水渠工程论文模板(10篇)

时间:2023-03-23 15:23:58

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水渠工程论文

篇1

我国西北地区包括新疆、青海、宁夏、甘肃、陕西五省(区)的全部和的西部等地区,面积360万km2,约占全国土地面积的37.5%。西北地区特定的自然环境和水资源条件,决定了水在其经济社会发展、生态环境建设中的极端重要性。发展节水农业是西北地区农业和经济社会可持续性发展的重要保证。

西北地区降水稀少,蒸发强烈,水土资源分布不平衡,水资源供需矛后突出;另一方面,水资源开发利用不合理,农业用水效率低,农田灌溉水利用率仅为0.3~0.4左右,浪费极其严重。在发展节水农业方面,问题表现在:节水认识上存在误区;节水灌溉技术水平低;灌区工程不配套,老化失修严重;节水资金投入不足;农业灌溉水价偏低,水费到位差;节水管理体制不健全;节水农业政策有待完善;农业生产结构不够合理;节水设备质量不高,产业化程度低。

1.工程节水技术

工程节水主要从渠系输水到田间灌水过程来考虑节水。渠系输水过程的主要措施有节水渠道防渗和改渠道输水为管道输水节水等;田间灌水过程节水主要是改进地面灌水技术,如大畦改小畦、长畦改短畦、平整土地,在缺水地区推广膜上灌或膜下灌,有条件的地方推广喷灌、微灌等灌溉新技术。

2.修建水利工程,对现有灌区工程进行技术改造和配套建设

在西北内陆河源流区,兴建必要的山区水库,拦蓄调控水资源,因地制宜的合并、改造、废弃平原水库,可减少蒸发造成的水资源浪费。同时,在有条件的支流兴建控制性水利枢纽工程和局部调水工程,科学配置水资源,解决局部地区缺水问题。对现有的大、中、小型灌区工程进行以高效节水为中心的更新改造,这是压缩农业用水的重要措施。

3.加强渠道防渗衬砌

渠道防渗工程节水效益明显,成本低廉,是诸多农田灌溉节水措施中经济合理、技术可行的主要节水措施之一,同时又是当前农田灌溉节水工程改造中的关键环节。渠道采用防渗技术,一是能加快输水速度,缩短灌溉时间,能充分利用渠水,扩大灌溉面积,减少地下深层淡水的开采;二是与土垄沟相比,渠道防渗可节水40%~45%;二是灌区大部分为自流灌溉,节能效益显著。四是省去土渠每年维修费用、缩短浇地时间,可省工30%~50%。陕西、甘肃等地试验资料表明:渠道防渗可使渠系水利用率提高20%~40%,减少渠道渗漏损失50%~90%,此外,渠道防渗还具有加大过水能力、减小过水断面、加快输配水的速度、节省土地等优点。

4.铺设低压管道输水

管道输水具有节水、输水迅速、省地、增产和有利于抢季节等优点,与土渠相比较,利用管道输水水的利用系数可提高到0.95,节电20%~30%,省地5%~增产幅度10%左右。管道输水灌溉技术被认为是投资最省、节水最有效、管理最方便的一种输水灌溉技术[1],目前管道输水技术主要在井灌区推广应用,自流灌区也开始采用管道输水技术。低压管道输水已有于几年的发展历史,适用于各种地块、作物及种植方式,为群众所熟悉和接受,工程使用率高,是目前非常成熟的工程节水技术。

5.平整土地,沟畦改造,改进地面灌水技术

地面灌溉方法是目前应用最广泛、最主要的灌水技术[2]。据有关研究结果表明,畦田、沟的规格适宜,操作合理得当,田间水利用系数可达到0.8以上,灌溉定额可大幅度下降。膜上灌较一般地面灌溉可节水30%以上,高者可达50%以上,波涌灌(包括畦灌、沟灌)可节水10%~30%灌水均匀度及储水效率均明显提高,分根交替灌溉可节水15%~30%,这足以表明地面灌水改进提高应用后的节水潜力[3]。

平整土地是提高地面灌水技术和灌水质量,缩短灌水时间,提高灌水劳动效率和节水增产的一项重要措施。一般而言,渠灌区若不采取任何节水措施,采用田间大块划小和土地平整工程,可是灌溉水利用系数提高0.05~0.10。畦灌是耕地经平整后,利用畦埂将田块划分成小块进行灌溉;沟灌是在作物行间开挖灌水沟,灌溉水从输水沟进入灌水沟后,在水流动的过程中由沟底和沟壁向周围入渗湿润土壤的方式进行灌溉。畦灌要求的地面坡度以0.001~0.003为宜,最大不要超过0.01;沟灌要求地面坡度以0.003~0008为宜,最大不要超过0.02。

结合土地平整,进行田间工程改造,划长畦(沟)为短畦(沟),改宽畦为窄畦,设计合理的畦沟尺寸和入畦(沟)流量,可大大提高灌水均匀度和灌水效率。陕西洛惠渠的研究表明,在入畦单宽流量为3~5L/s时,灌水定额随畦长而变,当畦长由100m改为30m时,灌水定额减少150~204m3/hm2;当畦长30~100m时,畦单宽流量从2L/s增加到5L/s灌水定额可降低150~225m3/hm2。6.推广应用喷灌、滴灌、微灌、膜上灌、膜下灌节水新技术

喷灌可将水均匀地喷洒在作物上,它可以根据作物的不同生育期、不同需水量科学控制灌水定额,平均灌水定额30m3。喷灌工程不需平整耕地、修建田间毛渠和打埂,一般可以节省土地10%~20%。喷灌灌水均匀,节约用水,对地形的适应性强,与地面灌溉相比,大田喷灌一般可省水30~50%,增产10~30%。喷灌的主要缺点是一次性投资较高,受风的影响大,在多风的季节,会出现喷洒不均匀,蒸发损失增大。

滴灌工程是目前科技含量最高、起点最高的节水形式,是高效农业的首选。滴灌与一般的畦灌相比有很多优点,具体主要体现在以下四个方面:一是省水,滴灌属局部灌溉,仅湿润作物根区附近的土壤,避免了输水损失和深层渗漏损失,地表湿润,减少了地面蒸发,节水率可达80%,能最大限度利用水源。二是省肥,在滴灌过程中,用施肥罐将可溶性肥料随水滴入作物根部发育区,可有效地使肥料利用率由30%~40%提高到50%~60%。二是省工,无须平地、筑埂、打畦。滴灌土壤不板结,垄间于燥,可减少中耕和除草等投工,省工50%~80%。四是适应性强,它对地形适应能力强,在坡度为50°~60°的陡坡上,也可以采用滴灌系统,由于滴灌是小水勤滴,适时适量,土壤理化性能好,一般可增产20%~30%以上[3],并可有效地改善蔬菜的品质。不过,滴灌投资大,因此,更适于经济作物,是温室大棚中最理想的灌水技术,随着农业结构调整的不断深人和高产值、高效农业的推广,滴灌将得到更多的应用。

微灌将水和肥料浇在作物的根部,它比喷灌更省水、省肥。当前推广的主要型式有微喷灌、滴灌、膜下滴灌和渗灌等。膜下滴灌具有增加地温、防止蒸发和滴灌节水的双重优点,节水效果最好,近几年,随着产品国产化和价格的降低,在我国西北地区得到迅速推广。

