農田水利灌溉工程為研究對象,詳細介紹該灌區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及其產生的經濟和社會效益。由此可知,我們必須做好小型農田水平的規劃設計工作,以期為建設社會主義新農村提供一定指導。
參考文獻
關鍵詞:農田水利;節水;灌溉;措施
一、農田水利節水概述及農田灌溉用水量分析
(一)節水就是要充分合理利用各種可用水源,采取水利、農業、管理等技術措施,使區域內有限的水資源總體利用率最高以及效益最佳。
(二)農業節水技術的研究一直是世界各國節水研究的重點。目前可采用的節水農業技術通常可歸納為工程節水技術、農藝節水技術、生物(生理)節水技術和水管理節水技術等四類。
(三)近年來,盡管農業節水技術發展很快,但問題也存在很多,目前我國農業一方面缺水,另一方面又存在用水浪費的普遍問題,水的利用效率僅為30%-40%左右,單方水糧食生產能力只有1KG左右。我國噴灌、徽灌等先進節水措施的灌溉面積僅占總灌溉面的5.6%。
(四)為滿足作物正常生長需要的灌溉水量和渠系輸水損失以及田間灌水損失水量之總和稱為灌溉用水量。需從水源引入的灌溉水量,包括作物正常生長所需灌溉的水量、渠系輸水損失水量和田間灌水損失水量。灌區作物所需的灌溉用水量。以萬m3計。可分一個時段的及整個生育期的灌溉用水量。前者常按月、旬劃分時段統計,可得灌溉用水過程,即按作物的灌溉制度;在各時段內作物的灌水定額乘以種植面積即得各時段的凈灌溉用水量,其和就是整個生育期的凈灌溉用水量。
二、節水灌溉技術的應用
目前農業節水灌溉工程措施很多,受水區內普遍應用的主要節水技術與措施有渠灌區的渠道防滲、井灌區的壟溝襯砌、低壓管道輸水灌溉、噴灌、微灌(包括滴灌、滲灌等)、節水型地面灌水技術以及井渠結合節水技術等。
(一)噴灌技術
利用加壓水泵、動力機等噴灌機器把水通過管道輸送到田間,再由噴嘴將水噴灑到空氣中形成水滴,均勻地分布在作物和農田之間,這種技術幾乎適用于所有農作物。
(二)微灌技術
包括滴灌、脈沖灌溉、微噴霧和涌泉灌等多種方法。根據設備工作壓力不同分為常壓微灌和重力微灌,根據設備鋪設方式不同分為地下微灌和地面微灌。微灌技術的特點在于通過灌溉控制系統、水過濾系統和輸水管道的綜合運用,可以很好地控制用水。以管道上的特殊噴頭像滴水頭、穩流器、分水器、滴灌水帶、噴水帶等,把溶解于水中的肥料和營養物質,以較小的流量速度準確注入作物根部附近的土壤。這種技術主要適用于局部農田灌溉。
(三)渠道防滲技術
在灌溉過程中,溝渠滲透是水資源浪費的重要原因。防滲技術是通過降低土質渠道的通透性,從而形成河床透水的保護層,常用混凝土襯砌、漿砌、石頭襯砌、塑料薄膜防滲、多材料組合防滲等技術手段。
(四)低壓管道輸水
先提取機井內的水源,再通過灌溉管道系統將水輸送到灌溉區域,屬于地面灌溉的一種方式。
(五)步行式灌溉
以各類農用機械和電力作為動力,再加上配套的灌溉設備,提高灌溉的機動性,對工程設施的要求較低,主要是機器的組裝和拆卸,支持拖拉機的使用,對設備的要求高,用于對急需灌溉地區進行有針對性的灌溉操作,不但效率高,而且節水能力強。
三、農業水利灌溉中存在問題分析
(一)節水灌溉新技術、新設備推廣力度小,噴、滴灌等高效節水灌溉技術目前也僅局限用于經濟作物,只是作為示范工程,有待于在更大范圍和更大規模推廣。
(二)灌區和節水灌溉工程都存在不同程度的產權關系不明,管理職責不清,政事企不分,監督激勵機制缺乏,管理粗放、調度不靈活等問題。
(三)受經濟利益影響,水資源相對充足地方的農民對搞節水灌溉積極性不高。
(四)資金投入不夠,已建灌溉工程維護資金不足、老化失修,灌溉面積及灌溉效益逐年衰減和降低,新建節水灌溉工程建設資金短缺,特別是配套資金往往不到位,達不到應有的發展規模。
(五)有些地方在推廣先進節水技術過程中不能夠因地制宜制定規劃,可行性論證不夠,存在針對性差的問題,致使有些節水工程不能正常發揮效益。
(六)節水灌溉工程設備質量參差不齊,設備不配套,標準化、系列化程度差,維修服務跟不上。很多工程設備因質量問題或維護維修不及時等原因,導致工程使用壽命短,損壞率高等,影響了節水灌溉技術的推廣。
四、加快發展節水灌溉的措施
(一)提升農業節水灌溉制度管理水平
農業節水灌溉就要求以最少的灌溉水投入量獲取最大的收益,農業節水灌溉制度包括農作物育種期及整個生產生長期內的灌水次數、灌水周期、灌水時間、灌水定額等;對于不同農區的不同作物要進行分類管理,加大對各種耗水量大的作物,尤其是經濟作物進行耗水量研究,尋找合理利用水資源的規律,并以此為基礎,制定在不同灌區的節水灌溉管理方案,包括供水、氣象、管理技術等,高效率的進行節水灌溉的管理,提升管理水平。
(二)加強各種節水灌溉技術的綜合利用
農業節水灌溉技術多種多樣,不能單單重視一種節水技術,要靈活利用各種農業節水灌溉技術,例如,把噴灌、滴灌等和水肥結合起來,不但能夠提升肥料的效力,還能節省水資源,延長灌溉周期,降低灌溉成本。
(三)建立農業節水補助資金制度,加大農業節水投資力度
現行的農業節水工程投資主要靠集體出資,農民籌資,國家補助建設。工程一次性投資較大,國家補助資金卻很少,大部分資金需要農民自籌解決。因此,各級政府要把農業節水工作納人重要議事日程,形成一種制度,從政策、資金等方面加大扶持力度,從而確立農業節水的重要性,引導全社會都來關心水、愛惜水、保護水。
(四)加強再生水的灌溉技術利用水平
應加強對再生水灌溉技術的利用水平;首先,要保證污水廢水的處理符合灌溉用水的科學標準,嚴格進行再生水的質量檢測,保證符合灌溉標準;此外,加強對污染物在田間的移動規律、污染物對農作物生長及品質的研究,保證再生水不影響農作物的質量,并研究再生水的灌溉制度、施肥方式等。
(五)合理規劃,搞好中低產田節水灌溉
選擇適當的節水灌溉技術,因地制宜的制定發展規劃,切忌盲目引進,盲目搞不適合當地推廣的“樣板工程”。中低產田改造已列為今后農業的主攻方向,向中低產田要效益,擴大節水灌溉面積。對鹽堿地搞好以水沖鹽、以水壓堿和土壤改良,研究制定適宜的沖洗定額和節水技術措施。。
(六)加強對節水設備的研究和生產制造
針對當前我國農業節水設備的科技含量較低,節水效率低下的現狀,我們要加大投入,進行節水設備的研究,降低生產成本,提升節水設備的自動化水平;才能節省勞力、提升生產效率,重點開發和研究節水灌溉農具;針對我國農業區域廣闊、氣候多樣、地形復雜的特點,應有專門的針對性研究,生產符合本區農業生產的節水灌溉設備;比如,針對一些經濟作物,可以設計出一種智能化控制的節水灌溉系統,自動的進行氣溫、濕度、墑情的分析,既可以做到節水灌溉,又可以保證農作物正常生長。
結束語
節水農業技術體系是一個綜合性很強的體系,農田水利工程設計,不但要符合當地農業的發展規劃,還要結合當地的水土資源,其實質是解決農業用水和農作物需水及單位水量產生的糧食產量和價值。這個體系以農業節水為中心,以充分利用有限的水資源,提高水的利用率和利用效率,實現農作物高產高效為目的。
參考文獻:
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關鍵詞:節水灌溉建設 主要問題 建議
一、節水灌溉建設存在的主要問題
固原市節水灌溉工作盡管采取了分類布局、超前規劃、大力倡導、目標考核等措施積極推進,但與日益短缺的水資源狀況有很大差距,難以適應可持續發展戰略的要求,仍存在著一些不容忽視的問題,具體表現在:
1.工程建設前期存在的問題
在高效節水灌溉工程規劃設計中,工程規模是在參考當地氣候、土壤性質、水文地質與工程地質、社會經濟條件等因素基礎上,主要依據水土資源平衡分析來確定。水土資源平衡法確定工程規模是合理的,但是在實際應用中還要充分考慮到當地群眾種植習慣、灌溉理念、對先進技術群眾接受程度等因素。在當前干旱或半干旱地區建設大規模的節水灌溉工程中,普遍存在因種植習慣、灌溉理念等原因造成高效節水技術不被接受的現象,工程難以落實到地塊上,嚴重影響工程建設進度和實施規模,給建設、建立和施工等單位帶來眾多難題。
2.蓄水水源工程病險嚴重,開發利用不夠
一是水庫樞紐病險嚴重。我市共有水庫147座,其中中型水庫12座,小型水庫135座。病險水庫83座,占水庫總數的56.46%,主要問題是,防洪標準普遍偏低,不同程度存在壩體單薄、壩體滲漏、溢洪道損毀、涵管破裂、啟閉設施陳舊等癥狀。從1998年以來陸續對中型及重點小一型水庫進行了除險加固和改造,先后完成36座中小型水庫的除險加固改造工作,但全市仍有81座效益較好的水庫長期帶病運行,占水庫總數的55.1%。全市病險水庫除險加固工程規劃近日已完成,并上報水利部待批。二是小型蓄水工程沒有得到充分開發和利用。共建成塘壩341座,水保骨干壩185座,中小型淤地壩150座,總庫容23440萬m3。一方面由于缺少養護,病險嚴重,每年實際蓄水約5000萬m3左右。另一方面,這些蓄水工程周圍有大片的階臺地,但由于沒有配套必要的灌溉設備,水資源閑置,蓄水工程的灌溉效益沒有得到發揮。三是窖(井)集雨節灌工程利用效率不佳。打井打窖開展集雨節灌是干旱片帶非充分灌溉的一條有效抗旱途徑,起著坐水抓苗、點灌保苗的作用。全市共打生產水窖82310眼,土圓井45227眼,總蓄水能力達637萬m3,發展集雨節灌面積19.13萬畝。盡管各縣(區)不同程度的發展了一批效益很好的集雨節灌典型,但總體上看,大多數窖井沒有充分發揮節水種植效益,有的已人為破壞,目前利用率較低。
