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灌溉工程技术样例十一篇

时间:2022-11-06 09:38:38

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灌溉工程技术

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2.低压管道输水技术 简称“管灌”,是利用低压输水管道代替传统输水土渠,将水直接送到田间沟畦灌溉作物的灌水方法,以减少水在输送过程中的渗漏和蒸发损失。低压管道输水灌溉技术一次性投资较低,要求设备简单,操作管理方便,农民易于掌握,比土渠省水40%、省工、省地、省时,增产效益显著。因此,在无力发展喷灌和微灌的地方,采用“管灌”是一个方向。

3.喷灌技术 喷灌是利用专门的设备将有压水送到灌溉地段,并通过喷头分散成细小水滴,以自然降水的方式均匀喷洒到田间,对作物进行灌溉。这种方式需要在农田中布设喷灌头、连接管道、驱动装置等,较适合在山丘地区、干旱缺水地区和经济作物灌区发展。优点是灌水均匀,少占耕地,节省人力,对地形的适应性强。缺点是受风影响大,设备投资高,安装架设设备需要较高的技术水平。喷灌技术的形式很多,生产中常用的有固定管道式喷灌、半移动式管道喷灌、滚移式喷灌、时针式喷灌、平移式喷灌、绞盘式喷灌等。各种喷灌形式各有利弊,适合于不同的条件,应因地制宜选择应用。

4.滴灌技术 是利用塑料管道将水通过直径约10毫米毛管上的孔口或滴头送到作物根部进行局部灌溉。它是目前干旱缺水地区最有效的一种节水灌溉方式,其水的利用率可达95%。滴灌较喷灌具有更高的节水增产效果,同时可以结合施肥,提高肥效一倍以上。可适用于果树、蔬菜、经济作物以及温室大棚灌溉,在干旱缺水地方也可用于大田作物灌溉。其不足之处是滴灌的管道和滴头易结垢和堵塞,因此使用该技术时必须对水源进行严格的过滤处理(安装过滤器)。使用时还需注意:滴灌不能调节田间小气候,不适宜结冻期灌溉,在蔬菜灌溉中不能利用滴灌系统追施粪肥;滴灌投资较高,要考虑作物的经济效益;在铺设滴灌管(带)时压紧压实地膜,使地膜尽量贴近滴灌管(带),地膜和滴灌管(带)之间不要产生空间,避免阳光通过水滴形成聚焦,产生透镜效应,灼伤滴灌管(带)。

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设施农业栽培也称保护地栽培,是利用日光温室、塑料棚等保护设施,人为地创造适于作物生长发育的环境条件。从而达到优质、高产、高效。其生产对象是高附加值的、供城市居民消费的蔬菜、花卉等价格高的作物。

郊区是发展设施农业节水高效工程技术最理想的地域,在这些地域滴灌为最常用的节水灌溉技术。这种工程技术模式一般包括:水源工程、日光温室(或塑膜大棚)、灌溉首部枢纽(水泵、控制设备、施肥设备、过滤设备)、输水管道、灌水器。灌水器常用滴头、滴灌管(带)、涌水器,还可结合覆膜进行膜下灌溉。

设施农业节水灌溉工程技术装备应立足于国内。尤其在现阶段我市应在吸收国内外先进技术的基础上,大力发展适合本地的设施农业设施。在设施农业用的节水灌溉设备方面,应重点解决适合普通温室应用的成套微灌设备的材料配方、生产工艺问题,降低销售价格、提高可靠性和耐久性。为最大限度发挥微灌设备在设施农业应用中的优势,应花大力气解决利用微灌设备施肥的技术落后和装备不过关的问题,研究生产适合设施农业各种作物在各个生育期使用的可溶性肥料,使灌溉时能做到水肥同步,发挥最大的水肥综合效益。

2纯井灌区生态农业节水灌溉工程技术模式

目前博乐市的纯井灌区,大多存在地下水位逐年下降,生态环境恶化的问题。在这类灌区,减少灌溉用水量的主要目的应是改善水环境,恢复生态平衡,维护农业生产的可持续发展。因此,在灌区内的作物灌溉用水量,应按生态要求可供给的地下水开采量来确定。在这种前提下,当前这类灌区大多数已不能对全部灌溉面积上的作物实行充分灌溉。要解决这个问题可采取两种办法,①减少灌溉面积,在余下的灌溉面积上,仍采用追求最高单产的传统充分灌溉方法,其他面积则发展“雨养植被”;②仍维持原来的灌溉面积,对作物灌溉则采取非充分灌溉方法,即在水分对作物产量形成的最敏感时期实行充分供水,而在其他时期实行少供水甚至不供水,不追求作物单产最高,而追求总产最高。在高效节水灌溉技术方面,一般对大田作物采用低压管道输水灌溉或滴灌,对经济作物可采用微灌。

