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針對不同功能的建筑可采用不同的節(jié)水對策和技術(shù):在住宅和辦公樓中應改進馬桶的沖洗方式,減少沖洗水量;在賓館、飯店中,應考慮沐浴污水的處理及回用。
1減少馬桶沖洗水量
目前,我國普遍采用沖水量≥11L的坐便器,耗水量大。若根據(jù)建設部的規(guī)定,全部使用沖水量≤9L的馬桶,則住宅可節(jié)水4%,賓館、飯店可節(jié)水3%,辦公樓可節(jié)水11%。目前美國及歐洲已經(jīng)普遍使用6L的馬桶,假如到2001年我國實現(xiàn)全部馬桶采用6L沖洗水,則住宅可節(jié)水14%,賓館、飯店可節(jié)水4%,辦公樓可節(jié)水27%。
2廚房、沐浴、盥洗的節(jié)水
廚房的洗滌盆、沐浴水嘴和盥洗室的面盆龍頭若采用充氣水嘴,可節(jié)水且不減小水柱的直徑。
3真空節(jié)水技術(shù)
為了保證衛(wèi)生潔具及下水道的沖洗效果,可將真空技術(shù)運用于排水工程,用空氣代替大部分水,依靠真空負壓產(chǎn)生的高速氣水混合物,快速將潔具內(nèi)的污水、污物沖吸干凈,達到節(jié)約用水、排走污濁空氣的效果。一套完整的真空排水系統(tǒng)包括:帶真空閥和特制吸水裝置的潔具、密封管道、真空收集容器、真空泵、控制設備及管道等。真空泵在排水管道內(nèi)產(chǎn)生40~50kPa的負壓,將污水抽吸到收集容器內(nèi),再由污水泵將收集的污水排到市政下水道。在各類建筑中采用真空技術(shù),平均節(jié)水超過40%。若在辦公樓中使用,節(jié)水率可超過70%。
4中水處理
在公寓、住宅和賓館中,排放大量的沐浴及盥洗水,應考慮將其經(jīng)適當處理后供生活雜用及補充冷卻水,主要包括廁所沖洗、園林灌溉和道路保潔等。
推薦的中水處理工藝為:
原水機械格柵毛發(fā)過濾器調(diào)節(jié)池混凝過濾活性炭吸附消毒中水池[中水泵中水屋頂水箱專用水管系統(tǒng)(水表)用水點]
在沐浴用水占總用水量50%以上的賓館、公寓、高級住宅等建筑中,可考慮采用中水處理系統(tǒng),以滿足沖洗廁所、綠化灌溉及補充部分冷卻循環(huán)水的水量要求,可節(jié)約至少30%的生活用水量。
(劉瑾韓彥彬供稿)
廢水集中處理利于節(jié)能降耗
1小型廢水處理站存在的問題
①調(diào)查了3座小型廢水處理站,設計處理能力均為500m3/d,但正常運行的實際有機負荷只有設計能力的20%~30%,全年水力滿負荷運行的時間只有1/4,并且都沒有安裝變頻調(diào)節(jié)裝置,“大馬拉小車”現(xiàn)象普遍存在。
②小型廢水處理站都與生產(chǎn)同步,而正常生產(chǎn)企業(yè)每周有兩天休息,因此每次開車時都有4~6h甚至更長時間不能正常運行(生物細菌的活性恢復過程),造成能源的浪費。
③廢水處理效果都比較好,其出水經(jīng)深度處理后其指標均可達到生活雜用水標準,但多數(shù)得不到回用,造成水資源的浪費。
④地下管道的滲漏引起環(huán)境污染。
⑤個別企業(yè)為追求經(jīng)濟效益,有偷排廢水現(xiàn)象,引起環(huán)境污染。
2針對小型廢水處理站的節(jié)能對策
①在進行廢水處理工藝設計之前應充分收集有關生產(chǎn)廢水的第一手資料,保證設計能力與實際運行負荷相適應,并考慮計算機控制系統(tǒng)在廢水處理中的應用。
②合并小型廢水處理站,使廢水集中處理,有利于減少重復投資,避免社會資源的浪費。
③環(huán)境保護部門在對企業(yè)進行達標排放管理的同時,應設專門機構(gòu)對企業(yè)提供技術(shù)咨詢,使處理后的水能夠得到充分利用,在減少環(huán)境污染的同時提高經(jīng)濟效益。
3廢水集中處理的經(jīng)濟效益及環(huán)境效益
①大量節(jié)省建設投資。3座污水處理站的投資總額為300多萬元,如果合并處理投資額約為150萬元,可節(jié)省一半投資。
②節(jié)省勞動力。每座污水處理站至少有5人,合并處理后最多只需10人,這有利于提高社會效益,促進社會勞動力的合理分配。
③節(jié)能效果顯著??沙浞掷米冾l調(diào)節(jié)裝置及計算機控制系統(tǒng)使能源得到充分利用,至少可節(jié)能50%以上。
④促進處理后水的回用。全年可減少廢水排放量30×104m3,同時可節(jié)水30×104m3,CODCr排放量減少15t,從而實現(xiàn)經(jīng)濟效益和環(huán)境效益雙豐收。
環(huán)境保護部門在對企業(yè)實施監(jiān)督管理的同時,希望能對廢水處理設施的建設實現(xiàn)宏觀調(diào)控并給予技術(shù)指導,以避免重復投資,在減少社會資源浪費的同時提高經(jīng)濟效益和社會效益。
(江蘇省南通新西爾克針織服裝有限公司吳瓊供稿)
取消清水池的總排水管
清水池的排水管有泄空管、溢水管、盲溝排水管和匯集排除上述三條管道中水的總排水管。某水廠有2個容量為5000m3的清水池,施工時根據(jù)現(xiàn)場實際情況取消了總排水管,至今已正常使用4年多。原設計總排水管(DN1000)出口在750m以外的莫引渠,建設資金約40多萬元,清水池和各窨井均座落于承載力較大、滲水性良好的卵石層地基上。
1取消總排水管的可行性
①因池壁施工質(zhì)量合格,很少有滲漏水,就是有少量滲漏水,也可經(jīng)盲溝排水管、出口窨井底等滲水性良好的卵石層滲入地下。
②清水池運行正常時一般不會發(fā)生溢水,即使發(fā)生也是短暫的。溢水管上口高于池壁外窨井口3.2m,溢出的水可以由窨井口及地面明渠排除。
③清水池通常3年才清洗一次,每次排水量也僅有200m3,排水時可以臨時用潛水泵從出口窨井中把水抽到地面澆灌林帶綠地。
④盲溝排水管和泄空管排出水的濁度和細菌學指標可能超標,但水從窨井底下滲,經(jīng)幾十米厚的卵石層過濾后不會污染地下水。
2采取的相應措施
①盲溝排水管、溢水管、泄空管的出口窨井分別設置且不相互連通,井底不鋪混凝土或水泥砂漿,采用天然卵石以便于水下滲。
②溢水管、出口窨井蓋用有一定強度經(jīng)防腐處理的木板、竹板等輕質(zhì)材料制做,以便溢水時漂起。窨井旁可設地面明渠,以利地面排水。
③安裝2套清水池水位儀,并設定上限水位報警,當1套失靈時可由另一套報警。亦可采用自動控制系統(tǒng)來控制清水池上限水位,即當水位達到設定的上限值時,一級泵站部分水泵機組自動停機,減少向清水池的送水量。