1996年新疆石河子垦区在大田(棉花)应用膜下滴灌技术取得成功,1999年开始大面积推广应用,力荐在全国范围内进行推广。据统计膜下滴灌单位面积平均用水量是传统灌溉方式的12.5%,是喷灌的50%,是普通滴灌方式的70%。采用膜下滴灌技术后,不需要修农渠,也不需要筑硬打畦。操作简便,节省机力费和人工作业费,并节省抽水电费和肥料费,有效降低了生产成本。膜下滴灌

可使作物根系经常维持适宜{水分、通气和养分状态,因此,作物增产显著。

篇2

2.工作重点(1)加强水源井和供水工程建设人口居住集中的地方全部安装自来水,提高入户率和供水标准,实现“户户通”自来水,达到城乡同质。分散牧户开展以打筒井和供水基本井为主、自来水和储水窖为补充的饮水安全工程建设,提高水质标准和供水保证率,实现“适时、适量、适质”供水。(2)改造筒井,提升水质将牧区石头井、草皮井、柳芭井等不合格浅层水源井全部改造成机电井或水泥管筒井,加高井台,设置井盖,采取井、房、机(泵)、罐、槽全配套,封闭运行,机械提水,人畜分开使用,确保水质水量全部达标。(3)发展家庭牧场供水结合全面建成小康社会和新牧区建设要求,进一步提高供水能力建设。计划在“十三五”期间以牧户为单元,以现有水源为主,发展家庭牧场供水自来水化。(4)加强储水窖和集雨水工程建设以北部牧区为重点,在严重缺水和远距离拉水地区,采取新打水源井与储水窖相结合的办法解决牧民饮水安全问题。不具备打井条件的采取1眼水源配套7~8个储水窖,缩短牧民拉水距离,扩大饮水安全覆盖度。在地下水严重匮乏地区建一部分集雨水工程,解决饮水困难问题。

二、意见和建议

1.进一步提高牧民饮水安全标准锡盟存在的饮水安全问题主要是水质差和缺水,水质差又是由多种原因形成的。在过去的几年,主要解决高氟和苦咸水问题,其他水质问题还没有完全解决。在缺水原因中,主要是牧民居住分散,打井数量不足,取水距离远,可供水资源量少,而且部分水源水质不达标。在已建工程中,实际解决人口远少于规划人口,仍有一部分牧民达不到饮水安全标准。在“十三五”期间,建议在牧区集中居住的嘎查、移民村、苏木乡镇实现“户户通”自来水,提高居民生活饮用水水质标准,实现城乡同步发展。在不宜建集中供水工程的牧区加密水源井建设,争取实现“一户一井”目标。

2.将牲畜饮水投资专项列入规划牲畜是牧民的生产资料和生活资料,解决牲畜饮水困难问题又与牧民的生产和生活密切相关。牧民为解决牲畜饮水所消耗的时间、人力和取水费用等远远超过人的用水付出。如果能将牲畜饮水困难问题解决,将是解决牧区饮水安全问题的有力举措。建议将解决牲畜饮水困难投资纳入国家补贴范围,并列为“十三五”规划专项投资。

篇3

2水利工程渠道工程施工中衬砌混凝土技术应用

水利工程渠道工程施工中衬砌混凝土技术的应用是一项系统性的工作,其主要内容包括了确定配合比、混凝土浇筑、养护工作、施工质量控制等内容。以下从几个方面出发,对水利工程渠道工程施工中衬砌混凝土技术应用进行了分析。

2.1确定配合比

确定配合比是水利工程渠道工程施工中衬砌混凝土技术应用的基础和前提。在水利工程的渠道工程施工过程中混凝土的配合比应当通过相应实验来证明其可靠性和工程强度,既能够有效的满足之前水利工程的设计技术指标和相应的施工要求,并且应当在经过有关部门的审批之后才可以使用。除此之外,在确定混凝土配合比过程中,有关单位应当确保混凝土的施工配料需要在经过审核之后才能进行签发,并且在实际的施工过程中应当严格按照签发的混凝土施工配料单来进行混凝土的配料,在这一过程中严禁水利工程施工人员对其进行擅自的更改。另外,在确定配合比的过程中水利工程施工员一旦在施工配料中出现了相应的漏配、少配或者是错配,则配比出来的混凝土则不能被允许进仓或者是进行其他使用。只有在其质量要求符合了我国《水工混凝土施工规范》的相关质量要求后才能对其进行使用,从而在此基础上促进水利工程渠道工程施工中衬砌混凝土技术应用有着更加牢固的基础。

2.2混凝土浇筑

混凝土浇筑对于水利工程渠道工程施工中衬砌混凝土技术应用的重要性是不言而喻的。在混凝土的浇筑过程中水利工程施工人员应当首先进行基础面处理例如在进行砂砾地基的处理过程中工作人员应当首先清理杂物,然后在此基础上整平建基面,并且在浇10~20cm低标号混凝土时作垫层,从而有效防止漏浆现象的出现。除此之外,在混凝土的浇筑过程中工作人员应当首先对于土基进行相应的碎石铺垫工作,然后在这一工作进行完毕后盖上湿砂,然后再进行混凝土的浇筑。另外,在混凝土浇筑过程中工作人员应当对纵缝表面可不凿毛,但应冲洗干净,以利灌浆。施工缝凿毛或冲毛后,应用压力水冲洗,使其表面无碴、无尘,在结合面铺水泥浆或小级配混凝土,才能浇筑混凝土,确保施工缝结合良好。

2.3养护工作

养护工作的有效进行是水利工程渠道工程施工中衬砌混凝土技术应用的重中之重。众所周知混凝土的养护工作是水利工程质量提升的重要保证之一。由于水利工程中的混凝土往往存在衬砌结构壁薄和外露面积较大等特点,因此在进行混凝土的养护工作时工作人员应当采取相应的专业手法来对其进行养护,例如可以在混凝土的表面覆盖湿草帘、湿芦席,从而通过这种方法来减少混凝土可能存在的较大温差,最终有效减少混凝土裂缝、混凝土变形等问题的出现。

2.4施工质量控制

施工质量控制是水利工程渠道工程施工中衬砌混凝土技术应用的核心内容之一。在水利工程的施工过程中为了更好地保证混凝土的质量,除必须选择适宜的原材料及确定恰当的配合比外,在施工过程中还必须对混凝土原材料、混凝土拌和物及硬化混凝土进行质量检查和控制施工过程中,原材料的质量的波动对混凝土的质量有很大的影响,如水泥强度的波动直接影响到混凝土的强度,最终促进了水利工程渠道工程施工中衬砌混凝土技术应用应用效率得到有效提升。

篇4

1.1面板抗冻配套施工技术

由于受冬季气候条件的影响,寒冷地区的面板坝在施工过程中会出现橡胶板与混凝土不能紧密结合的现象,使止水结构不能发挥其作用,其主要表现为两个方面。一是当角钢与橡胶板、橡胶板与混凝土的结合处遇到水后,会产生冷冻膨胀,增大拉拔力,对止水结构发挥作用产生很大的干扰;二是角钢与橡胶板止水盖受冰面沉降的影响,使止水结构的冻部在拉力及剪力的影响下对自身产生破坏。要对止水结构的材料及止水结构进行优选与优化,还要注意对橡胶盖板端头进行处理,同时还要拓展橡胶板的功能使用范围。这些技术的优化,不仅降低了来自寒区冰面的膨胀力与拉拔力,提升止水结构的抗渗性及防冻能力,还能延长止水结构的使用期限,对寒区坝体的长久运行提供了重要保障。