3.節水灌溉基礎設施建設滯后,灌溉工程效益衰減
一是水庫灌區灌溉功能萎縮。全市共建成萬畝以上灌區15處,設計灌溉面積33.54萬畝。建成輸水渠道2085條1929.2km,其中襯砌長度1137.3km,襯砌率58.95%。由于大部分修建于上世紀60~80年代,運行年久、老化、失修,破壞嚴重,渠系完好率僅為35%;干支渠配套建筑物2416座,完好率34%;支渠以下渠道基本沒有配套。由于灌區工程設計標準不高,附屬建筑物不配套,管理設施落后,渠道砌護率低,導致輸水能力減弱,灌溉效益下降。全市水庫灌區灌溉水利用系數不到0.4,實際灌溉面積20.28萬畝,占設計灌溉面積的60.47%。近年來,已有36座中小型水庫得到了改造,新增蓄水能力9.4萬m3,水庫的調蓄能力逐步增強。灌區有很大的節水改造潛力,但改造規模受限于國家大灌區節水改造項目要求,不能列入國家節水改造項目計劃,致使灌區水資源的利用效率不僅得不到提高,而且水源工程改造的投資效益得不到充分發揮。二是機井灌區問題日益突出。全市打農灌機井1646眼,總裝機容量1.873萬kw,設計灌溉面積24.99萬畝,實灌面積只有16.9萬畝。其一,由于地下水位不斷下降,部分機井干涸,加之部分機電設備老化失修,實際投入使用的農灌機井985眼,占農灌機井總數的60.58%,且呈上升趨勢。其二,機井灌區渠系配套水平很低。全市機井配套低壓輸水管道僅408.5km,主要是1993年前后西吉縣實施城郊萬畝井灌區低壓管道輸水灌溉工程時所建,以后發展很慢,大部分機井沒有配套輸水渠道,近年來群眾自購塑料軟管進行輸水灌溉,給群眾在人力、物力、財力上造成很大浪費。其三,自1996年以來,由于國家對機井建設投資的減少,群眾自籌打大口井進行農田灌溉是十年來機井灌區發展的主流。但由于缺乏統一規劃,致使部分地區的機井數量過多,井距過近,地下水資源因超采而地下水位不斷下降,給地下水資源的管理和合理開采利用帶來很大困難。三是泵站機電設備老化嚴重。我市現有揚水泵站266處,配套流動灌溉機泵1121臺,總裝機容量2.212萬kw,設計灌溉面積19.65萬畝,實灌面積16萬畝。揚水泵站大部分建于上個世紀70~80年代,這些設備大部分超期服役,設備嚴重老化,有的甚至到報廢的程度。80年代以后修建的泵站和流動灌溉機泵,雖然設備沒有達到國家規定的使用年限,但由于大部分泵站無錢維修,機組效率也嚴重下降。四是節灌新技術推廣應用緩慢,技術配套水平低。噴、滴、滲等節水灌溉新技術,科技含量高,節水效果好,但實際應用緩慢,設備利用效果不高。目前全市僅發展噴、滴、滲等節水灌溉面積4.2萬畝。新技術的推廣應用主要受制于投資、農業種植結構和人員素質三個方面,其中投資是決定性的因素。
二、今后節水灌溉發展的建議
1.加大各級政府對節水灌溉工程建設的投入
各級政府要按照統籌城鄉發展的方略,把加強農村水利建設擺在與城市建設同等重要的位置,廣辟投資渠道,形成各級財政分級負擔的公共財政投入格局。主要是增加四個方面的投入:一是確保各級政府財政的投入。二是設立水利建設專項基金。按不低于同級財政可用資金一定的比例,納入年初財政預算,用于水利工程建設、除險加固、管理維護等。三是設立小型農田水利建設專項補助基金。按中央1號文件要求,對農村小型農田水利工程建設給予適當補助,并實行以獎。四是制定農村水利工程維修養護用工辦法。從制度上保證工程維修養護等用工的需要。同時,建立水利投入責任體系和考核獎懲制度。要在劃清事權的基礎上,明確各級政府水利投入責任,并進行年度考核和專項考核,嚴明獎懲制度,確保投入到位。
2.創新水利發展機制
一是盡快出臺市、縣水利工程管理體制改革實施辦法。統一明確水利管理體制改革的要求和標準,提出切實可行、操作性強的方案和步驟。二是加快小型水利工程管理體制改革。通過拍賣、租賃、承包、股份合作等形式,明確小型水利工程所有權,放開建設權,搞活經營所有權,推進小型工程產權制度改革和民營水利的步伐,進一步調動社會參與水利建設的積極性。三是加快發展經營性水利。要充分利用水利部門的資源優勢,并通過政府大力招商引資,吸引民間資金、外行業資金、外地資金和境外資金,積極發展經營水利,搞活水利經濟,增強水利系統“造血”功能,壯大水利隊伍和水利事業。四是理順鄉鎮水管站管理體制。根據各地的管理實踐,“以鄉為主”的管理體制不符合農村水利工作的實際,不利于農村水利事業的發展,建議實行“縣鄉共管,以縣為主”的管理體制。
3.強化依法治水管水
依法治水是農村水利發展的重要保障。一是要加強水法宣傳,提高全社會的水法意識。二是要加強水利執法隊伍建設,提高執法隊伍的素質和水平。三是加大執法力度,依法保護水利工程的安全與效益,依法保護水利部門的權益。四是強化水利規費征收工作。按照有關規定,切實加強水資源費、河道采砂管理費等各項水利規費征收。
【關鍵詞】寧夏 節水 灌溉 高效
寧夏水資源供需矛盾不斷加劇是制約當地經濟社會可持續發展的重要瓶頸。針對農業灌溉用水比例高、節水潛力大的特點,當地開展了噴灌、微灌試驗示范,可是發展效果一直不理想。近年來隨著各方面節水意識提高,高效節水灌溉規模又有了新發展。然而如何更大規模推進可持續性、良性運行的高效節水灌溉,需要更多方面的關注與實踐。
一、寧夏地區水資源條件概述
1、總體情況
寧夏當地水資源總量11.63億m3 ,其中地表水9.49億m3 ,用水主要依賴黃河過境水,寧夏可耗用黃河水資源量40億m3 ,但近幾年來,寧夏實際分配的耗黃水量34.96億m3 ,計入當地已耗水資源量,全區耗水量為37.2億m3 ,農業、工業、生活耗水比例為91.7%:5.7%:2.6%,引黃灌溉水利用系數為0.43。
2、 水資源利用特點
第一,從平均耕地占有水資源量看,北部552m3 、中部108m3 、南部19 m3 ;從人均占有水資源量看,北部928m3 、中部375m3 、南部76 m3 ;從供用水條件看,北部42.7萬hm2 灌區依托龐大的自流灌溉體系,主要利用黃河水和少量淺層地下水,畝均耗水量443 m3 ,中部12.5萬hm2 揚水灌區,依托大中型揚黃工程,主要利用黃河水,畝均耗水量342 m3 ,還有少量的集雨工程,南部灌溉面積3.3萬hm2 左右,依托庫、壩、井、窖等工程,主要利用保證率較低的當地徑流和地下水,畝均耗水量160 m3 。
3、 治水思路
隨著寧夏工業化、城鎮化進程的加快及人民生活水平的提高,生活、生產和生態用水的矛盾不斷加劇,水資源形式更加嚴峻,初步預測,在目前用水水平下,寧夏缺水約4.10億m3 。
寧夏緩解此問題的治水思路是:北部以挖潛水節水為重點,采取綜合節水措施,進一步完善灌排和防洪工程體系,實現黃河水、地下水和洪水資源的優化配置,建設現代節水型灌區;中部以調水和雨水集蓄為重點,加強揚黃工程的聯調配套,實現黃河水、當地雨洪水資源的優化配置,有效解決群眾生活、生產和生態用水;南部以水資源開發保護為重點,加快建設庫、壩、井、窖工程聯調體系,實現庫井水和雨洪水資源的有效利用,提高水資源綜合利用效率和效益。
二、寧夏高效節水灌溉推廣過程中問題分析
滴灌技術的優勢在寧夏推廣過程中已得以體現。然而,由于高效節水灌溉技術應用起步較晚,一些政策、技術還不完善,目前仍然在摸索階段,主要存在以下幾個方面的問題:
1、政策方面的激勵
目前還沒有專門鼓勵發展高效節水灌溉的政策,現有相關政策缺乏約束和激勵機制,政策難以落實到位,且大多停留在號召層面,政策激勵不到位。一方面,目前末級渠系主要有農民用水戶協會管理,缺乏針對農民的節水激勵機制,導致農民對發展高效節水灌溉的積極性不高。另一方面,主要依靠水費收入的自收自支水管單位,節水與收益的錯位,使得推進高效節水灌溉的自身動力不足。由此,發展高效節水灌溉在經濟收益上對已經擁有長期便利灌溉條件的農民和靠水費維持運行的水管單位而言,缺乏吸引力。
2、選點不當,設計不合理
一種情況是對供水的水源考慮不周,特別是應用黃河水發展滴灌,對泥沙凈化處理簡單,過濾設備選型不當,達不到滴灌對水質的要求,運行時頻繁沖過濾設備,使得供水不及時,工程達不到設計要求。另一種情況是沒有掌握作物需水規律和建立滴灌條件下的灌溉制度,工程設計、建設運行后滿足不了作物需水要求,產量下降。工程效益低下導致幾年后便報廢。
3、農業耕作、施肥與栽培的配套技術不足
一些工程灌溉都能滿足作物要求,但缺乏與高效節水技術配套的農業耕作、田間管理與水肥一體化等技術措施,致使滴灌作物產量不高,達不到節水高效的目標。
4、工程重建輕管