(新疆石河子市自來水公司趙偉供稿)
克拉瑪依水廠冬季超越供水的實踐
克拉瑪依的工業(yè)和城鎮(zhèn)生活用水主要來自地表水,夏季水廠直接從渠道取水,冬季則從水庫取水,目前4座水廠總的凈化水能力為23×104m3/d。
據(jù)調(diào)查,冬季水庫表面冰封后,冰下原水水質(zhì)已優(yōu)于水廠凈化水。經(jīng)分析除細菌、大腸菌群超標外,其他指標均達到了生活飲用水的標準。
由于水庫表面結(jié)冰后,水庫出水由管道輸送,刮風降塵對冰下原水不會造成污染,因此這時可以考慮采取超越水廠,殺菌后直接供給用戶。
1985年冬季,該市進行了多次、短時間超越水廠供水的試運行,經(jīng)取樣分析水質(zhì)完全達標,試驗獲得成功。1986年克拉瑪依開始了冬季(11月下旬至次年3月下旬)水庫表面冰封后庫存水不經(jīng)水廠凈化、殺菌后直接供給用戶的實踐。
1987年,新疆克拉瑪依市衛(wèi)生防疫站對該地區(qū)生活飲用水的水質(zhì)進行了為期一年的調(diào)查分析,并向政府提交了正式調(diào)查評價報告。報告中用水點水質(zhì)合格率為100%,認為克拉瑪依地區(qū)供水水質(zhì)全面達標。
新疆石油管理局供水水質(zhì)檢測中心對1992年—1993年超越水的主要供水點——白堿灘調(diào)節(jié)水庫的水質(zhì)進行了檢測分析。
結(jié)果表明,水庫表面結(jié)冰后,特別是1月—3月,冰下水溫很低,細菌、大腸菌群大量死亡,水庫原水全面達到了生活飲用水標準;而11月上、中旬水庫表面冰層未形成,受刮風和降塵影響,造成濁度超標;11月—12月,水庫水溫>0℃,細菌和大腸菌群超標。在11月上、中旬水庫要經(jīng)水廠凈化、殺菌后才能供給用戶;11月下旬水庫表面冰封后,庫存原水超越水廠、殺菌后供給用戶,均可全面達標。
新疆石油局供水水質(zhì)檢測中心每年都對各水庫原水、水廠凈化水、地下水進行多次取樣檢驗,多年監(jiān)測超越水水質(zhì)表明,其全面符合國標GB5749—85的生活飲用水衛(wèi)生標準。新疆克拉瑪依地處北溫帶,寒冷冬季長達4~5個月,利用冬季水庫表面冰封后,水廠不運行,庫存冰下原水經(jīng)殺菌密閉輸送至用戶,經(jīng)過10多年的實踐證明是成功的,同時也帶來了可觀的經(jīng)濟效益。
①據(jù)統(tǒng)計,從1986年—2000年,水廠供超越水共1.1×108m3,以1m3水節(jié)約成本0.39元計,共節(jié)約成本4300萬元。
②使水廠在冬季有充足的維護時間,第一凈化水廠自1978年建成投產(chǎn)以來已運行22年,從未進行過大修,運行狀況良好,節(jié)約維修費用。
[論文摘要]:從我國西北地區(qū)的水資源量著手,分析了當前該地區(qū)水資源特點。總結(jié)西北地區(qū)工程節(jié)水技術(shù)主要措施。
我國西北地區(qū)包括新疆、青海、寧夏、甘肅、陜西五省(區(qū))的全部和的西部等地區(qū),面積360萬km2,約占全國土地面積的37.5%。西北地區(qū)特定的自然環(huán)境和水資源條件,決定了水在其經(jīng)濟社會發(fā)展、生態(tài)環(huán)境建設中的極端重要性。發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)是西北地區(qū)農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟社會可持續(xù)性發(fā)展的重要保證。
西北地區(qū)降水稀少,蒸發(fā)強烈,水土資源分布不平衡,水資源供需矛后突出;另一方面,水資源開發(fā)利用不合理,農(nóng)業(yè)用水效率低,農(nóng)田灌溉水利用率僅為0.3~0.4左右,浪費極其嚴重。在發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)方面,問題表現(xiàn)在:節(jié)水認識上存在誤區(qū);節(jié)水灌溉技術(shù)水平低;灌區(qū)工程不配套,老化失修嚴重;節(jié)水資金投入不足;農(nóng)業(yè)灌溉水價偏低,水費到位差;節(jié)水管理體制不健全;節(jié)水農(nóng)業(yè)政策有待完善;農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)不夠合理;節(jié)水設備質(zhì)量不高,產(chǎn)業(yè)化程度低。
1.工程節(jié)水技術(shù)
工程節(jié)水主要從渠系輸水到田間灌水過程來考慮節(jié)水。渠系輸水過程的主要措施有節(jié)水渠道防滲和改渠道輸水為管道輸水節(jié)水等;田間灌水過程節(jié)水主要是改進地面灌水技術(shù),如大畦改小畦、長畦改短畦、平整土地,在缺水地區(qū)推廣膜上灌或膜下灌,有條件的地方推廣噴灌、微灌等灌溉新技術(shù)。
2.修建水利工程,對現(xiàn)有灌區(qū)工程進行技術(shù)改造和配套建設
在西北內(nèi)陸河源流區(qū),興建必要的山區(qū)水庫,攔蓄調(diào)控水資源,因地制宜的合并、改造、廢棄平原水庫,可減少蒸發(fā)造成的水資源浪費。同時,在有條件的支流興建控制性水利樞紐工程和局部調(diào)水工程,科學配置水資源,解決局部地區(qū)缺水問題。對現(xiàn)有的大、中、小型灌區(qū)工程進行以高效節(jié)水為中心的更新改造,這是壓縮農(nóng)業(yè)用水的重要措施。
3.加強渠道防滲襯砌
渠道防滲工程節(jié)水效益明顯,成本低廉,是諸多農(nóng)田灌溉節(jié)水措施中經(jīng)濟合理、技術(shù)可行的主要節(jié)水措施之一,同時又是當前農(nóng)田灌溉節(jié)水工程改造中的關鍵環(huán)節(jié)。渠道采用防滲技術(shù),一是能加快輸水速度,縮短灌溉時間,能充分利用渠水,擴大灌溉面積,減少地下深層淡水的開采;二是與土壟溝相比,渠道防滲可節(jié)水40%~45%;二是灌區(qū)大部分為自流灌溉,節(jié)能效益顯著。四是省去土渠每年維修費用、縮短澆地時間,可省工30%~50%。陜西、甘肅等地試驗資料表明:渠道防滲可使渠系水利用率提高20%~40%,減少渠道滲漏損失50%~90%,此外,渠道防滲還具有加大過水能力、減小過水斷面、加快輸配水的速度、節(jié)省土地等優(yōu)點。
4.鋪設低壓管道輸水
