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

水利工程論文-小水庫(kù)灌區(qū)節(jié)水節(jié)能改造的探討摘要:小水庫(kù)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(kù)灌區(qū)現(xiàn)狀農(nóng)業(yè)灌溉方式不僅存在著水量的浪費(fèi),而且還存在著水能的浪費(fèi)。針對(duì)這一問(wèn)題,本文探討采用“比較水頭損失法”充分利用小水庫(kù)的水能,通過(guò)管道輸水來(lái)滿足農(nóng)作物需水要求的方法,達(dá)到節(jié)水節(jié)能的效果。關(guān)鍵詞:水庫(kù)灌區(qū)節(jié)水節(jié)能灌溉水頭損失1.問(wèn)題的提出安慶市宜秀區(qū)位于安徽省西南部,境內(nèi)山、丘、湖、圩俱全。區(qū)內(nèi)現(xiàn)有小(二)型水庫(kù)16座,總庫(kù)容726.7萬(wàn)立方米,興利庫(kù)容417.4萬(wàn)立方米,灌溉面積1050公頃?，F(xiàn)狀小水庫(kù)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(wèn)題:(1)串灌串排,水、土、肥流失。(2)粗放式大水漫灌,不適應(yīng)經(jīng)濟(jì)作物用水要求。(3)田間串水,灌水不及時(shí)。(4)不能根據(jù)各田塊農(nóng)作物需要適時(shí)、適量灌水。(5)田間過(guò)水,輸水損失大,水的利用率低。(6)用水無(wú)法計(jì)量,水費(fèi)不能計(jì)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(nèi)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(nèi)局部高地及遠(yuǎn)離水庫(kù)的農(nóng)作物需提水灌溉。針對(duì)小水庫(kù)灌區(qū)存在的上述問(wèn)題,要使灌區(qū)灌溉工程能適應(yīng)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,必須將這種輸水灌溉方式改造為先進(jìn)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(kù)的水能,通過(guò)管道輸水來(lái)滿足農(nóng)作物需水要求,達(dá)到節(jié)水節(jié)能的效果。2.基本原理如何利用小水庫(kù)的水能,使管道輸水來(lái)滿足農(nóng)作物需水要求?總結(jié)過(guò)去對(duì)小水庫(kù)灌區(qū)的規(guī)劃設(shè)計(jì)及現(xiàn)狀調(diào)查中發(fā)現(xiàn),小水庫(kù)灌區(qū)節(jié)水節(jié)能改造潛力因素有以下幾個(gè)方面:(1)現(xiàn)狀小水庫(kù)一般庫(kù)內(nèi)水面與灌區(qū)地面高程比較位勢(shì)較高。(2)灌區(qū)內(nèi)地勢(shì)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(kù)灌區(qū)改造成管道輸水有自然的有利條件,通過(guò)典型調(diào)查,大部分小水庫(kù)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?！氨容^水頭損失法”就是充分利用小水庫(kù)的水能,通過(guò)管道輸水來(lái)滿足農(nóng)作物需水要求的方法,也就是將小水庫(kù)灌區(qū)改造成管道輸水,通過(guò)比較不同管徑時(shí)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(kù)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(kù)水能白白浪費(fèi)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(shè)計(jì)流量、輸水管長(zhǎng)度、管材摩阻系數(shù),按照管道輸水公式計(jì)算出不同的輸水管徑時(shí),灌區(qū)參考點(diǎn)到水庫(kù)的各級(jí)輸水管道沿程、局部損失,然后計(jì)算出總水頭損失H損；(2)富裕水頭為小水庫(kù)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(gè)參考點(diǎn)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(shí)的總水頭損失H損的大小,選擇出一個(gè)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(jì)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(jìn)的節(jié)水灌溉方式有管灌、噴灌、微噴灌、滴灌等,對(duì)于小灌區(qū),若H富裕為0.21米時(shí),可選擇管灌；若H富裕為15米時(shí),可選擇滴灌；若H富裕為515米時(shí),可選擇微噴灌；若H富裕為15米以上時(shí),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(dāng)增大管徑措施,來(lái)減小總水頭損失達(dá)到,但管徑過(guò)大,灌溉工程投資增大,應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較；小水庫(kù)水位與灌區(qū)地面的高差Z越大,所需的管徑越細(xì),灌溉工程投資也就越省。3.改造后的優(yōu)點(diǎn)(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(shí)適量控制用水,促進(jìn)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(yīng)農(nóng)業(yè)機(jī)械化耕作要求。(5)可實(shí)現(xiàn)灌水閥門自動(dòng)控制,維護(hù)管理簡(jiǎn)單,節(jié)省人力。(6)管道上便于安裝計(jì)費(fèi)水表,可實(shí)現(xiàn)用水計(jì)量收費(fèi),合理核算農(nóng)作物灌溉成本,總結(jié)農(nóng)作物高產(chǎn)灌水經(jīng)驗(yàn)。(7)由于管道輸水、配水,大大的減少了水資源消耗,汛期水庫(kù)可適當(dāng)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(jìn)了農(nóng)業(yè)科學(xué)用水技術(shù)的推廣。4.結(jié)束語(yǔ)(1)本文中小水庫(kù)是一個(gè)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(kù)灌區(qū),完全利用水庫(kù)的自然水能,不需要泵站,也就沒(méi)有電能損耗,不會(huì)增加農(nóng)業(yè)供水成本。(3)目前全國(guó)各地小水庫(kù)除險(xiǎn)加固正在進(jìn)行,其中灌溉用的放水涵是除險(xiǎn)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(yīng)管道輸水要求應(yīng)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(jì)量水表,核算各用水戶的用水費(fèi)用。從而避免用水矛盾,也節(jié)約了水資源。(5)小水庫(kù)灌區(qū)利用地埋管道輸水,將進(jìn)一步促進(jìn)灌區(qū)農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)的調(diào)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(guò)程中的水量損失,要真正做到高效用水,應(yīng)配套噴、滴灌等田間節(jié)水措施。目前尚無(wú)力配套噴、滴灌設(shè)備的地方,對(duì)管道布設(shè)及管材承壓能力等應(yīng)考慮今后發(fā)展噴、滴灌的要求,以避免造成浪費(fèi)。(7)采用“比較水頭損失法”改造小水庫(kù)灌區(qū),要考慮農(nóng)作物的種植需要,因地制宜地進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證