許多高效節水灌溉工程籌建時,領導重視,群眾積極性高。一旦工程投入運行后,往往忽視了管理運行工作。或是管理機構不健全,責任不明確,運行經費不落實;或是管理人員技術水平素質低,運行不當,造成設備損壞機灌溉配水不及時;或是水費計收不合理,沒有計入設備更新維護費,無力維護工程正常運行等。這些原因致使工程不能持續發揮效益,乃至擱置或廢棄。
5、技術指導與相應培訓不到位
一方面,由于技術指導不到位,農民不了解灌溉周期和灌溉量要根據當地氣候和植物不同生長階段而調整,始終采用同一灌溉制度。另一方面,技術培訓不到位,用戶認識有限。如對滴灌過濾器、安全閥到呢個重要部件的作用認識不足,用戶沒有按要求勤沖洗且任意調節閥門,使系統壓力在低于設計要求狀態下一直運行,既降低了滴灌效率,又縮短了滴灌管線使用壽命。
6、缺乏土地規模化、集約化經營
高效節水的噴灌、微灌技術需要土地規模化經營,作物統一種植。高效節水灌溉的運行管理需要規模化和集約化土地經營體制。現行的,土地經營規模相對較小,而與之相對的現代農業灌溉規模一般要求較大。農民自主分散經營,土地條塊分割,種植結構多樣化,缺乏規模化、集約化土地經營,對實行集中連片灌溉提出了嚴峻挑戰,這也造成了灌區高效節水灌溉規模化發展瓶頸。
三、寧夏推進高效節水灌溉的措施
1、基本思路與目標的確定
寧夏節水灌溉雖然經歷了30多年的探索與實踐,但是與國家要求大力開展高效節水灌溉相比,當地不同區域的認識程度和組織領導參差不齊,同時基礎設施建設與社會化服務體系還很薄弱。在大力發展高效節水灌溉中,寧夏要按照控制耗水總量,提高用水效率和效益的水資源管理要求展開,基本思路是:
1.1 按照分區治水思路,以轉變農業用水觀念為重點,進一步推進高效節水灌溉技術應用程度。通過構建寧夏水資源合理配置工程與管理體系,更好地支撐區域經濟社會發展可持續發展。
1.2 以寧夏特色農業主導性產業為對象,以加快農戶增產增收為目標,有限發展微灌及噴灌、管灌等高效節水灌溉技術,合理確定灌溉定額,強力構建水、肥、鹽調控一體的社會化服務能力。
1.3 各級政府和有關部門要充分認識發展高效節水灌溉的重要性和緊迫性,在國家大力支持和自己的努力下,試驗示范區建設與全面推進節水技術并舉。
2、總體規劃與重點
寧夏高效節水灌溉適宜規模為13.3萬hm2 左右,重點是微灌技術,適度發展管灌和噴灌,規模比例由6.60%提高到23.35%;發展區域為寧夏北部、中部和南部,重點是北部調整種植結構,中部、南部提高用水效益;發展對象為寧夏已經確定的戰略性主導產業、區域性特色優勢產業和地方性特色產業,重點是篩選適合的特色經濟作物,突出經濟效益。
3、發展計劃與效果
寧夏以往經驗啟示:第一,反戰計劃能否可持續性,與農戶接受程度、水資源保障程度、土地經營模式、種植作物合適、多種技術協調、材料設備便利、項目資金有力、領導重視程度等有關,其中,農戶、水資源、領導三方面是最重要的因素;第二,發展計劃是否執行好,有關方面的貢獻率是:水利占30%、農業占40%、科技占15%、服務管理占15%。第三,示范區選擇條件是:相對缺水、農戶自愿、土地集中、特色突出、勞動力缺少,其中,農戶接受是高效節水灌溉有生命力的關鍵;第四,不同階段不同方面發揮的作用不同。
4、保障措施與建設
4.1 加強組織領導,目標分解落實
區、市政、縣、鄉政府主要負責人要將發展高效節水灌溉作為促進地方經濟社會發展的一項重要工作來抓,加強組織領導,將規劃目標落實到各部門,同時建立考核機制,做到各負其責,通力協作,共同推進節水灌溉的發展。
4.2 突出增收和節水,做好頂層規劃
要加大宣傳力度,提高社會對節水的認識高度,在農民增收,農業節水,生態良好的基礎上,結合分區治水思路、灌區實際狀況、社會經濟水平和投入水平,做好具有長遠、系統性和重點突出的高效節水灌溉頂層規劃,因地制宜確定發展規模、灌水方式,有步驟推進項目建設。
4.3 從特色作物入手,科學確定灌溉制度
要結合《寧夏農業特色優勢產業發展規劃》,在不同區域對葡萄、紅棗、枸杞、設施溫棚、大地蔬菜、經果林,以及馬鈴薯、壓砂瓜等作物開展節水灌溉試驗和調查研究,合理確定有利于作物高品質、農戶高收入、田間好管理的節水灌溉制度。
4.4 發揮示范區作用,增強后續服務能力
要通過示范區引領作用,從偏重水利單項技術想技術的組裝配套、綜合集成方面發展,增強作物栽培、農機配套、土地管理等方面服務能力,不斷解決規劃設計與工程建設和運行管理環節的技術難點。好水利措施與農業措施結合,先進技術與常規技術結合,工程建設與管理措施結合,全程灌溉節水與抗旱節水結合。
4.5 集合參與者智慧,發揮技術支撐作用
要搭建起不同層次與環節的專業技術服務團隊,如自治區級的頂層技術隊伍、市縣級的推廣與服務隊伍、農戶級的田間能手,更好滿足寧夏高效節水灌溉技術規劃設計、工程建設、運行管理過程的需要。
參考文獻:
[1]李富先 高效節水灌溉技術及產品開發與應用進展分析[J] 中國農業信息 2013(2)
1建設小型農田水利工程存在的問題有以下幾個方面
1.1現有的溝渠因為使用時間過長,引起了嚴重的淤積
而配套的設施因為設計標準低,投資少,維護工作不達標等原因,淤積、損毀、老化較為嚴重,已經不能滿足農田水利建設的需要了。
1.2輸水渠道襯砌率低,配套程度差,渠系水滲漏損失大
現在東昌府地區田地間絕大多數的灌溉輸水渠道是土渠,在農田灌溉過程中有很嚴重的滲漏現象,有限的水資源沒有得到有效利用,造成了極大的浪費。
1.3東昌府區骨干工程面貌逐步改善,但各類工程發展不平衡
小型農田水利工程的現狀不容樂觀,危險狀況突出。該區小于1m3/s的末級渠道基本上全部是土渠,同時渠系建筑物的匹配很差,對農民收入增加、糧食安全和農村生態環境的改善造成了嚴重的影響。
2東昌府區小型農田水利設施建設情況
聊城市東昌府區2011-2013年小型農田水利重點縣項目位于東昌府區堂邑鎮、張爐集鎮、侯營鎮和道口鋪辦事處,涉及99個行政村,控制耕地面積0.625萬hm2,項目主要建設內容以小型提水泵站工程、灌溉機井提水配套安裝工程、管道輸水灌溉工程、橋涵閘工程和排水溝治理工程為主,兼顧砂石路、素土路和林網建設。東昌府區三年小型農田水利重點縣項目共發展高效節水灌溉工程9.38萬畝,其中泵站提水管道輸水灌溉面積6.22萬畝,機井提水管道輸水灌溉面積3.16萬畝。項目區共建設引黃提水泵站33座,配套首部樞紐33套,恒壓變頻控制系統33套,新打配套機井156眼,配套現有機井243眼,安裝射頻卡灌溉控制系統399套;項目區內共鋪設輸水管道740.8km,清淤排水溝33km,修建拱橋40座,水閘13座,進地涵330座;同時在項目區內配套建設田間道路、防護林網工程。2011-2013年東昌府區小型農田水利第一輪工程三年建設目標已經完成。
3小型農田水利工程建設經驗教訓
3.1提高工程建設標準,完善工程建設管理體制。
東昌府區在三年的小型農田水利重點縣項目建設過程中,按照“系統化規劃、規模化推進、高標準建設、新技術支撐、文明式發展、用水戶參與”的建設思路,確保工程建一處,成一處,發揮效益一處。所有的小型農田水利工程均按照有關規程由具有相應資質的設計單位進行可研報告及實施方案的編制,編制的文本需通過省廳組織的專家評審組的認定,確保工程設計切實可行。經設計單位完成設計的工程項目,采用工程監理制和招標投標制,確保工程施工質量合格,確保長期使用。
3.2拓寬投資渠道,加大投資力度
(1)在穩定中央政府水利資金對東昌府地區小型農田水利工程建設的支持力度的同時,積極爭取中央政府更多資金的投入
(2)各級地方政府的財政投入的加大
(3)東昌府區區直各部門農田水利建設資金的整合農田水利建設投資主體較多,資金投入規模較大,國土、農業、水利、農綜辦、發改、財政等有關部門都有專門支農資金,以項目資金來源的對應部門為建設主體,按照水利規劃集中投入、規模發展,集中連片實施。形成合力,充分發揮資金效益,避免造成重復建設。3.3著力解決農田灌溉“最后一公里”的問題,推進末級渠系與骨干工程同步配套設施建設一是制定措施,有效地解決由末級渠系設施不配套引起的農田灌溉“最后一公里”等問題,促進節約用水,減少因輸水造成的損失,節省農民不合理的水費支出;二是完善配套設施,進一步完善和維護供水計量設施;三是創新機制,對于末級渠系和供水計量設施的建設采取“先建后補”、民辦公助”的獎勵機制,對于運行管理費用、農民用水協會啟動資金給予適當的財政補助。
4東昌府區小型農田水利實施后的成果
關鍵詞:水利灌溉工程規劃設計
Abstract: this paper briefly introduced the farmland irrigation project planning design standards, combined with the engineering practice, this paper puts forward the design of water way and the design principle of the irrigation canal layout, finally summarized the farmland irrigation project advantage.