3水库灌区自压管道输水灌溉工程技术模式

在各乡、镇灌溉水源紧缺、农业生产水平高的灌区,采用自压管道输水灌溉工程技术是一种较理想的模式。其重点是解决规划设计和田间用水管理的技术问题。另外,还有诸如管材选用、施工技术、渠管联接、防淤积等一些技术问题需要解决。

4引河补源渠井结合灌区节水灌溉工程技术模式

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1引言

目前,主营的日常水利灌溉手段为地面农田灌溉。传统的地面农田灌溉是农田水利工程灌溉技术的重要组成部分。从使用率上看,国内占比95%以上的农地均使用传统的地面灌溉的水利灌溉手段。伴随着科技技术的不断研发和应用的发展下,不少关于农田灌溉领域的科学技术不断衍生,且被逐步应用于实际的农田水利工程中,但是农田灌溉的科学技术应用程度难以实现大面积的普及应用,这是因为基于农田水利设施奇缺、土壤质量不好、灌溉操作不科学等诸多问题共同影响下,加剧了水资源的严重耗费。为此,升级当下农田灌溉技术,加强水利工程在实际操作中的作用,将其广泛应用于农田水利工程中,实现国内农业向现代化的智能化、自动化灌溉的方向发展,做到水资源节约、农业产值提升的双重效益。

2研究水利工程灌溉施工技术的意义

国内目前处于社会快速发展阶段,科学技术、工程项目都得到大力支持和发展,由其是关系着农村生活发展的农田水利工程越来越被国家政府部门重视,水利工程质量要求被逐渐认识到其重要性,同时水利工程质量的定义有了更深的意义。农田水利工程建设质量不断提升的需求下,水利工程质量在先进技术、政府扶持重视的条件下得到了质的飞跃。目前的农田水利工程建设强调从多维度、全方位把控工程质量,有效达成多功能综合化的水利工程灌溉职能。为此,水利工程灌溉施工工序和作业的质量把控重要性以及发挥的效用不言而喻,严格做好水利工程灌溉施工的技术完善,促进水利工程的发挥蓄水、防洪的效用,能够为人类提供优质优量的水资源。灌溉技术是水利工程核心,为此在开展工程灌溉施工时,积极分析灌溉技术以及水利工程的各项施工工序、能够为人民、国家建造出优质的水利灌溉工程提供充分的保障,对社会民生具有十分重要的意义。

3水利工程灌溉施工特点

水利工程对比其他基础工程设施,水利工程是依托水资源所构建起来的,为此水利工程的布设环境要求能够集成多种河流的支流、干流,横跨海岸、山涧等地,拥有丰富的水资源。水利工程灌溉施工的质量和施工过程严重关系着水资源环境,下面罗列了水利灌溉工程的施工特征:

3.1自然环境对水利灌溉工程的影响程度大,且施工条件恶劣

水利工程灌溉施工受自然环境影响巨大,导致实际水利工程灌溉施工难度加大。其一,水利工程灌溉施工受到施工地点的地质环境的严重影响,基于通常汇集各方河流干支流的地势复杂,更加增加了水利灌溉施工难上加难,除外水利工程灌溉的基础构造、物理力学特征要求施工队伍首先根据施工地点进行大量的批次勘察工作,从而制定出适宜的水利灌溉施工的地基设计方案。其二,水利工程灌溉的职能是防洪、蓄水、挡水,为了达到该要求,对于水利工程灌溉施工质量有着极高的严格要求,借助科学、可行的灌溉技术完成高效、高质量的水利灌溉工程,促进整体水利工程的顺利竣工。

3.2受环境和气候条件影响,施工条件复杂,施工难度大

水利工程灌溉施工地点是汇集各方河流干支流的地点,水资源丰富但通常地势复杂。在实际的施工作业中要做到排水,同时施工前还要导流或截流,同时水利工程施工受到水文气候的重要影响,一旦出现洪灾或大暴雨等都会造成水利工程施工的延期或是造成施工失败的不良后果。

3.3水利工程灌溉对比其他水利工程的施工,存在异同之处

水利工程灌溉施工的显著特征是施工手段、施工工序明显区别于别的水利工程作业,灌溉施工受到自然环境的严重影响,且灌溉工程子项目众多,建筑物繁多,灌溉渠道九曲十三弯,施工道路条件恶劣、施工难度大以及作业的大型机械操作仪器数量有限、以人力施工为主等等,都是水利工程灌溉施工的显著特征。