管道輸水具有節(jié)水、輸水迅速、省地、增產(chǎn)和有利于搶季節(jié)等優(yōu)點,與土渠相比較,利用管道輸水水的利用系數(shù)可提高到0.95,節(jié)電20%~30%,省地5%~增產(chǎn)幅度10%左右。管道輸水灌溉技術(shù)被認為是投資最省、節(jié)水最有效、管理最方便的一種輸水灌溉技術(shù)[1],目前管道輸水技術(shù)主要在井灌區(qū)推廣應用,自流灌區(qū)也開始采用管道輸水技術(shù)。低壓管道輸水已有于幾年的發(fā)展歷史,適用于各種地塊、作物及種植方式,為群眾所熟悉和接受,工程使用率高,是目前非常成熟的工程節(jié)水技術(shù)。
5.平整土地,溝畦改造,改進地面灌水技術(shù)
地面灌溉方法是目前應用最廣泛、最主要的灌水技術(shù)[2]。據(jù)有關研究結(jié)果表明,畦田、溝的規(guī)格適宜,操作合理得當,田間水利用系數(shù)可達到0.8以上,灌溉定額可大幅度下降。膜上灌較一般地面灌溉可節(jié)水30%以上,高者可達50%以上,波涌灌(包括畦灌、溝灌)可節(jié)水10%~30%灌水均勻度及儲水效率均明顯提高,分根交替灌溉可節(jié)水15%~30%,這足以表明地面灌水改進提高應用后的節(jié)水潛力[3]。
平整土地是提高地面灌水技術(shù)和灌水質(zhì)量,縮短灌水時間,提高灌水勞動效率和節(jié)水增產(chǎn)的一項重要措施。一般而言,渠灌區(qū)若不采取任何節(jié)水措施,采用田間大塊劃小和土地平整工程,可是灌溉水利用系數(shù)提高0.05~0.10。畦灌是耕地經(jīng)平整后,利用畦埂將田塊劃分成小塊進行灌溉;溝灌是在作物行間開挖灌水溝,灌溉水從輸水溝進入灌水溝后,在水流動的過程中由溝底和溝壁向周圍入滲濕潤土壤的方式進行灌溉。畦灌要求的地面坡度以0.001~0.003為宜,最大不要超過0.01;溝灌要求地面坡度以0.003~0008為宜,最大不要超過0.02。
結(jié)合土地平整,進行田間工程改造,劃長畦(溝)為短畦(溝),改寬畦為窄畦,設計合理的畦溝尺寸和入畦(溝)流量,可大大提高灌水均勻度和灌水效率。陜西洛惠渠的研究表明,在入畦單寬流量為3~5L/s時,灌水定額隨畦長而變,當畦長由100m改為30m時,灌水定額減少150~204m3/hm2;當畦長30~100m時,畦單寬流量從2L/s增加到5L/s灌水定額可降低150~225m3/hm2。6.推廣應用噴灌、滴灌、微灌、膜上灌、膜下灌節(jié)水新技術(shù)
噴灌可將水均勻地噴灑在作物上,它可以根據(jù)作物的不同生育期、不同需水量科學控制灌水定額,平均灌水定額30m3。噴灌工程不需平整耕地、修建田間毛渠和打埂,一般可以節(jié)省土地10%~20%。噴灌灌水均勻,節(jié)約用水,對地形的適應性強,與地面灌溉相比,大田噴灌一般可省水30~50%,增產(chǎn)10~30%。噴灌的主要缺點是一次性投資較高,受風的影響大,在多風的季節(jié),會出現(xiàn)噴灑不均勻,蒸發(fā)損失增大。
滴灌工程是目前科技含量最高、起點最高的節(jié)水形式,是高效農(nóng)業(yè)的首選。滴灌與一般的畦灌相比有很多優(yōu)點,具體主要體現(xiàn)在以下四個方面:一是省水,滴灌屬局部灌溉,僅濕潤作物根區(qū)附近的土壤,避免了輸水損失和深層滲漏損失,地表濕潤,減少了地面蒸發(fā),節(jié)水率可達80%,能最大限度利用水源。二是省肥,在滴灌過程中,用施肥罐將可溶性肥料隨水滴入作物根部發(fā)育區(qū),可有效地使肥料利用率由30%~40%提高到50%~60%。二是省工,無須平地、筑埂、打畦。滴灌土壤不板結(jié),壟間于燥,可減少中耕和除草等投工,省工50%~80%。四是適應性強,它對地形適應能力強,在坡度為50°~60°的陡坡上,也可以采用滴灌系統(tǒng),由于滴灌是小水勤滴,適時適量,土壤理化性能好,一般可增產(chǎn)20%~30%以上[3],并可有效地改善蔬菜的品質(zhì)。不過,滴灌投資大,因此,更適于經(jīng)濟作物,是溫室大棚中最理想的灌水技術(shù),隨著農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的不斷深人和高產(chǎn)值、高效農(nóng)業(yè)的推廣,滴灌將得到更多的應用。
微灌將水和肥料澆在作物的根部,它比噴灌更省水、省肥。當前推廣的主要型式有微噴灌、滴灌、膜下滴灌和滲灌等。膜下滴灌具有增加地溫、防止蒸發(fā)和滴灌節(jié)水的雙重優(yōu)點,節(jié)水效果最好,近幾年,隨著產(chǎn)品國產(chǎn)化和價格的降低,在我國西北地區(qū)得到迅速推廣。
1996年新疆石河子墾區(qū)在大田(棉花)應用膜下滴灌技術(shù)取得成功,1999年開始大面積推廣應用,力薦在全國范圍內(nèi)進行推廣。據(jù)統(tǒng)計膜下滴灌單位面積平均用水量是傳統(tǒng)灌溉方式的12.5%,是噴灌的50%,是普通滴灌方式的70%。采用膜下滴灌技術(shù)后,不需要修農(nóng)渠,也不需要筑硬打畦。操作簡便,節(jié)省機力費和人工作業(yè)費,并節(jié)省抽水電費和肥料費,有效降低了生產(chǎn)成本。膜下滴灌
可使作物根系經(jīng)常維持適宜{水分、通氣和養(yǎng)分狀態(tài),因此,作物增產(chǎn)顯著。
參考文獻
1.1輸水過程中的節(jié)水措施
在長期的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中,在傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,采取的節(jié)水灌溉措施為挖土成渠,然后把水輸送到田間地頭。這種灌溉方式是一種傳統(tǒng)的灌溉方式,在輸送水過程中,水分的蒸發(fā)和流失量比較大,浪費比較嚴重。相關的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,在目前的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,灌溉渠道中的水并未得到有效的利用,利用率僅為50~60%,只有這個比例的水被用于農(nóng)田灌溉,表明農(nóng)業(yè)灌溉用水的重點是搞好輸水管道的節(jié)水,制定可行的節(jié)水措施和方案。這是節(jié)約灌溉用水的關鍵。
