水利工程論文-小水庫灌區(qū)節(jié)水節(jié)能改造的探討.doc

水利工程論文-小水庫灌區(qū)節(jié)水節(jié)能改造的探討摘要:小水庫不僅有為農(nóng)作物提供的水源,而且還具有天然的水能。小水庫灌區(qū)現(xiàn)狀農(nóng)業(yè)灌溉方式不僅存在著水量的浪費,而且還存在著水能的浪費。針對這一問題,本文探討采用“比較水頭損失法”充分利用小水庫的水能,通過管道輸水來滿足農(nóng)作物需水要求的方法,達到節(jié)水節(jié)能的效果。關鍵詞:水庫灌區(qū)節(jié)水節(jié)能灌溉水頭損失1.問題的提出安慶市宜秀區(qū)位于安徽省西南部,境內山、丘、湖、圩俱全。區(qū)內現(xiàn)有小(二)型水庫16座,總庫容726.7萬立方米,興利庫容417.4萬立方米,灌溉面積1050公頃?，F(xiàn)狀小水庫灌區(qū)輸水灌溉方式均為明渠輸水田間漫灌方式。這種落后的、粗放的輸水灌溉方式普遍存在著以下的問題:(1)串灌串排,水、土、肥流失。(2)粗放式大水漫灌,不適應經(jīng)濟作物用水要求。(3)田間串水,灌水不及時。(4)不能根據(jù)各田塊農(nóng)作物需要適時、適量灌水。(5)田間過水,輸水損失大,水的利用率低。(6)用水無法計量,水費不能計量收取。(7)田塊間用水矛盾,可能引起農(nóng)戶矛盾。(8)由于受地形、水源條件的限制,為滿足灌區(qū)自流灌溉,保證渠道水位,往往渠道抬的很高占地較多,投資大,而且破壞了原有自然排水水系,需要工程措施解決。(9)灌區(qū)內上下游矛盾較多,特別是遇到干旱年景,這種矛盾顯得更為突出,灌區(qū)內局部高地及遠離水庫的農(nóng)作物需提水灌溉。針對小水庫灌區(qū)存在的上述問題,要使灌區(qū)灌溉工程能適應農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的需要,必須將這種輸水灌溉方式改造為先進的、節(jié)水節(jié)能的的輸水灌溉方式。本文探討采用“比較水頭損失法”以充分利用小水庫的水能,通過管道輸水來滿足農(nóng)作物需水要求,達到節(jié)水節(jié)能的效果。2.基本原理如何利用小水庫的水能,使管道輸水來滿足農(nóng)作物需水要求?總結過去對小水庫灌區(qū)的規(guī)劃設計及現(xiàn)狀調查中發(fā)現(xiàn),小水庫灌區(qū)節(jié)水節(jié)能改造潛力因素有以下幾個方面:(1)現(xiàn)狀小水庫一般庫內水面與灌區(qū)地面高程比較位勢較高。(2)灌區(qū)內地勢較陡,灌渠沿途跌水較多,水能損失大。(3)灌區(qū)為明渠輸水、田間串水,水量損失也大。(4)灌區(qū)農(nóng)作物現(xiàn)狀種植作物大多為水稻,產(chǎn)量低。根據(jù)上述分析,小水庫灌區(qū)改造成管道輸水有自然的有利條件,通過典型調查,大部分小水庫的水能滿足管道輸水到田間后,還有一定的富裕水頭H富裕能夠滿足田間節(jié)水灌溉要求。“比較水頭損失法”就是充分利用小水庫的水能,通過管道輸水來滿足農(nóng)作物需水要求的方法,也就是將小水庫灌區(qū)改造成管道輸水,通過比較不同管徑時管道的水頭損失,選擇富裕水頭H富裕滿足田間節(jié)水措施要求的方法。這樣小水庫所具有的水能,滿足了管道輸水到田間和農(nóng)作物節(jié)水措施要求的水壓,避免了水庫水能白白浪費在明渠輸水的跌水上,起到了節(jié)水節(jié)能的作用。