1.2混凝土面板石坝固坡技术

在传统的垫层料坡的施工过程中,通常用超填、削坡及碾压等方式完成对料坡的处理。具体操作为在垫层料坡超出设计线30厘米的时候进行碾压处理。在垫层料坡填土15米左右时进行削坡与碾压处理。但由于采用这样的方式不仅施工工期较长,操作工序繁琐,而且对料坡的坡面也无防护设施处理,在受到雨水冲击的情况下,容易对料坡的垫层密度造成影响,从而不能保证寒区面板的稳定性。因此,为了更好地解决这一问题,可将固坡砂浆与垫层料施工紧密结合,使面板形成一个均匀稳定且高强度的工作面,这种工作基面的形成不仅能缓解汛期压力,发挥挡水的性能,还能提高寒区面板混凝提的抗裂、抗渗性能,增强设备的实用性。通过这项技术的实施,不仅能缩减施工工期、简化施工工序,还能降低施工成本,提高施工过程的灵活性。

1.3可控补偿防裂技术

由于混凝土堆石坝技术不仅具有取材简易、操作方便等特点,还能简化工期,降低施工成本,对寒区面板的稳定性有着重要的保障,因此,在国内外应用较为广泛。但在实际施工过程中,仍存在一些因素对寒区面板的防裂、防渗性能造成影响,这主要是由于堆石坝的面板是一种通过混凝土浇筑形成的薄板,由于在施工期间内受环境的温度、湿度及自身密度不均匀的影响,会使面板的混凝土产生干缩变形,对面板密度较小的部位产生较大的拉力应变,从而导致裂缝的产生,对面板的防渗效果造成严重的影响。通过采用膨胀剂及减缩剂的制配,实现对混凝土收缩的补偿,从而提升混凝土石坝的抗渗与抗裂心性能。

2寒区土石坝防渗心墙施工技术

2.1冬季低温施工技术

新型的冬季低温施工技术主要是指通过对铺布碾压及对金属罩的覆盖利用等措施,实现对冬季施工的保温。碾压式沥青混凝土技术打破了施工规范对环境温度的要求,使其最低施工温度达到-17℃。而沥青混凝土防渗心墙的碾压施工能使芯样的孔隙率小于3%,且满足抗渗试验无渗漏的要求。该项技术通过提模施工工艺的使用,采用土工无纺布对混凝土砌块副墙的代替,不仅能解决寒区冬季低温施工造成的困难,降低施工成本,还对提高防渗心墙整体的防渗性及变形稳定性有很大的帮助作用。

2.2振捣式防渗心墙的施工技术

振捣式防渗心墙技术最早应用在尼尔基水利枢纽工程中。由于传统的防渗心墙技术主要采用沥青混凝土碾压式及浇筑式,虽然具有一定的施工效果,但操作工序较为复杂,且施工成本较高,因此应用并不广泛。但振捣式防渗心墙的出现不仅填补了国内外防渗心墙技术的空白,还具有很好的施工效果。它与其他产品不同,不受沥青材料产品的制约,且具有设备简便,造价低廉的特点,在国内外防渗心墙技术施工中得到了广泛的应用。

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一、问题的提出

在八十年代初,在城市供水水源的调研基础上,于1982年2月四川省给水排水情报网年会期间,第一次提出重力流供水的方案,在研究重力流供水的范围过程中我们引伸出区域性供水的思路,并进一步讨论区域性集中供水系统和区域性供水集中管理系统模式的区别、联系及其实用价值。

二、区域性供水的模式

区域性供水系统的主要特征是不仅为中心城市供水,还同时向作为城市、场镇及广大农村集居点供水,按照水源水系、地理环境特征或一定的行政区划确定供水区域,供水面积小至数十平方公里,大至数千平方公里。它把一个区域内的若干个净水厂及其配套企业联合为一体,统一开发、分配水资源,水费的收取办法又因输配水距离及高差而有所差异的新型网络供水系统。我们认为,区域性供水的模式主要有两种,即区域性供水集中管理的模式和区域性集中供水的模式。

2.1区域性供水集中管理的模式

2.l.l区域性供水集中管理是所辖区域的供水及其配套服务企业实行统一管理,但管网系统不一定连成一体,即水源和管网都可能是分散的。例如,台湾有两个水公司,一个台北市自来水公司,另一个是台湾自来水公司,后者就是区域性供水管理型的企业。另悉,山东省济宁市已将该市下属各县镇自来水公司统一联合成立济宁市供水集团总公司。

2.l.2区域性供水集中管理系统是一个跨行政管理辖区概念的系统,跨地区的供水企业可以浓缩一定数量的技术人才、管理人才,为整个区域经济服务,从而有利于人才素质的提高与效能的发挥。

2.1.3区域性供水管理型的企业,可以不受一城一镇的限制,较合理地综合考虑水资源的有效利用,借助集团化的优势,可以开拓为此服务的诸多工业项目,特别是水工业项目,组织社会化生产,确保原材料、消耗材料的合理调配,减少流动资金的占用。整个企业的运转可以更为有效,求得较好的经济效益与社会效益。

2.2区域性集中供水的模式

2.2.1区域性集中供水是水源相对集中、管网连成一片的供水系统,较多地实行长距离输配水,水费的收取办法又因输配水距离及高差而有所差异,这种多水源、多水厂并网的区域集中供水系统,比原先分散的、独自的、小规模的供水系统,提高了系统的专业性、合理性、可靠性与经济性。这样的系统在经济发达的国家里是较多的。在日本于1986年已有166个,在英国、美国、法国等发达国家亦很多,譬如华盛顿北方水厂的供水范围已达2849km2,供水区域内的地面高差达274m,由两个水厂(一个取湖水、一个取河水)并网供水。

2.2.2区域性集中供水系统是一个多水源合并管网的管理系统,多水源统一的供水环状管网系统的建立,极大提高了供水的安全可靠性。通过强化调度功能,协调供需关系,使系统处于合理、经济的运行状态。

2.3两种区域性供水模式的密切联系

2.3.1我们在探讨区域性供水的同时,提出了区域性集中供水模式与区域性供水集中管理模式两个既有区别又有密切联系的概念,二者同属区域性供水范畴。我们认为作这样的区分是有特别意义的。区域性集中供水是区域性供水的高级形式,区域性供水管理系统也可能过渡为区域性集中供水系统。在一定时间、空间或经济发展程度条件下,即使不能进行区域性集中供水,仅仅通过采用区域性供水集中管理,对其管辖范围内的供水部门和相关企业实现人才和资源的合理配置,对于提高水质和供水普及率(水量),提高供水整体服务水平都具有不可估量的作用。

2.3.2在可能实行区域性集中供水的地方,首先实行区域性供水集中管理是必要的,可以避免各自为政和各种短期行为,造成长期分散重复小规模建设投资,从而对一定区域统一分配水资源、提高供水基础设施服务能力、发挥区域性供水企业的规模效益起着促进作用。