Keywords: irrigation project planning and design
中圖分類號:S27文獻標識碼:A文章編號:
引言
農田水利灌溉工程是關系到農業、農村、農民的工程,在建設新農村的大背景下,水利部門應該嚴抓、嚴管工程的設計工作,以發展農業、建設農場、利惠農民為基本指導方針,設計出科學、合理、高效、安全的水利灌溉工程。灌溉規劃是農田水利工程規劃的重要組成部分。通過灌溉規劃,選擇合適的灌溉設計標準,正確地決定灌溉工程的布局,并進行灌溉工程的設計,對于充分利用水土資源和灌區的經濟開發都有重要的意義。
1設計標準
河流的徑流量是隨著四季不斷變化的,農田種植面積和作物種類等也是不斷的在變化的,這就決定了灌溉用水量是不確定性,也就是說在不同年份來水量和用水量都是不一樣的。因此,農田灌溉工程建設的規模,也就需要有一個灌溉設計標準為依據,以便保證設計方案的科學性。一般來說灌溉設計標準要以灌區水源來水情況、現有水利設施情況、農業發展要求和當地經濟條件等因素為依據,再綜合考慮加以合理確定。灌溉設計標準是表示灌溉水源對于灌溉用水的保證程度。設計標準高,意味著灌溉用水的保證程度也高。因此,它直接影響著灌溉工程的規模大小。 一般來說,灌溉設計的標準有兩種:一是灌溉設計保證率;二是抗旱天數。
1.1灌溉設計保證率
灌溉設計保證率指的是某個灌溉工程在長期使用期間,灌溉用水得到滿足的年數占總年數的百分數,用符號“P”表示。例如P=80%,就表示某工程在100年內有80年能滿足全灌區的灌溉用水要求,其余20年不能完全保證有缺水現象。P=80%就是這個灌區的灌溉設計保證率。因此,在設計農田水利灌溉工程時,設計方必須要根據工程所在地的情況,來確定灌溉工程的規模,特別是當地水源狀況和作物種類。在水源缺乏地區和以旱作物為主的地區,灌溉設計保證率可以取50%~80%;在水源豐富地區和以水稻為主的地區,可取70%~95%。
1.2抗早天數
所謂抗旱天數,就是以灌溉設施,如小水庫、塘壩等的供水能力為依據,以連續無雨(“連續無雨”,不是指抗旱期內絕對無雨,而是指降雨量很少,一般將日降雨量小于日蒸發量的情況都當作無雨處理)的情況下,能滿足作物需水要求的天數為標準。例如灌溉設施可以滿足連續80天的作物灌溉用水,則該灌溉設施的灌溉設計標準為抗旱80天。抗旱時間應規定為當地主要作物需水要求迫切的灌溉時期,抗旱天數的確定,要按不同地區的情況來確定,在設計時具體情況具體分析。
2取水方式的設計
取水方式的設計是農田水利灌溉工程設計的重要組成部分,在設計時要根據不同地區的灌溉水源,決定其取水方式的設計方向。一般來說灌溉的水源可以分為兩類:一是自流取水灌溉;二是提水取水灌溉。水利工程的取水設計要針對這兩種類型進行設計。
(1)自流取水灌溉。以河流作為水源時,又可分為兩種:一是無壩取水;二是有壩取水。在設計時,為了保證自流灌溉的水位高程,開渠建閘引水的地點要選河流上游水位較高的地點,引水口地點的選擇決定了取水方案的設計,包括建設成本的投入。因為引水口的不同決定了需要修建的水干渠長度不同,所要增加的土石方工程量,以及沿程水頭損失和水量損失以及各類建筑物數量也各有不同。
1)無壩取水。在設計無壩取水的渠首時,可以根據實際情況設計為有建閘和不建閘兩類。但是考慮到不建閘的引水口在洪水期間不能控制流量,渠道易被洪水沖毀,農田會被淹沒等情況。因此,在設計時首先要考慮建設建閘控制的方案。通過把進水閘的中心線與河道水流方向的夾角(叫引水角),設計為銳角(30~45。),保證入渠的水流平穩,而且引水量也大,又可以減輕對引水口下方的沖蝕。
2)有壩取水。如果工程所在地的河流水源豐富,但是由于地勢或者其他原因水位較低,無法滿足自流灌溉引水要求。此時,在設計時就應在河道上修建阻水建筑物(低壩或節制閘),提高水位,以保證引水自流灌溉。這種取水方式的設計雖然會增加筑壩的工程投資費用,但引水口位置離灌區較近,引水干渠長度較無壩取水大為縮短,可以減少了土石方工程量和交叉建筑物的數量。①溢流壩可以起到橫攔河道。抬高水位,同時排出河道多余的水量和汛期洪水的作用;②進水閘可以用于引水灌溉,并能控制入渠的流量。其平面布置有兩種類型,一是側面取水;二是正面取水。由于側面取水不能在引水口處形成橫向水流,會導致大量的泥沙入渠,因此,在設計時要考慮工程水源的情況,如果工程地處多泥沙河流則要選用正面取水的方案。正面取水是指進水閘引水方向同河道水流方向一致或斜交時,在引水口處能形成橫向環流,可以達到使水流表層清水入渠,底層含沙水流離開引水口的效果,是農田有壩取水的常用取水型式;③排沙閘可以起到防止泥沙入渠的作用,是多泥沙河流低壩取水樞紐中不可缺少的組成部分。其過水能力一般應大于進水閘的過水能力,其底板高程則要低于進水閘的底板高程,以求良好的沖沙效果。其他防治泥沙入渠措施還有沉沙槽、沖沙廊道和沉沙池等,要因地制宜選用;④防洪堤為減少攔河壩對上游的淹沒損失。洪水期間保護上游城鎮、交通和農田的安全,還要在攔河壩上游沿河岸修筑防洪堤。
3灌溉渠系布置的設計原則
3.1總體規劃布置的設計原則
在進行灌溉渠系規劃時,要把當地的國土整治,山、水、田、林、路的規劃密切結合,同時還要考慮其他用水部門如發電、航運、人畜飲水的需要,全面安排,統籌兼顧,做到科學合理,便于管理,充分利用水土資源,擴大灌溉面積,最大限度地實現經濟效益和社會效益的完美結合。其規劃布置一般應遵循下述基本原則:
(1)充分利用地形條件的原則,灌溉渠道應布置在高處,與其相對應的排水溝道布置在低處,力求自流灌溉、排水,建成灌排分開,各自獨立的灌排兩套系統。對局部高地或洼地,可分別采取小片提灌(排)等措施處理,不必為了照顧局部而影響全局。同時,在渠道線路布置上要考慮到經濟因素,渠線布置盡可能直、順、整齊,減少交叉建筑物,避免更多良田和民房被占。
(2)安全為主的設計原則,渠道工程必須要安全可靠,在渠道布置時盡可能避免深挖方、高填方和難工險段。山丘區地形的渠道設計要盡量避免靠近沿河、溪布置,以防止被山洪沖毀。干渠沿線的地質條件要好,避開風化巖層和節理發育的破碎帶以及透水性強的土質地帶。沿渠應有合適的排洪、泄洪設施,如溢洪堰、泄水閘等。
(3)綜合利用的原則,山丘區的灌溉渠道應利用集中落差,結合水電、水力加山丘區的灌溉渠道應利用集中落差,結合水電、水力加工,開展多種經營,一水多用,充分利用水土資源。還應考慮采用庫、塘、渠并用,蓄、引、提結合的長藤結瓜灌溉系統。平原地區要采用河水和井水灌溉相結合,地表水與地下水聯合運用的灌溉系統。
3.2干、支渠布置的設計原則
在確定干、支渠的布置方案時,要堅持實事求是的原則,具體問題具體分析,根據實際的地形地貌進行設計。
(1)山地、丘陵型灌區山地、丘陵型灌區的地形起伏,復雜多樣,坡度陡,耕地多為坡地、梯田。修建農田的工程多有渠道彎且長、建筑物多、施工復雜等特點。在設計干渠沿等高線布置時,要考慮到灌區位于分水嶺與山溪或河流之間,呈狹長形,等高線大致與河流方向平行,灌區上游坡度較大,地面狹窄等實際情況,在設計時應該以求“水不低頭”,即水位少降低,為方向,以求最大限度地自流控制全部灌區面積。支渠在干渠一側引出,這種設計的特點是:干渠縱比降平緩,水頭損失小,控制面積大;筑渠堤結合開挖山坡截水溝,攔截坡地暴雨徑流,既攔山洪,又防止水土流失。
(2)平原型灌區一般來說,平源地區大多位于河流的中、下游,由河流沖積而成,地形比較開闊,而且有大片集中的耕地。設計時可以把地理條件與洪、澇、旱、漬、堿等災情的程度結合起來,進行干、支渠的布置。
(3)山麓平原型灌區當排水條件好,但是地下水埋藏深,開發比較困難,因此,設計時可以著重利用地面水發展渠灌;而當地下水較易開采、水質符合要求時,則著重興建井灌或井渠灌溉。山麓平原型灌區等高線與河流平行或斜交,地面坡度傾向河流,上部地面坡度陡,近河地面坡度緩。干渠多沿山麓方向布置,支渠與干渠垂直或成一角度布置,主要視地形情況而定。在灌區前緣與河流鄰近部位,地下水逐漸升高而接近地面,應修建排水系統,排除地面水和地下水,實行灌排分開的布置形式,以求互不干擾。
(4)沖積平原型灌區針對這類地形,在設計時當工程位于在地面水豐富、排水條件較好的地區時,應該采用灌排分開的的布置形式。灌溉渠道進行灌溉和沖洗壓鹽,排水溝道則除澇、防漬和防止土壤次生鹽堿化。
