趙 惠

(新疆兵團(tuán)勘測(cè)設(shè)計(jì)院(集團(tuán))有限責(zé)任公司石河子分公司，新疆 石河子 832000)

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淺析石河子市低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)

趙 惠

(新疆兵團(tuán)勘測(cè)設(shè)計(jì)院(集團(tuán))有限責(zé)任公司石河子分公司，新疆 石河子 832000)

伴隨著經(jīng)濟(jì)的增長和社會(huì)的進(jìn)步，我國水利工程項(xiàng)目的數(shù)量在增多，如何結(jié)合實(shí)際需求建構(gòu)系統(tǒng)化的灌溉工程規(guī)劃結(jié)構(gòu)，并充分發(fā)揮低壓管道輸水灌溉工程項(xiàng)目的實(shí)際價(jià)值，需要相關(guān)部門針對(duì)規(guī)劃問題和設(shè)計(jì)問題進(jìn)行系統(tǒng)化管控。本文從石河子市南山新區(qū)的工程概況分析入手，對(duì)低壓管道輸水灌溉工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)原則進(jìn)行了簡要分析，并著重針對(duì)具體工程設(shè)計(jì)方案展開了討論，對(duì)相關(guān)設(shè)計(jì)和應(yīng)用參數(shù)進(jìn)行了十分詳細(xì)的計(jì)劃，旨在為相關(guān)項(xiàng)目管理人員提供有價(jià)值的參考建議。

低壓管道輸水灌溉工程；原則；規(guī)劃和設(shè)計(jì)

低壓管道輸水灌溉工程是一種工程形式，在地面灌溉結(jié)構(gòu)應(yīng)用效果建立過程中，要結(jié)合實(shí)際管理維度和管理要求進(jìn)行深度處理和綜合管控。利用低壓管道輸水灌溉技術(shù)能代替?zhèn)鹘y(tǒng)明渠輸水灌溉，確保水分能直接從分水設(shè)施中輸送到田間，并不會(huì)出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，保證水口流量較大的同時(shí)，為管道輸水范圍優(yōu)化奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，并從根本上保證了大中型灌區(qū)灌溉供水的全面性，也能一定程度上保證經(jīng)濟(jì)效益的最優(yōu)化。

1 工程概況

本文以石河子市輸水灌溉項(xiàng)目為例，對(duì)其技術(shù)模型進(jìn)行了分析。石河子市南山新區(qū)低壓管道輸水灌溉渠道鋪設(shè)工程項(xiàng)目中，技術(shù)人員要盡量保證將其布置在較高地帶，以便控制較多的灌溉面積，并盡量減少工程量。充分利用南區(qū)南高北低，東高西低的地勢(shì)特點(diǎn)和南區(qū)棋盤式的規(guī)劃布局，將渠系與道路網(wǎng)相結(jié)合，形成干渠(硬化)、支渠(硬化)、斗渠(硬化)、農(nóng)渠(過水林床)四個(gè)層次綠地灌溉系統(tǒng)。在實(shí)際項(xiàng)目運(yùn)行管理結(jié)構(gòu)中，干渠硬化主要是滿足輸水要求、豎向支渠硬化為其建立基本的供給結(jié)構(gòu)、斗渠配給模型、橫向林床漫灌供給。全部灌溉總面積為12 916.83畝，其中“石河”灌區(qū)8 633.4畝，鉆洞子灌區(qū)2 906.80畝，盤山渠灌區(qū)1 376.61畝[1]。

“石河”灌區(qū)渠系規(guī)劃根據(jù)分區(qū)建設(shè)時(shí)序分近期規(guī)劃和長期規(guī)劃，近期考慮開發(fā)建設(shè)南八路以北及已建道路綠化灌溉需求，同時(shí)烏奎高速以北152團(tuán)4 200畝基本農(nóng)田的灌溉，使農(nóng)田灌溉與城市綠化建設(shè)和綠化灌溉互不干擾。硬化支渠：該灌溉區(qū)規(guī)劃自濱河北路與東七路交叉口現(xiàn)狀二宮干渠設(shè)分水口引水，規(guī)劃2條硬化支渠控制體系，規(guī)劃長度16.83 km，控制灌溉面積8 633.41畝，其中4 200畝為152團(tuán)基本農(nóng)田[2]。