三、区域性供水研究的意义

3.1社会发展的趋向

数千年来的文明历史表明,社会生产力的提高,经济的发展,促使了城镇的形成与发展,特别是近两个世纪以来,科技的进步,大型工业、集团化经济的崛起,人们更加速了向城市迁移。以大城市为核心的区域性经济带逐步形成,以当今经济发达的国家为例,日本有1/3人口集中在东京的周围地区。就是象我国这样的发展中国家,城市人口的数量增长很快,城市的规模在扩大,以大城市为核心的经济带正在形成,这也许是社会发展的必然趋向。

3.2水资源的合理分配

自古至今,凡是有人群起居的地方必然有水源,凡是现代化的城市必然有相应的集中供水事业。工农业的发展,人口的增加,水作为一种无法替代的资源是有限的,就全世界而言,已有不少专家预测下世纪的主要危机是水危机。而我国的水资源相对而言是不丰富的,平均年水资源总量约为28000多亿m3,居世界第六位,但人均水资源量只有2730m3/人,仅为世界人均值的l/4。总之,淡水资源已成为制约我国经济发展的主要因素之一,对于淡水资源科学开发、合理分配、区域性综合规划管理是至关重要的。

3.3区域性供水是供水事业发展的趋向之一

3.3.l区域性供水系统在经济发达的国家里是较多的。但在国内尽管我们在1990年提出建立这样的系统,经四川省科技情报所查新表明还属首次。我们认为,随着我国经济的发展,区域性供水系统的出现与发展,必然成为普及城乡供水的趋向之一。

3.3.2特别需要说明的是,一个村设一个供水站,一个镇设一个水厂,一个县市设一个自来水公司,他们之间彼此独立、各自为政的现象在国内是普遍的,他们在开创供水事业上曾经作出了极大的贡献。但是随着经济的发展,城市化水平的提高,区域性经济带的形成,作为重要基础设施的供水系统不进行管理上的深化改革,很难为高速发展的经济建设服好务,很难为人们提供优质的饮用水。供水系统深化改革的过程中,区域性供水管理模式是一个趋向。

四、区域性供水的可行性

4.l跨行政辖区的供水,这将打破目前供水企业隶属一个行政辖区管理的惯例,但供水企业通过股份制管理模式可以协调各行政辖区对供水的需求关系,还可缓解水利部门与城建部门对供水企业隶属关系上的争议。

4.2随着城镇化水平的提高,伴随中心城市经济带的形成,区域内对供水的水质、水量以及供水连续性提出了更高的要求,促使供水企业间的横向联合,促使区域性供水管理模式的形成,促使中心城市的供水企业更好地为区域范围内的供水事业服务。

4.3随着改革开放政策的深化,那种小而全、各自为政的管理模式受到了冲击,为了取得更大的环境效益、社会效益以及经济效益的努力,有利于供水企业之间的联合。

4.4由于水资源的紧缺,区域内水资源的统一规划、合理开采、统筹分配,有可能促使区域内供水部门、供水企业之间的联合。否则争水、抢水等问题必将导致社会化矛盾。

4.5近十多年来作为供水系统的建设投资,主要是向用水单位筹集的,政府部门只是政策上的照顾,因此跨行政区划的区域性供水企业亦可按此途径解决。

4.6在条件许可的实施区域性集中供水模式中,以谁受益、谁出资,谁出资、谁优先的原则,由点、连线到面的实施策略,并且以区域集中供水与局部分散供水相结合的模式规划,不作一刀切。

五、区域性供水量的预测方法

区域范围内的需水量主要分为中心城区的需水量、卫星城镇及县制镇和村镇的需水量,根据各自的供水特点和城市总体规划布局,宜分别用不同方法作预测。预测期限可分为三个期间,即近期、中期、远期。中期的预测应是目前作区域性供水研究中供水量预测的重点。

5.1中心城区

对中心城区的供水量预测,针对其历史数据资料较为完整的特点,可收集近数十年的供水量、售水量、供水人口、工业用水重复利用率等数据,采用微观定额法、供水量递增率法、时间序列趋势法、多元回归分析法等多种预测方法,然后对预测结果作相应检验和综合分析,即得出中心城区各预测时期的需供水量。

5.2卫星城市和一般县镇

5.2.l对卫星城市的需水量预测,主要依据政府对城市总体规划的卫星城市布局及人口规划,采用微观定额法预测和专家调查法为主,其用水定额与中心城区取值相近,并结合工商业分布确定其需水量。

5.2.2区域内现有的各区、县(市)独成体系的分散供水系统是在一定历史条件下力就近解决当地城镇的供水而自然形成的,在相当长一段时间内发挥着积极作用。随着各地经济的迅速发展,城市乡村呈现出一体化趋势,城市化水平普遍提高,新建和内迁了不少企业,其需水量不是简单按自然递增率递增,而是呈阶跃式剧增,市政供水基础设施能力明显不足。结合各县城目前供水现状特点和供水发展阶段,参照中心城区相应阶段和类似城镇用水量标准,考虑到供水发展规模和水量平衡,可选择多个方案分别计算,结果可能与接问卷统计的专家调查法相差较大。原因较明显,主要是围绕中心城区的周边县区城镇,随着农村集镇化、乡镇企业的广泛兴建,城乡一体化的发展格局趋势所至,其社会经济发展突飞猛进,这种按自然常规递增测算的结果已明显不能适应客观发展的要求,建议采用在广泛征集各县区资料的基础上得出的专家调查预测法结果,较为符合地区实际。

5.3农村集镇

这里所指的村镇供水量,是经调研后确认需由集中供水方式解决的部分村镇的需水量。可参照有关村镇供水的资料,结合农村经济改革,乡镇企业及村镇规模发展迅速的状况,城市市域内村镇的用水水平必然向城市水平逼近,仍可根据以定额法为主的计算结果确定其需水量。

六、结论

6.l区域性供水模式的研究,是区域性经济迅猛发展的前提下,对供水企业深化改革的一项综合性研究成果。

6.2本文提出了两种模式,对于区域性供水集中管理的模式,具有广泛的推广意义,它有利于水资源的合理使用,它有利于供水企业服务水平的提高,它有利于水工业相关项目的发展;而区域性集中供水模式是在特定条件下形成的较好的供水模式,它又是区域性供水的高级模式,它虽没有推广的普遍意义,但它具有独特的优越性。比如**地区采用了重力流方式的区域性集中供水模式后在规划的2010年供水工程中可节水10950万m3/a,可节电达2亿kwh/a。

6.3区域性供水摸式是供水事业发展的趋向之一,但不是唯一的模式,决不应一刀切、一风吹,应因势利导,自愿联合。但政府部门在政策上应有所导向。

参考文献

[1]何维华,试论**地区区域性供水,**建筑,1990年10月

篇6

一、工程概况

北疆供水工程总干渠为大(2)型II等工程,渠线全长100多km,主要有引水明渠、隧洞、渡槽、分水闸、节制退水闸、防洪工程以及伴渠公路、35KV输变电线路、通讯光缆-等组成。运行期为每年的4月至9月,主要任务是向沿线农业开发区及下游地区输送工农业用水。

二、工程特点

(一)工程地处荒漠、戈壁,环境条件恶劣

该工程深居大陆腹地,自北向南横穿荒漠、戈壁,远离人群,自然条件十分恶劣,冬季寒冷、夏季高温,最低气温-42.7℃,最高气温39.6℃,多年平均气温3.4℃,季风活动频繁,特别是4月至5月风速极大、风力极强,最大定时风速高达28m/s。

