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一、传统灌溉工程类型在现今的传承
中国国土广袤,地形地貌多样,气候变化万千。既有逶迤起伏的丘陵山地,又有一望无际的平原;既有壮阔的高原,又有缓坦的盆地;既有西部内陆干旱半干旱区,又有东部季风湿润区。为适应各地水文、地理等自然条件的复杂性,古代人民创制了多种多样的灌溉工程类型,如引水渠道、陂塘堰坝、陂渠串联、圩垸、井泉、坎儿井、御咸蓄淡等工程类型,这些工程类型在现今皆得到了继承。可以说,我国当今的灌溉工程类型基本是古代创造而传承下来的。
引水渠道主要修建于北方平原地区。北方平原面积广大,因干旱少雨,河流密度不大,古代往往修建长距离的引用河水的灌渠工程。渠首处如河中水位过低不能满足自流入渠流量要求,则建拦河坝抬高水位引水;如河中水位和流量能满足灌区要求,则采用无坝引水型式。有坝引水最早的有战国初在今山西太原晋水上筑坝建的智伯渠,及在今河北临漳建的漳水十二渠。无坝引水有公元前256—251年间在今四川灌县建的都江堰等。又因北方含沙量大的河流多,我国很早就引多沙河流进行淤灌和放淤,做到同时利用水、沙资源,既灌溉作物,又改良盐碱地。漳水十二渠和公元前246年兴建的关中郑国渠皆引浑水灌溉,把大片盐碱地改良成了沃田。建国以后,有坝引水和无坝引水灌渠发展很快,如陕西省,截至2000年底,全省有效灌溉面积达144.93万公顷(主要为渠灌),新疆省干、支、斗、农四级渠道长30多万公里[1]。在利用多泥沙河流的水沙资源方面,建国以后成就很大,还打破了自明清以后不敢引用黄河下游水的“”,进行引黄淤灌和放淤。目前,黄河下游已建成各类引黄灌区100多处,灌溉面积达到3000万亩,每年引用黄河水量100多亿立方米,利用黄河水沙放淤改土300多万亩,发展水稻田120多万亩,使盐碱沙荒地变成了良田[2]。
陂塘堰坝主要建于南方山丘区。南方丘陵山区,雨量充沛,但水流容易流失,干旱是农业生产要解决的主要问题。为此,古代劳动人民因地制宜,创造了多种类型的陂塘堰坝蓄水工程,起到滞洪蓄水的目的。有在溪流上筑坝拦蓄水流的灌溉工程,称之为“堰”、“坝”、“陂”、“堨”等;有在平地凿池,或在谷口及高地水所汇归处筑堤,就地潴蓄雨水的,称之为“塘”或“荡”。又平原地带筑坝拦蓄水的工程现称为平原水库,利用天然山丘间的沟谷洼地蓄水的工程现称为山谷水库。大型陂塘工程以公元前600年左右楚国在淮南修建的芍陂为最早,两汉时汉中、南阳、汝南地区陂塘工程很是发达,著名的山谷水库有马仁陂,平原水库有六门陂、鸿隙陂等。东汉时进一步向南方发展,浙江绍兴的鉴湖、余杭的南湖工程规模都很大。之后三国孙吴在江苏句容兴修赤山湖,西晋建丹阳练湖和新丰塘等。当时能因地制宜规划布置陂塘,巧妙地利用地形兴建平原水库或山谷水库,布设堤坝、水门和溢流设施,形成完整的蓄水工程体系。还创造了陂渠串联工程类型,以对水资源更充分地加以调节利用,增加灌溉面积,提高灌溉保证率。建国后南方山丘地区大量兴建陂塘堰坝工程。如1952年仅四川内江地区就累计新修和整修堰塘5万多口。因平塘占地多,工程量大,总蓄水量不多,为此当地积极想法改进技术。1953年9月西南水利局组织基点工作组前往长寿县,经查勘,在葛兰场不远名叫“锁口丘”的地方,修建了当地第一口“山湾塘”。该地形肚子大,出口小,上面有较大集雨面积,下面耕地可自流灌溉。于是利用三面高一面低的地形,在低的一面修筑土坝,长40米,高3米,形成堰塘。此土方与蓄水的比例为1:10,比平塘1:1提高10倍效益。此后四川省水利厅将长寿县修筑山湾塘的经验向全省介绍。到1954年底,全省共建成各级“示范塘”1293口。1955年,“示范塘”迅速发展到17796口。到1985年,全省已有山湾塘61.11万口,可蓄水261769万立方米,有效灌溉面积715.48万亩[3]。
陂渠串联工程古代多建于淮河、汉水流域,工程布置多样[4]。这种工程类型建国后称之为长藤结瓜式灌溉系统。工程主要在南方丘陵山区修建,规模从小型发展到大型,从小网联成大网,从开发小河流到利用大河流,从一个河系发展到与几个河系相连。如安徽淠史杭灌区,自1958年至1982年,在淮河水系的淠河、史河及长江水系的杭埠河的上游建成佛子岭、响洪甸、磨子潭、梅山、龙河口5座大型水库,这些水库成为多首制渠首,又沿岗峦起伏的分水岭修建总干渠2条,干渠13条,以及分干渠和支渠358条,沟通了数条大河,灌区内修建中型水库23座,小型水库1100多座,连同塘坝21万多口,以控制灌区内的地面径流,灌区内流域之间水资源通过库塘和渠道可得到调配,使安徽的六安、霍丘、寿县、舒城、合肥等11县市和河南的固始、商城等县的广阔丘陵和平原900多万亩农田受益[5]。
圩垸水利工程主要分布在南方沿江平原、湖区、下游三角洲及滨海地区。这些地区地势平衍,河湖密布,土地肥沃,水土资源丰裕,但易被水淹,沮洳下湿,极大地影响农业生产的进行。唐宋后,大力开河筑圩,排水御洪,兴建独具一格的水网圩田工程,把卑湿的“涂泥”之地,建成富饶的鱼米之乡。如太湖平原唐后期至五代时已建成规整的塘浦圩田水利系统。鄱阳湖区唐代已兴修较大规模的防洪堤防工程,至清光绪六年(1880),鄱阳湖滨南昌、新建、星子、九江、都昌、波阳、余干、进贤八县共有圩堤591所。建国以来,太湖平原继续加强浚河筑圩工作,完善水网圩田系统。鄱阳湖区新建和整修了圩堤501座,堤线长2500公里,保障农田500万亩,能抗御21.71米(1983年最高湖水位)的湖泊洪水位;湖区原有易涝面积330万亩,经治理,使200多万亩农田达到五年一遇以上的抗涝标准;还初步形成了一个大中小,蓄引提相结合的水利灌溉系统,使湖区农田的有效灌溉率达到80%以上[6]。
凿井提取地下水灌溉,在地表水缺乏的北方地区很是重要。我国新石器时期已开始浚泉凿井,春秋战国时在园圃中凿井灌溉已较普遍,之后不断发展,到明清时期华北平原已形成大范围的井灌区,水井型式多样。20世纪50年代,广大农村用于灌溉的水井大部分仍为土井,如华北平原建国初期有各种土井200多万眼。20世纪60年代以后,灌溉土井渐被机井所代替。进入80年代以来,个体户承包和联户经营责任制的发展,使得各种土井又发展起来。据1982年调查,仅天津、河北沧州、衡水等地区就有各种土井几十万眼。如沧州青县,1982年有真空井6100眼,人工手压井2000眼,各种大口土砖井5000眼;南皮县有手压真空井4500眼,机带真空井4054眼,砖井358眼[7]。土井主要开发浅层潜水,潜水埋藏浅,雨水易渗入补给。而机井开采的是深层地下水,靠自然补给时间长。目前华北地区的京、津、河北省、河南省北部、山西省中东部已形成联成一片的大范围的地下水漏斗区,这是过量开采深层地下水,补给不易产生的重大问题。而开采浅层潜水一般不会引起地下水漏斗区。又浅井开采潜水后,降低了地下水位,有利于防止土壤返盐,改良盐碱地的效果显著。开采潜水井浅,技术较为简易,所费资金不多,农户可自行管理应用,经济上支出节省,适于小农经营。
此外,古代新疆吐鲁番、哈密等地开凿独特的引取地下潜水的坎儿井,东南沿海防御海潮袭击的海塘工程,及其他御咸蓄淡工程类型在现今也都得到了继承和发展。二、传统灌渠工程技术的继承和发展
我国古代灌溉工程技术是我国人民在实践中自行创造的,适应了各地的自然地理条件,因地制宜,类型多样,内容非常丰富,不少工程技术在现今得到了继承和发展。
传统灌渠工程技术的继承和发展主要体现在以下一些方面:如建国后都江堰灌区认真总结了兴建无坝引水灌渠的传统技术和传统施工技术经验,使这些技术更加发扬光大。水利部和水利水电科学研究院曾组织人员对溢流过水土坝的传统技术进行研究和推广,取得实质性的突破。又渠道防渗技术各地多利用当地材料发展传统技术。传统淤灌和放淤技术在继承的基础上也得到很大提高。成都平原的都江堰,建于战国后期,是闻名于世的渠首为无坝引水的工程,在长期的岁修管理中,积累了丰富的引水、防洪和排沙技术经验[8]。而防御洪水和清除泥沙是世界水利学界公认的两大技术难题,都江堰却破解了这些难题,创造了世界水利史上的奇迹。其技术经验在多方面得到了继承。一是灌区各分水口广泛利用鱼嘴分水分沙,布置旁侧溢流堰(飞沙堰)泄洪排沙。如1962年修建的锦水河分水工程,在蒲阳河石坝子引水处,先在河中心修筑鱼嘴,将蒲阳河分成左支清白江,右支锦水河,汛期蒲阳河洪水流量为800—1200米3/秒,锦水河可分洪300—400米3/秒,而锦水河分干渠只能进50米3/秒,多余的水量则由设在鱼嘴以下600米的溢流堰泄回清白江,其工程布局与都江堰渠首工程的格局很相似。二是利用弯道环流原理,把进水口设在河道的凹岸,引取清水。都江堰渠首这种布置方式在灌区得到广泛的应用。如1962年所建蟇水河引水工程,引水比很小,采用无坝引水方式,修筑了弧形导水堤,形成较稳定的凹岸,在凹岸顶点稍下游处建进水闸,推移质沿主河槽左侧凸岸排往下游,进水口一直没有被淤。四川省当今修建的无坝引水灌渠是很多的,其工程技术深受都江堰无坝引水工程技术的影响。如果河道的水位和水量不能满足灌区引水要求,则需要建闸坝抬高水位或形成水库取水。传统技术所筑的坝一般为土石坝、堆石坝和砌石坝。1949年建国后,在水利水电事业建设中,坝工建设有很大发展,到1990年已经修建82900多座水坝,在这些大坝中,土石坝占绝大多数。已建的2680多座30米以上的高、中坝(坝的用途包括引水、蓄水、发电等),土石坝约占80%,砌石坝约占14%,混凝土坝约占5%[9]。采用土石坝可以利用当地材料,节省工程量,这是我国最早修建,并得到广泛应用的坝型,目前在中低坝中仍大量采用土石坝,说明传统坝工得到较多的继承和发展,特别是对过水土坝的研究和应用,成绩较大,体现出传统坝工技术持久的生命力。