4農田水利灌溉工程的優勢
農田水利工程建設的建議,推廣水利工程建設新技術從根本上講,農田水利建設首要解決的就是農田的灌溉問題。農業現代化是一個漫長的過程,水利建設應與時俱進,立足創新,為發展農業現代化做出貢獻。
農田水利系統要安全、高產、高效、可持續發展就要依靠新技術。目前得到認可的“濕地”節水灌溉的優勢有:
(1)高效節水
能夠合理地取到適合的水量,保證糧食的持續高產,是廣泛節水、合理利用水資源的一種經濟體系。有利于保護地下水。該體系能夠保護環境,特別是能減輕由于灌區過量施用化肥導致農藥失效的后果,能夠全面地保持對農業水源的改善,保持了地下水位的動態平衡,改善水質。農村飲水安全問題一直深受國家和人民的重視。節水體系能夠為當地提供安全的、標準生活用水。
(2)潔凈環保
以往的濕地農田灌溉系統主要在中國南方平原和淺丘陵地區進行建設,因為其間分布著洼地、塘堰和荒溝等。濕地農田灌溉節水體系主要是利用這些天然的塘、坑、洼地等,將其改造成“人工小型濕地”,其原理主要是利用植物的生長作用。將排水溝略加擴寬,種植對降污作用強的植物,形成溝渠濕地。將這些小型濕地、生態溝與原有溝渠相連,形成“排灌溝渠―人工濕地”的綜合系統。這樣一來,從農田排出多余的灌溉或雨水,可進入下游鄰近的小型人工濕地或生態溝。經過濕地凈化后,水從另一端排入生態小溝,排入下游小型水庫或湖泊等。這種技術主要是依據了國外的成功經驗,能夠保持農田排水中氮、磷含量的濕地面積為其承接排水農田面積的5%~7%,而且水已經過排灌溝渠和小型濕地綜合系統的凈化后會更加潔凈環保,其水質符合灌溉標準。這種水循環的科學技術是探索節水的新路,是對農田灌溉的一次有效創新。
結束語
農田水利灌溉工程是關系到農業、農村、農民利用的工程,在建設新農村的大背景下,水利部門應該嚴抓、嚴管工程的設計工作,以發展農業,建設農村,利惠農民為基本指導方針,設計出科學合理、高效安全的水利灌溉工程。
參考文獻:
[1]李永善,陳珍平.農田水利[M].水利電力出版社,1995.
當前我國發展節水農業仍帶有一定的盲目性。具體表現在有些地方不顧客觀規律、不考慮本身條件,而是按主觀愿望辦事,在那些適合某種節水農業措施或已有某種節水農業措施的地方,不作周密分析,不按經濟規律辦事,又去發展另一種節水農業措施;在那些水源極為貧乏,開采難度很大而適合發展雨養農業的地方,卻不顧一切建設節水灌溉工程;或不考慮自身經濟實力和農民接受能力,一味追求高新技術,造成盲目投入或重復投入等不良后果。究其原因,主要是缺乏指導節水農業發展的宏觀區劃和規劃。各種節水農業措施都有其一定的適用范圍,應根據當地的自然條件、社會經濟情況而定。因此,極有必要從宏觀上在全國范圍內研究節水農業發展的規模、類型、標準、潛力、效益和政策等問題,為決策提供系統的科學依據。
一個國家或地區,采取什么技術路線和戰略措施實現節水農業,對節水農業發展關系極大,必須對與節水農業有關的各種自然因素、技術因素和社會因素進行綜合的分析論證,并在此基礎上作出總體規劃,以指導我國節水農業的發展。自然條件主要包括土地條件、氣候條件和水資源條件。如在土地條件中,坡度大的山區丘陵區、土壤滲透性大的地區都適宜發展噴灌,而平原地區、特別是井灌區宜發展管道灌溉和渠道防滲。在氣候條件中,多風地區不適宜發展噴灌,氣候特別干燥蒸發很大的地區,必須認真考慮噴灌蒸發損失的問題。水資源條件主要考慮缺水程度,在嚴重缺水又需要發展灌溉的地區,應選擇節水率高的先進節水灌溉技術,如噴灌或滴灌。技術因素包括采用何種節水灌溉技術,當前可供選擇的有對傳統的地面灌溉技術進行改造,如在井灌區實現管道輸水,渠灌區襯砌渠道,大畦改小畦,采用節水灌溉制度等;運用新的灌水技術如噴灌、微灌、膜上灌及波涌灌等;采用綜合節水技術,即在灌溉中同時采用工程、生物、管理等措施使之更加節水,如在實行灌溉的同時,選用耐旱品種、培肥改土、田面覆蓋、加強用水管理等可較大幅度提高灌溉水的利用率。社會因素主要應考慮灌溉發展的歷史背景、作物布局、國力與經濟水平以及科學管理能力。在國外,無論是發達國家或是發展中國家,都對發展節水農業的宏觀決策很重視,結合本國的特點確定了不同的發展模式。埃及、印度、巴基斯坦等國灌溉規模很大,以引地表水灌溉為主,但國力有限,走的是改造更新傳統的灌溉系統,發展節水地面灌溉技術為主的道路。以色列、沙特阿拉伯、阿曼等國,灌溉規模較小,水源短缺,但經濟實力很強,則以噴灌、滴灌等高新技術作為其實現節水灌溉的技術路線。美國、前蘇聯等國,地面灌溉規模宏大,且經濟實力與技術實力雄厚,既注意改造原有的地面灌溉系統,又大規模發展噴、滴灌等先進技術,既注意發展節水灌溉工程技術,又注意結合灌溉采用農業措施和用水管理措施,走的是綜合節水農業的新路。
根據我國的國情,發展節水農業到底應走一條什么樣的道路,同樣必須進行深入的研究,因此極有必要在全國范圍內研究制定節水農業規劃,以便針對我國的特點,對不同類型區實行分類指導,提出發展節水農業的總體規劃,避免在發展上產生盲目性。
規劃要在區劃的指導下進行,計劃要根據規劃來安排,可通過調查研究,先制定節水灌溉區劃,然后在區劃的基礎上,根據國民經濟對節水農業發展的要求,進行分析研究后,再制定節水農業規劃。節水農業規劃的內容包括:
(1)通過水資源、土地資源、作物結構、產量水平、需水量、灌溉農業現狀及發展預測等因素的分析,分區評價水土資源的平衡狀況和節水農業的必要性,以及節水農業應達到的程度和規模。
(2)通過對灌區歷史和現狀的調查,研究現有灌區的特點、形式及對發展農業生產的作用,分析灌區面臨的問題以及農業生產發展對灌溉的要求。
(3)統一節水農業的衡量指標及其定義,確定指標的定量,研究制定我國現階段應參照的節水農業標準體系。
(4)通過對水土資源平衡和農業發展要求、技術水平、管理水平、節水的投入產出、社會、經濟、生態效益以及各種節水農業模式的已有經驗等諸因素的論證評價,提出選擇確定節水農業途徑的原則及分析程序。
(5)根據節水農業的特點,研究確定分區要素和指標,進行節水農業分區,以指導各個不同類型區節水農業的發展。
(6)根據我國農業生產的長遠發展要求,充分考慮制約節水農業發展的因素,制定節水農業的規劃,提出今后一定時期內,我國節水農業需要發展的規模和相應的投入。
(7)提出今后發展節水農業的對策建議。
2.沒有一個統一的可操作的節水農業標準和定量指標體系
盡管目前采取的節水農業技術措施很多,但節水節到什么程度才算節水,效益高到什么程度才算高效,用哪些指標來衡量,國內外都沒有一個統一的標準。當前國內大多以工程形式來定,如實行噴、微灌、渠道防滲、管道輸水或大畦改小畦即為農業高效用水。由于沒有一個定量的概念,工程之間的標準相差很遠。有的地方將噴灌機擁有量乘上理論控制面積即為噴灌工程面積;有的管灌工程畝均管長只有2~3m地埋管,有的甚至1m也沒有,全部為地面軟管;渠道防滲到達什么程度才算合格也無法衡量。有不少所謂節水工程,由于片面追求降低投資,工程非常簡陋,節水效果甚微;有的只采取某種單項技術措施,雖然少用了灌溉水,但效益提高不大。這些都給發展節水農業宏觀決策帶來一種虛假的印象,即發展節水農業只需很少的投入。如果不能用科學實事求是的方法反映節水農業的標準,將會給全國統籌安排帶來困難,直接影響到節水農業的投入產出的效益。當前我國大規模發展節水農業的計劃正在起動,為指導全國節水農業的健康發展,保證節水農業工程的質量,制定我國節水農業指標體系是當務之急。
由于節水農業包含從水源到輸配水、灌水、管理及作物耗水等環節,我國地域遼闊各地的自然條件又差異較大,節水農業的形式和規模亦不相同,因此節水農業絕不能用單一指標來衡量,應該是一個體系,包含有一整套相互之間有聯系的指標內容。又由于節水農業高效用水的程度不僅與國民經濟對農業發展的要求有關,而且更與國力有關,即受國家和農民發展節水農業高效用水的投入能力制約。因此節水農業高效用水指標應有階段性,隨著國家的經濟水平和技術水平的提高,指標也跟著提高。考慮到我國目前的國情,節水農業高效用水指標體系中不宜設指標過多、過繁以便于操作;指標不宜定得過高,以便大多數地區通過努力可以達到。通過對已有資料的分析研究,可按照用水指標、工程指標和效益指標三個層次建立節水農業高效用水指標體系,這些指標包括:
(1)用水指標。是直接衡量節水農業節約用水程度的指標。當前我國采用的節約灌溉用水的技術措施有工程技術措施和非工程技術措施兩種。對于工程技術措施而言應包括輸水技術和田間灌水技術兩部分,即水從水源經渠道或管道進入田間入口的輸配水技術;又從田間入口進入到作物根系層的灌水技術。灌溉時的水量損失主要有:①滲漏損失,包括各級渠道(管道)滲漏(輸水損失)和田間深層滲漏等。影響滲漏損失因素主要是水文地質條件,土壤的透水性能、渠道襯砌或管材的材質及接縫(接頭)的密封性,以及渠道或管道的水力要素等;②蒸發損失,渠道中的蒸發損失較小,約占其滲漏損失的1/20~1/50;田間蒸發損失則較大,與土壤特性、氣候特性、作物覆蓋程度及土壤含水量有關;③田面流失,灌溉水引入田間后,由于水流過大,灌水溝、畦規格與灌溉水流不相適應,水稻田的田埂不堅固,或采用不合理的灌水方法等,都會造成田面流失;④泄水流失,主要由于配水工作與田間灌水工作不協調,控制建筑物不完整以及不良的灌水習慣(如夜間不灌溉、長流水的串流等)所造成;⑤渠堤的決口或管道破裂跑水損失,由于質量不好,或超過安全流量(壓力),以及巡護檢查不周所造成。最直接反映工程技術措施節約用水程度的指標是灌溉水利用水系數,系數愈大灌溉用水的效率就愈高。非工程技術措施即是針對作物的需水特性,在不降低單產或總產的前提下,在作物的某幾個或某個生育期減少或不供給灌溉水或改變供水的方式,以達到節約灌溉用水的目的。直接反映非工程技術措施節約用水程度的指標是作物的節水灌溉定額。
(2)工程指標。是間接衡量工程技術措施節約用水程度的指標,即在無法或不易確定灌溉水利用系數時,如何用相應的工程指標來代替。當前我國常用的農業高效用水工程技術有渠道防滲、低壓管道輸水、噴灌、微灌、平整土地劃小畦塊、膜上灌、坐水點種以及水稻灌溉中取消串灌等措施。通過對這些高效用水工程技術措施的典型測定,可以找出達到一定灌溉水利用系數時所需的工程標準,以此作為判斷農業高效用水技術的指標,具有操作性強、農民易掌握的優點,是制定節水農業指標體系的重點。可考慮用渠道防滲襯砌率、畝均低壓管道長度、田間灌溉工程技術要求等指標來表示。
(3)效益指標。是直接衡量節水農業效益的指標,節水農業的效益主要表現在用較少的水投入取得較高的農作物產量和凈產值。農作物的高產除和用水有密切關系外,還依賴于良種、施肥、耕作栽培和管理,因此反映產量的效益指標應能體現節水農業綜合技術措施的作用,可考慮用水分生產率來表示。農作物的凈產值直接取決于投入和產出,與采取的節水農業技術措施、種植農作物的種類以及管理水平有關,亦是反映某個地區、某種作物采用某種高效用水技術措施是否合算的主要指標,可用效益費用比來表示。
3.對采用綜合技術發揮整體效益重視不夠
我國在過去發展節水農業的過程中,往往只注意單項的工程技術,如渠道防滲、低壓管道輸水、噴灌和微灌,而沒有很好地將農業增產措施予以配套、形成綜合技術。因此,常造成雖節水但產生效益并不高。
在工程節水技術的基礎上發展綜合農業節水技術,發揮綜合優勢,達到節水、高產、高效是當前世界各國研究的一個重點。水肥綜合管理受到世界各國的普遍重視。大量的研究結果表明水肥在作物生長發育過程中是兩個相互影響,相互制約的因子,適宜的灌水可以促進肥料轉化及吸收利用,提高肥料的利用率,而適宜的施肥也可以調節水分利用過程,提高水分利用率。通過肥水同步監測確定作物灌水與施肥的時期和數量組合已在許多先進國家的農田管理中普遍應用,其中最為突出的當推美國、以色列等國家利用滴灌系統對作物同步供給水分及養分,這種水肥供給方式才真正做到了水肥同步。在利用耕作措施調控農田水分利用狀況,充分發揮水、光、熱等自然資源的作用,提高農田生產率及水分利用效率方面,美國、前蘇聯等國家做了大量的研究工作,也提出了許多行之有效的技術措施。對于地面覆蓋保墑技術,國外的許多研究機構做了大量細致的研究工作。除了進行大規模田間試驗,研究覆蓋的保墑、增產效果及效益外,還對覆蓋后農田的水、汽、熱交換規律及水鹽運動規律進行了較為詳細、深入的分析研究,取得了許多研究成果。各種農業節水技術有時可以單獨應用,但在更多情況下要考慮多種因子如何最佳組合,形成最為優越的整體,即多種措施如何綜合集成,這也是世界上許多國家都十分重視的一個研究課題。以色列在這方面做了大量的研究,也取得了十分明顯的效果。以色列建國40年來,在田間灌水全部采用滴灌和噴灌的基礎上,結合合理的調整種植結構,水肥同步供給,大量發展保護地栽培等措施,形成了節水、高產、高效的技術體系,農田平均灌溉定額從1949年的每畝571m3下降到目前的371.4m3,但同期灌溉作物產量卻以每年3%的速度遞增,單方水的產值也提高了3倍,達到2美元,效益十分顯著。
我國目前已有采取各種節水措施的灌溉面積約2億畝,但這些面積上所采用的節水措施主要是工程節水措施,以提高水的利用率為主要目標,各項非工程節水措施,比如綜合農業節水技術,節水灌溉制度以及全灌區的水源優化調度及灌溉預報技術應用的面積還很小。造成許多節水工程雖然投入很大,也配備了大量的節水灌溉設備,但田間用水效率并沒能相應的提高。一些田塊灌水時偏大,灌溉不均勻,水浪費現象嚴重,而另一些田塊則在作物受旱較重時也不能得到及時灌溉,所以總的水分利用效率難于有較大的提高。在我國已有的灌溉面積中,非工程節水措施的應用程度還很低,在節水農業發展中大面積推廣應用,發揮巨大作用的前景也是十分看好的。非工程節水技術與工程節水技術措施相比,具有投資少,見效快,容易實施的優點。有許多技術農民完全可以在短時間內掌握,并能夠以家庭為單位組織實施,因而具有大范圍、大面積推廣應用的基礎。
工程節水技術與非工程節水技術相結合,形成高度集成的綜合節水技術體系是當前節水農業技術發展的方向,也是許多國家研究的熱點。兩方面的技術措施相互配合、相互補充,形成覆蓋從水源管理,經輸水、配水,到作物吸收利用并轉化為最終收獲物的整個水分利用過程的節水技術體系,才能最大限度的提高水的利用率及利用效率。節水農業技術體系在我國有著非常廣闊的應用前景。如果能在我國已有的灌溉面積上推廣應用,使灌溉水的利用率提高15%,糧食作物的水分生產率達到每立方米1.5kg,則每年可節水600億m3,不僅可以極大的緩解日益嚴重的水資源危機,并可為我國農業的持續、穩定發展,為21世紀末增加糧食產量500億kg提供良好的基礎。
我國的節水農業技術研究在提高工程節水技術的同時,也已開始將注意力放在綜合農業節水技術的研究上。根據不同節水農業區的自然、經濟特點,采取合理施肥、蓄水保墑的耕作技術、地膜和秸稈覆蓋保墑、化學制劑、合理調整作物的種植結構,選用耐旱作物及節水品種,以充分利用灌溉水、自然降水和地下水,提高水的利用效率,達到節水、高產、優質和低耗的目標。但是,由于農、水專業各自的局限性,以及各專業多側重于本專業的技術研究,在農、水兩方面的適用技術如何緊密地相互配合,形成有機的統一體,使水的利用率和利用效益都能充分發揮研究得還不夠深入,遠遠滿足不了節水農業發展的需要。如各種節水灌溉技術條件下的水肥運動、吸收、轉化利用規律;耕作保墑、覆蓋保墑技術如何與節水灌溉技術的配水相結合;各種單項農業節水技術如何在不同的作物上及不同的節水灌溉技術條件下綜合應用等問題都需要進行深入、系統的研究,才能保證綜合節水農業技術的持續發展。
4.開發各種灌溉水資源力度不大
根據水利發展“九五”計劃和2010年規劃,我國目前在建供水工程供水能力約450億m3,南水北調供水工程約為330億m3,再加新建引額濟烏、引松濟長、引江濟淮等一批蓄水、引水工程,也只能新增加供水量1200億m3左右,加上現有供水能力,使全國總供水量有可能在2010年達到6200億~6500億m3。根據需水預測結果表明,2010年全國總需水量將達7300億m3左右,供需缺口近1000m3,將比目前全國缺水量增加一倍以上。估計到2030年缺水額度還將大幅度增加,水將嚴重制約社會經濟持續發展。潛在威脅非常令人擔憂。