(1)加強輸水渠道的防滲。由于防滲可采用多種材料,而各種材料的性能不同。一般情況下,應用較多的防滲材料包括漿砌塊石、混凝土預制塊、干砌塊石和現(xiàn)澆混凝土護面等。在當前的農(nóng)田水利建設中,大都是建設的“三面光”渠道。如果使用的為混凝土護面,則如果渠道較小,則可選用U型混凝土渠道,改善輸水流量,降低過水斷面。
(2)在農(nóng)田水利灌溉中,輸水管道不僅為渠床滲透,在輸水過程中,也可能出現(xiàn)水面蒸發(fā)或者渠床上雜草的蒸騰,如果使用輸水管道便可降低輸水過程中的損耗,則無須采取其他的措施。如果對滴管、噴灌等的要求較高,可從地面灌溉中選擇低壓輸水管,壓強通常小于200MPa。
1.2節(jié)水灌溉的方法
一般所謂的農(nóng)田水利節(jié)水灌溉是指農(nóng)田田間的配水,如果灌溉水達到根系的水分配方式不同,則效果也存在著很大的差異?,F(xiàn)階段,節(jié)水灌溉技術(shù)主要包括以下幾點:
(1)微灌技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用,一般涉及到的技術(shù)主要包括滴灌、脈沖灌溉和微噴霧等技術(shù)。如果參照微灌技術(shù)設備性能劃分,分為兩種:①重力微灌;②常壓微灌,如果按照灌溉設備分類,同樣分為兩類:①地下灌溉;②地面灌溉。微灌技術(shù)的最大優(yōu)點在于,可對灌溉用水量進行嚴格的控制,該技術(shù)主要包括輸水管道、水過濾系統(tǒng)和灌溉控制系統(tǒng)等。
(2)如果在農(nóng)田灌溉中使用噴灌技術(shù),則應選擇合適的設備,通常包括動力機、加壓水泵等。而同時可采用水自然下降的勢能,把水壓縮在管道中,從而進行輸水,然后經(jīng)過噴嘴把水噴到空氣中。這是一個完整的過程,可為灌溉區(qū)域內(nèi)的農(nóng)作物提供水源。從目前的灌溉技術(shù)看,噴灌技術(shù)的應用最為普遍,同時,在各種農(nóng)作物灌溉中均有使用。
(3)在目前的渠道防滲中,經(jīng)常使用的灌溉渠道防滲技術(shù)包括石頭襯砌、混凝土襯砌、塑料薄膜材料防滲等技術(shù),且應用的效果十分理想。
(4)步行式灌溉由于在設備拆裝方面具有一定的優(yōu)勢,是一種可快速拆卸和組裝的節(jié)水灌溉設備,可用拖拉機實施灌溉。由于該技術(shù)可有效改善灌溉的效率,因此可從源頭上完成水資源的節(jié)約。
(5)低壓管道輸水技術(shù)的應用,一般采用的方式為,從井內(nèi)提取水源,然后用灌溉管道系統(tǒng)把水輸送到灌溉區(qū)域。低壓輸水管道技術(shù)主要應用于水到農(nóng)田之后,這是由一種比較常用的地面灌溉方式。
1.3節(jié)水灌溉的系統(tǒng)
(1)不充分灌溉理論。充分灌溉方法,不僅能夠獲得單位產(chǎn)量最大化,同時可提高農(nóng)田灌溉用水的利用率。但這并不意味著單位水量用量最多,收益便最高。因此,基于這一認識,提出不充分灌溉理論,即該理論認為,灌溉的目不是實現(xiàn)單位面積產(chǎn)量的最大化,而是單位用水量盡可能提高作物的產(chǎn)量。在我國水資源日漸緊張的背景下,水資源短缺的年代,該理論的提出顯得意義重大。
(2)水稻薄淺濕曬灌,通常水稻灌溉為長期保持較深水層。但是一些地方采用的仍然是串灌、漫灌的方式,水肥流失比較嚴重。近年來,學者研究采用薄、淺、濕、曬的灌溉制度,在節(jié)水方面收到了良好的效果。該系統(tǒng)制度的基本做法為:薄水插秧、淺水返青,在分蘗之前,加強田間濕潤管理,而在分蘗之后,通過曬田、拔節(jié)抽穗保持薄水,以及乳熟保持田間濕潤,確保黃熟濕潤落干。
1.4節(jié)水田間處理
任何一種節(jié)水灌溉措施,在農(nóng)田水利中的應用,主要的目的是濕潤農(nóng)作物根系活動層土壤,通過濕潤土壤,這達到作物吸收的需求。節(jié)水田間處理方式,主要包括:①中耕保墑;②麥稈覆蓋。其中,中耕保墑方式為在灌溉之后,耙松表層的土壤,進而把毛細管切斷處理,最終確保水分不輕易蒸發(fā)。而麥稈覆蓋方式,也即是把麥桿切碎之后,鋪在土表上,從而建立一個覆蓋表面,降低水分的蒸發(fā)量。
2節(jié)水灌溉技術(shù)在農(nóng)業(yè)水利中應用的注意事項
在農(nóng)田水利中應用節(jié)水灌溉技術(shù),毫無疑問,存在著各種不利的條件和制約因素,但是不能回避和無視這些不利的條件和因素,而需要正視它們,通過采取有效的應對措施,克服這些不利因素的影響,最終促進農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)的推廣和應用。這有利于提高我國農(nóng)田水利的灌溉水平。在農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)推廣中,應注意的問題主要包括以下幾個方面:
(1)根據(jù)土壤條件和農(nóng)作物的類型,按照因地制宜的原則,合理選擇節(jié)水灌溉技術(shù)。在應用和推廣節(jié)水灌溉技術(shù)過程中,應根據(jù)種植的農(nóng)作物類型,以及當?shù)氐耐寥罈l件,合理選擇農(nóng)田水利節(jié)水灌溉技術(shù)。對于農(nóng)作物產(chǎn)量相對較低的大田糧食作物,在應用節(jié)水灌溉技術(shù)時,應重點考慮改進地面灌溉的方式,把節(jié)水灌溉技術(shù)作為主體,通過加大資金的投入力度,利用機械化免耕秸稈覆蓋技術(shù)、膜壟溝灌溉技術(shù),加強這兩種技術(shù)的研究和應用,在條件允許的情況下,適當加大資金投入,采用噴灌和滴灌技術(shù)。
(2)按照農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整方案,合理確定農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)。根據(jù)農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整方案,也即是壓縮農(nóng)作物的種植面積,尤其是縮小糧食作物種植面積,擴大經(jīng)濟作物種植面積,合理確定各種節(jié)水灌溉技術(shù),提高單方水的效益和經(jīng)濟產(chǎn)出。
(3)積極轉(zhuǎn)變工作思路,以農(nóng)民為主體。在技術(shù)推廣和應用中,應切實尊重農(nóng)民意愿,在技術(shù)推廣中發(fā)揮農(nóng)民的主體作用,每一項水利工程的建設,應站在優(yōu)化水資源配置,建設環(huán)保型社會的高度,而不能僅僅重視經(jīng)濟效益,還要注重社會和生態(tài)效益。