(二)规模大,运行管理难度大

该工程规模大、渠道长,全线采用自流输水,辖区各种水工建复杂,对供水过程的控制要求较高.从而加大了运行管理的难度。

三、组织机构

该工程于2001年建成投入运行,主要由运行管理处在上级建管局的领导下全面负责运行管理工作。通过8年的运行管理实践形成了一套比较完整、科学的运行管理体系。

总干渠在运行前成立了工程运行管理处,运行初期处机关设置运管科、办公室,渠道沿线设置2个管理站、10个管理所,共配置管理人员87名。经过多年的运行管理实践与自动化系统的逐步完善,运行管理处机构设置与人员配置更加科学合理,目前人员配置按照“一人多岗、一岗多能、精简高效”的原则。由2站10所缩减为2站3所,岗位定编56人,其中工程技术人员占51.72%,大中专院校毕业生占63.79%,是一支结构合理、专业齐全、精干高效的管理队伍。四、运管体系

(一)IS09001质量管理体系的应用

ISO9000标准是国际标准化组织在1994年提出并制定的所有国际标准,现在该标准已经成为世界各国规范市场行为、促进经济发展的有效手段。IS09001:2000《质量管理体系要求》是2000版IS09000核心标准之一,该标准作为通用的质量管理体系标准可适用于各类组织,不受组织类型、规模、行业范围的影响和限制。因其在质量管理方面的先进性、广泛适用性、标准体系的严谨性和认证审核的公正性等方面满足了组织对质量管理的需要,各行业的组织能够取得IS09001:2000标准认证已成为企业科学化、规范化管理与国际市场管理接轨的重要标志。

北疆供水工程总干渠投入运行后,如何提高运行管理水平,发挥工程最大效益,是工程管理者面临的一个新课题。2002年运行管理处开始推行ISO900h2000标准,并通过了北京恩格威质量管理体系认证中心的认证审核,成为全疆水利行业最早贯标的单位。运行管理处在贯标中将IS09001=2000标准的“八项质量管理原则”的管理理念与工程管理实际有机结合,通过对文件、记录、人力资源、基础设施、运行过程、内部审核及认证审核等的控制,大大地提高了运行管理水平,规范了质量行为,降低了运行成本,发挥了工程最大效益,取得了显著的成效。

(二)信息系统管理的运用

北疆供水工程非常重视工程的现代化建设和科学化管理,在设计时就考虑到了信息系统的运用。建设期在渠道沿线埋设了通讯光缆,主要解决了沿线的通讯,也为运行后信息系统建立奠定了基础。

运行以来通过陆续的建设现已经建成了一套适应工程特点的信息管理系统。该系统集成了计算机网络、数据中心、工程安全监测、水雨情、水质监测、闸门远程监控、无网电区电源自动供电、动力与环境远程监控、远程图像监控、办公自动化系统、会议电视系统等专业应用子系统,实现了两大功能:一是为工程运行管理提供安全、可靠、经济、科学、先进的技术手段;二是为科学、合理的输水、配水、防洪、工程的安全运行提供实时数据和专家决策支持功能。通过信息系统的运用减少了管理人员,节省了管理成本,有效地保证了工程安全输水、精确量水、实时监测和科学调度,取得了显著的经济效益。

(三)目标管理考核的实行

制定出目标管理,有利于科学评价和衡量管理处的管理水平和年度业绩,激励管理处职工的工作热情和积极主动性、创造性,确保管理处各项工作落到实处。建管局对管理处实行年度目标管理考核制,每年由建管局根据《中华人民共和国水法》、《中华人民共和国河道管理条例》等法律、法规和有关技术标准,制定北疆供水工程运行管理处考核办法和标准,对考核目标、考核方法、内容、等次、标准及奖惩措施等作出明确的规定,将目标管理考核作为日常管理的一项重要制度。管理处目标管理考核实行千分制,主要从供水生产、安全生产、设备管理、信息系统运行管理、工程维修与技术改造、水费征收、内部管理、政治工作、平安单位建设和综合治理、关心职工生活等方面制定考核目标。考核结果分为优秀、合格、不合格。每年由建管局成立考核组,年内不定期的对管理处工作进行抽查,年终进行现场考核评分.考核优秀进行相应的奖励,不合格进行相应的处罚。

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2工程概况和农田水利工程现状

2.1工程概况

扶风县位于关中盆地西部,西宝高速、西宝北线中段,全县总土地面积745.8km2,耕地面积77.61万亩,农民人均耕地1.59亩,县内农田成方,道路成网,交通比较便利。全县以种植粮食作物为主,主要粮食作物有小麦、玉米,常年播种面积100.6万亩,平均复种指数150%。经济作物主要有辣椒、苹果等,农业产业主要以畜牧业为主。

2.2项目区水利工程现状

目前项目区已有水利工程主要包括小型农田水利工程、大中型灌区骨干工程和小型水库工程。至2009年底,全县共有陂塘9座,小型灌溉泵站343处,农灌机井2843眼,水窖810眼,小型灌区渠系291km,大中型灌区渠系1080km,机井灌区灌溉渠系117.3km,低压输水暗管112.8km。设施灌溉面积52万亩,有效灌溉面积45万亩,节水灌溉面积23.4万亩。全县共有宝鸡峡、冯家山灌区干、支渠道122.8km。2000年以来,该县通过实施农业综合开发水利骨干工程改造、省级财政专项资金灌区改造等项目,投入资金3100万元,共衬砌改造干、支渠38km。县管水库共有11座,均为小型水库。太川水库、官务水库、白家窑水库、五郡沟水库,共灌溉面积5.8万亩。总体而言,灌区水利基础设施薄弱,渠系建筑物损坏严重,抽水站年久失修,机泵老化,农田灌溉以土渠输水、大水漫灌为主,地下水资源浪费严重,单井控制面积小,灌溉保证率低。无法满足灌溉需求,严重阻碍项目区经济的发展。

3灌区节水改造工程设计

为了改善扶风县灌区上述水利工程现状,对整个扶风县分4个项目区分别进行系统的节水改造工程的设计。整个节水改造工程的典型设计如下所述。

3.1机井工程设计

按照当地水文地质条件和用水量要求,设计井孔深度180m。本深度内可有四层水,总厚度为40m,井孔口径为550mm,井管材料采用铸铁井管。滤水管有效工作长度50m,实管长度130m,合计总长度180m。管外填砾厚度为140mm,填砾直径10mm~20mm,砾料采用扶风县沙厂生产的标准砾料。井壁管连接形式采用焊接连接。根据井孔设计的地质条件和含水层岩性来确定计算参数,从井孔柱状图上得知含水层总厚度M=40m,含水层的岩性以粗中砂为主,选择含水层的渗透系数K=15m/d,采用滤水管有效工作长度L=50m,井孔直径D=550mm,滤水管外径ds=0.288m,井管直径d=0.25m。为保证管井的使用寿命,避免过高的渗透流速对滤水管的腐蚀、结垢、堵塞等破坏,在设计中我们采用小于允许入管流速进行计算。计算公式为:Q=Л×dg×L×n×Vg,将相应参数代入式中可得Q=195m3/h。计算的理论出水量,代表了滤水管的进水能力,而设计流量应小于计算的理论值,所以应乘以0.3的安全系数,才能作为设计出水量,即Q=58.6m3/h。