其方法步驟是:(1)根據(jù)灌區(qū)設計流量、輸水管長度、管材摩阻系數(shù),按照管道輸水公式計算出不同的輸水管徑時,灌區(qū)參考點到水庫的各級輸水管道沿程、局部損失,然后計算出總水頭損失H損；(2)富裕水頭為小水庫水位與灌區(qū)地面的高差Z減去總損失水頭H損,即:H富裕=Z-H損。灌區(qū)同一個參考點的Z為確定的值,H富裕隨著H損的變化而變化,所以,可以比較不同管徑時的總水頭損失H損的大小,選擇出一個H損既能滿足了管道輸水到田間,又能保證農(nóng)作物節(jié)水措施要求的水壓H富裕。(3)根據(jù)選擇的H損,計算出富裕水頭H富裕的值,確定農(nóng)作物節(jié)水灌溉方式。目前比較先進的節(jié)水灌溉方式有管灌、噴灌、微噴灌、滴灌等,對于小灌區(qū),若H富裕為0.21米時,可選擇管灌；若H富裕為15米時,可選擇滴灌；若H富裕為515米時,可選擇微噴灌；若H富裕為15米以上時,可選擇噴灌。規(guī)劃中,若要增大富裕水頭,改變農(nóng)作物節(jié)水灌溉方式,可采取適當增大管徑措施,來減小總水頭損失達到,但管徑過大,灌溉工程投資增大,應進行技術經(jīng)濟比較；小水庫水位與灌區(qū)地面的高差Z越大,所需的管徑越細,灌溉工程投資也就越省。3.改造后的優(yōu)點(1)減少了渠道壓廢土地,也就等于增加了種植面積。(2)輸水快捷、灌水方便,能夠根據(jù)作物需求適時適量控制用水,促進作物增產(chǎn)。(3)用地埋管道輸水、配水,減少了蒸發(fā)滲漏損失,提高了渠系水利用系數(shù),節(jié)約了水資源。(4)地埋管道適應農(nóng)業(yè)機械化耕作要求。(5)可實現(xiàn)灌水閥門自動控制,維護管理簡單,節(jié)省人力。(6)管道上便于安裝計費水表,可實現(xiàn)用水計量收費,合理核算農(nóng)作物灌溉成本,總結農(nóng)作物高產(chǎn)灌水經(jīng)驗。(7)由于管道輸水、配水,大大的減少了水資源消耗,汛期水庫可適當降低汛限水位,枯水期可緩解水資源不足的矛盾。(8)改變了人們的用水觀念,促進了農(nóng)業(yè)科學用水技術的推廣。4.結束語(1)本文中小水庫是一個廣義的概念,是指比灌區(qū)地面較高的水源,且水源高度能滿足管道輸水要求,它也可以是水塘、渠道等。(2)采用“比較水頭損失法”改造小水庫灌區(qū),完全利用水庫的自然水能,不需要泵站,也就沒有電能損耗,不會增加農(nóng)業(yè)供水成本。(3)目前全國各地小水庫除險加固正在進行,其中灌溉用的放水涵是除險加固三大件(大壩、溢洪道、放水涵)之一,如何使加固后的放水涵適應管道輸水要求應得到重視。(4)由于采用了管道輸水,可很方便地在管道上安裝閥門和計量水表,核算各用水戶的用水費用。從而避免用水矛盾,也節(jié)約了水資源。(5)小水庫灌區(qū)利用地埋管道輸水,將進一步促進灌區(qū)農(nóng)作物種植結構的調整,使農(nóng)業(yè)由粗放型朝著集約型方向發(fā)展。(6)管道輸水減少了輸水過程中的水量損失,要真正做到高效用水,應配套噴、滴灌等田間節(jié)水措施。目前尚無力配套噴、滴灌設備的地方,對管道布設及管材承壓能力等應考慮今后發(fā)展噴、滴灌的要求,以避免造成浪費。(7)采用“比較水頭損失法”改造小水庫灌區(qū),要考慮農(nóng)作物的種植需要,因地制宜地進行規(guī)劃設計和技術經(jīng)濟論證