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清源灌区节水改造与温室滴灌工程设计

发布日期:2019-06-25 12:33

1灌区概况

清源灌区位于武威市凉州区东北部,为纯井灌区。海拔高程1500~1600m,属典型大陆性气候,冬季严寒,夏季酷热,雨量稀少,蒸发强烈,干旱多风沙。日照时间长,积温高,干热风是主要的灾害性天气。多年平均降水量仅160mm,蒸发量达2020mm,最大冻土深度1.42m.地下水埋深6~25m,现状呈下降趋势。灌区面积32.33万hm2,灌溉面积主要分布在红水河与白塔河沿岸,中间分布有10km大沙漠,多为半固定风沙土。农业生产完全依赖灌溉,农作物主要以小麦、玉米、大麦、糜谷、豆类、油菜等为主。可利用水资源主要为上游河水灌区回归的地下水和河道回归的地下水。灌区辖4乡2镇(吴家井乡、长城乡、清源乡、清水乡、发放镇、大柳镇),11.06万人。农民人均年纯收入2357元,工业总产值1.64亿元。现状灌溉面积1.22万hm2,其中农田0.99万hm2,基本生态林地0.03万hm2.

2存在的主要问题与节水改造的必要性

2.1存在的主要问题

2.1.1机井老化失修,渠道输水效率低,损失严重灌区机电井大部分建于20世纪70年代,已接近或超过设计使用寿命,井管堵塞、出水量减少、相应设施老化,严重影响效益正常发挥。斗渠、农渠除少部分衬砌外,基本均为土渠。衬砌渠道大多为70年代建设,均已冻胀破坏或老化破损严重,土渠渠坡滑塌、淤积严重,输水渗漏损失较大,引水困难。现状渠系水利用系数仅为0.72,输水效率低。同时,渠道建筑物及量水设施陈旧老化、配套不全,桥涵、闸阀等建筑物经多年运行已不堪重负,严重影响着渠道及建筑物正常运行和水量的统一调度。由于资金限制,灌区群众虽然做了大量的努力,但难以从整体上提升灌区的节水水平,灌区整体的灌水技术仍然较为落后,水资源利用效率低下,严重影响着水资源的合理利用和综合效益的发挥。

2.1.2种植结构不合理,田间工程配套差,灌水技术落后,水资源浪费严重灌区种植结构不合理,复套种和粮食作物比重较大,造成农田灌溉定额偏高,农业净灌溉定额为418.70m3/667m2.灌区田间工程配套标准低,数量不足,设施不完善,现状配套面积仅占灌溉配水面积的21.40%,同时受传统耕作习惯和灌水方式影响,灌区田间地块较大、土地不平整、灌水不均匀等现象普遍存在,造成深层渗漏较大,不仅未能促进作物增产,反而带走了水溶性养分,造成田间水利用系数较低和水资源的无效利用。

2.1.3水资源供需矛盾突出清源灌区地处石羊河流域中游,随着国民经济的发展,城市化进程的加快,城镇化水平的不断提高,灌区国民经济各部门需水量不断增加,经济社会用水挤占生态用水的现象十分突出,水资源供需矛盾不断加剧,严重制约着灌区社会经济的可持续发展和灌区人民生活水平的提高。同时,由于农业灌溉水的利用率不高,用水效率和节水水平较低,致使中上游严重挤占下游用水,更进一步威胁着下游灌区绿洲的林地和天然植被,生态环境十分脆弱。

2.2实施节水改造的必要性

2.2.1是实现流域地下水开采限量指标、抢救民勤绿洲、遏制生态环境恶化的必备工程措施清源灌区是石羊河流域中游主要的地下水消耗区之一,只有通过灌区节水改造,才能有效降低井灌区地下水消耗量,保证整个中游灌区的地下水采补基本均衡,实现整个流域的地下水开采限量目标,确保流域水资源配置方案的实现。是抢救民勤绿洲、绝不让民勤成为第二个罗布泊的重要工程。

2.2.2是缓解灌区水资源供需矛盾,促进社会经济可持续发展的必然要求清源灌区是凉州区重要的粮食和农产品基地。多年来,灌区虽大搞水利工程建设,使田间工程配套逐步完善,但终因资金缺乏等因素,工程老化失修、季节性缺水、灌溉技术落后等原因,造成水资源利用率低,地下水严重超采,制约着灌区社会经济的可持续发展。只有通过水改造,减低农业用水,才能在发展经济的同时,增加生态用水,保护和改善生态环境,实现水资源的可持续利用以及社会经济的可持续发展,促进农业生产和农村经济的发展,不断提高农民的收入。

3温室滴灌工程设计

3.1温室布置根据灌区现有日光温室布置情况,安排布置温室滴灌124.87hm2,全部用于种植蔬菜等经济作物。为避免棚群间的相互遮荫并考虑田间交通要求,温室间距8m,棚间设5m的交通道路。典型片温室大棚外部长60m,宽9m,占地面积0.11hm2.温室蔬菜南北向垄沟种植,垄间距0.80m,行间距0.30m.一座温室作为一个小区,水源为井水,通过管道输入各温室。室内沿后墙布置一条宽0.50m的工作路,棚内调温水池布置在温室门一侧,池距边墙0.50m.根据温室滴灌灌溉制度,灌水定额为8m3/667m2,单个棚净灌溉面积0.04hm2,则单棚1次灌水4.80m3,棚内水池蓄水按灌1次考虑,设计采用5m3.拟定水池长3.50m,宽1.20m,深1.35m,侧墙采用M10水泥砂浆砌砖,厚24cm,防水砂浆抹面,池底采用现浇C15混凝土,厚10cm.小区灌溉面积55m×7m.

3.2管网布置

各干管与分干管相连处设闸阀井1座,干管、支管采用三通连接,干管向支管分水由闸阀控制。在分干管末端设排水井,井内安装泄水球阀,用以冬季排出管内积水,泄水球阀与分干管采用变径接头连接。分干管用三通与出地竖管相连,出地竖管出地后由弯头接支管进入棚内,再用球阀控制分水,将水注入调温蓄水池调温备用。干管及分干管均埋于最大冻土层以下,埋深1.50m.开挖管沟底宽0.40m,开挖边坡1:0.20.

3.3选用管材与设计流量

根据管网系统最大压力,在安全运行的前提下,统筹考虑工程造价低、安装使用方便且运行可靠等条件,结合管道的耐久性及运输、安装特点,干管、分干管均选用0.40MpaPVC管材,干管、分干管外径160、110mm,干管、分干管设计流量80、40m3/h.

3.4温室内滴灌系统

温室内沿路边布置一条支管,长度55m.支管控制毛管69根,支管和毛管均采用PE管,管径32mm和16mm.毛管垂直支管,毛管间距0.80m,滴头间距0.30m,滴头工作压力水头5m,流量2.09l/h,毛管极限长度27m.

4结语

通过在清源灌区实施高效节水灌溉工程,能够有效控制灌溉用水量,实现年节水量829万m3,减少地下水开采量793万m3,从而改善农业生产条件,加快传统农业向节水农业、设施农业、生态农业的转变,促进农、林、牧、副业的全面发展,实现节水增效、农民增收和保护绿洲。

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