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摘要: 农田水利灌溉工程则是密切的关系到农业、农村、农民利用的工程,在当今建设新农村的大背景下,水利部门应该严抓、严管工程的设计工作,从而促使农业发展。本文简单介绍了小型灌区灌溉工程设计标准,结合临海市小型灌区建设,提出了我市小型灌区取水方式的设计以及渠系布置的设计原则。 以供参考!
关键词: 小型灌区 灌溉工程 设计
临海市位于浙东中部沿海地区,距省会杭州市245km,陆域面积2203km2,境内地貌特征为“七山一水二分田”。耕地面积45.18万亩,其中有效灌溉面积34.5万亩。
临海市作为浙江省第二批中央财政农田水利重点县之一,抓住机遇,整合资源,编制了重点县项目三年(2010年~2012年)建设方案,计划改善灌溉面积9万亩,2010年项目基本完工后,改善灌溉面积2.12万亩。推进小型灌区基础设施建设,加大田间排灌工程的配套和节水改造力度,提高灌排沟渠和配套建筑物的完好率和使用管理效率,提高灌溉保证率,提高灌区的灌溉水利利用系数,减少水资源浪费,是全市农田水利建设的目标之一。
1 设计标准
农田灌溉工程建设的规模,也就需要有一个灌溉设计标准为依据,以便保证设计方案的科学性。一般來说灌溉设计标准要以灌区水源来水情况、现有水利设施情况、农业发展要求和当地经济条件等因素为依据,再综合考虑加以合理确定。灌溉设计标准是表示灌溉水源对于灌溉用水的保证程度。设计标准高,意味着灌溉用水的保证程度也高。因此,它直接影响着灌溉工程的规模大小。一般来说,灌溉设计的标准有两种: 一是灌溉设计保证率,二是抗旱天数。
1. 1 设计灌溉保证率
设计灌溉保证率指的是某个灌溉工程在长期使用期间,灌溉用水得到满足的年数占总年数的百分数。我市水资源丰富,设计灌溉保证率取90%。
1. 2 抗早天数
所谓抗旱天数,就是以灌溉设施,如小水库、塘坝等的供水能力为依据,以连续无雨( “连续无雨”,不是指抗旱期内绝对无雨,而是指降雨量很少,一般将日降雨量小于日蒸发量的情况都当作无雨处理) 的情况下,能满足作物需水要求的天数为标准。例如采用山塘水库作为农作物的灌溉用水,且该山塘水库仅作为灌溉、防洪排涝用,可以满足连续60天的作物灌溉用水,则该灌溉设施的抗旱天数为60天。抗旱时间应规定为当地主要作物迫切需水要求的灌溉时间。抗旱天数的确定,要按不同地区的情况来确定。
2 取水方式的设计
取水方式的设计是农田水利灌溉工程设计的重要组成部分,在设计时要根据不同地区的灌溉水源,决定其取水方式的设计方向。灌溉的水源一般可以分为自流取水和提水取水两种。
2.1 自流取水灌溉
自流取水灌溉: 以河流作为水源时,又可分为两种: 一是无坝取水; 二是有坝取水。在设计时,为了保证自流灌溉的水位高程,开渠建闸引水的地点要选河流上游水位较高地点,引水口地点的选择决定了取水方案的设计,包括建设成本的投入。因为引水口的不同决定了需要修建的水干渠长度不同,所要增加的土石方工程量,以及沿程水头损失和水量损失以及各类建筑物数量也各有不同。
2.1.1 无坝取水
在设计时无坝取水的渠首,可以根据实际情况设计为有建闸和不建闸两类。但是考虑到不建闸的引水口,那在洪水期间不能控制流量,渠道易被洪水冲毁,农田会被淹没等情况。因此,在设计时首先要考虑建闸控制的方案。
2.1.2 有坝取水
如果工程所在地的河流水源丰富,但是由于地势或者其他原因水位较低,无法满足自流灌溉引水要求。此时,在设计时就应在河道上修建拦水建筑物( 低坝或节制闸) 来提高水位,以保证引水自流灌溉。这种取水方式的设计虽然会增加筑坝的工程投资费用,但引水口位置离灌区较近,大大缩短引水干渠长度,可以减少了干渠土石方工程量和交叉建筑物的数量。
(1) 溢流坝可以起到横拦河道,抬高水位,同时排出河道多余的水量和汛期洪水的作用。