在今湖北省荆门市北部的仙居河上,有一座建于同治十三年(1874)的赵家闸灰土护面过水土坝[10]。该坝由当地乡民修建,建成100多年来,经历无数次洪水过流,1935年坝顶过流水深达3.9米,竟未被冲毁,大坝至今依然完好,能使两岸3000亩农田受益。赵家闸坝高8米,坝顶长47米,基础为板状砂岩,坝身由粘土夯筑,外包1米厚灰土夯筑层。这种由夯实粘土外包灰土保护层作为河道滚水坝的独特建筑方式,国外从未见有报导。除赵家闸外,百余年前兴修的过水土坝还有湖北荆门黄鲍闸,此闸建于1859年,坝高5米,1935年大水堰顶水深达3.9米,未冲毁,至今仍安全运行。此外,山西平遥梅槐头、黎基坝等也是过水土坝,这些坝都较低,只有5—10米高。
受古老过水土坝的启示,1958年,清华大学应届毕业生组成过水土坝设计组,对过水土坝进行不透水面板的试验,肯定了这种坝型的优点,还提出修建时要注意的技术要求。1975年8月,河南发生暴雨,使50年代治淮工程建成的两座水库——板桥和石漫滩土坝漫顶。于是土坝过水问题被再度提起。水利水电科学研究院对许多省市进行土坝过水的调查,发现1958年后不少地方按清华大学的办法修建的过水土坝,经多年洪水考验,运用良好。从1975年起,吉林、安徽还修建了沥青材料护面的过水土坝。1980年10月,水利部委托吉林省召开土坝过水经验交流会,将各地经验进行交流。1983年水利水电科学院在室内试验的基础上,先后在山西省岚县上明水库和内蒙古东胜市武家沟建成两处灰土水泥土过水土坝,经历数年风化冻融和几次较大洪水的考验,工程完好无损,节省工程造价1/3以上。可见,我们祖先创造的灰土溢流坝具有很大的现实意义。据了解,国内已建成的各类坝中,90%以上是土坝,而其中66%没有泄洪建筑物。因此,让土坝的一部分过水,或在已建成土坝上加修溢洪道,也是很现实的课题。故而传统的过水土坝工程技术仍有发扬之必要。
传统施工技术以宁夏引黄灌区的草土工程(俗称“埽坝”、“卷埽”)和都江堰的杩槎、竹笼、干砌卵石等工程最具特色。宁夏引黄灌区,在1960年青铜峡枢纽建成以前,均为无坝引水,灌区普遍使用草土筑坝。如春季岁修,用草土封堵渠口,再进行修浚;用草土修筑渠河护岸,及桥、涵、闸、斗和护坡;修筑临时性的拦水坝等工程。元代宁夏水工修筑埽工已很出名[11]。灌区千百年来,草土工程一直应用于各种渠道工程。它具有就地取材,造价低,技术简便,施工快,稳定和防渗漏性好,抗震性强,对基础清理要求不高,及拆除容易等优点。建国以来,宁夏引黄灌区的草土工程,在各地大型水利水电围堰工程上相继使用。如1956年修筑甘肃省兰州市供水厂,其进水口黄河围堰工程首次使用草土工。之后,刘家峡、盐锅峡、青铜峡、三盛公、陕西省石泉石门电厂汉江进水口围堰、浙江省黄坛口电站护坦围堰,1979年援非洲建马里电站护坦围堰等,都取得了成功,且费用省,进度快。之后,人们对这一传统技术经验系统地进行了总结[12]。
都江堰灌区历年维修管理都采用传统的杩槎[13]、竹笼[14]、干砌卵石、桩工[15]、羊圈[16]等施工技术。它们的优点主要能就地取材,技术简易,施工方便,投资节省。一般应用于截流分水、筑堰护岸、抢险堵口、整治河道、维修渠道、保护桥闸堤堰等工程[17]。目前都江堰灌区岁修截流工程仍用传统的截流方法,用的是杩槎、竹笼、卵石和黄泥。岁修时内江架设杩槎后,截流合龙只需40多分钟。这种截流方法人们认为是一种生态型的截流技术,无机械的噪杂声,体现了人与自然的和谐相处,而且经济、合理、安全。
渠道加以防渗措施可减少渠水的渗漏损失,提高渠道有效利用系数,这在水资源缺乏的北方尤其重要。传统渠道防渗技术措施主要有夯土、砌石、砌砖、铺灰土、铺草皮等,这些防渗措施就地取材,施工简便,经济实用(比混凝土、塑料薄膜、沥青材料衬砌省费用),防渗效果也显著[18],各地多有应用,并不断改进技术。
灌渠还采用地下输水管道,这种设施具有节水和省地的优点。早在3000多年前的殷商时代,城市中已铺设地下陶水管道,这在安阳殷墟、郑州洛达庙商代遗址中皆有发现。元代《王祯农书·农器图谱集之十三》所载阴沟,即行水暗渠也,是一种用砖砌的暗渠。山西省一些城镇几百年前的陶管下水道一直使用至今。20世纪60年代,山西翼城县利民灌区试验用陶管修建灌溉输水工程,但未能成功运行。1974年山西临汾市屯里井灌区试验陶管灌溉输水,获得成功,多年运行状况良好,使用年限可达40年。在进行经济效益分析后,认为这种工程还是比较经济的[19]。又河南省偃师县东寺庄1957年就修建了地下瓦管渠道灌溉网[20]。之后,传统地下输水管道技术不断发展。现在将低压管道输水灌溉,简称为“管灌”,这一技术已成为目前我国北方地区一种很好的节水灌溉措施。80年代末,水利部将“管灌”作为北方农田全面节水的基础设施来抓。据统计,目前我国“管灌”面积有4500万亩,其中河北、山东、河南、北京、天津等省市的“管灌”技术发展很好,仅山东、河北、河南三省的“管灌”面积就达266.67多万亩[21]。这项技术具有省水、省地、省工、节能、省投资等优点,值得进一步发展推广。此外,江苏无锡县人多地少,为了节省土地,20世纪60年代以后发展“三暗”工程11。“三暗”工程是灌水暗渠、排水暗沟、渗水暗管三者的简称,这些暗渠沟皆用灰土筑成,采用的是传统施工技术。1965年冬无锡埝乔公社刘巷大队建成第一条灰土暗渠,至1978年春全县已建成暗渠2588公里,灌溉面积50余万亩,占农田总数的62%。从1973年开始又进行暗沟、暗管的建设,与暗渠配套使用,形成灌、降、排、调、控综合运用的立体水利系统,为建设吨粮田创造了条件。“三暗”工程与明渠、明沟、明墒相比,具有提高土地利用率,灌水快,排水畅,降水效果好,减少渗漏,农机操作方便安全,减少岁修,取材易,造价低,节省水旱田开明沟用工多等许多优点。“三暗”工程在农田水利建设中的运用,实是在传统技术基础上的创新,这为高速发展农业,实现农业现代化迈出了新的一步。
又石质倒虹管道可视为特殊的地下输水管道。清代嘉庆十四年(1809),四川合江县锁口乡刘士朝主持修建了一条引水过河灌溉的渠堰,渠道过河处设置了石质倒虹管,全长266米,水头26米,进出口高差仅0.407米。管道用坚石预先凿成63.5×40×40厘米的承插式管节,内径13.5厘米,用糯米粥拌石灰作为管与管间胶结材料,并用这种材料抹平管内壁,以减少摩擦阻力。石质倒虹管能承受较大强度的水压力,这一倒虹管至今保存完好。解放后此种石质倒虹管在合江县得到了推广应用[22]。
我国北方含沙量高的河流多,我国人民早在2000多年前已进行引洪灌溉和淤地活动,发明了淤灌和放淤技术,以利用河流中的水沙资源。在长期的历史实践中,积累了丰富的技术经验,尤其在宋代熙宁年间,政府曾组织空前规模的大放淤活动,取得选择适时放淤水情,做好淤田工程,预筹退水出路,正确处理放淤与防洪,放淤与航运等许多技术经验。这些技术在现代进一步得到继承和发展。如陕西省传统引洛灌区,现已突破了引水含沙量不得超过15%(重量比,相当于166公斤/立米)的规定,引进含沙量高达60%(965公斤/立米)的浑水进行淤灌,基本解决了灌区汛期水量供需之间的矛盾,并改良了大片盐碱地。当今引洪漫地(放淤)已作为水土保持和农田基建的一项内容被得到重视。如关中赵老峪流域是古老的放淤区,下游富平县境内有引洪漫地34000多亩,是将上游铜川市境内来的洪水泥沙,全部引入地中淤漫。漫过的地,每亩亩产400斤,有的甚至超过千斤,多年来,发生大暴雨,下游都不发洪水,原来的河床,现在变成了农耕地。河北省张家口地区通桥河引洪灌区,面积11万亩,上游河道流域面积3060平方公里,引洪能力每秒450立米,多年来河道上游洪水基本上全部不出灌区,保护了下游的农田和村镇。万全县在五道沙河沿岸共建大小引洪渠道800多道,总引洪能力达863米3/秒,一般年引洪水总量为2000万立方米以上,初步达到大水不出县的水平。由于一般洪水已不流入洋河,从而减轻了下游河道和水库的泥沙淤积[23]。可见引洪漫地能起到良好的水土保持作用,这也可认为是传统技术在今天的发扬。三、传统塘堰和开发地下水工程技术的继承和发展
历史上山丘区的拦蓄水工程统称为塘堰、塘坝,有“堰”和“塘”之分,又有山塘(山湾塘)和平塘之分。建国后大力修筑山湾塘,一些南方省区山湾塘已达数十万座。有些地区对老式塘坝加以改造,以增加其蓄水量。如安徽省肥西县对丘陵区冲洼里的拦冲塘,将原有塘底挖平,挖出的土垫高塘埂,增加了塘的蓄水深度;或把拦河坝加长增高,成四面筑埂式;在较大冲洼里,根据地形,或在“水深”处建塘,加高塘埂,“水浅”处不建塘,仍为田,或上下冲两面筑埂成塘;或建成层递式,高处蓄水灌高地,低处蓄水灌低地,头层塘的放水渠兼作第二层塘的引洪沟,第二层塘的放水渠,兼作第三层塘的引洪沟,做到有层递的引蓄,有层递的灌溉。通过改造,蓄水深增加,老式塘坝蓄水面积与其灌区耕地面积比为1:4.6,改造后为1:9,满足了浅丘区农田灌溉的需要[24]。
我国北方地区,在地面挖掘或在洼地筑埂形成的拦蓄径流的工程叫涝池、坑塘等。建国后,北方地区群众继承以往的传统做法,继续修筑涝池,涝池数量发展很快。如陕西省黄河流域内在1956年有涝池1240座,1985年达8940座,30年增加6.21倍,总容量2588万立方米。北方陕、甘、晋、内蒙、青、宁、豫七省(区)1985年黄河流域共有涝池19.8万座,总容量8343万立方米[25]。华北平原沧州地区通过开挖坑塘,拦蓄降雨径流,滞沥、除涝、灌溉,取得了治理旱、涝、碱的经验[26]。原来在20世纪50年代末,华北平原大搞地上蓄水灌溉,不重视排水,造成了土地的次生盐碱化。进入60年代,只排不蓄,大量水资源白白流失。70年代,大力发展井灌开发利用地下水,但由于深机井布局不合理,使得地下水位普遍大幅度下降,出现了大面积的漏斗区。浅井区多年只采不补,地下水位也普遍下降,使许多浅井报废,而转向打深机井。地表水由于连年的干旱和上游节节拦截,河道全年断流。通过多年的实践,人们逐渐认识到,要利用传统的坑塘设施,拦蓄降雨径流,散蓄散排,解决抗旱灌溉水,雨时将涝水排入其中,只要注意把坑塘蓄水位控制在返盐临界水深以下,并与沟渠连通,就不会引起盐碱化。坑塘深度不宜少于3—4米,一般应深5—7米,面积15—30亩,最大不超过40亩。这样就解决了长期存在的“旱、涝对立”,“排灌矛盾”,使沥水转化为灌溉水源,还能利用坑塘采补地下水。历史上黄淮平原因为年际、年内的降雨量分布极不均衡,出现水少时强调修筑陂塘蓄水灌溉,水多时强调开挖河沟以排除洪涝和防止土壤返盐。旱涝碱问题,排灌矛盾得不到妥善解决。而沧州地区在近30年来,通过改进传统的坑塘技术,积极开挖和改进坑塘,将坑塘与井、渠联合调控,较好地解决了旱、涝、碱问题,这一方法亦成为治水改土的一条重要途径。