2 低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)原則分析

2.1 以人為本原則

立足以人為本的設(shè)計(jì)原則，注重協(xié)調(diào)、人文關(guān)懷，一切規(guī)劃都以滿足人們物質(zhì)和精神的需求為目標(biāo)，從而創(chuàng)造安全、便利，且優(yōu)美的環(huán)境，努力建設(shè)特色城市，構(gòu)建優(yōu)美的城市環(huán)境。整體工程項(xiàng)目主要以本地氣候、土壤、綠地、灌溉方式特點(diǎn)及前期規(guī)劃格局和豎向規(guī)劃為主，要求相關(guān)部門結(jié)合以人為本的原則合理規(guī)劃灌溉系統(tǒng)。一切從市民的根本利益、實(shí)際生活、健康、審美等需求出發(fā)，探索適合城市特點(diǎn)的綠地體系，增進(jìn)人民身心健康，真正服務(wù)于民[3]。

2.2 整體性原則

本次規(guī)劃以《石河子市城市總體規(guī)劃(2012-2030)》及《新疆石河子市城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃》(2013-2030)為指導(dǎo)，完善生態(tài)綠色灌溉體系。力求控制最大的灌溉面積。對(duì)控制范圍內(nèi)局部高地，有效考慮提水灌溉或改種耐旱作物等方式。在實(shí)際管理結(jié)構(gòu)應(yīng)用過程中，要結(jié)合相關(guān)項(xiàng)目要求進(jìn)行系統(tǒng)化控制，并且要積極落實(shí)合理分布的運(yùn)行維度，也要針對(duì)渠系成網(wǎng)模型進(jìn)行集中分析，并結(jié)合層次分明原則進(jìn)行系統(tǒng)處理和集中管控。針對(duì)渠道以及相關(guān)設(shè)施進(jìn)行系統(tǒng)化處理，確保水路通暢的基礎(chǔ)上，減少水資源的浪費(fèi)[4]。

2.3 經(jīng)濟(jì)合理化原則

在低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃以及設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，要想提升其安全價(jià)值，就要保證上下級(jí)渠道和布置結(jié)構(gòu)之間形成垂直關(guān)系，渠線宜短直，少占耕地，避免與河流、道路相交，并結(jié)合實(shí)際需求充分利用灌區(qū)內(nèi)原有的水利工程設(shè)施，一定程度上降低工程造價(jià)，在原有基礎(chǔ)上對(duì)相關(guān)項(xiàng)目進(jìn)行加工，從而形成低壓管道輸水灌溉工程項(xiàng)目[5]。

2.4 區(qū)域性原則

在實(shí)際規(guī)劃項(xiàng)目建立和應(yīng)用過程中，相關(guān)技術(shù)人員要結(jié)合技術(shù)管控結(jié)構(gòu)，在區(qū)域性管理體系中需要注重關(guān)注城鄉(xiāng)整體功能的完善和協(xié)調(diào)，使有限的城市綠地資源發(fā)揮最大程度的環(huán)境生態(tài)功能。在低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃項(xiàng)目開展過程中，規(guī)劃要有遠(yuǎn)景目標(biāo)和近期的安排，只有保證兩者相結(jié)合，才能真正實(shí)現(xiàn)統(tǒng)籌兼顧，做到經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、可行、提高規(guī)劃可操作性。

3 低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)具體操作

3.1 低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃

在低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃項(xiàng)目建立和應(yīng)用過程中，針對(duì)實(shí)際問題進(jìn)行了集中管控和綜合治理，并且保證相應(yīng)的布置形式貼合實(shí)際需求，也要積極維護(hù)整體管理層級(jí)結(jié)構(gòu)，保證管理機(jī)制和管理要求之間的契合度。