(2)进水闸进水闸可以用于引水灌溉,并能控制入渠的流量。其平面布置有两种类型,一是侧面取水; 二是正面取水。
正面取水是指,进水闸引水力向与河道水流方向一致或斜交时,在引水口处能形成横向环流,可以达到使水流表层清水入渠,底层含沙水流离开引水口的效果,是农田有坝取水的常用取水型式。由于侧面取水会导致大量的泥沙入渠,因此,在设计时要考虑到工程水源的情况,如果工程地处多沙河流则要选用正面取水的方案。
2.2 提水取水灌溉
提水灌溉是利用人力、畜力、机电动力或水力、风力等拖动提水机具(如水泵、水车等)提水浇灌作物的灌溉方式。我市主要采用机电动力抽水灌溉,需修建泵站外,一般不需修建大型挡水或引水建筑物;受水源、地形、地质等条件的影响较小,一次性投资少、工期短、受益快,并能因地制宜地及时满足灌溉的要求。但在运行期间需要消耗能量和经常性地进行维护、修理,其管理费用比自流灌溉较高。
提水取水水源主要为地下水和河流水两种。采用地下水的一般在地下水丰富的位置修建水井;采用河流水的又可分为两种,山溪性河道纵向坡降陡,需在河流上修建拦水建筑物以保证水泵提水水量,平原性河道可直接在河边修建泵房。
3 灌溉渠系布置的设计原则
3. 1 总体规划布置的设计原则
在进行灌溉渠系规划时,我市密切结合山、水、田、林、路的规划,同时还考虑发电、人畜饮水的需要,全面安排,统筹兼顾,做到科学合理,便于管理,充分利用水土资源,扩大灌溉面积,最大限度地实现经济效益和社会效益的完美结合。其规划布置遵循下述基本原则:
(1)充分利用地形条件的原则,灌溉渠道应布置在高处,与其相对应的排水沟道布置在低处,力求自流灌溉、排水,建成灌排分开,各自独立的灌排两套系统。对局部高地或洼地,分别采取小片提灌( 排) 等措施处理,不必为了照顾局部而影响全局。同时,在渠道线路布置上要考虑到经济因素,渠线布置尽可能直、顺,减少交叉建筑物,避免更多良田和民房被占。 (2)安全为主的设计原则,渠道工程必须要安全可靠,在渠道布置时尽可能避免深挖方、高填方和难工险段。山丘区地形的渠道设计要尽量避免靠近沿河、溪布置,以防止被山洪冲毁。干渠沿线的地质条件要好,避开风化岩层和节理发育的破碎带以及透水性强的土质地带。沿渠应有合适的排洪、泄洪设施,如溢洪堰、泄水闸等。
(3) 综合利用的原则,山丘区的灌溉渠道应利用集中落差,结合水电、水力,开展多种经营,一水多用,充分利用水土資源。还应考虑采用库、塘、渠并用,蓄、引、提结合的长藤结瓜灌溉系统。平原地区要采用河水与井水灌溉相结合,地表水与地下水联合运用的灌溉系统。
3. 2 干、支渠布置的设计原则
在确定干、支渠的布置方案时,要坚持实事求是的原则,具体问题具体分析,根据实际的地形地貌进行设计。我市境内地貌特征为“七山一水二分田”,因此灌区地形主要分为山地、丘陵型灌区和平原灌区。
3. 2. 1 山地、丘陵型灌区如西部山区白水洋镇、括苍镇等地形起伏,复杂多样,坡度陡,耕地多为坡地、梯田。修建农田的工程多有渠道弯且长、建筑物多、施工复杂等待点。在设计干渠沿等高线布置时,要考虑到灌区位于分水岭与山溪或河流之间,呈狭长形,等高线大致与河流方向平行,灌区上游坡度较大,地面狭窄等实际情况,在设计时最大限度地以自流控制全部灌区面积。支渠在干渠一侧引出,这种设计的特点是: 干渠纵比降平缓,水头损失小,控制面积大; 渠道结合山坡截水沟,既拦截坡地暴雨径流,又防止水土流失。
3. 2. 2 平原型灌区如东部杜桥镇、桃渚镇地形比较开阔,而且有大片集中的耕地,但耕地地面高程基本比河流水面高程高,设计时可以把地理条件与洪、涝、旱、渍、碱等灾情的程度结合起来,进行干、支渠的布置。
4、结语
小型灌区基础设施建设应注意根据灌区地形、水源特征、灌水要求和能源条件进行全面规划,统一工程设计标准,健全组织管理机构,提高管理水平,以达到节水、节能和提高灌溉效益的目的。
参考文献:
[1] 灌溉与排水工程设计规范 GB50288
[2] 蒙亚红 农田水利灌溉工程的规划设计 [水利电力]
[3] 周富强 农田水利工程灌溉规划设计分析 《中国水运(下半月)》2012年第03期
关键词: 小型灌区 灌溉工程 设计
临海市位于浙东中部沿海地区,距省会杭州市245km,陆域面积2203km2,境内地貌特征为“七山一水二分田”。耕地面积45.18万亩,其中有效灌溉面积34.5万亩。
临海市作为浙江省第二批中央财政农田水利重点县之一,抓住机遇,整合资源,编制了重点县项目三年(2010年~2012年)建设方案,计划改善灌溉面积9万亩,2010年项目基本完工后,改善灌溉面积2.12万亩。推进小型灌区基础设施建设,加大田间排灌工程的配套和节水改造力度,提高灌排沟渠和配套建筑物的完好率和使用管理效率,提高灌溉保证率,提高灌区的灌溉水利利用系数,减少水资源浪费,是全市农田水利建设的目标之一。
1 设计标准
农田灌溉工程建设的规模,也就需要有一个灌溉设计标准为依据,以便保证设计方案的科学性。一般來说灌溉设计标准要以灌区水源来水情况、现有水利设施情况、农业发展要求和当地经济条件等因素为依据,再综合考虑加以合理确定。灌溉设计标准是表示灌溉水源对于灌溉用水的保证程度。设计标准高,意味着灌溉用水的保证程度也高。因此,它直接影响着灌溉工程的规模大小。一般来说,灌溉设计的标准有两种: 一是灌溉设计保证率,二是抗旱天数。
1. 1 设计灌溉保证率
设计灌溉保证率指的是某个灌溉工程在长期使用期间,灌溉用水得到满足的年数占总年数的百分数。我市水资源丰富,设计灌溉保证率取90%。
1. 2 抗早天数
所谓抗旱天数,就是以灌溉设施,如小水库、塘坝等的供水能力为依据,以连续无雨( “连续无雨”,不是指抗旱期内绝对无雨,而是指降雨量很少,一般将日降雨量小于日蒸发量的情况都当作无雨处理) 的情况下,能满足作物需水要求的天数为标准。例如采用山塘水库作为农作物的灌溉用水,且该山塘水库仅作为灌溉、防洪排涝用,可以满足连续60天的作物灌溉用水,则该灌溉设施的抗旱天数为60天。抗旱时间应规定为当地主要作物迫切需水要求的灌溉时间。抗旱天数的确定,要按不同地区的情况来确定。
2 取水方式的设计
取水方式的设计是农田水利灌溉工程设计的重要组成部分,在设计时要根据不同地区的灌溉水源,决定其取水方式的设计方向。灌溉的水源一般可以分为自流取水和提水取水两种。
2.1 自流取水灌溉
自流取水灌溉: 以河流作为水源时,又可分为两种: 一是无坝取水; 二是有坝取水。在设计时,为了保证自流灌溉的水位高程,开渠建闸引水的地点要选河流上游水位较高地点,引水口地点的选择决定了取水方案的设计,包括建设成本的投入。因为引水口的不同决定了需要修建的水干渠长度不同,所要增加的土石方工程量,以及沿程水头损失和水量损失以及各类建筑物数量也各有不同。
2.1.1 无坝取水
在设计时无坝取水的渠首,可以根据实际情况设计为有建闸和不建闸两类。但是考虑到不建闸的引水口,那在洪水期间不能控制流量,渠道易被洪水冲毁,农田会被淹没等情况。因此,在设计时首先要考虑建闸控制的方案。
2.1.2 有坝取水
如果工程所在地的河流水源丰富,但是由于地势或者其他原因水位较低,无法满足自流灌溉引水要求。此时,在设计时就应在河道上修建拦水建筑物( 低坝或节制闸) 来提高水位,以保证引水自流灌溉。这种取水方式的设计虽然会增加筑坝的工程投资费用,但引水口位置离灌区较近,大大缩短引水干渠长度,可以减少了干渠土石方工程量和交叉建筑物的数量。
(1) 溢流坝可以起到横拦河道,抬高水位,同时排出河道多余的水量和汛期洪水的作用。
(2)进水闸进水闸可以用于引水灌溉,并能控制入渠的流量。其平面布置有两种类型,一是侧面取水; 二是正面取水。