我国古代在开发利用地表水的同时,也很重视开发利用地下水,主要通过挖泉凿井加以利用。建国以后,传统的打井方法和提水机具继续使用,并加以改良,尤其是开凿筒管井的技术进展较大。筒管井的雏形在清代已经出现,清代郭云升《救荒简易书》卷三已载有增加新、旧井出水量的方法:旱年将两根已打通各节的长竹竿插入井底数丈,则“井水泉”。此方法简便,又能增加出水量。现代称由上部直径较大的筒井和下部的管井联合而成的井为筒管井。在筒井的井底加凿管井,可增加出水量;又筒井开挖过深施工不易或不经济,筒管井则比同样深的筒井更经济些。1956年河南省创制了一种凿井方法,称为“56”打井法。其井结构上部为8块扇形砖砌筑,形成直径为0.5米的小砖筒井,下部为木管管井。这种井取用几层含水层,出水量大增。之后,筒管井又发展为水柜,即将筒井部分用大的集水坑代替,坑底再加凿几个管井。单个井又发展为井群,各井互相通联,统一集中管理。
开凿传统土井的好处是很多的。土井主要开发浅层潜水,埋藏浅,雨水当年即能补给,一般不会产生地下水漏斗区。开采潜水后降低了地下水位,能防止土壤返盐,达到改良盐碱土的目的。目前采取井、渠结合,或井与渠、坑塘结合,河道节制闸、深渠与浅井结合等方式。如在枯水季节利用浅井,提取地下水灌溉农田,降低地下水位,腾空“地下水库”库容;汛期丰水季节,通过渠道引水灌溉和蓄水侧渗,补给“地下水库”水量。人们已认识到解决华北平原土壤盐碱化的主要途径是井渠结合的方法,该地区的灌溉抗旱,也形成以井灌为主,井渠结合的方式。
关于提取井水的工具,群众也运用传统汲水工具的工作原理,演化和革新出一些简易的汲具。如拉水井,其原理与古代渴乌利用筒内形成真空,产生压强差汲水相同。其制作简易灵巧:用一根长约八、九米的八号铁丝,一端接一小小的活塞,塞入一直径约30毫米的塑料管内,管的下端塞一木制进水活门,上端将露在管外的铁丝弯成钩形,然后将塑料管装入打入地下的外井管里,一个拉水井就做成了。制成一眼拉水井全部费用仅50元(1993年价)左右[27]。由于打井简便,取水方便,不花水钱,所以拉水井在一些地区推广开来,几乎达到每户一井,甚至一户数井的程序,有些菜园、瓜地也建造了这种井。
四、传统圩田水利和海塘工程技术的继承和发展唐后期至五代吴越时期,太湖平原已形成纵横塘浦交加圩圩相接的水网圩田系统,皖南沿江平原亦建成一些大圩。宋代以后,圩田建设更加兴盛,并发展至长江中游两湖平原、鄱阳湖平原和珠江三角洲等地区,更加讲究圩田修筑方法,提出“筑堤、浚河、置闸”是筑圩的三项基本技术要素,“缺一不可”[28]。又出现了分区分级控制和联圩并圩等圩区治理技术。这些卓越的技术经验在当今得到进一步的继承和发扬。
太湖下游苏州地区地势低洼,历史上修筑了大量的圩田。建国后,苏州地区在继承前人技术经验的基础上,总结出圩区治理的“四分开,两控制”原则,即内外分开、高低分开、排灌分开、水旱分开,控制沟港水位、控制地下水位,以全面解决洪、涝、旱、渍各方面的问题。许多圩子和圩区治理时皆遵循这一技术原则。如苏州地区昆山县同心圩由低洼低产圩田改变成高产稳产农田,重要的就是正确实行了“四分开,两控制”的水利技术原则。同心圩圩形长方,南北长3.5公里,东西平均宽1.8公里,总面积6.3平方公里(9380亩),其中耕地面积6300亩。该圩是1958年由许多零散小圩联并而成,联并前的各个小圩圩岸单薄,河网零乱,田块碎小,土壤板结,抗洪涝能力低。联圩时,加高培厚圩堤,同时开挖了一条长3.5公里的中心河。之后又整治圩内水系,发展机电排灌,田间深埋排水暗管,按“四分开,两控制”原则进行整治[29],提高了抗洪排涝能力,特别是地下排水技术,突破了传统圩田水利技术,具有很大的创造性。这项技术70年代被江苏省水利厅加以推广。到90年代,低洼圩区治理从联圩并圩,利用老河网,已发展到以治理涝渍为主,实行高筑圩,双配套(闸站),四分开(内外分开、高低分开、灌排分开、水旱分开),三控制(控制内河水位、控制地下水位、控制土壤适宜含水量)。一些条件好的圩区,发展田间“三暗”工程,进行暗灌、暗排、暗降,为农业的高产创造了基本条件。于是“四分开,三控制”也成为其他圩区治理的基本技术原则。我国东南沿海很早就修筑海塘工程,以防御海潮的侵袭,保护农田和城镇的安全,江浙海塘是修筑的重点地段。东汉时已在钱唐县建防海大塘,三国时孙吴在金山筑咸潮塘,唐代时已在江浙沿海建成系统海塘工程,五代至明清频繁地兴修海塘,不断改进海塘结构。五代以前所筑海塘都是土塘,之后海塘结构从土塘逐步发展到竹笼木桩塘、柴塘、斜坡式石塘、直立式石塘、鱼鳞石塘等,每一类海塘结构又有多种型式,以适应不同的潮势和土质,同时还修筑了护塘、护滩和挑溜工程。
目前江浙海塘,仍有土塘、各种柴塘和石塘,有些是清代一直沿用到现在,清代修建的条块石塘和鱼鳞石塘,“到目前浙西海塘尚有约80公里,仍屹立海滨”[30]。建国后继承了“鱼鳞石塘”这种型式,在材料等方面加以改进,建成“新鱼鳞石塘”。如1955年在海宁县建筑的“新鱼鳞石塘”,塘身上部采用水泥沙浆砌条石,下部采用水泥沙浆混凝土块,塘顶盖面石和塘底盖桩石均为混凝土块,基桩采用钢筋混凝土桩,这样的海塘工程更能抵御汹涌的海潮冲激。在海盐、海宁、平湖、绍兴等地也修筑了一些不同型式的“新鱼鳞石塘”[31]。可见结构坚固、耐久的“鱼鳞石塘”,今后仍是一种可继续采用的较好的海塘结构型式。此外,还可借鉴传统的海塘工程设计技术思想,如根据不同的海岸地质和动力条件,因地制宜采用各种不同的海塘工程结构,使海塘工程更加牢固耐久。
总之,我国在数千年修建灌溉工程的实践中,创造了众多的水利工程类型和卓越的灌溉工程技术经验,体现了我国劳动人民杰出的智慧。这些传统的工程和技术是适合我国各地的自然、地理条件的,体现了因地制宜的原则,所以具有很强的继承性。从工程类型来看,大致北方多兴修引渠灌溉工程;南方的山丘区以蓄水塘坝为主,低洼平原以水网圩田为主,沿海则修筑海塘、堰闸等拒咸蓄淡工程;江淮地区位于南北过渡地带,多修建陂渠串联工程。北方还发展井灌,新疆修筑坎儿井等。这些多样的灌溉工程类型经历了数千年的实践检验,具有强盛持久的生命力。又传统灌溉工程多利用当地具有的土、石、木等建筑材料,这些材料经济适用,施工技术群众易于掌握,现今各地在修建灌溉工程时仍较多采用。不少传统灌溉工程技术内涵丰富,具有合理性和科学性,在现今仍能吸收利用,有的甚至能解决技术难题。自古以来工程技术随着社会的发展不断进步,同一个技术在以往的基础上逐步提高,应用范围扩大,还常出现创新技术。我们要总结工程技术发展的规迹,尤其要重视探讨传统工程技术思想,如灌溉工程规划思想、设计思想、水利家的治水思想,水利著作中的水利理论认识,及人们对技术发展内部规律的认识等,这些思想往往能给我们以重要的启迪和借鉴作用。例如都江堰的系统工程规划设计思想,北方多沙河水土资源利用的设计思想,区域治水规划思想等都是前人给我们留下的珍贵遗产,需要继续发扬光大。此外,传统工程技术具有简便、经济、实用等诸多优点,我们应吸取其精华,用现代技术改造其不足的方面。如新疆坎儿井,具有能自流灌溉,不用提水工具;水质优良,水流稳定;冬季不封冻,可供全年灌溉和饮用;施工设备简单,农户易于操作;水行地下,能减少蒸发和避免风沙的侵袭等优点。但其开挖和维修工程量大,工作环境艰苦,费时费人力,目前掌握此技术的人员已经很少了。所以要改进坎儿井的挖掘技术,采用机械挖进提升设备,改善劳动条件,加强对坎儿井的管理和维护,使之发挥更大的作用。建国初期,吐鲁番地区的吐、鄯、托三县几乎全靠坎儿井及泉水灌溉,后来修建了防渗渠道、小型水库和机井等水利工程。目前吐鲁番地区利用地表水3.88亿立米,利用地下水9.94亿立米,总的用水量增了几亿立米,但坎儿井水和泉水的水量都显著减少了,代替它们的是每年用机井提取利用地下水四至五亿立米,原来不花钱的泉水和坎儿井水,现在变成了要支付电费和油费的机井水。故有人主张要大搞坎儿井的维修和改建工程,并把它作为今后该地区水利建设的主攻方向[32]。所以我们要认真地总结传统灌溉工程技术,使之与现代技术相结合,从而在水利建设中发挥更大的作用。
[关键词]防渗渠;涵洞;水泵
中图分类号:S277 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)40-0113-01
一、农田水利灌溉工程
农田水利以改善农业生产用水为目的的水利工程措施,主要有灌溉和排水,兼及中小型河道整治,地方农水重点县工程建设,低产田水利土壤改良,农田水土保持、土地整治以及农牧供水等。灌溉系统是实现灌溉的基础设施,可分为渠道灌溉系统和管道灌溉系统。一般由灌溉渠首工程、渠道或输水管道、渠系建筑物和灌溉泵站组成。最常见的渠系建筑物有配水建筑物和渡槽、涵洞、倒虹吸管、跌水、陡坡、量水建筑物以及沉沙池等。在使用地下水灌溉或无法实现自流灌溉而需提水灌溉时,或低洼地区不能自流排水时,应兴建排灌泵站进行机电排灌。灌区应进行有效的灌溉管理,注意渠道防渗,加强用水管理,提高渠系有效利用系数。排水系统是实现排水的基础设施,一般包括各级排水沟(管)道及其建筑物、排水容泄区、排水泵站(见排灌泵站)等。排水沟道建筑物的种类、结构和功能同灌溉渠系建筑物。
二、农田水利灌溉工程施工要点
(一)地下管网施工技术
沟槽开完的宽度和深度要依照水利输水管道施工所处地的特点来确定。然后再清理管道里的石头或其他杂物并确保管道底部的水平度不得倾斜,以避免出现跑水渗水的问题。管道线路施工过程中转弯的时候应该注意主要的弯头或者同径三通是两类主要的细节部位,需重点加强其施工质量的控制力度。水利灌溉工程地下管道网工程一般采用焊接方式连接的管道安装。在安装过程中根据设计要求,选择PVC管根据第一主、后支管的顺序进行安装。安装过程中不仅要在粘接前对接头进行打毛处理,并刮水去污,打毛处理的长度大约在5厘米~10厘米以内,并选择与之相称的PVC塑料作为粘胶,从而避免安全问题出现于安装过程。在粘接过程中,第一个管接头的粘结要涂抹均匀,然后利用木垫垫好并用力敲打直至承入2厘米~3厘米厚为止。