(1)要結(jié)合因地制宜的管理結(jié)構(gòu)，確保布置形式吻合實(shí)際要求。在低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)中，技術(shù)人員要結(jié)合實(shí)際需求和管理結(jié)構(gòu)，切實(shí)維護(hù)管理模型的有效性，并且保證相應(yīng)管理結(jié)構(gòu)和管控層級(jí)模型之間安全性和穩(wěn)定性符合標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)固定性、半固定式、一級(jí)固定管道、移動(dòng)式一級(jí)分支狀態(tài)管理網(wǎng)絡(luò)等進(jìn)行維護(hù)，對(duì)相應(yīng)管理維度進(jìn)行系統(tǒng)化分析，保證相應(yīng)管理布置結(jié)構(gòu)和相應(yīng)參數(shù)符合標(biāo)準(zhǔn)。

(2)要結(jié)合因地制宜的布置形式選擇模式，針對(duì)相應(yīng)的管理結(jié)構(gòu)強(qiáng)化規(guī)劃布局的有效性，并且升級(jí)管理層級(jí)結(jié)構(gòu)和維護(hù)力度，也為管理資金項(xiàng)目的雙向控制維度提供動(dòng)力，保證其貼合實(shí)際需求，并且進(jìn)一步提高布置結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。例如，單井出水量較小，且控制面積小，能保證機(jī)帶真空井壽命不長，需要技術(shù)人員集中選擇移動(dòng)式，以保證管理維度和管控模型之間的有效性，分支管理網(wǎng)絡(luò)也要符合實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)。

(3)要保證管道規(guī)劃結(jié)構(gòu)和井位布置模型之間的穩(wěn)定性以及匹配度，在優(yōu)化整體管理維度和管理控制模型的同時(shí)，保證控制機(jī)制和控制要求之間相互貼合。有效的節(jié)省管道長度能對(duì)試驗(yàn)區(qū)域結(jié)構(gòu)的有效性提供幫助，并且進(jìn)一步確保固定結(jié)構(gòu)符合實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)，也為管道雙向控制模型符合管理要求，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)資源優(yōu)化管理，也為低壓輸水管道灌溉管理項(xiàng)目的升級(jí)和優(yōu)化提供堅(jiān)實(shí)動(dòng)力，保證規(guī)劃布置以及長度控制模型之間的管理結(jié)構(gòu)貼合實(shí)際需求，升級(jí)資金管理的實(shí)效性。值得一提的是，在對(duì)管徑設(shè)計(jì)和管件選擇過程中，要結(jié)合元件基本參數(shù)進(jìn)行集中管控，確保管理模型和管理維度之間的穩(wěn)定性，也為順利升級(jí)管理層級(jí)結(jié)構(gòu)的突出價(jià)值奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。只有保證低壓輸水灌溉管徑的基本參數(shù)結(jié)構(gòu)符合標(biāo)準(zhǔn)，才能進(jìn)一步保證局部結(jié)構(gòu)符合實(shí)際，也實(shí)現(xiàn)控制面積以及管道規(guī)范布局之間形成一種平衡關(guān)系，實(shí)現(xiàn)管徑處理和最優(yōu)方案，也為整體經(jīng)濟(jì)價(jià)值優(yōu)化提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

3.2 低壓管道輸水灌溉工程設(shè)計(jì)模型

(1)橫斷面設(shè)計(jì)模型切實(shí)有效。渠道縱坡受道路豎向設(shè)計(jì)高程及整體場(chǎng)平高程約束，為解決交叉路口林床高于渠道設(shè)計(jì)水位，可在較短距離內(nèi)局部降低過水林床高程，以滿足灌水要求，新區(qū)規(guī)劃范圍內(nèi)現(xiàn)狀地勢(shì)整體上呈南高北低[6]。東高西低，現(xiàn)狀多為農(nóng)用地，灌溉渠道布設(shè)為人行道與綠化帶間，硬化渠道大部布置于高處大致為道路南側(cè)及東側(cè)，渠道橫斷面一般可采用矩形、梯形、U行斷面，均可滿足過流要求。設(shè)計(jì)人員只有從宏觀角度對(duì)相應(yīng)參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，才能從根本上保證具體管理維度和管理控制模型之間具有一定的聯(lián)系，且整體管理需求和管控模型符合流量標(biāo)準(zhǔn)，充分發(fā)揮低壓管道輸水灌溉工程的實(shí)際價(jià)值。