目前北方地區水資源開發利用率已達50%以上,其中淮河流域片、海河流域片的水資源開發利用率已達到90%以上,部分地區開發利用率已達100%~120%以上;黃河流域片,不考慮河道沖沙用水量,水資源開發利用率也達到了64%~66%。水資源已處于嚴重枯竭狀態。供水水源非常脆弱,調節潛力逐步減小,很難確保連續干旱年足量供水要求。北方地區隨著流域開發程度加深,農、林產品數量成倍增長,流域蒸騰蒸發量(即耗水量)加大,土壤水利用量提高及潛水位大幅度降低,同等氣候條件下,河川徑流量、地下水補給量都將顯著減少。即我國水資源數量將趨于明顯減少趨勢,特別是北方地區。根據華北地區的資料分析表明,全區年徑流系數50年代為0.18,60年代減至為0.15,70年代減為0.14,80年代已減至0.098。在相同降水量條件下,80年代可能產生的地表徑流量只有50年代的54%。其中河北省在相同降水量條件下,80年代所產的河川徑流量只有50年代的45%。徑流量減少,特別是中小水源徑流量的大幅度減少,對北方地區現有供水工程的供水保證將構成越來越嚴重的威脅。水質污染越來越嚴重威脅供水量和用水安全性。根據水利部對1991年全國主要江河近1800多個水質監測斷面資料、700條河流、近10萬km河長進行的水質評價結果表明,其中污染河長已達到4.6萬km,占評價河長的47%,即全國約有近一半河流的水質已受到較嚴重程度污染(為Ⅵ類和Ⅴ類水),其中淮河流域污染河長占評價河長73%,海河流域污染河長占評價河長69%,松遼流域占60%,黃河流域占71%,太湖流域占73%。可見,黃、淮、海三大流域片,既是全國缺水最嚴重的地區,也是全國水污染最嚴重的地區。說明水污染既與工業、城市廢污水排放量及其處理程度有關,也與本地的缺水情況有關。即越缺水污染越嚴重,水污染嚴重又加劇了缺水。目前,我國許多灌溉渠道特別是干支渠道已逐步變成了工業、城鎮的廢污水排泄通道,越來越嚴重威脅農業用水的安全性。根據預測,我國2010年的工業和城鎮生活用水量將比目前增加1倍左右,到2030年將增加到4倍左右,因此,21世紀水污染對供水的潛在威脅非常嚴重,對此必須有足夠的認識,并積極加以治理。
由于我國水土資源的地區分布不相匹配,要解決一些地區的缺水問題,必須在更大的范圍內尋求資源的優化配置,調整資源與經濟發展的格局。要根本解決北方的缺水問題,迫切需要修建一批跨流域的調水工程。根據國家社會和經濟發展的需要,以及財力等條件,2000年全國需新增供水能力400億~500億m3,總供水能力達到5800億m3左右,基本解決人畜飲水困難;2010年全國總供水能力達到6500億~7000億m3,華北地區、沿海地區和重要城市的缺水問題得到緩解,農業缺水的嚴峻局面可望得到緩和。為實現上述目標,扭轉我國北方地區和沿海地區嚴重的缺水局面和改善重要糧棉生產基地的水利條件,亟待興建一批關系國民經濟發展全局性的重大水利工程,為我國21世紀的持續發展奠定基礎。
5.節水農業設備產業化建設步伐不快
目前,我國節水農業設備、材料生產企業小而分散,多以生產單項設備、產品為主,相當部分企業屬作坊式,批量少、質量差,價格高。大多數企業缺乏自身發展的能力,長期依賴國家的投入,技術改造困難,生產條件落后,難以接受新技術,不但產品陳舊,而且也致使當前我國有上百項節水農業新成果難以轉化進入市場。我國已建的許多節水農業工程也因設備質量差、性能落后,不能充分發揮效益,甚至報廢,在很大程度上挫傷了農民發展節水農業的積極性。由于我國目前發展節水農業技術多以單項技術為主,設備和產品及材料的生產單一、分散且零亂,即使通過培訓,農民也難以正確掌握各種技術設備的性能和使用方法,加上服務體系不健全,抑制了農民購買新設備,采用新技術的積極性。一方面我國節水農業技術還比較落后,亟待發展,而另一方面我國節水農業的產業支持體系和管理服務保障體系又很不相適應,這已成為阻礙我國節水農業事業發展的主要矛盾之一。必須改變現有這種小農經濟發展節水農業的模式,而代之采用工業化的方式,即實行規模生產、企業化管理,將發展節水農業的全過程納入產業化的軌道,按市場經濟的規律來發展,促進我國節水農業設備生產上檔次、上規模、增效益,確保21世紀中國農業的可持續發展。
要加快我國節水農業設備產業化建設步伐,可通過實施節水農業產業化工程來實現。產業化工程就是解決大規模發展節水農業條件下的工程設計、技術參數、工藝標準、質量控制、產品標準、資源條件、生態環境等問題,完成由實驗室向工廠、由小面積向大面積的跨越,實現科學技術可行性、經濟可行性、社會可行性、環境資源可行性的完整統一。促使生產企業自我投入發展的積極性,實現生產的規模化、工藝操作的規范化和技術產品的標準化。為了適應市場,將把目前許多復雜的單項技術組裝配套,物化為簡單的一個產品成一套裝備。使軟技術硬化,使復雜的技術簡單化。通過大規模的示范檢驗,將對我國目前上百個生產企業進行篩選、淘汰,形成一批名牌產品,不但能滿足國內的發展的需求,而且要進入國際市場。屆時,節水農業技術和設備不再采用推廣的方式來擴散,而是通過積極的廣告宣傳,一定規模的示范、上乘的質量保證、優良的售后服務,使農民主動認識、接受和自覺使用新技術、新產品和新設備。
6.科學研究滯后,缺乏發展后勁
由于各種行之有效的節水農業技術在農業上大面積推廣應用中獲得顯著成效,有關部門對推廣工作很重視,這無疑是正確的。但也產生了一種偏向,認為節水農業的技術已經成熟,不需要再強調開展研究,因此投入節水農業研究的經費增加得很少。盡管國家科委將“節水農業技術研究與示范”列入“九五”攻關計劃,并開始實施,但節水農業研究需要和節水灌溉工程相結合,在工程經費不能很好落實的情況下,科研工作也很難取得進展。應該看到我國目前推廣的節水農業技術大多數仍屬低水平的,和國外比較仍存在著較大的差距。而且現實推廣過程中也出現不少技術問題亟待解決,后勁不足的現象已在呈現。特別是節水農業設備和材料質量不穩定、性能較差、品種較少,與國外先進水平差距更大。我國節水農業技術和設備存在的主要問題如下:
在渠道防滲技術方面存在的問題有:襯砌技術成本較高,影響大面積推廣,急需研究成本低,防滲性能好而又經濟耐用的新材料與新型防滲技術;高寒地區渠道襯砌防凍技術還沒有取得突破,要從材料、結構形式和施工工藝等方面開展深入研究;西北地區特殊土類和濕陷性黃土、鹽脹土或膨脹土適應大變形的防滲襯砌材料及技術可靠性差;我國中、小型渠道開挖與襯砌施工機械性能差,型號少,滿足不了生產發展的需要,特別是大型渠道的襯砌施工機械設備更少。在低壓管道輸水灌溉技術方面存在的主要問題有:管件、安全保護裝置、出水口及田間地面移動多孔閘管、量水設備不配套,大多沒有定型,需要進一步定型配套,逐步達到標準化、系列化、工廠化生產;適用于渠灌區低壓管道輸水灌溉的優質低價大田徑低壓管材管件基本是空白,需要進行試制并進行生產考核;引黃灌區管道系統防泥沙淤積技術及高寒地區低壓管道系統的抗凍技術還不成熟;低壓管道施工埋設技術設備還沒有過關,需要進一步試驗研究。在噴灌技術方面存在的主要問題有:噴頭轉動不均勻,軸套易磨損,彈簧易損壞,搖臂易斷,耐久性差;鍍鋅薄壁鋼管技術不過關,易銹蝕,移動管道快速接頭密封性差,漏水嚴重,球形掛鉤易損壞;流量、壓力調節閥品種少且不過關;噴灌泵站的自動調壓控制系統及節能噴頭等規格型號少、系列化程度低;大型噴灌機轉動驅動部分漏水較嚴重,小型噴灌機效率低,性能不穩定;地埋噴灌用塑料管的接頭和管件不規范,配套性差。在微灌技術方面存在的主要問題:設備種類少,性能差,工藝落后,材質不耐老化,特別是施肥裝置沒有形成生產力;過濾設備種類少,性能差,堵塞嚴重,對高含沙水、污水、咸水等水質的過濾處理設備基本是空白;急需研制開發適合大田作物微灌的設備和技術;自動化控制設備和技術不過關,缺乏流量、壓力調節設備。在田間節水地面灌溉技術方面存在的主要問題有:進行波涌灌的間歇閥沒有定型投產;急需開發可以降解的用于膜上灌的塑膜;急需研制并大規模投產適合坐水種的簡易機械;缺乏效率高造價低的平地機械、開溝打畦機械。在節水灌溉制度方面存在的主要問題有:對非充分灌溉的基本理論缺乏系統研究;節水灌溉制度推廣應用面積還較小;不同灌水技術,特別是噴、微灌條件下的節水灌溉制度研究不充分,仍沿用傳統地面灌溉時的灌溉制度;在不同農業措施綜合配套作用的節水灌溉制度研究得更少。