(二)防渗渠施工
1、砌石防渗
砌石防渗适用于石料来源丰富、有抗冻和抗冲刷要求的渠道。国内大部分浆砌石防渗渠道没有设垫层,直接砌筑在渠基上。因石板较薄,为使其与渠床紧密结合,常铺一层2~3cm厚的砂料或低标号砂浆作垫层。为提高砌石的防渗效果,也有在砌石下面加铺粘土、三合土、塑料薄膜等垫层的。
2、混凝土衬砌防渗
混凝土衬砌广泛采用板形结构,其截面形式有矩形、楔形,肋形,槽形等。矩形板适用于无冻帐地区的渠道;楔形板和肋形板适用于有冻胀地区的渠道;槽形板用于小型渠道的预制安装。大型渠道多采用现场浇筑,现场整体浇筑的U形槽具有水力性能好、断面小、占地少。整体稳定性好等优点,适用于无冻胀或弱冻胀地区中小型渠道。在强冻胀地区,U形槽在不均匀冻胀力作用下易整体上移和产生裂缝,不宜采用。
3、沥青材料防渗
沥青混凝土衬砌属于柔性结构,适应变形性能好,具有较好的稳定性、耐久性和良好的防渗效果。在沥青混凝土衬砌正式施工前,必须首先进行试铺筑,以确定沥青混合料的配合比、摊铺厚度、施工温度、碾压遍数等工艺参数。沥青混凝土衬砌施工的工序是铺筑整平胶结层、铺筑防渗层、涂刷封闭层。碾压是沥青混凝土衬砌施工的关键环节,应按选定的摊铺厚度均匀摊铺后,先静压1遍~2遍,再振动压实。
4、塑料薄膜防渗
采用塑料薄膜衬砌渠道防渗,其防渗性能强,质轻,运输便利,有较高的抗冻性和抗热性,并具有良好的柔性和延伸性,施工技术较简单。采用塑料薄膜铺设防渗,其铺设方式有表面式和埋铺式两种。表面式铺设是将塑料薄膜铺于渠床表面,埋铺式是在铺好的塑料薄膜上再放置一层保护层,我国现在都采用埋铺式。
(二)涵洞施工
使用全站仪对涵位进行定位,施工前放出中桩涵洞轴线并四角及基础边线。按基坑范围用机械开挖至设计基底标高上30cm再用人工精细找平并按要求修整。检测地基承载力,如不能达到设计要求的承载力需报请变更进行地基加固处理。如满足要求可继续施工。砂砾垫层分层夯实,每层厚度不大于30cm。根据涵洞基础尺寸将基坑两侧整理成型或用模板进行浇筑。管基分两次进行浇筑。第一次浇至管底外壁下2―3cm,待强度达到设计强度的50%后进行管节安装,安装完毕后再进行二次浇筑,混凝土由拌合站按设计要求拌制运至工地。第一次浇筑应使砼顶面符合设计坡度表面平整。第二次浇筑前应将顶面打毛,在管节两侧进行对称浇筑。管节预制完成,强度达到70%后方可进行安装。安装时由中间沉降缝处向两侧进行,确保管端与沉降缝处在同一垂直断面上。同时在管底垫2―3cm水泥砂浆,确保管节顺直、稳定。安装完成后,管节间缝隙按设计要求使用麻绳、4层沥青浸制麻布及粗铅丝绑扎。涵管两侧不小于2倍孔径范围内采用两侧对称分层夯实。分层垫筑厚度不大于20cm,压实度不小于95%。施工过程中,当洞顶覆土厚度小于0.5米时禁止任何重型机械及车辆通过。
(三)水利泵站主体混凝土工程
泵站结构尺寸较大、结构厚薄不均、进出水流道线型复杂、结构分层较多,保证混凝土外观质量、混凝土防裂、施工缝质量保证,是混凝土施工的重点与难点。合理设置施工层次,外露混凝土面使用胶模板、优质脱模剂,异型部位使用定加工模板现场组装,优化混凝土配合比、使用多掺技术冷水拌和混凝土、结构薄弱部位结构加强、施工缝设置键槽及临时止水片、加强混凝土保温养护等措施,保证混凝土外观质量、提高混凝土抗裂性能、提高混凝土质量。主体混凝土施工过如下:
1、混凝土垫层
桩基及防渗墙施工后,按设计要求对防渗墙段进行漏水试验,确定防渗效果达到设计要求后,可进行泵站底板的施工。垫层用混凝土泵车直接打至浇筑仓面,人工平整,浇筑时采用平板振批器振动密实。
2、站身底混凝土施工
站身底板施工时使用组合大钢模板立模,用双排小钢管作围图,钢管打余灌加固八立模时注意保护水平止水和垂直止水,伸缩缝。泵站底板仓面面积较大,进水侧、出水空箱侧与进人孔空箱位置底板高差大采用分段水平分层法由低向高施工,先完成廊道底板,然后进行进出水侧底板施工。底板硅施工时掺用缓凝剂由试验确定,以防冷缝。底板浇筑结束后,在其顶面按设计图纸布设沉降观测钉,观测沉降值,建筑物每增加一级荷载沉降观测一次,直到移至顶面。
3、泵站站身流道混凝土
进、出水流道与泵室相联接,工序安排时,应将与水相接触的围护结构物,如挡墙、闸墩等与流道一次立模整体浇筑,与水不接触的结构物,如内部隔墙、机墩、梁板等可分期或提前浇筑。浇筑流道的模板、支架和脚手架应作好施工结构设计,流道模板、钢筋的制作安装需统一安排,相互协调。流道模板安装时曲面多,宜在厂内制作和预拼,经检验合格后运到施工现场安装。确保模板支撑系统牢固安全和人身安全,保障安全生产。
流道混凝土浇筑作业面狭窄,务必从低处开始,按顺序逐层进行,仓内混凝土应大致平衡上升。仓内应布设足够数量的溜筒,保证混凝土能输送到位,不得采用振捣器长距离赶料平仓。施工队不要因流道施工作业面小而疏漏混凝土浇灌和振捣质量。同时加强洒水养护,混凝土表面应经常保持湿润状态。并做好养护记录,定时观测室内外温度变化,防止温差过大出现混凝土裂缝。
参考文献
【关键词】农田水利灌溉工程;节水技术;探讨
我国地域广阔,土地类型、气候条件等类型多样,而且不同的地区水资源分布不同,农业发展水平存在很大的差异性。我国是一个农业大国,农业的发展具有重要的地位。在农业的发展中,为满足各地区农田灌溉,促进农业的发展,催生了各种节水技术。目前,在农田水利灌溉中常见的节水技术包括微灌、移动式灌溉、喷灌和雨水集蓄利用[1-2]。每种灌溉技术的操作方法、资本投入、适用地形等都有较大的差异。因而要在农田水利灌溉工程中采用节水技术,必须要掌握各节水技术的特点,才能够灵活运用。现主要对节水技术进行分析,为农田水利灌溉工程节水技术的应用提供借鉴。
1 农田水利灌溉工程中节水技术的作用
1.1 优化灌区资源
我国一直以来属于农业大国,农业的发展受到广大农民以及我国政府共同关注和重视。由于我国土地类型多样,灌溉条件差异大。我国农业用水比较紧张,可用于灌溉的水资源十分有限。因此,在农田水利灌溉工程的建设中,了解和掌握各灌溉节水技术具有重要的作用。在众多灌溉技术中,不同的灌溉技术其节水效果、维护成本、管理成本等方面都有很大的不同。因此,在灌区农田水利灌溉工程建设中,需要政府各部门各司其职,充分利用节水灌溉技术,从灌溉技术的引入、推广、资金投入等方面给予相应的支持,因地制宜优化灌区的资源,提高农田灌溉效果和节水效果。
1.2 节约农业用水
虽然农田水利灌溉工程能够解决一些地区的农业灌溉问题,但由于工业用水占用大量的水资源,导致农业用水形式比较紧张。加上受到多种因素的影响,通过农田水利灌溉工程调取的农业用水也是有限的。因此,如何在满足农田灌溉的同时,节约农业用水显得十分重要。农田水利灌溉工程中,充分利用各种节水技术,结合当地农作物的需水情况、季节特点、灌溉周期等进行灌溉,能够有效节约水资源。
2 农田水利灌溉工程中节水技术分析
2.1 微灌技术分析
微灌技术实际上是喷灌技术的改良,是一种比喷灌技术更能节约水资源的灌溉方法。按照灌溉的方式,微灌还可以分成渗灌、滴灌、小管涌流灌等多种方式。微灌技术可以精准地根据农作物生长需水量来输送水资源,比喷灌技术节水效果更好。而且在农田生产中,微灌技术的增产效果比喷灌增产效果好。但是微灌技术在农田中的应用不算广泛,主要是受到微灌技术本身的限制。一方面是微灌技术应用的设备多而且复杂,其主要由首部枢纽、灌水器等构成,安装布置中人工成本投入大,管理不方便。另一方面微灌技术容易堵,灌溉时水质要好,管理困难,而且技术设备投入成本高,经济效益较低。
2.2 喷灌技术分析
在节水灌溉技术中,喷灌技术的应用比较广泛,人们对该节水灌溉技术接受度高。喷灌技术通常是将喷头固定在田间,并适当增加水压,使水均匀喷洒在农田中。由于喷灌技术采用管道输水,输水过程不会导致水资源流失。加上灌溉时喷洒比较均匀,能够有效较少灌溉用水量。因此,喷灌技术比传统的漫灌模式更能节约水资源。根据相关研究显示,喷灌技术节水效率可超过30%,水资源利用率可超过60%。喷灌技术铺设管道时,土地资源占用少,而且操作简单,能够有效节约土地资源、人工成本投入。除此以外,喷灌技术应用在农田水利灌溉中,增产效果十分明显。因此,农田水利灌溉技术中,喷灌技术是农民比较认可和广泛应用的节水灌溉技术。但也需要注意的是,喷灌技术容易受到大风的影响导致喷灌不均匀,喷灌的设备也比较昂贵,从一定程度上影响到喷灌技术在农田水利灌溉工程中的应用。
2.3 移动式灌溉技术分析
移动式灌溉技术也就是农民常用的步行式灌溉技术,该技术的动力源主要来源于电力,并借助于一些农用机械来完成农田灌溉。我国地形复杂多样,灌溉条件差异大,农田灌溉中需要综合考虑的问题较多。在灌溉时,很多灌溉技术并不适用于一些较小规模的灌区。步行式灌溉技术设备成本低,并能够应用于多种地形的灌溉。因此,在某些小规模的灌区中,应用步行式灌溉技术增产效果好、投入成本少、经济效益高,应用十分广泛。
但步行式灌溉技术尽可用于小规模农田中小型农作物的灌溉,大规模的农田以及中高型农作物则不适用。
2.4 雨水集蓄利用技术分析
该技术主要是通过建设储水设施,集蓄雨水。并配套建设集水渠道、输水通道等,形成一个完整的灌溉系统。这一灌溉技术具有很多优势,一方面是该技术可以应用在干旱、半干旱等地区,尤其是水资源不丰富而且输送水资源不方便的缺水地区。另一方面是雨水集蓄利用技术可以避免灌区出现水土流失的现象,起到保护生态环境,维持生态平衡的作用。但雨水集蓄利用技术也有很大的缺陷,导致其在农田水利灌溉中应用中受限。其不足之处主要是建设成本高、投入大,增加农民的负担。但雨水集蓄利用技术相关基础设施一旦建成,通常可以长期利用,从远期来看,其具有较好的经济效益和社会效益,比较符合干旱、半干旱地区的农田灌溉。