(4)在投入的形式上,改變傳統(tǒng)的以農(nóng)民義務勞動為主的方式,通過市場化的運作方式,吸納社會等多方面的資金,在建設過程中,廣泛收集和采納各方面的意見和建議,發(fā)動社會各界的力量,提高農(nóng)田水利建設的整體水平。
(5)在污水處理方面,應采用污水分級制度,在一些水資源比較短缺的地區(qū),可采用滴灌技術(shù),把水直接噴灑在植物的根部,這不僅有利于增強吸收,而且可以降低蒸發(fā)量。在我國中西部地區(qū),水資源短缺的地帶,可應用和推廣噴灌、滴灌等技術(shù)??偠灾趹煤屯茝V農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)的同時,應結(jié)合當?shù)厥菍嶋H情況和各種節(jié)水灌溉技術(shù)的特點,合理選擇節(jié)水技術(shù),從而實現(xiàn)節(jié)約水資源,提高農(nóng)作物產(chǎn)出效益的目標。
3結(jié)語
關鍵詞:水池結(jié)構(gòu);設計;施工
一、水池結(jié)構(gòu)的設計
1.1結(jié)構(gòu)設計應符合的規(guī)定
各種結(jié)構(gòu)類別、形式的水池均應進行強度驗算。根據(jù)荷載條件、工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件,決定是否驗算結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。鋼筋混凝土水池應進行抗裂度或裂縫寬度的驗算。在荷載作用下,構(gòu)件截面為軸心受拉或小偏心受拉的受力狀態(tài)時,應進行抗裂度驗算,在使用階段荷載作用下,構(gòu)件截面為受彎、大偏心受壓或大偏心受拉的受力狀態(tài)時,應進行裂縫寬度的驗算。預應力混凝土水池還應進行抗裂度驗算。
1.2荷載及荷載組合
(1)各種荷載。
水壓。這里指池內(nèi)水壓,是水池的主要荷載之一?,F(xiàn)在習慣上將水池按滿水來計算水壓。這是因為:一方面很可能存在誤操作而造成滿池;另一方面今后工藝上有可能挖潛而超過原設計水位。
土壓力。池外有填土的水池,土對池壁的側(cè)壓力通常用朗肯理論計算土的主動壓力。但土的側(cè)壓力變化因素很多,如回填土的密實度、粘結(jié)力、內(nèi)摩擦角等。實踐證明,用朗肯理論計算主動土壓力偏于安全。
地下水壓力。地下水壓對水池底板的托浮力是威脅水池底板安全的一種主要荷載,設計時應予以重視。為了抵消地下水對底板的影響,在用無梁板作為底板時,其最經(jīng)濟有效的辦法是以池底浮土來平衡,而采用增加結(jié)構(gòu)自重的方法是不經(jīng)濟的。當?shù)叵滤坏陀诔氐锥豢紤]地下水壓時,需采取措施排除地表滯水。
溫、濕度荷載。由于環(huán)境的影響,造成結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生溫度或濕度的變化,從而引起結(jié)構(gòu)物體積變化,當這種體積變化受到約束時,就會產(chǎn)生應力。通常將溫度差及濕度差稱之為溫、濕度荷載。
(2)荷載組合。
①水壓+自重。這是水池結(jié)構(gòu)設計的基本組合。
②水壓+自重+冬季溫差。綜合溫差、濕差和水壓的共同作用,當壁面冬季溫差的絕對值大于夏季壁面濕差(化為等效溫差)的絕對值時,這種情況是最不利的組合。
③水壓+自重+濕差。綜合溫差、濕差和水壓的共同作用,當夏季壁面濕差(化為等效溫差)的絕對值大于冬季壁面溫差的絕對值時,這種情況是最不利的組合。
④土壓+自重。這是指池外有覆土的水池,當有地下水時還應包括地下水壓,這種組合是水池荷載的基本組合之一,當水池建成后運營前以及水池放空期間均屬此種荷載組合情況。根據(jù)上述幾種情況,可歸納為如下兩類:a.無覆土的水池,池壁的荷載應取上述四種組合的最不利情況求得內(nèi)力。b.有覆土的水池,可不考慮2)和3)兩種組合。
1.3截面設計的關鍵性問題
(1)強度設計的安全系數(shù)。
①水池頂蓋強度設計的附加安全系數(shù)。頂蓋所承受的荷載是自重、覆土重、活載等,其中自重和覆土重所占比例最大。由于土的容重隨密度和含水量而變,其變異性較大,因此,附加安全系數(shù)取1.0是合適的。
②池壁強度設計的附加安全系數(shù)。池壁主要承受土壓和水壓,水深一般取滿池計算,水的容重差別極小。土壓強度一般用朗肯主動土壓力理論,是略偏大的。從而說明池壁荷載的取值一般是高限,且變異性很小,因此,附加安全系數(shù)取0.9,即能滿足結(jié)構(gòu)設計要求。
③底板強度設計的附加系數(shù)。池底實際上是與地基共同工作的,一般情況下計算水壓及均布荷載均偏大。底板強度設計的附加安全系數(shù)取0.9,即能滿足結(jié)構(gòu)設計要求。
(2)關于裂縫問題的探討。根據(jù)對已建成水池所作的調(diào)查。
水池裂縫一般為豎向裂縫。這些裂縫有兩種:一是貫穿性裂縫,由混凝土收縮引起的;二是出現(xiàn)于池壁外側(cè)的表面裂縫,其逐步擴伸至全截面。另外在工程實踐中發(fā)現(xiàn),所有的外挑現(xiàn)澆走道板都產(chǎn)生嚴重裂縫,并隨之擴展到池壁,因此,有必要考慮到預制裝配式走道板,或作現(xiàn)澆走道板,每隔3m~4m設伸縮縫一道。
(3)構(gòu)造配筋。水池池壁的構(gòu)造配筋,宜按矩形和圓形水池加以區(qū)分。對于地面式矩形水池池壁,因?qū)癫詈蜏夭畹挠绊懮鯙槊舾?,為避免產(chǎn)生貫穿裂縫,池壁水平向的最小構(gòu)造配筋率每側(cè)不小于0.15%為宜。對于無頂蓋的水池往往在池壁頂部先開裂,宜在頂部每側(cè)放置不小于2根Φ16的水平向鋼筋。對于圓形水池池壁的環(huán)向最小構(gòu)造配筋率,其外側(cè)的最小構(gòu)造配筋率不宜小于0.35%,內(nèi)側(cè)不宜小于0.15%,對于外池有覆土的水池池壁,其內(nèi)、外側(cè)宜對稱配置,但全截面總配筋率不宜小于0.3%。水池底板最小構(gòu)造配筋率,對于無頂蓋的敞口水池,其底板上層鋼筋的最小構(gòu)造配筋率不宜小于0.15%,其下層配筋率及有頂蓋的水池底板配筋率不小于0.1%。
(4)經(jīng)濟配筋率。對于矩形水池,當上端自由,下端固定的豎向截面池壁時,其最大配筋率在0.8%左右尚屬經(jīng)濟。其他矩形水池的池壁,某一界面的最大配筋率可達到1.0%左右亦屬經(jīng)濟范圍。