我國目前灌溉用水量3500億m3,占全國總用水量的67%,是最大的用水戶。但我國灌區的灌溉水利用率平均只有40%左右,即從水源到田間作物,約有一半以上的灌溉水因滲漏、蒸發和管理不善等原因沒有被作物直接利用,灌溉后農田水的利用效率也很低,每立方米水生產的糧食不到1kg,僅為發達國家的2/5;因此,針對上述我國節水農業技術存在的主要問題開展科學研究,大力推廣高效用水的灌溉技術,提高灌溉水的利用率和水分生產效率是我國發展節水農業的重要任務。
7.管理薄弱、發展節水農業的保障體系不完善
灌溉管理問題盡管年年強調,但改善不大。基層灌溉管理機構實行自負盈虧以后,不少地方把多種經營賺錢作為管理單位的主要工作,灌溉管理反而成了副業,加上社會治安不力,灌溉設備常被破壞,工程老化失修、設備損壞嚴重,由于經費短缺無力更新修復,灌溉效益日漸降低。為了提高灌溉用水管理水平,建立健全的發展節水農業保障體系,可采取以下措施:
(1)完善和落實水利基礎產業政策。按照建立社會主義市場經濟體制的要求,改革束縛水利發展的舊體制和運行機制;強化經營管理,搞活水利經濟;依法治水,科教興水;發展壯大水利基礎產業,為國民經濟和社會發展提供全面服務。
(2)改善投資結構,進一步拓寬資金渠道。調整水利投資結構,水利投資應包括國家預算內資金、銀行貸款、以工代賬、農業開發資金、外資、自籌和專項基金、社會籌資等方面。另外,要建立各級水利建設專項基金制度,爭取提高利用優惠貸款的比重,進一步推廣水利建設資金有償使用的比例和范圍,加大利用外資的力度和提高利用外資的比重,開辟水利工程更新改造資金的渠道,堅持和完善勞動積累工制度。
(3)統一規劃、行業管理、充分發揮整體投資效益。建立適應投資渠道多元化的調控體系和國有水利固定資產經營管理體系,對于社會公益型、有償服務型、生產經營型等三類不同性質的水利產業,應制定不同的產業政策和經營管理措施。
(4)改革水價,提高用水效率和水平。加快水價政策,調整水價,逐步形成適應市場經濟的價格體系。水利工程供水單位作為水商品的生產者和經營者,應按規定收取水費。農業用水的水價按成本核定;經濟作物用水水價應根據不同的經濟作物,考慮市場經濟和水源條件來核定水價標準;工業用水價應按成本加社會平均利潤率核定;城鎮居民生活用水,可略低于工業用水水價。新建水利工程,要實行新水新價,并嚴格執行按計劃定量供水,對超計劃用水,實行累進加價和兩部制水費。
關鍵詞:農田水利工程;灌溉設計;取水設計;灌溉渠系布置
改革開放以來,我國的農業科技水平得到了前所未有的提升,在先進科學技術的支持下,農田水利工程設計也取得了一定的成效[1]。我國幅員遼闊,然而人均水資源匱乏,這在一定程度上限制了農業生產發展,農業水利工程作為農業工程中極為重要的組成部分,對于確保糧食安全、開拓農業市場、促進農業發展有著極為重要的意義。
1農田水利工程設計基本原則
1.1繼承性原則。基于現代農業生產的實際需要,農田水利工程設計必須充分考慮現實情況,對現有系統的合理性進行有效繼承,對以往水利工程設計存在的不合理因素進行改進與調整,建立功能優化與結構合理性相關目標,確保農田水利利用結構與布局的穩定性特征。農田水利工程設計要充分把握現狀結構及整體布局,對其存在的問題進行深入分析,然后在此基礎上制定一個新的具有合理性、科學性的規劃方案。1.2整體性原則。農田水利工程建設直接關系著農作物生長狀況,其具備生態服務與隔離建設用地的雙重功能,從這個角度來看,必須注重農田水利工程在布局與數量上的統籌兼顧,做好農業經濟發展、生態環境安全及生產安全的協調工作,確保農業生產能夠實現可持續發展。1.3動態性原則。農田水利工程是生態與經濟的綜合體,其設計與規劃具有一定的相對性,農田水利工程設計并不是一成不變,其需要順應時代的發展、科學技術的進步以及實際生產的需要作出動態調整與優化,確保生態綜合體與經濟綜合體能夠處于相對優化狀態。在農田水利工程設計過程中注重其協調性與保護性,以動態的眼光思考問題、解決問題,促進生態與經濟的協調發展[2]。
2農田水利工程的設計策略
在進行農田水利工程設計時,要把當地的國土整治山、水、田、林、路的規劃密切結合,同時還要考慮其他用水部門如發電、航運、人畜飲水的需要,統籌兼顧。針對當前農田水利工程設計中存在的一系列問題,必須明確農田水利工程設計的關鍵,掌握其設計要領,促進工程設計質量的提升。2.1水源工程設計。我國地大物博、幅員遼闊,南北水資源存在較大的地區差異。水源工程的設計與規劃對于農田水利工程建設有著極為重要的意義。首先,對于現有的常規灌溉水源要實施進一步挖潛與改造,做到合理利用,在水源工程設計過程中要融入節水灌溉措施,確保農業生產需求。其次,在設計水源工程過程中,要根據地區差異給予不同的設計策略,因地制宜,建設多功能小型水源工程,對于山區、山前沖擊區以及小型的河網區等,要利用河床滲渠,充分利用調蓄水池,加強對調蓄水池的開發。若處于機井區,則要利用地下水實施人工回灌補源,涵養水源,建立地下水庫。平原地區的水源工程設計則要注重對雨洪資源的開發利用,在水資源充足期間儲蓄一定的水源,供枯旱季節用。與此同時要大力興建平原水庫,通過江水調蓄,確保農田灌溉用水。水源工程設計需要與實際情況相結合,對于常年存在嚴重旱情的地區,要注重人工及氣象災害的影響,必要時可通過人工降雨的方式補充水利工程水量,當旱情發生時,能夠為農田生產提供水資源,降低旱情對農田生產的影響。對于水土嚴重流失區域,要充分考慮地形地質、土壤結構及氣候條件等,通過水源涵養林、封山育林等緩解水土流失,在地勢較高地區建立森林水庫,確保自流灌溉,這能夠在一定程度上節省農田水利工程建設費用。在降水充足的熱帶季風濕潤氣候區可以建立小面積灌溉區,在水源工程設計過程中要充分考慮洪水、暴雨等外界因素影響。2.2輸、排水工程設計。在引水設計方面,首先要明確引水流量,尤其是對于技術力量薄弱的地區,在輸水工程設計時要與當地用水高峰相結合,根據最大灌水定額與延續時間明確渠道引水流量,渠道橫斷面的設計要根據水力均勻流進行確定,對于變化較大的水位渠道,可建立擋水墻與水閘,有效設計自流灌溉方式,提升水資源利用率。排水設計方面要明確排水溝流量,并結合地形條件、旱地、水田的特點,設計排澇模數,可采用引水渠道設計。在排水方面首先需要明確排水溝的流量,嚴格按照地形特點對暴雨標準進行設計,依據水田滯蓄水深、滲漏量等對水田排澇模式予以設計,在渠道橫斷面設計方面,可以借鑒引水渠道的設計方法。2.3田間工程設計。田間工程主要包括灌排合區與渠道襯砌兩個方面。如某農田水利工程建設項目一共需要對三處灌區進行改造,具體建設內容包括:新建4座放水閘門,新建100處集雨水窖,其中集雨水窖的容積一共達到了0.5萬m3。分別整治塘壩以及引水堰閘1處,其中塘壩的蓄水量達到了7萬m3,新建12眼機電井,并在此基礎上發展高效節水灌溉工程一共700畝;另外節水灌溉引水渠道一共21km。。在渠道橫斷面襯砌處理過程中采用U型預制硂板,圓弧半徑設定為0.5m,渠道深度、板厚分別為0.8~2m、0.045m。田間工程要注重對灌排合區的布置,在具體的設計過程中需依據其田塊形狀劃分,一般選擇相對規整的條帶狀田塊,其能夠促進田間灌溉串排問題的有效解決,避免出現水淹災害。其次,在水利條件好的地區可采用預制混凝土U型槽渠,減少土方開挖與回填的工作量。另外要對田間作業面及渠道進行合理化的安排與設計,其縱剖圖如圖1所示。若條件允許,可以布置灌排合區,為田間農作物生長提供有力的生長環境與條件。
3結束語
農田水利工程建設與農業生產發展息息相關,新農村建設、水資源利用率的提升均離不開農田水利工程的設計與規劃,在現代農田水利工程設計中必須堅持理論與實際相結合的原則,充分把握農田特點,因地制宜,科學管理、使用水資源,建設合理化的水利工程,確保水利運行體制的合理高效運行,確保農田生產需要,促進農業經濟可持續發展。
參考文獻
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[2]王秀麗,張鳳榮,王躍朋,等.農田水利工程治理天津市土壤鹽漬化的效果[J].農業工程學報,2013,29(20):82-88.
[3]周慷慨,羅海波,趙晨晨,等.生態農業發展背景下喀斯特山區土地整理規劃設計:以貴州省遵義縣尚嵇鎮為例[J].貴州農業科學,2012,40(9):216-221.