3.2输水渠道设计

以法门镇齐村北十一支一斗渠衬砌工程进行典型工程设计。渠道总长度850m,主要灌溉齐村的部分耕地,控制灌溉面积650亩,亩均控制渠道长度为2.5m~3.1m。渠道设计流量的大小,应根据作物的灌溉制度及所控制的灌溉面积,按照同一时期不同作物同时用水量的情况计算,计算得出渠道设计流量为0.1m3/s。渠道纵坡比降的选择,应由实际地形条件而定,尽可能使渠底比降与地面坡度相一致,在满足灌溉引水的情况下,尽量选择较大的比降,但斗渠一般不大于1/500。因此,根据项目区的地形特点,选渠道比降为1/600。为了提高灌溉效率,节水节能,节约占地,降低供水成本,同时也为了机械化施工,渠道断面设计为“U”型砼断面,渠道设计流量为0.11m3/s,纵比降为1/600,选用渠道断面为D40断面,衬砌厚度为5cm,选用C15砼浇筑。渠道每隔5m设一道伸缩缝,缝型为机械切割半缝,缝宽为2.5cm,缝内用焦油塑料胶泥填塞。

3.3抽水站设计

依据原有抽水站设计灌溉面积、设计流量、配套机泵型号不变的原则,对该项目区的35座抽水站实施改建设计,更换62台(套)新的节能机组,使其发挥原有的效益。确定以扶风县项目区召公镇大槐村抽水站作为典型设计。该工程位于信邑水库以南600m处,引水水源为美水河水,控制灌溉面积380亩。经实际勘测调查,该抽水站地形扬程8.23m,根据控制灌溉面积、灌水定额、轮灌天数、每天灌溉时间及渠系水利用系数计算设计流量,由设计流量和抽水扬程确定水泵型号。确定了水泵的流量与扬程,可利用“水泵性能表”来选择所需水泵。

3.4低压暗管设计

本次工程拟钻凿180m深的钢筋砼管井1眼,根据已成机井水文地质资料,机井出水量为32m3/h,静水位35m,动水位95m,地块长方形,东西长400m,南北宽234m,面积约为140亩,机井位于地块西北角。地块内作物种植以小麦、玉米、辣椒为主。作物种植方向为东西走向,地块北偏东稍高、西部较低。设计灌水定额按式m=1000Hγ(覻1-覻2)/η计算,根据该区实际情况,计算得小麦、玉米的灌水定额40m3/亩,辣椒的灌水定额27m3/亩。本区农作物以小麦、玉米、辣椒为主。玉米、辣椒生长期处在雨季,适当补充灌溉即可满足要求,取灌水周期为12d。管道布设形式为梳齿状,依据管灌技术规范,结合地块形状以及经营管理体制,耕作习惯,机井出水量等实际情况,在地块西边界布设1条主管道,垂直主管道布设3条支管道,管道长度720m,在管道上安装出水口进行灌溉。项目实施后,区内小麦种植面积占耕地面积的90%,日开机时数取16h,灌溉水利用系数取0.8,根据机井控制面积计算,结果表明,设计流量小于单井出水量,故采用单井出水量为设计流量。管径采用经济流速法确定,根据计算得管道管径选择为外径110mm,内径105.6mm的UPVC管。经计算,沿程水头损失为5.77m,局部水头损失按沿程水头的10%计算,取0.57m。水泵设计扬程由管道系统的水头损失(h),机井动水位(h净),机井至供水最不利点的高差(h)等确定,即H=h净+h+h+2.0(出水口要求水头),该机井配套水泵设计扬程为95+5.77+0.33+2.0=103.1m。按照设计流量和设计扬程进行水泵选型。

4工程经济效益分析

扶风县小型农田水利节水改造工程建设项目计划衬砌渠道82.1km,改造渠系建筑物639座;在机井灌区,新打配套机井41眼;铺设低压管道28.16km,出水栓981个;可新增灌溉面积7640亩,改善灌溉面积26222亩。井灌项目区灌溉水利用系数由原来的0.65提高到0.8;抽水灌区灌溉水利用系数由原来的0.5提高到0.65;全县粮食综合生产能力新增379.42万kg。大力发展农民用水合作组织,使其管理的灌溉面积增加1.3万亩。该项目建成后,作物复种指数由150%提高到180%,年可增产粮食379.42万kg,粮价按现行市场价1.8元/kg计算,可增收379.42×1.8=682.96万元。经济作物每亩增收按100元计算,可增收3.39×180%×0.4×100=244.08万元。该项目建成后,年可节水186.60万m3,按每立方米水0.1元计,可节约186.60×0.1=18.66万元。整个项目实施后,共可增收945.70万元,取水的分摊系数为0.4,即水利项目净收益为925.54万元×0.4=378.28万元。依据以上增量效益和增量费用的分析计算,并根据有关评价指标计算规定进行分析计算,成果如表1所示。由经济评价分析计算结果可以看出,本工程的经济内部收益率12.44065%大于经济基准收益率8%;经济净现值844.10万元大于零;经济效益费用比为1.27,大于1.0。故该工程在经济上是合理的。

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①灌溉设计保证率

在进行灌溉设计时,要确保灌溉保证率得到控制。以旱地作为为例,若项目区的作物是玉米时,则可以根据《灌溉排水工程设计规范》(GB50288—99)进行技术设计,并结合当地的地方用水额度进行设计,对于低山区地区,灌溉设计保证率可设置为75%。

②灌溉水质标准

按照灌溉水质的基本要求,可以依据农田灌溉水质的标准——《农田灌溉水质标准》(GB5084)进行设计,并控制灌溉水文与农田地水文之差在20℃以下,以保证农田作物得到合理灌溉。

③田间工程建设标准

在田间工程设计过程中,要依照《土地开发整理项目规划设计规范》中的相关要求,并结合该区域的实际情况进行合理设计。通常,灌溉区块采用方形布置的方式,在局部细节部分,尤其是边角地带,可以采取合理的情况进行设置。

2低山区土地整理过程中农田水利工程管井设计的主要内容

1)管井结构设计

农田水利工程的管井结构形式主要包括井头、井身、进水部分以及沉砂管四个主要结构。其中,井头的设计必须有足够的坚固性以及稳定性,以保证电机和水泵不会因为震动而出陷入泥土中;为了保证地面的污水不会倒流进入井中,需要在井口的周围半径大于1m、深度超过1.5m的泥土中分层进行夯实;对于井头进水部分的井柱,该部分不要求进水,因此在设计过程中要使用密实的钢筋混凝土对该处井管进行加固。例如,某管井的井身长度为10m,则在管道的周围应该填上封闭用的粘土;并在井口的进水部分使用透水性更好的钢筋混凝土滤水花管,并保证滤水管的长度为45m,并在井口的周围回填粘土、砂砾。在选择砂砾石的直径时,要根据滤水管的尺寸进行选择,通常要求直径在5~20mm之间,且调料必须压实;沉砂管的主要作用是避免随水进入管道内的沙粒阻塞水泵,以免造成水泵的正常工作受到影响。在设计沉砂管的直径时,通常设置其长度为5m。

