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摘 要:振安区属于辽东丘陵和低丘平原地带,降雨量年内分配很不均匀,汛期十分集中,随着社会经济的发展,水资源日趋紧张。为此,必须提高水资源利用效率,充分发挥其应有的经济效益,目前振安区原有的节水灌溉工程老化,水利用效率底,采取合理的节水措施可有效节约水资源,缓解水资源紧缺矛盾。
关键词:节水;工程;设计;效益
中图分类号: S275 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20160532028
1 基本资料
振安区位于丹东市郊,南与东港市相邻,北与凤城市接壤,东与朝鲜民主共和国隔江相望,振安区总面积为669km2。全区辖5个镇、4个街道办事处、45个行政村。全区总人口19.15万人,其中,农村人口11.61万人。区内耕地面积13171hm2,其中:水田面积560 hm2,占总耕地面积的4.25%。
振安区属于辽东丘陵和低丘陵平原地带,其大面积出露的地层与岩石为前震旦纪变质岩、混合岩及花岗岩。地下水以松散岩孔隙水为主,地下水主要来源是河川基流量和山间岩体泉水量。降雨量年内分配很均匀,多集中在7-8月份,占年降雨量的54.5%,多年平均降雨量为1028mm,多年平均蒸发量为1261.5mm,4、5、6月份蒸发量最大,占全年蒸发量的37.14%,由于4、5、6月份又是降雨量较少的月份,因此经常出现干旱现象。从以上自然状况来看,水利灌溉发展缓慢,严重影响了农业产业化的发展和农业产业结构调整,制约了农业生产的发展和社会经济增长,因此发展节水工程是促进农业发展的必要条件。
2 节水灌溉措施
2.1 设计方案
在振安区现有的节水灌溉工程有低压管灌、移动式喷灌、滴灌和渠道防渗4种工程形式,其中以渠道防渗工程为典型设计。水田采用渠道防渗工程形式,菜田式用低压管灌型式,温室采用滴灌工程形式,一般经济作物采用移动式喷灌工程形式。根据水源条件和作物结构特点,结合振安区的实际情况,在认真总结以往灌溉工程经验基础上,确定具体的灌溉型式和面积分布。
2.2 工程设计
水源工程是保证节水灌溉工程正常运行的关键,也是影响灌溉保证率和项目的投资效果的重要因素。为提高节水灌溉工程的保证率、更好的发挥工程效益,提高投资效果,在水源工程设计中,遵循高标准、高质量、低造价、高效益的原则,确定合理的工程方案和建设规模,做到技术先进,经济合理,管理方便。
2.3 灌溉制度
不同作用在其各个生长阶段对水份有一定的要求。为了保证灌水能适量而且及时,收到稳定高产的效果,根据多年灌溉经验和科学试验定出各种作物的灌溉制度。作物的灌溉制度是确定灌溉工程设计流量的重要依据,它包括作物各生长阶段的灌水次数,灌水日期及1次灌水量。
2.4 渠道防渗工程典型设计
2.4.1 基础数据
渠道防渗工程典型设计以振安区汤山城镇龙泉灌区为例,基础数据如下:
设计灌溉面积:80hm2;
作物种类:水稻;
泡田期灌水定额:2400m3/hm2;
泡田时间:7d。
2.4.2 型式及规模
本次规划渠道防渗采用LZY混凝土“U”型槽防渗技术,这种防渗工程同传统防渗工程相比,具有断面小、强度高、使用寿命长、抗冻性能好、造价低、外形美观等特点。设计修筑混凝土“U”型槽防渗渠道3200m,其中干渠1800m,支渠1400m。
2.4.3 渠道设计流量确定
渠道防渗工程用于水田灌溉,根据水稻灌溉制度和工程结构型式,按下式计算渠道设计流量。
Q=mA/86400Tη
式中:
Q-渠道正常设计流量(m3/s);
m-设计灌水定额(按泡田日期计算m=2400m3/hm2);
A-设计灌溉面积(hm2);
T-轮灌一次所需灌水时间(取T=7d);
η-渠道有效利用系数(取η=0.95)。
干渠设计流量计算;干渠控制灌溉面积80hm2,将已知数值代入上式,计算干渠设计流量如下:
Q干=(2400×800)/(86400×7×0.95)