二、水池結(jié)構(gòu)的施工
2.1水池底板施工要點
(1)混凝土墊層(基礎)澆筑前,應檢查地基土質(zhì)是否與設計資料相符合,如有不同,則應該針對不同情況加以處理,然后再澆筑混凝土墊層。(2)混凝土墊層在澆筑完畢后的1d~2d(視施工時的溫度而定),在墊層面測定底板中心,然后根據(jù)設計尺寸進行放線,定出柱基及底板的邊線,畫出鋼筋分布線,依線鋪放綁扎鋼筋,接著安裝柱基和底板外模板。(3)鋼筋綁扎時,應詳細檢查鋼筋直徑、間距、位置、搭接長度、上下層鋼筋的間距、保護層及預埋件的位置和數(shù)量,均應符合設計要求。上下層的鋼筋要用鐵撐(馬凳)加以固定,防止在澆筑混凝土時發(fā)生變位。(4)柱基模板是懸空架設,下面用臨時小方木撐在墊層上,邊澆混凝土邊取出小方木。(5)底板應一次連續(xù)澆筑完,不留施工縫。施工間歇時間不得超過混凝土的初凝時間。平板厚度在20cm以內(nèi)可用平板振動器,厚度較厚時,則采用插入式振動器。(6)池壁為現(xiàn)澆混凝土時,底板與池壁連接處的施工縫可留在基礎上口20cm處,如設計要求有止水鋼板,在澆搗混凝土前,應將止水鋼板安放固定。(7)混凝土澆筑完畢后,其強度尚未達到1.2MPa時,禁止振動,不得在底板上搭設腳手架,安放模板或搬運工具,并注意對混凝土的養(yǎng)護。(8)遇特殊情況需留施工縫時,應做成垂直的結(jié)合面,并注意結(jié)合面附近混凝土的密實。
2.2混凝土澆筑
水池混凝土一般可采用分節(jié)澆筑和連續(xù)澆筑。池壁分節(jié)澆筑的順序:基礎底板池壁環(huán)梁頂蓋。池壁連續(xù)澆筑的順序:基礎底板池壁環(huán)梁及頂蓋。
2.3防水層施工
水池內(nèi)防水層施工按水塔內(nèi)防水層施工進行。水池外壁一般噴涂瀝青防水層。用作防水層的瀝青必須符合規(guī)定標準,施工前應檢查是否合格。施工前應將池外壁洗刷干凈,先涂冷底子油,然后涂熱瀝青兩道。
參考文獻
【關鍵詞】小河西水庫灌區(qū);節(jié)水改造;技術(shù)
1.前言
小河西水庫灌區(qū)水毀恢復工程與節(jié)水改造規(guī)劃工作已經(jīng)完成,并且已經(jīng)開始建設。小河西水庫灌區(qū)興建于1958年,以小河西水庫為灌溉地表水源,小河西水庫灌區(qū)位于通遼市扎魯特旗中西部,距旗政府所在地魯北鎮(zhèn)25km,地理坐標是東經(jīng)120°36′-120°43′,北緯44°23′-44°37′,灌區(qū)全長74km(其中:香山灌域54km,工農(nóng)灌域20km),平均寬2km,總面積148km2(合22.2萬畝),所轄服務范圍香山鎮(zhèn)六個村,魯北鎮(zhèn)四個村及香山農(nóng)場兩個村,灌區(qū)總耕地面積11萬畝,播種面積8.4萬畝。灌區(qū)原設計灌溉面積5.0萬畝,歷史最高年度灌溉3.2萬畝,最少年份1.1萬畝,多年平均灌溉1.6萬畝。
2.小河西水庫灌區(qū)節(jié)水改造任務艱巨
根據(jù)通遼市水利勘察設計院完成的小河西水庫水毀恢復工程設計報告,規(guī)劃灌溉面積2.3萬畝,其中工農(nóng)灌域2.0萬畝,全部為旱田;香山灌域0.3萬畝,全部為水田。水田灌溉保證率為75%,旱田灌溉保證率為50%。年可供水量為1160萬立方米。小河西灌區(qū)興建于1958年,以小河西水庫為灌溉地表水源,該灌區(qū)經(jīng)過40余年的運行,渠系建筑物出現(xiàn)了嚴重的破損現(xiàn)象。1998年8月8日的特大洪水使小河西水庫的主壩決口,水庫溢洪道、工農(nóng)涵洞及香山涵洞被沖毀,水毀以后,水庫原有的灌溉能力全部喪失,99年至2003年春旱,灌區(qū)人民群眾用柴油機水泵從河道抽水解決春種灌溉用水問題。
小河西水庫除險加固工程的實施,相繼重建了水庫香山涵洞及工農(nóng)涵洞,恢復水庫向灌區(qū)輸水灌溉的功能。小河西灌區(qū)工農(nóng)干渠下游的主要渠系建筑物建設年代久遠,多為砌石及草木結(jié)構(gòu),經(jīng)多年運行,都相繼出現(xiàn)了不同程度的破損現(xiàn)象,并且在98洪水中也遭到了不同程度的破壞,均損毀廢棄,因此,小河西水庫除險加固的成功實施后,為了能盡快發(fā)揮其原有的灌溉效益,解決下游灌區(qū)人民群眾農(nóng)田無法灌溉的難題,急需對小河西灌區(qū)水毀建筑物進行恢復重建。由于水源有限,為了擴大灌溉面積,必須對灌區(qū)進行節(jié)水改造。
小河西灌區(qū)面臨干渠工程不夠配套、建設標準偏低、老化失修、管理落后等一系列問題,還面臨灌溉水量不足的嚴峻問題。通過節(jié)水改造,不但要解決現(xiàn)狀缺水,而且在不增加灌溉用水總量的前提下,還要在灌區(qū)控制范圍內(nèi)擴大灌溉面積。灌區(qū)節(jié)水改造建設周期長,綜合性強,投入巨大,技術(shù)方案和技術(shù)路線既要立足于生產(chǎn)上已經(jīng)得到驗證的成套技術(shù),同時應有必要的前瞻性,制定科學、合理的改造標準,積極、慎重地采用新技術(shù)、新材料、新工藝,以增加灌區(qū)改造的科技含量、提升灌區(qū)功能,保證工程質(zhì)量,降低建設費用和運行成本,提高灌區(qū)經(jīng)濟效益。
3.小河西灌區(qū)節(jié)水改造的技術(shù)問題
根據(jù)小河西灌區(qū)所處氣候條件有顯著差異,節(jié)水改造技術(shù)決策可歸納為下述幾個主要方面:
3.1以可供水資源總量確定灌區(qū)規(guī)模
我國農(nóng)業(yè)面臨的水資源嚴峻形勢不僅表現(xiàn)為水資源的人均占有量和畝均占有量低,而且更突出地表現(xiàn)為水土資源配置失衡。小河西水庫灌區(qū)墾殖率僅為50%左右,即灌區(qū)控制范圍有近一半的面積為各類荒地。充足的光熱資源和豐富的土地資源引起人們以擴大灌溉面積發(fā)展農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)的愿望,但往往忽視了水資源承載能力的限制,造成上游開荒、下游棄耕,湖泊干涸,河道斷流,綠州萎縮,自然生態(tài)惡化的嚴重后果。因此灌區(qū)改造必須正確把握水資源的承載能力,確立以水資源承載能力決定灌區(qū)發(fā)展規(guī)模的技術(shù)原則。