正面取水是指,进水闸引水力向与河道水流方向一致或斜交时,在引水口处能形成横向环流,可以达到使水流表层清水入渠,底层含沙水流离开引水口的效果,是农田有坝取水的常用取水型式。由于侧面取水会导致大量的泥沙入渠,因此,在设计时要考虑到工程水源的情况,如果工程地处多沙河流则要选用正面取水的方案。
2.2 提水取水灌溉
提水灌溉是利用人力、畜力、机电动力或水力、风力等拖动提水机具(如水泵、水车等)提水浇灌作物的灌溉方式。我市主要采用机电动力抽水灌溉,需修建泵站外,一般不需修建大型挡水或引水建筑物;受水源、地形、地质等条件的影响较小,一次性投资少、工期短、受益快,并能因地制宜地及时满足灌溉的要求。但在运行期间需要消耗能量和经常性地进行维护、修理,其管理费用比自流灌溉较高。
提水取水水源主要为地下水和河流水两种。采用地下水的一般在地下水丰富的位置修建水井;采用河流水的又可分为两种,山溪性河道纵向坡降陡,需在河流上修建拦水建筑物以保证水泵提水水量,平原性河道可直接在河边修建泵房。
3 灌溉渠系布置的设计原则
3. 1 总体规划布置的设计原则
在进行灌溉渠系规划时,我市密切结合山、水、田、林、路的规划,同时还考虑发电、人畜饮水的需要,全面安排,统筹兼顾,做到科学合理,便于管理,充分利用水土资源,扩大灌溉面积,最大限度地实现经济效益和社会效益的完美结合。其规划布置遵循下述基本原则:
(1)充分利用地形条件的原则,灌溉渠道应布置在高处,与其相对应的排水沟道布置在低处,力求自流灌溉、排水,建成灌排分开,各自独立的灌排两套系统。对局部高地或洼地,分别采取小片提灌( 排) 等措施处理,不必为了照顾局部而影响全局。同时,在渠道线路布置上要考虑到经济因素,渠线布置尽可能直、顺,减少交叉建筑物,避免更多良田和民房被占。 (2)安全为主的设计原则,渠道工程必须要安全可靠,在渠道布置时尽可能避免深挖方、高填方和难工险段。山丘区地形的渠道设计要尽量避免靠近沿河、溪布置,以防止被山洪冲毁。干渠沿线的地质条件要好,避开风化岩层和节理发育的破碎带以及透水性强的土质地带。沿渠应有合适的排洪、泄洪设施,如溢洪堰、泄水闸等。
(3) 综合利用的原则,山丘区的灌溉渠道应利用集中落差,结合水电、水力,开展多种经营,一水多用,充分利用水土資源。还应考虑采用库、塘、渠并用,蓄、引、提结合的长藤结瓜灌溉系统。平原地区要采用河水与井水灌溉相结合,地表水与地下水联合运用的灌溉系统。
3. 2 干、支渠布置的设计原则
在确定干、支渠的布置方案时,要坚持实事求是的原则,具体问题具体分析,根据实际的地形地貌进行设计。我市境内地貌特征为“七山一水二分田”,因此灌区地形主要分为山地、丘陵型灌区和平原灌区。
3. 2. 1 山地、丘陵型灌区如西部山区白水洋镇、括苍镇等地形起伏,复杂多样,坡度陡,耕地多为坡地、梯田。修建农田的工程多有渠道弯且长、建筑物多、施工复杂等待点。在设计干渠沿等高线布置时,要考虑到灌区位于分水岭与山溪或河流之间,呈狭长形,等高线大致与河流方向平行,灌区上游坡度较大,地面狭窄等实际情况,在设计时最大限度地以自流控制全部灌区面积。支渠在干渠一侧引出,这种设计的特点是: 干渠纵比降平缓,水头损失小,控制面积大; 渠道结合山坡截水沟,既拦截坡地暴雨径流,又防止水土流失。
3. 2. 2 平原型灌区如东部杜桥镇、桃渚镇地形比较开阔,而且有大片集中的耕地,但耕地地面高程基本比河流水面高程高,设计时可以把地理条件与洪、涝、旱、渍、碱等灾情的程度结合起来,进行干、支渠的布置。
4、结语
小型灌区基础设施建设应注意根据灌区地形、水源特征、灌水要求和能源条件进行全面规划,统一工程设计标准,健全组织管理机构,提高管理水平,以达到节水、节能和提高灌溉效益的目的。
参考文献:
[1] 灌溉与排水工程设计规范 GB50288
[2] 蒙亚红 农田水利灌溉工程的规划设计 [水利电力]
[3] 周富强 农田水利工程灌溉规划设计分析 《中国水运(下半月)》2012年第03期