=0.33 m3/s。
支渠设计流量计算:根据规划方案,共设计4条支渠,每条支渠长350m,控制灌溉面积20hm2。将已知道数值代入流量计算公式求得支渠设计流量。
Q支=(2400×20)/(86400×7×0.95)
=0.084 m3/s。
2.4.4 渠道设计
确定渠道设计流量后,要对干、支渠道进行设计。渠道设计任务主要是确定渠道的纵坡,水位和横断面的形状、尺寸,包括渠堤的顶宽、超高,确定沿渠道需要修建的跌水及交叉建筑物高程。
渠道纵坡设计:根据地形条件,干渠和支渠设计比降为i=1/1000。
渠道断面设计:由混凝土“U”型槽技术参数查出,在渠道纵坡i=1/1000时UD50规格“U”型槽过水能力为0.15 m3/s,1/2UD80规格“U”型槽过水能力为0.42m3/s,根据已计算的渠道涉及流量,确定干渠选用1/2UD80型混凝土“U”型槽防渗渠道,支渠选用UD50型混凝土“U” 形槽防渗渠道。
3 效益分析
以汤山城镇龙泉灌区为例:
3.1 节水效益
据测算,实施节水灌溉后,项目区内每年可节约灌溉用水70万m3,水费价格按0.1元/m3计算,年节约水效益7万元。
3.2 节电效益
喷灌、管灌和滴灌的水利用系数高,与一般提水灌溉相比节电20%,预计年节电10.5万度,电价按0.5元/度计算,每年节电效益5.25万元。
3.3 节地效益
实施节水灌溉后,预计示范区内可省渠道占地1.5%,示范区总面积400hm2,其可节约耕地6hm2,耕地年纯收入按3000/hm2元计算,年节地效益为1.8万元。
3.4 省工效益
经测算,节水灌溉项目实施后,每1hm2平均节省人工12.75工日,人工工资按60元/工日计算,总面积400hm2,年节省效益为:12.75×60×400=306000=30.6万元。
4 结语
随着地方经济的不断发展,改革的不断深入,水资源利用矛盾日益突出。而我国大部分农村目前还是存在着极大的水资源浪费现象,为此,要加大节水工程的工作力度,有效提高农用水利用效率,缓解日益突出的水资源矛盾。
作者简介:段巍巍(1980-),男,辽宁省丹东市振安区水利水产局,工程师,从事水利工程规划设计。
关键词:节水;工程;设计;效益
中图分类号: S275 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20160532028
1 基本资料
振安区位于丹东市郊,南与东港市相邻,北与凤城市接壤,东与朝鲜民主共和国隔江相望,振安区总面积为669km2。全区辖5个镇、4个街道办事处、45个行政村。全区总人口19.15万人,其中,农村人口11.61万人。区内耕地面积13171hm2,其中:水田面积560 hm2,占总耕地面积的4.25%。
振安区属于辽东丘陵和低丘陵平原地带,其大面积出露的地层与岩石为前震旦纪变质岩、混合岩及花岗岩。地下水以松散岩孔隙水为主,地下水主要来源是河川基流量和山间岩体泉水量。降雨量年内分配很均匀,多集中在7-8月份,占年降雨量的54.5%,多年平均降雨量为1028mm,多年平均蒸发量为1261.5mm,4、5、6月份蒸发量最大,占全年蒸发量的37.14%,由于4、5、6月份又是降雨量较少的月份,因此经常出现干旱现象。从以上自然状况来看,水利灌溉发展缓慢,严重影响了农业产业化的发展和农业产业结构调整,制约了农业生产的发展和社会经济增长,因此发展节水工程是促进农业发展的必要条件。
2 节水灌溉措施
2.1 设计方案
在振安区现有的节水灌溉工程有低压管灌、移动式喷灌、滴灌和渠道防渗4种工程形式,其中以渠道防渗工程为典型设计。水田采用渠道防渗工程形式,菜田式用低压管灌型式,温室采用滴灌工程形式,一般经济作物采用移动式喷灌工程形式。根据水源条件和作物结构特点,结合振安区的实际情况,在认真总结以往灌溉工程经验基础上,确定具体的灌溉型式和面积分布。
2.2 工程设计