水資源承載能力主要取決于水資源條件,一般而言,水資源豐富地區(qū)的水資源承載能力大,而水資源匱乏地區(qū)的水資源承載能力小。但是,水資源的承載能力又表現(xiàn)出明顯的可變性,廣義上講開源、節(jié)流都是為了提高水資源的承載能力,當然這種提高是有限制的。水資源開發(fā)程度超出安全限度意味著水資源的承載風險加大;超出技術(shù)、經(jīng)濟合理性的節(jié)流,也必然帶來運行、管理上的風險。水資源承載能力還表現(xiàn)為相當大的彈性,例如超采淺層地下水的短期合理性與長期危害性是并存的。正確利用水資源承載能力的彈性可以大大提高水利工程的經(jīng)濟合理性,超出限度則最終會影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。
在考慮水資源承載能力時,還必須考慮對生態(tài)環(huán)境的影響。水資源短缺的北方地區(qū),在當前技術(shù)水平下,提高水資源對經(jīng)濟發(fā)展的承載能力,不能不影響到生態(tài)環(huán)境用水,因此本地區(qū)應首先保證必要的生態(tài)環(huán)境用水,也要同時從長遠上考慮生態(tài)環(huán)境的承受能力。
3.2 確定不同的灌溉標準
灌區(qū)通常采用單一灌溉設計保證率,例如有關規(guī)范規(guī)定的影響因素中,作物影響是以“作物組成”的形式出現(xiàn)的,并未明確同一灌區(qū)的不同作物可采用不同的灌溉設計保證率。這種狀況與我國農(nóng)業(yè)傳統(tǒng)上強調(diào)糧食生產(chǎn)有關,也與規(guī)劃設計的粗放有關。灌區(qū)節(jié)水改造中如何正確選擇灌溉設計保證率是一個有爭議的問題,一方面該區(qū)域水資源短缺,不可能選擇過高的灌溉標準,另一方面灌區(qū)節(jié)水改造的效果又應該體現(xiàn)在灌溉保證率的提高上。
小河西灌區(qū)建于50~70年代,灌溉設計保證率是根據(jù)當時的水文氣象、水土資源、作物組成、灌區(qū)規(guī)模等因素確定的。80年代以來氣候呈現(xiàn)逐年干旱的態(tài)勢,河流年徑流量明顯減少,灌區(qū)的灌溉實際保證率并未達到設計保證率。例如工農(nóng)灌域有65%的灌溉面積每年只能灌水1次,且遠低于設計灌溉定額。因此,灌區(qū)節(jié)水改造的效果首先不是體現(xiàn)為提高灌溉設計保證率,而應該體現(xiàn)在恢復灌溉保證率上。
現(xiàn)在農(nóng)業(yè)種植面臨重大結(jié)構(gòu)調(diào)整,即由目前以糧為主的“糧、經(jīng)”二元結(jié)構(gòu)變?yōu)椤凹Z、經(jīng)、飼”均衡發(fā)展的三元結(jié)構(gòu),農(nóng)業(yè)用水形態(tài)呈多樣化趨勢。優(yōu)質(zhì)、專用糧食作物和大多數(shù)經(jīng)濟作物因產(chǎn)值高、適用水肥條件好等原因,要求較高的灌溉保證率,而耐旱牧草和一般糧食作物則不要求較高的灌溉保證率,因此同一灌區(qū)應該針對作物要求確定不同的灌溉設計保證率,這是適應農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整,發(fā)展灌區(qū)經(jīng)濟的必然選擇。
采用多種灌溉設計保證率給灌區(qū)規(guī)劃設計和運行管理帶來技術(shù)上的難度,解決的辦法應依水源條件不同而異。在單一水源條件下,可通過調(diào)整作物種植布局和實行作物區(qū)域種植、規(guī)模經(jīng)營的方法解決,在多水源特別是開發(fā)利用地下水的條件下,應在供水保證率高的水源受益地區(qū)種植要求灌溉保證率高的作物。渠道也可以采用既適合大流量輸水,也適合較小流量輸水的形式。
3.3 合理開發(fā)和運用水資源,建設井渠結(jié)合灌區(qū)
灌區(qū)以小河西水庫為主水源,但并未對區(qū)內(nèi)全部水資源實行有效的統(tǒng)一管理。降雨形成的土壤水是水資源的重要賦存形式,有效利用降水是提高農(nóng)田水份生產(chǎn)效率,解決水資源短缺的重要技術(shù)方向。本地區(qū)多年平均降水量為399.5mm,降水年內(nèi)分配不均,主要分布在6~9月份,站全年降水量的80%。屬補充灌溉農(nóng)業(yè),對降水有較大的依賴性。據(jù)有關研究表明,本地區(qū)土壤水的資源量占降水資源量的60%~70%,玉米生育期土壤水可達其全部耗水量的1/3,但土壤水并未得到充分利用。開始在有效利用降水上做文章。但是降水集中在7、8、9三個月,春季少雨,為此在有條件的地區(qū)建設蓄水工程,集蓄雨水,降水不足時則少量利用渠水補足蓄水,形成了“渠引庫蓄”的用水模式。這種用水模式大大減少了灌溉用水量,對該類灌區(qū)節(jié)水改造方向影響深遠。
地下水是該灌區(qū)的重要水資源,在井渠結(jié)合方面取得了不少經(jīng)驗,特別是水庫沖毀之后,農(nóng)民自發(fā)地打了部分機電井,為利用地下水打下了基礎,地下水開發(fā)利用對灌區(qū)的意義并不僅僅是增加可供水量,而且能控制耕地鹽漬化,為種植結(jié)構(gòu)調(diào)整提供便利的水利條件。西因為該地區(qū)降水少,淺層地下水主要靠灌溉補給;淺層地下水往往礦化度較高,且在垂直方向和水平方向呈不均勻分布;灌區(qū)墾殖率低,灌區(qū)內(nèi)各類荒地大量分布,潛水蒸發(fā)損失大,這些因素都給小河西灌區(qū)的地下水開發(fā)利用帶來多方面的特殊性。實行井渠結(jié)合是小河西灌區(qū)節(jié)水改造的重要內(nèi)容。
3.4以干渠防滲為重點
小河西水庫灌區(qū)渠系復雜,渠線較長、渠道的工程地質(zhì)條件為部分強風化巖層和含礫砂壤土層,輸水損失大,以渠道防滲作為節(jié)水改造主要措施是符合實際情況的。但是渠道防滲耗資巨大,而且還存在凍漲破壞的威脅,如何正確選擇渠道防滲措施是灌區(qū)節(jié)水改造面臨的技術(shù)決策。干渠與田間渠道比較有以下特點:①干渠一般按續(xù)灌方式運行,行水時間長;田間渠道一般按輪灌方式運行,行水時間短。②各級渠道的合計設計流量,田間渠道一般為骨干渠道的幾倍至十幾倍,即一級田間渠道的合計斷面遠大于一級干渠的合計斷面。③比較單條渠道長度,干渠較田間渠道要大得多,但比較單位灌溉面積的渠道長度,結(jié)果正好相反。由此可以看出,干渠輸水損失水量一般大于田間渠道輸水損失水量,干渠防滲畝均費用一般小于田間渠道防滲畝均費用。因此,從投入的有效性考慮,灌區(qū)的渠道防滲應以干渠為重點。