2)输水工程设计

低山区土地整理主要采用低压管道节水灌溉的方式作为输水的主要形式,尤其是在相对干旱、缺水的地区,这种灌溉方式得到了更加广泛的应用。在管道的铺设过程中,要遵循铺设简单易行、施工周期短、质量标准易于控制。因此,在低山区中通常使用PVC硬塑管材作为输水管道,并合理选择对应的配套产品。与一般的传统管材相比,该种管材具有重量轻、抗腐蚀能力强、水流阻力小以及安装快捷的特点,从而提高其整体安装效益。在管道流量设计时,要遵循投资费用与运行费用在一定比例的基本原则,保证输水管道的整体尺寸在经济合理的范围内。通常,PVC管道的流速可以控制在1.2m/s范围左右。根据当前的具体情况,该低山区土地整理项目区在进行农田水利工程建设时,其采用的标准直径一般为125mm。另外,在管道的布设形式设计方面,要根据当地的实际地形、水源、道路以及防护林的实际情况进行具体设计,通常可以按照“丰”或者“E”的形式进行布置,这样能够显著减少占地,从而避免农业机械以及农业生产活动受到影响。

3低山区农田水利工程建设的质量控制措施

1)做好地基防护与填土施工

在土地整理的过程中,土地填方以及田间道路的作业是土地填筑的重要工作,在填筑过程中,要及时的使用推土机或者其他的设备进行推平、压实作业,从而使得其具有良好的防渗透能力。在短期作业之后,要及时的使用塑料布进行遮盖,避免风蚀、雨水淋刷而导致土壤出现流失,影响土地资源的可持续利用。对于低山区土地整理工作而言,在土地整理过程中采用了大量的坡改梯工程,因此在工程建设过程中要对该项工程进行合理优化。在工程实施过程中,要依据具体的地形、坡度以及厚度使用包括水平梯田、反坡梯田等多种形式在内的方式进行梯田修筑。对于坡度在25°以下的坡,则可以将之改成林草地进行管理。

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2工程规划设计要点

2.1工程总体规划布置

根据实地勘察,规划在长沟骨干坝水源工程左岸某一建设条件较好的地方建扬水小泵站1座,水由泵站通过320m长扬水管道输送至左岸地势较高的灌溉区,再输送至田间各级管道进行灌溉。田间采用占地少,施工和管理方便的管道输水节灌技术。按地埋干、支两级管道布设,干管基本平行等高线布置,长510m,支管沿干管基本垂直等高线布置,其余间距约100m,末端支管长150m,其余支管长200m左右,沿支管每隔50m左右设垂直地面竖管及给水栓进行灌溉。干支管结合处设闸阀井,井内安装水表及支管控制阀和节制阀等设备。管材均选用PVC管,田间采小畦灌溉。

2.2设计灌溉定额

灌溉定额是灌区设计的主要依据。查宁夏区域统一灌溉定额表知:灌溉区主要作物净灌溉定额分别为:小麦:M净=175m3/亩。胡麻:M净=120m3/亩,马铃薯:M净=120m3/亩,则综合净灌溉定额为:0.6×175+0.1×120+0.3×120=153(m3/亩)。灌溉区采用两级管道输水,灌溉水利用系数按经验值η水取0.85,则综合毛灌溉定额:M综,毛=M综,净/η水=153/0.85=180(m3/亩)。200亩灌区年总灌溉需水量为3.6万m3。不同作物在生长关键期灌水次数和时间有所不同,小麦全生育期分4次灌水,即冬灌、拨节水、抽穗水、灌浆水,平均净灌水定额为175/4=43.8(m3/亩)。胡麻和洋芋年灌水3次,其中播前灌溉1次,生长期灌溉2次,每次约40m3/亩。

2.3机泵选型及配套

机泵选择要根据设计流量及最大扬程确定。设计时要注意:①扬水管道尽量选用比经济流速计算管径偏大,以减少水头损失,降低水泵扬程;②在计算水头损失时一定要按照选用管径的内径而非外径计算,否则计算水头损失偏小,可能造成扬程不够现象;③配套的电机功率宜略大于选用的水泵轴功率,使水泵在正常运行时尽量能在高效区工作,且满足最大、最小扬程时都能运行。

2.3.1设计流量

机泵设计流量按公式Q=mAα/Ttη确定,为方便计算,选择主要作物小麦灌溉所需流量为水泵设计流量。式中:净灌水定额m=43.8m3/亩,灌溉面积A=200亩,种植比例α=0.6,灌水延续时间按T=8(d),机泵每天工作时间按t=16h,灌溉水利用系数取η=0.85,则设计流量计算结果为Q=48.3(m3/h)。

2.3.2设计扬程

①管径的确定。管径计算根据经济流速公式d=1.13(Q/V)1/2进行计算。经计算,水泵进水管管径选取ф110的钢丝胶管,出水管选取直径为Φ140的PVC管,干管和支管分别为Φ125和Φ110的PVC管,压力等级均为0.6MPa。②管道水头损失计算。管道水头损失包括管段的沿程水头损失和局部水头损失。③设计扬程的确定。机泵设计扬程按公式H设=hf+hj+h+0.2进行计算,一般选择灌溉最不利点计算设计扬程,在干管末端连接的支管末端供水点为本灌区最不利灌溉点(地面高程2125.5m),最低取水位2077.5m。

2.3.3机泵选型及电机配套

根据设计流量Q=48.3m3/h和设计扬程H设=60.3m,选用1台80-50-250A型水泵,根据水泵的转速、轴功率和动力等系数选用1台Y160L-2型电动机,配套的电机功率宜略大于选用的水泵轴功率。

2.4管道设计

管道纵断面设计包括设计水压线,管道中心线,地面线。一般要求地面线高于管道中心线(沟涵处除外),设计水压线高于管道中心线,否则不合理,需要调整管路。管道横断面设计:设计管沟开挖深1.5m(最大冻土层下),底宽0.4m,口宽1.3m,边坡1:0.3,地埋管道以上填土必须夯实。在管道的转弯处或起伏变化较大处设混凝土镇墩,以便稳定管道。同时,可根据需要,在管道隆起部位设自动排气阀,管路最低处(如沟道)设泄水闸,以防水锤等现象发生,确保管道正常运行。

2.5泵房设计

设计泵房为砖混结构,建筑面积32m2,水泵基座采用防渗效果较好钢筋砼整体现浇结构,泵房长7.52m,宽4.68m,净高3m,内部分工作房及配电房。泵房内水泵安装高程为2081.4m,设计进水池最低水位2077.5m,池底高程2076.00m,泵房进水池为圆形,进水池前设引水渠,均采用钢筋砼整体现浇结构。

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我国的喀斯特地形面积分布为世界之最,其中尤以西南岩溶地区为代表,包括贵州、云南、广西、重庆、四川、湖南、湖北、广东8个省(区、直辖市)。据统计其的碳酸盐类岩石面积约130万km2,“石多土少、雨多地漏、土薄易旱”的地质状况严重制约了喀斯特山区的农业发展。云贵高原区土壤涵养能力低、蓄水保水能力差,再加上喀斯特山区地质漏水严重,其工程修建难度较大,很容易造成工程性缺水。同时贵州还是石漠化最严重的地区,土地整治工程不仅涉及传统的土地平整、道路和水利工程,还应该将生态环境治理融入其规划设计中,达到土地整治和石漠化治理双重目的。自然条件差,加之人为不合理的土地利用活动,使得我国石漠化地区人口多,人均耕地资源少,粮食作物产量低,农业基础设施落后的状况更加凸显,进行以生态恢复和农田水利为重点的土地整治工程显得尤为重要。