3 节水技术在应用中需要注意的问题
3.1 综合考虑经济效益
我国农田水利灌溉工程中,很多节水技术的应用和发展比较成熟。但受限于我国多种地形差异以及气候条件,灌溉条件存在很大的差异,适用的节水技术有所不同。因此,在农田水利灌溉工程中,应用节水技术时应充分考虑到该技术的经济效益。对于集约化管理的农田,灌溉需求量大,农田规模大,管理成本高。在节水技术方面,应该考虑到该节水技术的节水效果、灌溉效果,确保灌溉满足需求。通常会采用喷灌技术、滴灌技术等。但如果是比较分散的、小规模的农田,产量小,如果采用成本高的节水灌溉技术,将会导致该农田的经济效益降低。因此,必须要掌握滴灌技术、喷灌技术等几种节水技术的价格成本,综合考虑到农田的经济效益、灌溉需求等,来选择最适宜的灌溉技术。另外,移动式灌溉技术应用比较广泛,说明其对于农民来说比较实用,因此,应该加大研发该灌溉技术,对该技术进行改良,提高灌溉的经济效益。
3.2 因地制宜用节水技术
我国各地区的气候条件不同,适合种植的农作物类型也有很大的差异。因此,在农田水利灌溉工程中,节水技术的应用不能一刀切,而是针对该地区的特点来进行,因地制宜采用节水技术[3]。例如要根据农作物的类型来选择合适的节水技术。例如在种植马铃薯的农田里,可以采用喷灌技术来灌溉,其节水量比田畦种植中灌溉用水节约了5/6。例如在吉林地区,可以采用移动式灌溉技术、喷灌技术等。而在黑龙江,则可以采用微灌技术。在西北地区,由于降水量少,当地水资源缺乏,可以采用集蓄雨水利用技术来实现灌溉。
4 结束语
受到我国不同地区地理环境、气候条件等的影响,不同地区的灌溉条件都有所不同。因此,在不同地区、不同的灌溉条件下,应该根据当地具体情况因地制宜地采用适合的节水技术。在应用节水技术的过程中,必须要考虑到其应用的经济效益,尽可能提高用水效益,增加增产幅度,从而提高农业用水的效益。
【参考文献】
[1]李健.农田水利工程节水灌溉技术研究[J].黑龙江科技信息,2015(12):196.
从水力学角度指出重力流分为无压流输水和承压流输水两大类,分析重力流输水受地形的约束大,需同时考虑地形坡降和水力坡降两个因素,流量及水压力的调节幅度较小等特点,并指出在设计中应注意确保取水口工作水位稳定、宜采用变压力管道顺坡敷设、用水流量应均匀以及输水管道上宜设调压限流装置等问题。
关键词: 安重力流输水 灌溉工程 应用
中图分类号:O434文献标识码: A
重力流输水是一种比较理想的供水方式,它具有省电、节能、投资省、成本低、运行管理简单、方便等优点。门头沟区清水镇黄安坨村灌溉工程的源水输送就是利用地势高差采用重力流输水。重力流输水有它的特殊性,采用重力流输水要具备一定的特殊条件,而选用重力流输水的基本条件就是要有一定的地形高差,这个地形高差要满足灌溉系统的水头损失及灌水器的水头要求。为此,结合黄安坨村灌溉工程的实际情况,介绍黄安坨村灌溉工程在取水、输水管道及调节构筑物的选择上是如何满足重力流输水的选用条件的。
1、黄安坨村灌溉工程的供水方式
黄安坨村灌溉工程是为了解决村内地块灌溉而兴建的,黄安坨村灌溉工程地块面积250亩,灌溉面积221亩,地块内种植杏扁及核桃,采用小管出流的灌溉方式,地块内高差129m。根据管道系统的水头损失及灌水器的工作水头要求,在1094m高程处新建水池1座。黄安坨村灌溉工程是利用村南山上的两座塘坝的塘坝水作为水源,两座塘坝的总库容为2.5万m3,年供水能力5.5万m3,塘坝距地块约500m,水源塘坝处已接出dn63的PVC-U管,但未铺设到地块附近,尚需铺设部分dn63的PVC-U管将水源引到地块处。塘坝取水口高程为1144m,新建水池高程为1094m,地形高差为50m,连接水源塘坝与地块的管道总长为558米,因此根据输水管所提供流量进行水量平衡计算。
(1)水源来水流量计算,采用水力学中有压管道淹没出流长管计算公式计算
式中:
Q―来水流量,m3/s;
H―水源处到地块的高差,50m;
l―管道长度,558m;
A―管道过水断面积,m2;
C―谢才系数,m1/2/s;;
R―管道水力半径,m。
现有输水管采有dn63PVC-U管,计算得水源稳定流量为22m3/h。
(2)灌溉用水量计算
式中:
Qg―灌溉用水流量,m3/h;
m―设计灌水定额,99.9m3/hm2;
A―灌溉面积,14.7hm2;
T―灌水延续时间,3d;
t―每日纯灌溉时数,19.2h;
η―输水系统水的利用系数,0.85。
(3)水量平衡计算
每日来水量为。
每日用水量为。
由于1天的WL
a.计算1个轮灌周期的来水量
b.计算1个轮灌周期的用水量为
以上二式中:
-1个轮灌周期期间的来水量,m3;
-1个轮灌周期的用水量,m3;
-轮灌周期时间,3d;
-水源稳定流量,22m3/h;
m-设计灌水定额,99.9m3/hm2;
A-灌溉面积,14.7hm2;
η-灌溉水利用系数,0.85。
c.计算蓄水池容积
式中:β-考虑蓄水时因蒸发和渗漏的损失系数,根据地质和防渗处理情况可估为有效容积的10%~20%,取20%。
蓄水池的计算容积为299.5m3,设计容积为300m3。
2、黄安坨村灌溉工程重力流输水条件
2.1 管径计算与选择
选择管径除应满足灌溉范围灌水器对水量、水压的要求外,还要考虑管材造价和运行费用。理论与实践证明,当水量、水压一定时,管径越大,管内水流速度越小,水头损失则少,虽管材费用较多,但运行费较低。反之,管径选择小,虽可节省管材费用,但管内水流速度增高,水头损失增大,运行费用也随之增多。因此,选择管径实质上是确定管内经济流速。而经济流速又取决于管材价格、能源价格和管道的使用寿命。故黄安坨村灌溉工程主干管道流速选为1.2~1.6 m/s,分干管道流速选为0.9~1.2m/s,并采用下式计算管径:
式中:D―管径,m;
Q―管段流量,m3/s;
―圆周率,取=3.14;
V―经济流速,主管取V=1.4m/s,支管取V=0.9m/s。
2.2 水头损失计算
水头损失分沿程水头损失和局部水头损失,沿程水头损失按下式计算:
式中:Q―管内流量,m3/h;
f―管材摩阻系数;
m―流量指数;
b―管径指数;
D―管道内径,m;
L―管长,m。
局部水头损失按沿程水头损失的5%计算。
经计算,各轮灌组的自由水头均满足灌水器8m最小工作水头的要求,且由于地块高差较大,在主管道上设置减压阀以削减富余水头。
3、重力流输水的分类及其特点
3.1 重力流输水的分类
重力流输水从水力学的角度上分为两大类。一类是无压流输水,可为明渠或暗涵;另一类是承压流输水,一般为暗管(涵)。
无压流输水,在流态上与天然河流无异,水顺地势,或缓或急地向下游流去,没有压力,地形坡度有多大,水流的坡度也就有多大。这种无压给水渠道的末端往往与水池、水库或吸水井等构筑物相连。
承压重力流输水不同于天然河水的流动,也不同于用水泵加压的压力输送,水在涵管里流动时,由无压水变成有压力,其压力随着输送水的距离增加而增大,承压输水管的末端既有动水压力,也有静水压。在水力坡降等于地形坡降时,动水压力为零,在停止输水,输水管内又充满水的时候,管末端的静水压最大,其值等于地形高差。
3.2 重力流输水的特点
不管是无压流还是承压流,作为重力流输水,它们都是借助地形高差来完成输送水的任务。它与用水泵加压输水相比,有以下特点:
(1)重力流输水受地形的约束比较大,只有在具有一定的地形高差,地貌
情况也比较好的时候,才能考虑采用重力流输水;
(2)采用重力流输水要同时考虑地形坡降和水力坡降,而用水泵加压输水的管道则可以不考虑地形坡降;
(3)承压重力流输水管的末端存在静水压,如静水压过大,超过管子能承受的压力,会引起爆管,直接影响管网的安全;
(4)重力流输水时,流量和水压力的调节幅度比较小,这是因为水位高差是重力流输送水的动力来源,在取水口位置、输水管径、长度等确定之后,相对的水位差也就基本固定下来,就是有变化,其变化幅度也比较小。因此,输送水的流量、压力的调节幅度也比较小。
4、采用重力流输水应特别注意的一些问题
4.1 确保取水口工作水位稳定
黄安坨村灌溉工程取水口正常工作水位与调蓄水池水面正常水位的水位差为50m,这一水位差全部用来克服输水管的水头损失。如果取水口的水位不能保证则不仅影响来水流量.还直接影响灌溉系统的正常运行。
由于自然水位差是输水管正常运行的保证,因此在确定调蓄水池位置(高程)时,一定要经过详细的水力计算,确保来水量与灌溉需水量平衡且要满足各个轮灌组的水头要求。
4.2 输水管宜采用变压力承压管,顺坡敷设
对于承压重力流输水,水对输水管的压力是从零开始逐渐增加的,输水管的开始一段,用水压力比较小,就可以采用承压小的输水管,以节省工程造价。随着水压力的增大,可相应采用承压较大的输水管。由于黄安坨村灌溉工程中在管道上设置了减压阀,故没有采用变压力的管道。
4.3灌溉轮灌组的流量应尽量均匀
由于重力流输水的水量和水压的调节幅度比较小,不允许轮灌组的流量和水压值大起大落,因此在采用重力流进行灌溉时,各个轮灌组的流量应尽量均匀。
4.4 输水管道宜设调压限流装置
为保证灌溉系统的用水需要,对于承压重力流输水系统,在管道的隆起点和平直段的必要位置上安装进(排)气阀,在低凹处安装泄水阀.使重力流输水管道能正常均匀供水。当管道中的水压大于灌溉系统的水压要求时,就需要设置减压阀来削减富余水头,以满足灌溉系统的水头要求。黄安坨村灌溉工程中在主干管上设置了4个减压阀。对于无压重力流输水系统,限流装置就是调节水池,它既起调节水量的作用,也调节水压的作用。
结论及建议
重力流输水具有省电、节能、投资省、成本低、运行管理简单、方便等优点,从黄安坨村灌溉工程的实践来看,它是一种值得推广的理想的供水方式。因此只要有条件,应尽量采用重力流输水。
参考文献
[]《微灌工程技术规范》(GB/T50485-2009),P17;
灌溉工程是指为农田灌溉而兴建的水利工程。那么灌溉工程承包合同又是怎样的呢?一般需要注意什么?以下是小编整理的灌溉工程承包合同,欢迎参考阅读。