(2)灌溉渠系退水設(shè)計(jì)不僅要保證安全及時(shí)排水且工程費(fèi)用最省，便于管理，需要合理化進(jìn)行土地利用規(guī)劃，要保證道路網(wǎng)、林帶及退水區(qū)的選定相協(xié)調(diào)，深度貫徹落實(shí)并貫徹高水高排、低水低排、就近排出以及自排為主的原則。規(guī)劃充分利用南區(qū)南高北低，東高西低的地勢(shì)特點(diǎn)和南區(qū)棋盤式的規(guī)劃布局，結(jié)合規(guī)劃灌溉渠系干渠硬化輸水、豎向支渠硬化供給、斗渠配給、橫向林床漫灌(梳齒狀供給)的布局。主要的工程量體系包括濱河北路支撐結(jié)構(gòu)、南八東三支護(hù)結(jié)構(gòu)、氣斗道等支撐結(jié)構(gòu)，旨在升級(jí)系統(tǒng)參數(shù)的完整性[7]。

(3)建立健全系統(tǒng)設(shè)計(jì)的分類化布置結(jié)構(gòu)。在生產(chǎn)素混凝土管理經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)應(yīng)用過程中個(gè)，要結(jié)合實(shí)際管理維度和管理要求進(jìn)行系統(tǒng)化升級(jí)和集中管控。在相關(guān)規(guī)劃設(shè)計(jì)和運(yùn)行維度建立過程中，要結(jié)合節(jié)水灌溉和環(huán)境保護(hù)的相關(guān)要求，確保發(fā)展模型和發(fā)展層級(jí)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，也要對(duì)相應(yīng)管理維度進(jìn)行集中處理。面對(duì)管道輸水和滲漏損失問題，也要對(duì)分類化機(jī)制結(jié)構(gòu)進(jìn)行集中管控。能在提高水利用率的同時(shí)，保證節(jié)水效率能從5%上升到15%，提高水利用效率，也就是說，借助低壓管道輸水工程能有效的實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)，確保能耗最小化[8]。

4 結(jié)語

總而言之，低壓管道輸水灌溉技術(shù)應(yīng)用過程中，秉持的是節(jié)能節(jié)水的目標(biāo)，綜合分析相關(guān)因素的基礎(chǔ)上，也提出了不同的管理機(jī)制，要保證技術(shù)集成模式和技術(shù)工程的最優(yōu)化。

[1]李治勤,樊貴盛,郎旭東，等.變頻調(diào)速技術(shù)在低壓管道輸水灌溉中的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào).2013,19(02):89-92.

[2]何武全,王玉寶,張英普，等.渾水低壓管道輸水灌溉的試驗(yàn)[J].沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào).2015,38(01):98-101.

[3]楊建軍,王結(jié)平.山區(qū)自流低壓管道輸水灌溉規(guī)劃與設(shè)計(jì)初探——以第五批中央小農(nóng)水重點(diǎn)縣洪江市為例[J].湖南水利水電.2015,29(04):19-21.

[4]周明耀,馮小忠,余長洪，等.樹狀低壓輸水灌溉管網(wǎng)線性規(guī)劃優(yōu)化模型及其求解[J].水利與建筑工程學(xué)報(bào).2015,03(01):1-4,36.

[5]馮小忠.基于GIS樹狀低壓輸水灌溉管網(wǎng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)研究[D].揚(yáng)州大學(xué).2015.

[6]低壓管道輸水灌溉、半固定式噴灌通用給水栓裝置的研制與開發(fā)[J].節(jié)水灌溉.2015,11(02):42-42.

[7]岳麗華,趙勇.低壓管道輸水灌溉在“一帶四區(qū)”工程中的應(yīng)用[J].吉林水利.2013,18(09):39-40.

[8]王景成,薛業(yè)章,陳平，等.低壓管道輸水灌溉技術(shù)及其在現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)發(fā)展中的作用[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技.2015,22(23):258-261.

2017-03-02

趙惠(1973-)，男，陜西西安人，工程師，主要從事水利工程設(shè)計(jì)方面工作。

S277

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1004-1184(2017)02-0125-02