基于農(nóng)田水利工程特點(diǎn)的水資源分配設(shè)計(jì)分析

張志平

摘 要：農(nóng)田水利工程對于提高灌溉水利用率、緩解當(dāng)?shù)赜盟o張問題有著直接作用。本文以安徽某灌區(qū)為例，得出當(dāng)?shù)仄骄r(nóng)業(yè)用水利用率為0.388，之后通過計(jì)算得出全部實(shí)行滴灌工程后，該灌區(qū)灌溉水供需平衡，最后對該灌區(qū)農(nóng)田水利滴灌系統(tǒng)進(jìn)行了簡要設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：農(nóng)田水利 水資源 利用率 優(yōu)化布置

1.研究區(qū)概況

安徽某灌溉區(qū)區(qū)域內(nèi)境內(nèi)主要有潁河、泉河兩大水系。該區(qū)域處于暖溫帶與北亞熱帶之間的過渡區(qū)，屬于暖溫帶半濕潤季風(fēng)氣候，年平均氣溫14.7℃。夏季7月日平均氣溫27.7℃，冬季1月日平均氣溫0.6℃，年溫差27.1℃。近年來，隨著開發(fā)的不斷深入，該地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不斷加強(qiáng)，尤其是農(nóng)田水利工程被越來越重視。

2.農(nóng)業(yè)用水利用效率分析

2.1“首尾測定法”計(jì)算農(nóng)業(yè)用水利用率

2.2灌區(qū)農(nóng)業(yè)用水效率結(jié)果分析

通過上述方法計(jì)算不同地區(qū)典型灌區(qū)農(nóng)業(yè)用水效率，結(jié)果見表1。由數(shù)據(jù)可知：灌溉區(qū)年農(nóng)業(yè)用水效率值在選定區(qū)域內(nèi)最低，平均值僅為0.388。近年來，選定區(qū)域不同地區(qū)的農(nóng)業(yè)用水效率差距在不斷縮小，基本穩(wěn)定在0.6以下，和發(fā)達(dá)國家的0.75水平相差較大，節(jié)水潛力較大。

3.基于農(nóng)田水利工程特點(diǎn)的水資源控制和分配設(shè)計(jì)

3.1灌區(qū)需水量計(jì)算分析

（1）調(diào)整種植結(jié)構(gòu)。根據(jù)灌區(qū)所處地理位置、氣候、土壤等條件，對種植結(jié)構(gòu)進(jìn)行逐步合理調(diào)整，以滿足對水資源需求，調(diào)整結(jié)果見表2。由表2可知：糧食作物、經(jīng)濟(jì)作物；林業(yè)面積保持不變。

（2）灌溉制度確定?，F(xiàn)狀年該灌區(qū)灌溉形式為“滴灌+漫灌”，灌溉設(shè)計(jì)保證率P=75%。預(yù)計(jì)在設(shè)計(jì)水平年該灌區(qū)全部采用滴灌形式，灌溉設(shè)計(jì)保證率P=90%。

作物需水量計(jì)算采用“彭曼-蒙特斯法”計(jì)算，作物日均蒸騰量按照5.7mm/d的最大值計(jì)算。

（3）需水量計(jì)算。結(jié)合項(xiàng)目灌區(qū)建設(shè)發(fā)展，在此全部以“滴灌形式”為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，最終得出項(xiàng)目區(qū)全年總灌溉需水量為1450萬m3，毛灌水定額為362m3/畝·a。

3.2灌區(qū)水資源供需平衡計(jì)算分析

研究灌區(qū)有5條干管從附近水庫供水，負(fù)責(zé)灌溉面積為4萬畝。在 P=90%保證率下，5條干管可分配水量約為1620萬m3，比項(xiàng)目區(qū)全年總灌溉需水量1450萬m3還多出170萬m3，因此項(xiàng)目區(qū)灌溉用水不存在缺口。但由于還存在相當(dāng)一部分漫灌地，所以灌溉水缺口約為305萬m3。

4.農(nóng)田水利工程優(yōu)化布置

4.1農(nóng)田水利管網(wǎng)布置方案確定

根據(jù)灌區(qū)實(shí)際情況對漫灌區(qū)進(jìn)行滴灌改造和規(guī)模擴(kuò)大，涉及面積為4.39萬畝，設(shè)計(jì)采用輸水管道為“有壓管+無壓管”結(jié)合輸水，并在干管中部設(shè)置一處穩(wěn)流池，其負(fù)責(zé)其自壓區(qū)域灌溉，而南部自壓區(qū)域由進(jìn)水池負(fù)責(zé)。根據(jù)控制面積、造價(jià)，共有表3所示的3個(gè)管網(wǎng)布置方案。

相對而言：PCCP管安全性比玻璃鋼管好，但造價(jià)高，因此最終選擇方案三作為該灌區(qū)節(jié)水改造和擴(kuò)大規(guī)模的施工方案。

4.2農(nóng)田水利滴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）分干管布置。由于項(xiàng)目灌區(qū)地形落差大，為盡量減少輸水能耗，將分干管設(shè)置在地勢較高的南側(cè)，向北側(cè)單向供水。分干管間距設(shè)置為一個(gè)條田長度，范圍在800-850m。

（2）加壓滴灌設(shè)計(jì)。本項(xiàng)目分干管采用PVC-U管，永久鋪設(shè)于地下，工作壓力0.4MPa；支管、毛管為PE管，臨時(shí)鋪設(shè)于地面。為保證滴灌帶灌溉面積，選用WDF16/3.2-100型滴灌帶，灌水器流量擬定在2.8L/h左右。

5.結(jié)語

目前我國農(nóng)村地區(qū)灌溉用水占到該地區(qū)總用水量的95%以上，且灌溉水利用率較之發(fā)達(dá)國家差距明顯，因此建設(shè)農(nóng)田水利工程是節(jié)水灌溉的首選。該灌區(qū)建設(shè)歷史悠久，各級政府投資力度大，因此具備大規(guī)模推廣高水平農(nóng)田水利工程的條件。在規(guī)劃時(shí)，必須要立足于區(qū)域?qū)嶋H情況，綜合考慮工程經(jīng)濟(jì)效益和當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的積極性。

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