節水灌溉工程設計論文
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1現有灌溉供水水源
1.1地表水水源
根據項目區現場調查，地塊南側緊鄰東風干渠，地塊目前采用該渠水灌溉，地塊內相應有土渠和土溝。
1.2井水水源
項目區南側道路和渠道已有10眼機井，機井均為2010年新建，與項目區距離約為10m。
2灌區土地分類、農業生產結構和作物組成
灌區土地包括熟地和生地2部分。熟地部分地塊面積為172.67hm2，中東部生地部分面積為26.87hm2，共計為199.54hm2。目前，生地正在進行土地整理，沒有修建條田，暫不進行設計。因此，本階段僅對地塊面積199.54hm2（凈灌溉面積156.93hm2）的熟地進行設計。
2.1農業生產結構
199.54hm2其中第1大條田面積為35.51hm2，第2大條田面積為68.40hm2，第3大條田面積為53.02hm2。3大條田均為間種，果樹品種為西梅，間種的作物主要為棉花、小麥和甜瓜，每年輪換。
2.2作物組成
按照2012年計劃種植的作物進行設計，果樹的品種為西梅，間種作物第1、2大條田為棉花，第3大條田為小麥。
3灌區水利土壤改良
土壤為砂壤土。大部分面積的土壤輕度鹽堿，但仍有部分區域中度鹽堿。項目區南側緊鄰東風干渠，在東風干渠南側，2007年建設淺水機井一批，間距在300m左右，根據觀測數據，該批機井很好地發揮了豎井排灌的作用，故項目區南側鹽堿化程度較低，不需再進行洗鹽排堿。1、2號條田已自2009年起開始洗鹽排堿工作，目前改良效果較好，只需再進一步加強灌溉管理即可。此外，每年5-8月，利用分洪水漫灌壓堿。
4節水灌溉技術比選
4.1節水灌溉方式的選擇
各種灌溉方式都有它的優缺點和適應條件，根據項目區的種植作物來分析，適合間種果樹和小麥/棉花的節水灌溉技術主要有滴灌和低壓管灌。滴灌是一種局部灌溉方法，僅濕潤根區附近的土壤，而其他部分地表保持干燥，因而顯著減少了水蒸發損失，同時又減少了雜草生長的幾率，從而為作物根系活動層的土壤創造了良好的水、熱、氣、養分狀況。另外，肥料、藥劑還可通過灌溉水一起施到根系土壤中，提高肥、藥的利用率，為穩定增產打下基礎。滴灌灌水均勻度高，一般可達80.0%～90.0%，不產生地表徑流和深層滲漏，因而對土壤的要求不高。滴灌只要用壓力管道將水輸送到作物根部附近即可灌溉，對地形條件的適應性較強。低壓管道輸水是以管道代替明渠，采用較低的工作壓力將灌溉水輸送到田間的一種工程形式。其特點是輸水時壓力低，出水口流量較大，不易發生堵塞，具有輸水效率高、節能、節省渠道占地、省工、成本低等優點，適合在井灌區推廣應用，是一種便于群眾掌握和管理的灌溉技術。在第1階段的征求意見稿中對全滴灌方案和管灌配合滴灌2種方案進行了比選，項目區的農民強烈建議用低壓管灌，田間采用溝灌，因此通過召開第三次農民會議，參建各方決定灌溉方式采用低壓管灌。
4.2管道系統的工作制度
管道系統的工作制度有續灌方式、輪灌方式和隨機取水方式3種。
1）續灌方式：續灌的方式是上一級管道同時向下一級管道配水，在干管這一級進行續灌，干管連續工作，管道過水時間就等于灌水時間。續灌的特點是下一級管道的設計流量小、工作時間長。
2）輪灌方式：上一級管道按預先劃分好的輪灌組向下一級管道配水，而輪灌管道在灌水時期是輪流工作的，輪灌一般有集中輪灌和分組輪灌2種。輪灌組的劃分及灌水的先后次序直接影響到上一級的管道投資。輪灌方式適用于種植作物比較單一的情況。
3）隨機取水方式：隨機取水方式即每個取水口任何時候都可以取水，也可以不取水，以取水口作為一個用水計算單位，在此基礎上用概率論和理數統計方法來推算各級管道的設計流量。在運行方法上是使取水口以上的管網中任何時候都充滿水，各取水口按本用水單位的需要隨時打開閥門取水灌溉，因此也叫“按需分配”方式。但隨機取水方式的設計管徑較大，投資較高。管道系統的工作制度不同，則管網規模不同，從而直接影響工程投資，同時不同管道系統的工作制度又對灌溉的操作和管理提出不同的要求。通過對上述3種方式的比選，選擇布局合理、投資經濟的方案，本工程采用續灌和分組輪灌相結合的方式。
5灌溉設計保證率和灌溉制度
5.1灌溉設計保證率
本項目區灌溉方式為低壓管道輸水灌溉，灌溉水源為井水，灌溉設計保證率取85.0%。灌溉系統田間采用溝灌，按照第2階段的預審意見，灌溉水利用系數為0.8。
5.2灌溉制度
根據灌區的水土資源情況、作物組成以及各種作物的生長特性，根據新疆地區西梅樹和棉花的種植特點，擬定田間毛灌溉定額及灌溉制度。
6灌區水量供需平衡分析
6.1地下水可供水量
項目區灌溉用水為井水。依據《伽師縣地下水資源開發利用報告》，伽師縣地下水總補給量為4.26億m3，地下水可開采量為1.28億m3，根據調查，項目區地下水儲量豐富，開采條件好。
6.2灌溉需水量
項目區包括3大條田，其中第1大條田面積為35.51hm2，第2大條田面積為68.40hm2，第1、2條田種植西梅和棉花，第3大條田面積為53.02hm2，種植西梅和小麥。項目區為間種的種植模式，在計算灌溉需水量時，按照不同作物分別計算水量。
1）西梅樹的灌溉需水量：地塊內156.93hm2的面積全部種植西梅樹，灌溉定額為490m3/667m2，計算得西梅樹的灌溉需水量為115.35萬m3。
2）棉花的灌溉需水量：第1大條田和第2大條田內種植棉花，種植面積的比例約為地塊面積的60.0%，為62.35hm2，灌溉定額為360m3/667m2，計算棉花的灌溉需水量為33.67萬m3。
3）小麥的灌溉需水量：小麥的種植面積的比例約為第3大條田地塊面積的60.0%，為31.81hm2，灌溉定額為400m3/667m2，計算棉花的灌溉需水量為19.09萬m3。項目區地塊內灌溉需水量合計為168.11萬m3。
6.3水量平衡分析
項目區年需開采地下水總量為168.11萬m3，而區域的地下水可開采量為1.28億m3，遠遠大于作物的灌溉需水量。不會對地下水的平衡產生不良影響，因此項目區開采地下水是有保證的。
7結語
通過本項目的實施，能夠提高水、土資源利用率，通過發展節水技術，促進相關先進技術的應用，促進農業質量和效益的提高，推進農業現代化和產業化進程，實現農業增產、增收，使農民得到更多實惠，用顯著的經濟效益引導廣大農民群眾發展節水灌溉。
作者：孫麗麗 畢然 張陽 單位：淮安市水利勘測設計研究院有限公司北京分公司 北京市水利規劃設計研究院