1.2喀斯特山区农田水利工程的定位

“水是农业生产的基础,水利是农业的命脉”。喀斯特山区传统的农业用水只能靠雨水,而以云贵高原为主的喀斯特山区雨水分布很不均匀,冬天雨水少而夏季雨水多,且小区域内气候变化差异较大,谷底下雨山头晴热,隔山天气不同等局布气候差异极为常见,这些都严重地制约其农业发展。众所周知,以云贵高原为主的喀斯特石漠化区域每年都会有不同程度的干旱发生,其中春旱尤为严重。因此开展农村土地整治工程,强化农田水利工程的布局和设计,充分结合喀斯特山区现有的特殊地势地貌优势,构建以小型农田水利工程为主的整治模式,最大限度地兼顾喀斯特山区农业生产用水和农村人畜饮用水是农田水利工程的出发点和落脚点。

1.3目前农田水利规划设计中存在的问题

喀斯特山区土地整治工程农田水利的布局和设计应充分结合其地形地貌实际,最大限度地发挥水利工程的蓄水、灌排水功能。经过对喀斯特山区土地整治规划设计的调查,笔者认为喀斯特山区农田水利工程规划及设计存在以下几点问题:首先是工程布局不尽科学合理,布局没有充分考虑喀斯特地质实际。喀斯特区域的地表植被覆盖率较低,其地表保水蓄水能力差,雨水形成地表径流后在地表的流动时间和距离均较短,而修建多座低标准的小型农田水利工程,不具备短时间蓄大量水的能力,则易造成次生地质灾害;其次,工程设计标准过低,影响工程质量,如沟渠底层设计用C10打底、C15砌筑,这直接导致部分工程修筑后还未经验收,仅雨水冲刷、土壤吸水膨胀便可将其毁坏,给土地整治工程带来负面影响;再者,土地整治宣传力度不够,农民对其缺乏了解,农民参与程度不高,参与愿望不强。农民未参与规划使得部分规划不尽合理,且给工程后期管护带来一定影响。农民作为农村土地整治工程的主要受益者,其参与的积极性高低是影响工程综合效益大小以及效益能否实现的重要因素;最后,规划设计没有很好地兼顾农业生产和人畜用水问题,喀斯特石漠化地区农业用水和人畜用水难问题已成为社会问题,而实际在规划设计中存在重农业用水轻农民生活用水的现象。

2喀斯特山区农田水利工程的优化布局

2.1农田水利工程优化布局理念

“优化”即为追求更高的效益,首先是社会效益。因此喀斯特石漠化地区农田水利工程要以解决农业生产用水和农村人畜饮用水为使命,规划设计时要结合具体项目区实际地形、地质条件,做到因地制宜科学合理。2014年中央1号文件继续关注农业农村经济发展问题,并提出“谷物基本自给、口粮绝对安全”的口号,这为继续促进农村、农业的不断发展提供了很好的政策。喀斯特山区人口密度大,要实现农民的持续增产增收,农田水利工程的属性作用更加突出。优化布局农田水利工程有一些具体的要求,如规划设计要以因地制宜为原则,要加大土地整治工程宣传力度,提升农民参与土地整治的积极性,加强规划设计人员的设计培训,提高设计的合理性和实用性,兼顾农业生产用水和农民人畜用水,实现工程效益最佳化。

2.2喀斯特山区农田水利优化布局类型

喀斯特山区土地有着田坝少,梯田多,旱地多水田少,且旱地多为分散的坡地等特点,这种特殊的地理条件决定了喀斯特山区农田水利工程具有以蓄水和排水为核心,以小型水利工程为主的特征。喀斯特山区土地整治农田水利工程主要包括蓄水、排水和附属工程3类,其中蓄水工程为蓄水池,排水设施包括排水沟、拦山堰等,附属设施有涵板、沉沙凼。喀斯特山区用水包括农业用水和农户人畜饮用水两部分,蓄水和排水工程相互衔接构成排蓄水体系。可根据水利工程的功能将喀斯特山区蓄排水分为农业用水、农户人畜饮用水、农业用水和人畜用水兼顾3种类型,再结合实际地形地貌,其工程布设主要有4种类型。第一种为农业用水型,布设在旱地集中连片,地形变化比较统一的坡地山腰。旱地集中连片,坡面汇水面积足够时,可修筑容积较大的蓄水池,保证农户平时急需施肥打药时用水;同时需在坡面中上部修建拦山堰将坡面径流汇至与等高线垂直的排水沟,再经沉沙凼将水流中较大石子沉淀后排入蓄水池,蓄水池蓄满后可通过排水沟将多余的水排往低处。第2种农业用水型水利工程布设在旱地集中区域,且充分利用道路系统形成汇水面,使得道路和蓄水、排水工程与地形很好地结合起来,最大限度地保证旱地农业用水。第3种为农户生活用水型,布设在离居民点较近的位置,或是现状已有水井,该位置有稳定的地下水源,修建蓄水池能很好地将地下水储存,便于农户人畜饮水。第4种为农用和农户生活用水兼顾型,在自然条件较好的“田坝”区,可充分利用现有的水资源,选择恰当的位置布设能兼顾农业用水和农户生活用水的水利设施。喀斯特高原地区有很多“高原盆地、田坝”,且其多数有溪流汇集,因地制宜布设排蓄设施及其附属设施,形成更加丰富的水利网络体系,可在满足农业灌排的同时最大限度地保障了居民生活用水,实现水利工程效益最佳化。

3喀斯特山区利水型社会构建

在资源困乏的21世纪,走环境友好型、资源节约型发展之路已成为共识。作为经济社会发展不可缺少的基础物质之一,水在经济社会中的地位是不言而喻的。人均淡水占有量偏少早已是我国国情,加之存在农业用水浪费、污染等问题;地下水位下降使淡水的使用成本不断加大;所需的技术科技含量不断增加;工业用水的不断加大;城镇化的加快使得城市生活用水急剧增加这些问题都成为当今社会的负面因素。因此构建利水型社会成为今后发展的必由之路。喀斯特山区利水型社会的构建可以从农业和农村两个方面出发,结合喀斯特地区农村面积广、人口多的特点,构建喀斯特山区利水型农业和利水型农村可从以下几个方面着手:(1)加大对农民节约用水观念的宣传力度,使得农民逐渐树立利水农业和利水社会的价值观。在倡导人与社会、生态和谐发展的背景下,逐步构建人与水和谐相处的理念;按照“先生活后生产,先节水后调水”的原则,增强农民“爱水、护水、利水”的风尚,减少农民生产生活对水的浪费和伤害。(2)加大对农村利水型农业和利水型社会的投入,构建利水社会科技体系。加强对利水农业和利水社会的人力和财力投入,寻找适合山区农民节约集约用水方式,建立起一套比较完整的利水科技体系。(3)构建利水型社会发展的政策体系。利水型社会的发展需要各种层面的政策作支撑,如建立鼓励利水社会发展的政策,利水社会基础支撑体系,以及构建长期投入机制等。总之,构建喀斯特山区利水社会是一项服务于“三农”发展的系统工程,主要从农业生产用水和人畜饮用水两个角度出发,建立一个和谐发展的人—水体系,实现人—土地和水—环境的协调统一。

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