灌溉工程承包合同范本1甲方:,以下简称甲方
乙方: ,以下简称乙方
依据《中华人民共和国合同法》等有关规定,经甲、乙双方在自愿、平等、诚信的基础上,订立本合同。
一、承包形式:包工,包料。
二、承包内容:城南体育休闲公园给水灌溉、管线安装工程:喷灌系统、手动泄水系统等设计图纸范围内的全部施工任务。
三、质量要求,达到验收合格标准。
四、甲方责任:甲方提供施工图纸,施工用水用电,负责组织验收;监督检查施
工质量、进度及安全隐患。不合格的部分甲方令其整改和返工。负责挖沟、回填土。
五、乙方责任:乙方按照设计图纸和规范施工,施工材料采购必须是合格产品,必须全部附有合格证。采购的材料先经甲方、监理确认合格后再进场。要确保工程进度。负责收集和整理工程资料,保证按时交接和归档。
六、工程工期:开工日期: 20_年3月17日;竣工日期: 20_年4月10日 。总日期 25天。工程进度,乙方必须报施工进度计划,必须在规定时间内完成施工任务,不准滞后。
七、安全施工,文明施工:乙方负责对进场施工人员进行安全教育,进入施工现场带安全帽,施工用水、用电不准私拉乱接,防火防盗。乙方自备电箱,要求三级配电二极保护。文明施工,做到三清,六好。施工中出现一切安全事故和因此发生的费用乙方自负,乙方应服从甲方、监理的现场指挥及管理。如乙方不按合同要求和甲方指令进行施工,甲方令其乙方暂停施工,由此造成的损失乙方自责。
八、工程造价 160000 元。大写: 壹拾陆万圆整 。按设计图纸、管线走向结合实际计算。
九、结款方式,每月按实际测量完成的工程量,完成50%,甲方付给乙方工程款10%,完成70%,甲方付给乙方工程款20%。最后全部竣工验收合格后甲方付给乙方工程款95%。余款5%保质期一年后,一次付清。
十、未尽事宜,由双方协商解决。
十一、本合同自甲乙双方签字盖章之日起生效,本合同一式两份,甲乙双方各执一份,具有同等法律效力。
发包方: 承包方:
法人代表: 法人代表:
年 月 日 年 月 日
灌溉工程承包合同范本2发包方:(以下简称甲方)
承包方:(以下简称甲方)
依照《中华人民共和国合同法》、《中华人民共和国建筑法》及其它有关法律、行政法规、遵循平等、自愿公平和诚实信用的原则,双方就工程事项协商一致订立本合同。
一、工程概况
工程名称:工程地点:
二、工程承包范围
承包范围:
三、合同工期
开工日期:
竣工日期:
四、工程质量标准
严格按照甲方提出的要求施工
五、技术资料
根据甲方所提供的设计图纸及技术交底施工。
六、工程付款方式:
施工前预付定金年 月 日付 元,工程完工后, 年 月 日付 元,剩余部分试水无问题后付清余款 元。
七、工程造价
承包亩数:
承包单价 (每亩)元
过滤器安装(每台)元
八、竣工完工后,乙方向甲方提出交工,双方约定由甲方现场提出,甲方在竣工后7日内不提出异议视为竣工验收通过。
九、质量保修
保修时间一年免费保修,除非乙方责任所造成的维修,若甲方原因造成的维修,维修费用由甲方承担。
注:人为损坏自行负责。
十、按甲方要求用生产的材料,规格如下:
十一、甲方负责购置管材、管件及过滤器等设备材料即时到位,并看管保护,若因甲方原因设备材料未即时到位,造成工期延误相关责任由甲方自行承担;若乙方自身原因造成工程未按时完工,造成的损失由乙方负责。
十二、甲方要求安装滴灌带时需提前三天通知乙方,乙方在施工过程中遇到恶劣天气造成的滴管带移位由双方共同协商解决。
十三、如有一方不按合同履行,违约方向守约方赔付工程总价的5%的违约金。
本合同一式两份,甲乙双方各执一份,签字后生效。
甲方: 乙方:
电话: 电话:
身份证号码: 身份证号码:
年 月 日
灌溉工程承包合同范本3甲方:(以下简称甲方)
乙方: (以下简称乙方)
乙方身份证:
乙方住址:
工程名称:安县塔水镇幸福等三村土地整理项目
工程地址:
为明确甲乙双方在施工中的权利和义务,促进工程的顺利进行,签定本合同,以便共同遵守。 施工内容:清除杂草、树木、放水、土方开挖、回填(换填、夯实),人工捡底,砼护底,浆砌砼砌块沟壁,抹灰及压顶、材料转运(材料由甲方运输到车能运输到的位置,水泥集中堆放每天用多少领多少),农田制口、分水闸、便民池、人行桥、道路涵洞、跌水、余土就近处理好及修建沟渠所需临时施工道路修建复垦等施工人员要求施工的内容;
承包方式及明细:劳务、机械费分包 ;
为明确甲乙双方在施工中的权利和义务,促进工程的顺利进行,签定本合同,以便共同遵守。
一、制定依据及适用范围:
本合同根据《中华人民共和国经济合同法》及《中华人民共和国建筑法》制定;
本合同适用于建筑工程单包人工费劳务项目;
本合同经甲、乙双方充分协商并认可各项条款。
二、甲方责任:
1、甲方按照完成工程内容的多少决定乙方借支生活费的额度;
2、甲方指派项目?a
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3、开工前组织乙方负责人学习并熟悉整个工程的施工安排,参与施工技术和施工安全交底;
4、材料由甲方运输到车能运输到的位置,水泥集中堆放领取使用;
三、乙方责任:
1、严格依据甲方施工程序进行施工;
2、服从甲方施工现场管理人员指挥,规范操作,严格管理自己班组施工人员,遵守国家法律、法规及甲方各项工程管理制度,若有违反将接受相应处罚,承担因此而造成的所有费用和后果,并无条件的清退出施工场地;
3、由于乙方原因的停工、返工及材料、构件浪费及倒运、机械二次进场等损失,均由乙方自行承担;
4、乙方自备施工中所需的施工机具及其相关材料(如机械、运输工具、水、电等);
5、乙方所承包的施工项目工程质量必须达到优良标准;
6、乙方向甲方提供所属施工人员的身份证明文件;
四、工程期限:
本合同工程自 20_ 年 月 日开工至 20_ 年 月 日竣工。在组织施工过程中,如遇下列情况,甲方项目部可与乙方协商,工期顺延;
因天灾、地震等人力不可抗拒原因被迫停工的;
因业主方提出变更计划或变更施工图而不能继续施工的;
五、工程价款
1、灌溉沟渠:单价元/m价格计算,工人工资、工人交通费、利润、工人保险等一切费用,结算时按主渠道实际收方长度(农田制口、分水闸、便民池、人行桥、道路涵洞、跌水等均不再做单独计量)作为结算依据。
2、施工范围内的人工费、机械费及各种措施费(施工临时道路、占地及青苗、复垦等费用)单价包干,甲方只提供材料;
3、工程完工并经甲方验收合格,甲方向乙方支付人工费总和%后暂停(含已支付的全部费用);待工程通过业主方竣工验收后,甲方向乙方支付该工程单包人工费的决算总价的的%,(含已支付全部费用);如因乙方工程质量造成工程验收不合格,导致甲方无法将工程正常交付业主使用,甲方将扣除乙方人工费总额%作为赔偿金,并由乙方承担由此造成的一切损失;
4、甲方支付与乙方的劳务费用中已包含工伤保险、社会保险费用,如发生相关责任,均由乙方负责。
5、甲方向乙方支付该项工程款的同时,乙方保证及时支付相关工人的人工费并接受甲方的监督,如乙方未能及时支付或无故克扣工人工资,甲方将从乙方工程款中扣除相关费用并处以两倍以上的罚款。
6、承包费决算时,甲方扣除人工费总额
5 %作为质保金,质保期限为 壹年,质保期满后支付乙方。(质保期内乙方若不及时处理质量问题,甲方将从质保金内扣除相应金额作为损失赔偿,直至扣完);
六、工程负责人及安全施工
1、甲方指派
为项目负责人,乙方指派现场施工负责人,共同履行本合同的各项规定,乙方施工负责人在工程竣工验收前的施工过程中不得随意更换或擅离职守,否则甲方可对
乙方处以人工费总额%的罚款。如确需更换乙方施工负责人,必须事前取得甲方项目负责人同意;乙方施工负责人必须每天到场管理自己的工人,不在岗位者罚款200.00元/天;
2、乙方应教育工人严格执行操作规范,安全施工,防火防盗。
在施工中由于乙方管理不善 造成的其它损失,均由乙方负责,乙方不得因此影响工程进度;
3、乙方不得违章操作,否则发生一切安全事故皆由其自己全额承担;
七、本合同份数及有效期
本合同一式叁份。甲方执贰份,乙方执壹份;
本合同自双方签定之日生效,本合同在工程竣工验收并结清尾款(含质量保证金)后自行失效。
八、违约责任
由于乙方责任不能按合同规定的日期竣工,每逾期一天扣除人工费总额的%;施工中若乙方不能执行本合同,造成怠工、误工,不服从正常管理,工期拖延、质量低下,甲方可随时通知乙方退场。乙方承担相应责任并赔偿相关损失。
九、附则
本合同条款未尽事宜,甲、乙双方可协商解决;
工程施工中双方确认的单、证等书面材料,可作为合同附件与合同具同等效力,与本合同相抵触之处以本合同为准。
甲方: 乙方:
关键词:低压管道; 灌溉工程; 规划设计
一、管道规划
1、管道的布置形式
在一个低压管道输水灌溉系统中,管道布置形式以地下固定管道与地面移动管道所占的比例和平均密度不同,可区分为:固定式、半固定式、一级固定管道和移动式4种;以固定管道在平面上的几何图形特征来分,又可以区分为分支状管网(树状管网)和环状管网两种。
(1)固定式
亩均固定管道长度大于5m,移动管道或土垅沟长度小于50m。它建设投资高,但运行费较省。
(2)半固定式
亩均固定管道长度一般2—4m,移动管道长度大于100m。它建设投资较省,但运行费较高。
(3)一级固定管道
亩均固定管道长度一般2——4m,土垅沟长度大于100m。它投资较省,但效益较低。
(4)移动式
当输水管道均为移动管道时,称为移动式。它管道短,管件少,一般建设投资少,但运行费高。
(5)分支状管网(树状管网)
如果只有一条管道,或由一条管道连接数条管道组成呈分支状态的管网,统称为分支状管网。分支状管网工作时,水量只通过给水栓上游一侧管道输送。
(6)环状管网
若分支状管网的两端连接起来,形成环形闭合状态,则称为环状管网。环状管网在同时开启一个给水栓时,往往是所有的管道均发挥输水作用,这就是说,环状管网的水量至少由两条管道从两侧向给水栓输送。
两个条件完全相同的地块,按同一标准而置成两种不同的管网时,分支状管网管道总长度较短,但管径需要较大;环状管网总长度较长,但管径可以较小。