水源工程是保证节水灌溉工程正常运行的关键,也是影响灌溉保证率和项目的投资效果的重要因素。为提高节水灌溉工程的保证率、更好的发挥工程效益,提高投资效果,在水源工程设计中,遵循高标准、高质量、低造价、高效益的原则,确定合理的工程方案和建设规模,做到技术先进,经济合理,管理方便。
2.3 灌溉制度
不同作用在其各个生长阶段对水份有一定的要求。为了保证灌水能适量而且及时,收到稳定高产的效果,根据多年灌溉经验和科学试验定出各种作物的灌溉制度。作物的灌溉制度是确定灌溉工程设计流量的重要依据,它包括作物各生长阶段的灌水次数,灌水日期及1次灌水量。
2.4 渠道防渗工程典型设计
2.4.1 基础数据
渠道防渗工程典型设计以振安区汤山城镇龙泉灌区为例,基础数据如下:
设计灌溉面积:80hm2;
作物种类:水稻;
泡田期灌水定额:2400m3/hm2;
泡田时间:7d。
2.4.2 型式及规模
本次规划渠道防渗采用LZY混凝土“U”型槽防渗技术,这种防渗工程同传统防渗工程相比,具有断面小、强度高、使用寿命长、抗冻性能好、造价低、外形美观等特点。设计修筑混凝土“U”型槽防渗渠道3200m,其中干渠1800m,支渠1400m。
2.4.3 渠道设计流量确定
渠道防渗工程用于水田灌溉,根据水稻灌溉制度和工程结构型式,按下式计算渠道设计流量。
Q=mA/86400Tη
式中:
Q-渠道正常设计流量(m3/s);
m-设计灌水定额(按泡田日期计算m=2400m3/hm2);
A-设计灌溉面积(hm2);
T-轮灌一次所需灌水时间(取T=7d);
η-渠道有效利用系数(取η=0.95)。
干渠设计流量计算;干渠控制灌溉面积80hm2,将已知数值代入上式,计算干渠设计流量如下:
Q干=(2400×800)/(86400×7×0.95)
=0.33 m3/s。
支渠设计流量计算:根据规划方案,共设计4条支渠,每条支渠长350m,控制灌溉面积20hm2。将已知道数值代入流量计算公式求得支渠设计流量。
Q支=(2400×20)/(86400×7×0.95)
=0.084 m3/s。
2.4.4 渠道设计
确定渠道设计流量后,要对干、支渠道进行设计。渠道设计任务主要是确定渠道的纵坡,水位和横断面的形状、尺寸,包括渠堤的顶宽、超高,确定沿渠道需要修建的跌水及交叉建筑物高程。
渠道纵坡设计:根据地形条件,干渠和支渠设计比降为i=1/1000。
渠道断面设计:由混凝土“U”型槽技术参数查出,在渠道纵坡i=1/1000时UD50规格“U”型槽过水能力为0.15 m3/s,1/2UD80规格“U”型槽过水能力为0.42m3/s,根据已计算的渠道涉及流量,确定干渠选用1/2UD80型混凝土“U”型槽防渗渠道,支渠选用UD50型混凝土“U” 形槽防渗渠道。
3 效益分析
以汤山城镇龙泉灌区为例:
3.1 节水效益
据测算,实施节水灌溉后,项目区内每年可节约灌溉用水70万m3,水费价格按0.1元/m3计算,年节约水效益7万元。
3.2 节电效益
喷灌、管灌和滴灌的水利用系数高,与一般提水灌溉相比节电20%,预计年节电10.5万度,电价按0.5元/度计算,每年节电效益5.25万元。
3.3 节地效益
实施节水灌溉后,预计示范区内可省渠道占地1.5%,示范区总面积400hm2,其可节约耕地6hm2,耕地年纯收入按3000/hm2元计算,年节地效益为1.8万元。
3.4 省工效益
经测算,节水灌溉项目实施后,每1hm2平均节省人工12.75工日,人工工资按60元/工日计算,总面积400hm2,年节省效益为:12.75×60×400=306000=30.6万元。
4 结语
随着地方经济的不断发展,改革的不断深入,水资源利用矛盾日益突出。而我国大部分农村目前还是存在着极大的水资源浪费现象,为此,要加大节水工程的工作力度,有效提高农用水利用效率,缓解日益突出的水资源矛盾。
作者简介:段巍巍(1980-),男,辽宁省丹东市振安区水利水产局,工程师,从事水利工程规划设计。