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        節(jié)水灌溉技術(shù)在臨邑縣翟家鎮(zhèn)的應(yīng)用

        2021-07-05 08:06:10周文帥
        山東水利 2021年5期
        關(guān)鍵詞:泵站農(nóng)業(yè)

        周文帥

        (臨邑縣水利局,山東 臨邑251500)

        山東省臨邑縣處于李家岸大型引黃灌區(qū)中上游,水源條件良好,骨干渠系節(jié)水改造與續(xù)建配套工程已經(jīng)結(jié)束,為臨邑縣節(jié)水灌溉工程的建設(shè)提供了必要條件[1-2]。臨邑縣是農(nóng)業(yè)大縣,農(nóng)業(yè)灌溉用水量占總用水量的絕大部分[3]。

        臨邑縣輸水工程主要依靠移動柴油機(jī)水泵和簡易揚(yáng)水站,在距離溝渠較遠(yuǎn)的地塊,利用機(jī)井提水灌溉,現(xiàn)狀供水能力不足。因此,有必要對臨邑縣小型農(nóng)田水利工程進(jìn)行配套改造,使之形成較為完善的灌排工程體系,以提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)水平的增強(qiáng)抗御自然災(zāi)害能力。改造項(xiàng)目將利用新建的25座固定泵站替代原有的供水設(shè)施,提高灌區(qū)供水能力。通過2018—2019年的水利灌溉工程的建設(shè),臨邑縣完成了大型灌區(qū)、重點(diǎn)中型灌區(qū)測水量水設(shè)施規(guī)劃布局,同時(shí)完成節(jié)水改造面積1.47萬hm2,初步形成了精準(zhǔn)補(bǔ)貼和節(jié)水獎勵(lì)制度,以及農(nóng)業(yè)供水和水費(fèi)計(jì)收機(jī)制。

        1 節(jié)水灌溉設(shè)計(jì)

        根據(jù)臨邑縣2018—2019年節(jié)水灌溉工程項(xiàng)目的規(guī)劃和實(shí)施,項(xiàng)目區(qū)分為兩個(gè)片區(qū),分別是翟家鎮(zhèn)片區(qū)和孟寺臨邑鎮(zhèn)片區(qū),建設(shè)面積1 846.67 hm2。灌溉形式采用“小型泵站+管道輸水灌溉”方式,新建小型提水泵站14座,各泵站控制面積規(guī)模相近,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相同,因此,選取其中典型片區(qū)——翟家鎮(zhèn)片區(qū)2#泵站(ZJ-2)為例說明。

        1.1 基本情況

        臨邑縣翟家鎮(zhèn)片區(qū)2#泵站(ZJ-2)提水管道輸水灌溉工程位于北四分干以東,六支溝以南,耕地面積138.07 hm2,水源為北四分干引來水。項(xiàng)目實(shí)施前,群眾多使用小白龍輸水。為提高灌溉效率,通過提水泵站和輸水管網(wǎng)的建設(shè),可改變供水不足現(xiàn)狀,以滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)灌溉的需要。

        1.2 灌溉方案

        1.2.1 灌水方案

        該區(qū)農(nóng)作物主要為小麥、玉米。結(jié)合多年灌溉經(jīng)驗(yàn),4~5月是農(nóng)作物(小麥、春播棉)灌溉需水的高峰期,平均日需水強(qiáng)度Ea=5.5 mm/d。而玉米生長期正逢雨季,適時(shí)灌水即可滿足。

        1)凈灌水定額m。按下式計(jì)算凈灌水定額:

        式中:m為凈灌水定額,mm;r為土壤容重,g/cm3;Z為濕潤層深度,m;θmax、θmin分別為土壤含水率的上、下限值;β為田間持水率,取23%。

        經(jīng)計(jì)算:m=60.0 mm。

        2)灌水周期T。按下式計(jì)算灌水周期:

        式中:T為灌水周期,d;m為凈灌水定額,mm;Ea為小麥最高日需水強(qiáng)度,取Ea=5.5 mm/d。

        經(jīng)計(jì)算:T=10.9 d,考慮到部分耕地有插花種植經(jīng)濟(jì)作物,適當(dāng)縮短灌溉周期時(shí)間,取T=8 d。

        3)機(jī)泵工作時(shí)間。根據(jù)該區(qū)群眾工作時(shí)間,確定每天凈工作時(shí)間為12 h。

        1.2.2 泵站設(shè)計(jì)參數(shù)

        1)泵站流量Q。泵站流量按下式計(jì)算:

        式中:Q為管道系統(tǒng)的泵站流量,m3/h;η為水利用系數(shù);t為每天的灌溉時(shí)間;A灌溉面積,m2;T為灌期的天數(shù),d。

        經(jīng)計(jì)算:Q=1 090 m3/h,綜合考慮,取Q設(shè)=1 100 m3/h作為設(shè)計(jì)流量。

        2)管徑d。管徑按下式計(jì)算:

        式中:Q為泵站設(shè)計(jì)流量,m3/h;d為管道內(nèi)徑,mm;v為管道中水的流速,取0.6~1.3 m/s。

        3)管道沿程水頭損失hf。管道沿程水頭損失按下式計(jì)算:

        式中:hf為水頭損失,m;L為管道長度,m;Q為泵站設(shè)計(jì)流量,m3/h;d為管道內(nèi)徑,mm。

        按泵站管網(wǎng)灌輸工程布置圖,并根據(jù)最不利輪灌組的運(yùn)行狀態(tài)來計(jì)算泵站設(shè)計(jì)流量、管徑和水頭損失。結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況,取值如下:干管長取990 m,分干管長取552 m,支管長取184 m,配地面移動軟管按照最長40 m計(jì)算,計(jì)算結(jié)果見表1。其中,干管設(shè)計(jì)流量為550 m3/h,分干管為240 m3/h,支管和軟管均為3 030 m3/h,干管水頭損失為3.30 m,軟管最小,值為0.23 m,結(jié)果滿足《管道輸水灌溉工程技術(shù)規(guī)范GB/T 20203-2017》要求,結(jié)合該典型節(jié)水項(xiàng)目的順利實(shí)施,說明此設(shè)計(jì)方案是合理的。

        表1 控制管線設(shè)計(jì)流量及管徑計(jì)算結(jié)果

        2 管理模式

        2.1 發(fā)揮基層水利服務(wù)體系的管理作用

        一是建立健全鎮(zhèn)街水利站。健全機(jī)構(gòu)、落實(shí)編制、全縣設(shè)立了12個(gè)水利站,全部為公益性事業(yè)單位。目前,鎮(zhèn)街水利專職人員60名全部到位。二是認(rèn)真選聘村級水利管理員。為解決小型水利工程村級管理斷層問題,切實(shí)加強(qiáng)農(nóng)村小型水利工程管理,做到泵站工程、灌溉工程等水利基礎(chǔ)設(shè)施,有人管理、維護(hù),明確工程所有人、管理人。在全縣每個(gè)行政村都設(shè)立村級水管員,負(fù)責(zé)管理本村的小型水利工程。

        2.2 推行農(nóng)業(yè)用水補(bǔ)貼、節(jié)水獎勵(lì)制度

        一是農(nóng)業(yè)用水補(bǔ)貼制度:在完善農(nóng)業(yè)水價(jià)形成機(jī)制的基礎(chǔ)上,建立與節(jié)水成效、調(diào)價(jià)幅度、財(cái)力狀況相匹配的農(nóng)業(yè)用水精準(zhǔn)補(bǔ)貼機(jī)制。精準(zhǔn)補(bǔ)貼對象主要為從事糧食作物種植的用水主體。在發(fā)揮水價(jià)促進(jìn)節(jié)水杠桿作用的同時(shí),確??傮w不增加農(nóng)戶定額內(nèi)用水的水費(fèi)支出,保障農(nóng)戶合理用水權(quán)益,保護(hù)農(nóng)民種糧積極性。二是節(jié)水獎勵(lì)制度:主要依據(jù)節(jié)水量、規(guī)模、成效等因素綜合確定。節(jié)水獎勵(lì)對象為積極推廣應(yīng)用工程節(jié)水、管理節(jié)水、農(nóng)藝節(jié)水、調(diào)整優(yōu)化種植結(jié)構(gòu)等實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)節(jié)水的用水主體或供水組織。

        2.3 成立工程管理組織

        為使臨邑縣高效節(jié)水灌溉工程建成后充分發(fā)揮效益,參考以往小農(nóng)水項(xiàng)目縣工程管理經(jīng)驗(yàn),項(xiàng)目區(qū)擬建立“鎮(zhèn)水管站+用水戶協(xié)會+村委會(用水戶分會)+水管員”四級管理服務(wù)體系,實(shí)行協(xié)會式管理模式,用水戶協(xié)會自主管理、自我發(fā)展,真正落實(shí)管護(hù)責(zé)任,真正發(fā)揮有效作用,實(shí)現(xiàn)了小型農(nóng)田水利工程“建一片、成一片、長期發(fā)揮效益一片”的管理目標(biāo)。

        3 結(jié)語

        山東省臨邑縣翟家鎮(zhèn)農(nóng)村節(jié)水灌溉工程順利實(shí)施,大大提升全縣小型農(nóng)田水利建設(shè)水平和管護(hù)水平,對當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)的健康穩(wěn)步發(fā)展具有重要意義,同時(shí)可提高農(nóng)業(yè)抗御自然災(zāi)害能力。

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