2、管道布置形式的选择
(1)单井出水量小,控制面积小,宜选用移动式。
(2)在经济条件较差的地区,宜选用半固定式。
(3)当经济条件较好,单井出水量较大,灌水时同时开启两个或两个以上的给水栓,并分别由两条或两条以上管道同时供水时,宜选用固定式,布置成分支状管网。
二、管道设计
1、管道的设计工作压力
管道的设计工作压力,即管道正常工作时首端最大的工作压力,它等于管道的沿程水头损失与局部水头损失之和,再加减管道首尾两端的高差。
管道的设计工作压力,是选择管材、管径、调压排气装置和井泵的依据之一,在平川地区,一般小于5m水柱高,通常为2—3m水柱高。
2、管材的选择
目前,用于低压输水灌溉的管材主要有薄壁,PVC塑料管、再生塑料管及地埋塑料软管。薄壁PVC管和再生塑料管强度高,抗渗性能好,搬运方便,施工简易。
地埋塑料软管,价格低廉,施工省工。但塑料软管必须在5—6m水柱的压力下滴水不漏。
3、管件选择
管件主要是给水栓、安全保护装置和连接装置。给水栓又分为固定给水栓和移动给水栓两种。移动给水栓由上栓体和下栓体两部分组成,上栓体一般一眼井只需要两个,浇地时临时套在下栓体上,连接移动管道,经济条件好,管道密度大,浇地启闭频繁,社会秩序好的地方,一般只用固定给水栓,否则,选用移动给水栓。
在管道运行中,为消减或避免突然开机停机与开关给水栓产生的水击,排除管道中的气体,需在管道首端设置安全保护装置。安全保护装置主要有:GD空气阀、调压排气阀和调压排气井。
GD空气阀主要由阀体、浮子阀、操作杆组成。其优点是造价低廉,缺点是不能有效地防止开泵时的水击和彻底排气。适用于强度较大的塑料输水管道。
调压排气阀由长方体的水箱与排气竖管两部分组成。与GD空气阀比,它可以较彻底的排气和消减开机的水击,缺点是造价较高,有一根长4——6m的竖管,适用于工作压力大于3m水柱的输水管道。
调压排气井由直径0.4—0.8m的混凝土管砌筑而成。它的优点是能够彻底的排气和消除水击;缺点是不宜修筑得过高。适用于工作压力小于3m水柱的混凝土输水管道、地埋塑实软管或其它强度较低的管材。
4、管道水力计算
管道水力计算是管道水头损失的计算,其目的是计算管道的设计工作压力。管道的水头损失分为沿程水头损失和局部水头损失的两类。管道沿程水头损失的大小,与管道长度、内径、流量及管道的沿程阻力系数有关。由于低压输水灌溉管道均系长管,局部水头损失可按沿程水头损失的5%—10%进行估算。
5、管径设计
当设计流量和管道长度一定时,选择较小的管径,建设投资较省,但运行费用较高;相反,若选择较大管径,建设投资较高,但运行费用较省。把不同时间发生的投资和年运行费换算成折算年费用进行比较,不同管径的折算年费用曲线连接起来,必定有一个中间最小值。当管道设计流量、控制面积、管道规划布置等一定时,其效益是一定的,那么,折算年费用最小的方案即为最优方案。管径设计即设计与选择折算年费用最小的经济管径。
设计与选择经济管径,最少要假定三个相近的管径,分别求出它们的折算年费用,如果中间一个管径折算年费用最小,那么,它就是所求的经济管径。如果三个管径的折算年费用随着管径的递增而递增或递减,那么,还需要继续假定更小或更大的管径进行试算,直至求出中间最小值为止。
关键词:水利灌溉工程 节水灌溉 建设 管理
引言
近年来,水利工程的发展速度是惊人的,尤其是经济的快速发展带动了相应工程的发展和进步。伴随着经济的快速发展,对于资源的利用也越来越多,使得资源紧张状况日益加重,尤其是水资源,它是人们生命的源泉,一旦水资源严重缺乏将会危及到各种生物的生命,所以,节约用水迫在眉睫。在水利灌溉工程中对于水资源的使用是非常大的,所以对其实行节水灌溉是很有必要的,对于节约水资源有着重要的作用。由此可见,加强水利节水灌溉工程的建设和管理有着重要的现实意义。
一、水利节水灌溉工程的建设和管理的重要意义
1、有助于促进农村建设的发展
节水灌溉工厂要求科学设计,统筹规划,并积极推广节水灌溉技术,保证农田在得到充足灌溉的同时达到节约用水的目的,满足作物对水、气、肥、热的综合要求。通过科学的节水灌溉不仅能提高农作物的产量和质量,还能降低成本,提高农产品的内在质量和市场竞争力,帮助农民增加收入,实现全民致富。
2、有利于维护生态系统平衡
水利节水灌溉工程能够在满足正常农业生产灌溉需求的前提下,减少农村用水量,起到缓解水资源不足,解决下游地区用水紧张、遏制地下水恶性开采的作用,从而有利于减少农村地质灾害的发生,保护农村地区自然环境。
3、有利于水资源利用效率的提高
当前,我国农业用水存在严重的浪费问题,部分农业生产一直沿用传统的灌溉方式,没有合理利用现有水资源,农民的节水意识不强,不仅造成了水资源浪费,而且也难以提高农业生产的经济效益。同时,农业灌溉的基础设施不完善,导致自然降水难以得到有效利用。
二、水利节水灌溉工程的建设和管理的现状
1、管理落后,质量不达标
当前,一些水利节能灌溉工程建设和管理的过程中,工程建设者忽视管理,粗化管理,致使工程管理水平楼后,而且一些资金短缺的地区在水利工程建设中时常违规建设,水利工程质量低,影响了后期使用,造成国有资产的大量流失。
2、工程建设管理和监理制度不健全
由于工程建设管理和监理制度不健全,工程规划不合理,建设过程中出现纠纷未及时处理,拖延了施工进程,对农业生产和日常生活都造成了不好的影响;另外,老工程被忽视,无人管理,修复的工作无法落实,时间一长就失去了水利功能,造成公共资源浪费。
3、工程建设和管理不规范
工程建设和管理不规范致使灌溉工程重复性建设和不完善建设现象频发,造成了诸多纠纷,从而致使灌溉工程管理规划无序,施工质量也得不到相应的保证,这严重影响到了水利节水灌溉工程的建设和发展。
三、加强水利节水灌溉工程的建设和管理的具体措施
1、建立健全工程质量管理体系
在水利节水灌溉工程建设过程中,要按照项目法人负责、施工单位保证、监理单位控制、政府质量监管的原则开展工程建设,构建完善的工程质量管理体系,落实招投标制、项目法人制、建设监理制、工程质量终身责任制、施工单位领导责任制等管理制度,确保工程建设质量,充分发挥工程效益。此外,在工程竣工验收合格后,应交由专业合作社和种养大户自行管理,制定完善的技术规范和管理规程,提高工程运行管护工作质量。
2、严格设计资质证制度和工程招投标制度
根据申报水利工程的规模,建立完善的设计单位资质认证制度,保证设计单位具备应有的设计资质,并能从事水利施工设计工作,不得使用无资质的单位参与施工设计。设计图纸必须加盖资质证章方能使用;所有审批的水利工程都必须经行政主管部门招标办招标。为提高竞争力,建设方应在三家以上具备相应资质的施工单位中选择,施工单位依据设计工程项目进行投标,让招投标制度得以实施,只有这样才能实现高规格的施工建设,并有利于规范施工管理。
3、加强工程设计
水利节水灌溉工程属于压力灌溉系统,要求具备较高的技术含量,这就使得工程设计参数的优劣直接影响工程系统的安全性、可操作性以及运行质量。为此,必须加强水利节水灌溉工程设计阶段的质量管理,在公平、公正、公开的设计招标基础上,优选具备资质的设计单位。工程设计人员要深入现场进行实地勘察,全面了解节水灌溉设备、管件、管材的规格型号,提高工程设计质量。同时,加大对初步设计的评审力度,避免因存在设计缺陷而引起施工过程中的设计变更,进而严重影响工程建设进度和成本控制。
4、落实节水灌溉技术的新发展
水利工程的建设不仅是为了防洪防涝,抗旱保收,还是为了保护生态环境,维护自然生态平衡。我们应积极推广新技术,如果节水灌溉技术无法满足农户的需求,他们还需要打井,开采更多的地下水进行灌溉,就没有实现节水灌溉的目的,也无法实现真正意义上的节水。农业节水涉及调整农业种植结构、调整农村经营方式及产业结构,还涉及到农民的切身利益。我们在建设初期,应考虑到农户方方面面的需求,针对实际情况,制定合理的建设计划,并选择和推广有利于节水灌溉工程持续发展的技术。
5、提高农户节水灌溉意识
水利节水灌溉工程的使用者和受益者是农户,为此必须积极向农户宣传节水灌溉的重要性,增强农户节水灌溉意识。为了强化对水利节水灌溉工程的使用管理,可以运用水权、水价等经济措施有效控制农业灌溉用水,减少膨胀型、低效益的用水方式。在推广和应用节水灌溉技术中,要根据农村地区的实际情况开展节水灌溉工程建设与管理,让农民意识到节水灌溉取得的效益,以及节水灌溉对维持生态环境、保护水资源、促进农业持续发展的重要性。此外,有关部门还应当制定严格的技术管理规程,提高节水灌溉工程的技术水平,选派有责任感、事业心的技术人员全面了解和掌握工程建设情况,进而有针对性地开展节水灌溉技术的宣传工作,确保节水工程管理制度化、规范化、高效化开展。
6、重视水利节水灌溉工程的建设和投入
节水灌溉工程的主要使用对象是农户,我们应积极宣传节水灌溉,提高农户的节水灌溉意识,这才是让节水灌溉走向未来的必经之路。实践中,我们可以加强节水灌溉推广、宣传节水灌溉技术,促使全体人民都关注和认可节水灌溉工程,为节水灌溉提供良好的发展环境。提高节水灌溉工程的使用管理,运用水价、水权等经济手段,为农业灌溉用水进行有效的控制,减少低效益、膨胀型的用水需求,减少水资源的浪费,让农户们看到节水灌溉给自己带来的收益。最后,节水灌溉工程的建设要根据农村地区的实际情况而定,节水灌溉技术的复杂程度高,对社会、经济都有影响,在节水灌溉技术的推广应用中,如果盲目进行,农户看不到收益,感受不到实惠,就无法得到支持,就不能促进节水灌溉的推广应用。
结束语
总之,水利节水灌溉工程属于一项公益性比较强而且涉及范围广的复杂性工程,它的发展不仅关系着水利工程的整体发展,更关乎着人们正常的生产生活。所以,要注重节水灌溉工程的建设和管理,从而使得水利工程在满足灌溉的同时,能够有效提高水资源利用率,最终实现人与自然的和谐发展,实现社会的可持续发展。
参考文献:
[1]王天雄. 浅谈张掖市利用外资发展节水灌溉工程项目建设与管理[J]. 水利建设与管理,2008,09:15-17.