渠道的功能主要是輸水、配水,同時還要求不沖、不淤,盡可能減少洇滲對周圍農(nóng)田的影響,縮短行水時間,保證行水安全等。從這些要求上看,干渠防滲也應優(yōu)先于田間渠道防滲。井渠結(jié)合灌區(qū),渠道通常都有引水補源的作用,因此田間渠道除確有必要的渠段外,一般不宜采取防滲措施。根據(jù)以上的特點,小河西灌區(qū)干渠采取鋼筋混凝土防滲是比較經(jīng)濟合理的。
3.5 農(nóng)藝措施是充分發(fā)揮節(jié)水改造效益的關鍵
提高降水利用率和生產(chǎn)效率的農(nóng)藝措施主要是:①以平整土地為中心的坡地整治措施,②以秸稈和地膜覆蓋為重點的覆蓋保墑措施,③以少耕、免耕為主的耕作保墑措施,④以平衡施肥和施用抗旱劑為重點的化學調(diào)控措施,⑤以選用抗旱品種為重點的生物節(jié)水措施,⑥以優(yōu)化農(nóng)業(yè)資源配置為主的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展措施等等。灌區(qū)節(jié)水改造的目的是為了提高水利用率和水分生產(chǎn)效率,應在技術(shù)方案和技術(shù)路線中明確農(nóng)藝措施的重要作用,也應對農(nóng)藝措施的篩選和配套提出指導性要求。
4.小河西水庫灌區(qū)節(jié)水改造的幾項關鍵技術(shù)和措施
根據(jù)小河西灌區(qū)的具體條件,面臨的問題有其特殊性,對節(jié)水改造技術(shù)有如下幾點需求:
4.1 灌區(qū)水循環(huán)的模擬和評價技術(shù)
灌區(qū)引水量的減少以及渠道防滲等節(jié)水措施的廣泛采用將影響灌區(qū)水循環(huán),特別是地下水的補給和消耗將發(fā)生顯著變化,并進一步影響到土壤鹽分運動以及自然植被、人工植被的生態(tài)耗水。如何依據(jù)節(jié)水改造實施前后條件的變化比較準確地推演未來的狀況和變化趨勢,是對這項技術(shù)的基本要求。
4.2 渠道防凍漲措施
由于冬季氣候寒冷,防滲渠道破壞的主要原因是凍漲問題,特別是干渠沿線的地下水位有時甚至高于渠底,致使凍漲量過大。國內(nèi)外渠道防凍漲研究成果和成功經(jīng)驗不少,技術(shù)上沒有大的障礙,問題在于防凍漲措施的有效性往往和建設費用、運行費用成正比,對于我們這樣經(jīng)濟落后地區(qū)尚難以承受。灌區(qū)渠道防凍漲問題不宜單純依靠防凍漲措施解決,應提倡針對渠段實際情況采用綜合措施解決。例如,干渠兩側(cè)地下水補給條件好,水質(zhì)也較好,可以沿渠布設機井(或埋設水平排水管),將地下水提入渠中,一方面增加了可供水量,另一方面也可有效降低骨干渠道兩側(cè)的地下水位,減輕凍漲威脅,比單純排水的經(jīng)濟性好。
4.3 高標準平整土地技術(shù)
高標準平整土地是提高灌區(qū)田間水利用率的基礎性工作,現(xiàn)在主要用人工和推土機結(jié)合進行土地平整,但是精度不高,耕地大平小不平,致使灌水仍不夠均勻,灌水定額過大。目前提高田間水利用率的有效措施是劃小畦塊,縮短溝長,但不利于農(nóng)機作業(yè)。國外采用激光平地,保證灌溉效率。但是由于技術(shù)和經(jīng)濟原因近期我們還不可能采用激光技術(shù)平整土地,可以在繼續(xù)采用人工和推土機的同時,瞄準先進的激光技術(shù),一旦實際成熟則立刻采用。也可以向有關科研部門提供實驗基地,與科研部門進行合作,實驗成功馬上申請大面積推廣。
4.4 非充分灌溉技術(shù)
非充分灌溉缺水灌區(qū)節(jié)水技術(shù)改造的必然選擇,但如前所述,由于農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)的進步和廣泛應用,充分灌溉和非充分灌溉界限已發(fā)生明顯變化。故這里所講的非充分灌溉,應該是在較好農(nóng)藝節(jié)水措施條件下進行的灌溉。普遍采用非充分灌溉的關鍵在于需要對灌溉系統(tǒng)功能重新定位,對灌區(qū)運行調(diào)度也提出嚴格要求,否則如果按照目前的工程條件和調(diào)度能力,作物水分的“短期虧缺”很可能成為“永久虧缺”。給農(nóng)民帶來無法挽回的經(jīng)濟損失 。
4.5 灌排結(jié)合,控制耕地鹽漬化
小河西灌區(qū)因降水稀少,蒸發(fā)強烈,以及排水工程不配套等原因,開灌后不同程度存在鹽漬化問題,因此必要的排水配套措施應該是這次灌區(qū)節(jié)水改造的重要內(nèi)容之一。在干旱、半干旱地區(qū),要解決巖漬化問題,目前最好的辦法就是灌排結(jié)合,井渠結(jié)合,放棄原有的重灌輕排思想,在加強灌溉管理的同時,也要加強排水措施。從田間排水開始,合理布設排水溝渠,使排水通暢。還要注意觀察,隨時發(fā)現(xiàn)和解決排水中的問題,嚴格控制耕地的巖漬化問題。
4.6 灌區(qū)分析評價技術(shù)
灌區(qū)分析評價包括二方面的目的:一是對現(xiàn)狀灌排設施進行調(diào)查,總結(jié)經(jīng)驗,找準問題;二是根據(jù)水資源條件、農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)等變化趨勢,提出灌區(qū)節(jié)水改造的目標、標準、技術(shù)方案、技術(shù)路線、經(jīng)濟技術(shù)指標、管理體制等等。灌區(qū)分析評價是灌區(qū)節(jié)水改造規(guī)劃工作的基礎,也是一項重要的前期性研究工作,但目前這項工作非常薄弱,仍停留在常規(guī)現(xiàn)場調(diào)查的水平上。
5. 結(jié)束語
小河西水庫灌區(qū)在當?shù)剞r(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展中,起著不可替代的重要作用,但也面臨著嚴峻的水資源短缺、工程設施老化和實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化等多方面的挑戰(zhàn),進行以節(jié)水為中心的重建配套和節(jié)水改造勢在必行。當?shù)卣腿罕娨呀?jīng)認識到了水資源短缺對經(jīng)濟和社會生活的影響,意識到了節(jié)水的重要性和緊迫性,我們進行節(jié)水改造時應該認識到經(jīng)濟和技術(shù)方面的困難,但同時也要看到干部群眾對節(jié)水改造的積極性和能動性,從而增強戰(zhàn)勝困難的信心和決心。
參考文獻:
[1]扎魯特旗小河西水庫除險加固工程初設報告.
[2]扎魯特旗小河西水庫灌區(qū)水毀恢復工程規(guī)劃報告.