关键词:节水灌溉 技术 农业用水 社会效益
对于节水灌溉工程的建设,我国很早就引入这个概念。节水灌溉的目的是通过对水利工程进行建设与管理,更好的做到灌溉水源和自然降水的有机结合。节水灌溉工程可以减少在水资源运输的过程中的损失,提高水资源的利用率,从而使其最大限度的发挥作用。建设节水灌溉工程在提高单位耗水量的同时,又做好了对产量的保证。目前,我国正处于节水灌溉工程建设的阶段,在逐渐吸取更方面节水工程建设的经验的同时,还应注意以下一个问题。
1、 节水灌溉技术的选择
因地制宜,选择符合当地环境的节水灌溉技术有利于带动当地农业的发展。在开展农业节水工程前期,一定要做好相应的考察工作,才会更有效的做到资源的合理优化配置。前期的考察工作是一切工作的前提与基础,节水工程既要考虑到当地的水资源使用状况,也好考虑到未来的发展趋势和经济效益。根据我国当前的节水工程发展状况,例如经济基础雄厚,但水资源匮乏的地区,更适合发展喷灌或微灌;经济基础相对较弱,但地势平坦的地区,就更适宜发展田间节水灌溉技术。对于不同物种进行节水工程建设,也要考虑的其本身的特性。当前,各地的节水工程建设已经逐步开展,其中出现的问题也相对较多。因此,根据依靠科学指导进行节水灌溉工程建设,避免盲目的进行工程项目,为节水工程的发展做出更有依据的保障。
2、 节水灌溉的标准
目前为止,各地区都在加大对节水灌溉工程的建设力度,但是节水工程也需要有一个衡量的标准,才会保证节水工程稳健的经济效益。在科学技术不断发展的今天,节水灌溉工程的衡量标准也在逐渐变化着。与早期兴修的水利工程相比,现阶段对节水灌溉的标准应该更严格、更科学。例如一些灌溉工程的运输管道选取不当,地面采用移动软管,有的喷灌工程的喷头设定的间距不合理,就会造成水资源的二次浪费,节水工程达不到预期的经济效益。为了有效的减少运输水资源方面的损失,采取科学的方法是不容忽视的。利用逐渐提高的科学技术对灌溉区域进行测评,用科学的方法衡量灌溉工程的标准,才能在最大程度上保证对节水工程的投入与获得的经济效益的稳定性。
3、 农业节水增产技术对节水灌溉工程的影响
以往的节水灌溉工程,都是依托于原有的基础理论,重视工程技术带来的便利条件,而没有意识到农业增产技术对节水灌溉工程的影响。传统的灌溉工程建设方法,虽然能达到节水的目的,但是和预期的经济效益相差很多。我国自古拥有者雄厚的农业基础,因此,在农业领域化的增产技术利用可以保证节水灌溉工程高效运行。利用不同配套措施相互交融,不仅在技术层面会有新的改善,在工作效率上也会有显著的变化。综合发挥各部分间的优势所在,让增产技术为建设节水灌溉工程做补充,同样是目前灌溉工程发展的新领域。
4、 节水灌溉设备的选择
任何工程的建设都离不开物质基础的辅助力量,对于节水灌溉工程建设,也要发挥其基础设施的作用。如果节水灌溉工程不能发挥其相应的能力,带来经济效益,这样工程则为失败的,不仅损失严重,也造成了资源的浪费。因此,在对设备进行选择时,要优先选取质优的设备投入工作。就目前状况而言,市场上的生产厂家良莠不齐,产品的质量也存在一些问题,一旦不慎选取劣质设备,就会给节水灌溉工程的建设带来负担。同时,相关质量检查部门也应对市场上流通的设备进行严格把关,选择优质的节水灌溉设备投入到工程建设中,是对优质工程建设的保障。
5、 加大对节水灌溉工程的投入
尽管相关部门在不断的推行节水灌溉工程的建设,但是大力发展节水农业仍然是一个需要长期实践的过程。节水灌溉工程的建设作为一项可持续发展的重点项目之一,需要加大对其物质等多方面的投入。随着科学技术的不断发展,我们对节水工程的建设已经不仅拘泥于节约,更注重可持续发展带给人们的益处。节水灌溉给农业带来的效益不仅有利于农民生产条件的改善,也是对工业用水、生活用水等方面的调节,无论是对个人还是对国家,都有重要的意义。因此,大力建设节水灌溉工程,加大对其各方面的投入,是维持与改善生态环境最有力度的方法。
6、 加强对节水灌溉技术的研究
尽管我国在不断的进行对节水灌溉工程的技术研究,但是在很多方面仍然反映出我国节水灌溉技术与国外先进技术的差距。在逐步的推广过程中,不难发现,我国节水灌溉工程虽然开展的比较顺利,但是想要深入进行就愈发困难。因此,针对后劲不足的现象,我们应该加大对节水工程科研的投入,不断的促进科技给节水灌溉技术的支持力,综合利用各种不同研究资源,更系统、更全面的对我国的节水灌溉技术进行分析。
节水灌溉工程的建设是目前我国大力发展的工程项目之一,加强对节水灌溉技术全方面的探索,并形成体系化的管理系统,有助于未来节水工程的建设,让有限的水资源等得合理的利用,从而为我国农业发展做出更大的贡献。
参考文献:
[1] 赵竞成,吴玉芹.论农业节水的战略地位[J].中国农村水利水电,2000(10).
[2] 冯广志.“九五”节水灌溉工作综述[J].中国农村水利水电,2001(7):5-8.
【关键词】节水灌溉;工程建设;问题
采用节水灌溉的最大优势在于使用最少的水量进行最大面积的灌溉,保证农作物的总产值。在进行节水灌溉的过程中,对水资源进行充分的利用,优化灌溉系统,提高水资源的利用率。随着我国节水灌溉的推广,在我国的大部分地区建立了节水灌溉工程,但在一部分地区中仍存在着漫灌的灌溉方式,使得水资源的合理利用不能有效实现。在我国的水资源的使用日益短缺的情况下,推广节水技术具有重要的意义。
1 节水灌溉技术的选择
在目前使用的节水灌溉技术中,都有其自身的适用范围。因此,在进行技术的选择时要根据当地的实际情况进行考虑,根据当地的情况进行技术的选择,综合考虑当地的地貌、气候等条件,保证灌溉的效果。例如:在经济发展较好、水资源缺少的地区可以选用喷灌或滴灌技术;经济发展较差的地区则可以采用田间灌溉技术,将土地划分为小块或采用细流的形式进行灌溉。在进行经济作物的灌溉时可以采用喷灌的形式,大农田作物可以采用渠道的方式进行防渗灌溉或低压管道灌溉等。
在现行的灌溉技术的使用中,通常存在以下问题:(1)不能够选择科学的灌溉方法和经济的灌溉方式。灌溉技术的选择是否符合现实的需要,能否经过农民的允许和支持前提下进行灌溉。(2)在进行灌溉工程的修建时,地点的选择不合理,过于集中,。在有的节水灌溉工程中,存在低压运输管道的灌溉系统,但不能够进行合理的利用,而是重复修建灌溉工程,产生了资源的严重浪费。
在进行灌溉工程的建设中,应对实际情况做好充分调查,制定出合理的灌溉计划,并在同一的领导下进行灌溉的实施。减少人为的干预,减少不合理灌溉的产生。
2 节水灌溉的标准
在进行节水灌溉的过程中,由于对节水量并没有进行具体的要求,因此就难以衡量节水产生的效益,在一些节水工程的建设中,只是将投资的减少作为效益的参考,使得工程建设的质量受到严重的影响。例如:在有的灌溉工程中,地埋管道的长度只有1m,而大部分管道使用的仍是移动软管,使得喷灌过程中的距离较远,很容易产生漏喷的现象。有的灌溉工程中采用滴灌的形式,大大降低了节水的效果。实践总结表明:如果不能够采用科学的方式进行节水灌溉,就会使得节水的效果受到严重的影响并在一定程度上增加了经济投入。
3 节水灌溉工程问题解决方法
3.1 选择优质的节水灌溉设备
在节水灌溉的不断发展过程中,节水灌溉设备的选择有着至关重要的作用,如果不能够进行正确的选择,就会影响到工程效益的正常发挥。在进行节水设备的选择时,要将节水设备的选择作为工程中的重要环节。由于积水灌溉设备的供应商较多,难以保证设备的质量,因此在进行设备的选用时,要保证其经过严格的质量检测,并持有合格证书。
3.2 增加节水灌溉工程投入
促进节水灌溉政策的大力实施,切实做好节水灌溉工作,提高农业用水的利用程度,增加农田的有效灌溉面积。首先,要加大相关的政策施行力度,扩大灌溉的面积能够有效的提高灌溉率,减少水费的支出。其次,农业节约的用水量可以有效利用到城市和工业用水中,带来巨大的社会效益,对国家的发展有着巨大的促进作用。因此,在进行节水灌溉的投入时,要充分结合国家、集体和个人的利益,保证投入的平衡。
3.3 合理控制水价,减少水浪费
在我国虽然水资源较丰富,但由于人口众多,人均水资源严重缺乏。在农田水利的灌溉中,存在着严重的水资源浪费现象。在进行新技术的研究和使用过程中,由于受到地域的限制,推广速度较慢。产生这一问题的主要原因在于我国的农田灌溉用水的价格较低,部分地区用水灌溉不收水费,由于成本较少,因此,节水灌溉难以受到重视。在进行灌溉的过程中,农民会选择节约设备花费,进而会选择漫灌的形式。节水灌溉设备难以进行正常的使用,在出现问题时难以进行及时的维修和更新,节水带来的效益并没有得到充分的体现。对此,相关部门应做好水价控制,使供水成本能够起到控制农业用水的作用,及时进行水价的核定,采用经济的形式进行用水的控制。
3.4 加强节水灌溉技术的推广
在我国的农业灌溉中,节水灌溉技术并没有得到真正的推广和大范围的使用
在技术中仍然存在着明显的问题,因此,就需要采用相应的方法提高对于灌溉技术的研究。
(1)加大对不同类型地区的节水灌溉的研究,其中包括:不同地区的节水灌溉选择的方法,使用中产生问题的解决方案和相关的技术经济政策等。
(2)高效利用农业水资源,其中包括:农业水资源对农业发展提供的持续动力,农业水资源的合理使用调控、循环水利用技术的研究。
(3)节水灌溉技术的研发和新设备的使用,尽可能减少投资和使用能耗,实现喷灌的效益性。
参考文献
[1]王天雄.谈张掖市利用外资发展节水灌溉工程项目建设与管理[J].水利建设与管理,2008(9)