4影响灌溉效果的因素

实际的水利灌溉工程中,其影响灌溉施工的因素众多,主要分为环境因素、设计因素、人为因素等。设计因素指的是灌溉手段以及灌溉技术水平造成的影响;环境因素指的是土壤土质、地形地势差异等造成的影响;人为因素指的是实际的人为灌溉的操作存在盲目性,这是因为农民对灌溉认知的薄弱或是没有系统的农田水利灌溉的管理意识造成的。具体的环境因素分为以下原因:灌溉农田整体地形坑坑洼洼,不同的畦田的整块面积比例存在较大差异,水源流入畦田的水流量小且流速慢,但是加快水流速度又容易诱发畦田水资源渗漏的问题,造成水源浪费,农田灌溉不平衡等。极有可能因不同畦田的水流量差异,导致某部位的田地出现雍水现象,降低水资源灌溉效能。部分土壤渗透量存在差异,即是土壤不均,出现部分土壤灌溉效果突出,部分土壤灌溉效果不明显的问题。在上述的环境因素下,水利灌溉工程技术有了更高的要求,农田灌溉管理员对于灌溉技术了解、认知以及实际作业的要求也同步提升。目前,大部分灌溉农田管理者仍存在管理不足,导致灌溉效果不明显的现象。

5改进措施

依据实际农田土质、农田的实际情况和节水需求,进行可行性的改进方式,对水资源环境适度进行节水灌溉技术的改进。从技术层面来说,针对各个种类农田开展多样化的农田灌溉技术方式,设计出合理化、灌溉管理员高素质水平和人员的灌溉操作水平的水利工程灌溉机制。

5.1技术方面的改进

(1)水平畦田灌溉技术。该技术强调运用在整片平整的土地上,采取激光平底工艺铺设水资源的均匀引流,使得工作环境更为可靠。这种灌溉技术适合于大面积的土地灌溉作业当中,同时需要对土质的检验和勘察下,增加土地的平均渗透值,做到土质的高渗透率,一般情况下可以达到80%的灌溉量。这种方法可以达到高自动化的要求对于人工监控的需求小。效果上灌溉均度也可以达到85%,增产量达到30%。

(2)小畦田三改灌溉技术。三改指的是对畦田的长、宽、高三者面积进行整改,从整片划分为若干个小的小畦田。上述灌溉技术目的是发挥灌溉效能、减少灌溉时间,有效降低用水量,做到节水,提升水资源的覆盖率,上述的技术多用于土地不整的小块农田。

(3)长畦田分段灌溉技术。该技术主要用于水资源紧缺的地域,并且农田大面积成片的土地,该技术利用长畦分段手法变短,利用输水渠塑料管道分段进行灌溉作业,从上而下进行灌溉作业,该分段灌溉实现高渗透率,节约时间。

(4)隔沟灌溉技术。该技术主要利用灌水作业对沟畦逐一进行灌水再隔,上述隔沟灌溉技术主要应用于水资源紧缺的地域,以上技术手段的灌溉应用减少了一半的用水量,并且利用地下水渗透将灌溉沟的水慢慢渗入到没有进行灌溉的沟畦中。受水文气候的影响较小,出现降水天气亦不会严重影响农田灌溉水量的剧增。

(5)间歇灌溉技术。经过实证发现使用间歇灌溉技术灌溉农田,农田的水源利用率可以达到86%以上,水渗透率达到65%以上,水源浪费量足足减少了54%。而且间歇灌溉技术对仪器设备的要求低,设备成本低廉,可以普遍适用于多数的农田灌溉。多项研究实证得知,水流灌溉技术的第一次灌溉成果最为明显,土地渗透率最高,间歇灌溉技术原理是水压输送水流至农田上,停止工作后水资源逐渐渗透,利用水压推进输送农田,呈现水资源向农田波浪式水前进,灌溉速率增速,水流速动加快,升级土壤孔洞的闭合,实现土壤渗透率减少竞争力。

(6)闸灌溉技术。农田土地水资源流向农田沟渠会产生或多或少的水利消耗,所以为了减少水量消耗采取闸灌溉技术。在这个部分的输水管道则采用软塑料制成以及加配配水口零件,并且输水软管也要可以做到紫外线屏蔽效果,对光、水、温度都可以实现控制。配水口的部分则由闸门、压环、闸窗、闸板四个部件组成。这可以说是一个整体系统,其主要是应用于渠灌去区和井灌区连接作用。

(7)膜上灌溉技术。该技术目前我国自主发明的技术,如今主要作用于地膜农田的灌溉中,利用多样的畦田开展农田地面的膜覆盖并于该膜上输水灌溉,膜上农作物的孔洞、或者灌水孔洞实现水流输送于膜内灌溉的效果。

5.2管理上的改善

灌溉工程管理上要求人员素质提升、积极调动参与者的积极性和技术掌握程度,为农田水利灌溉施工提供帮助,根本上提升灌溉效率。大田改造为畦田、大田改造为大面积平整田地的,有助于提升灌溉操作员的操作能力和操作效率,革新农民的农田灌溉思想,树立节水、提产的灌溉观念,农田灌溉技术改进促进实际的管理灌溉操作水平。

6结语

本课题主旨研究当下水利工程灌溉技术应用的实际问题,分析影响农田水利灌溉成效的因素,提出相应可行的农田水利灌溉技术的改善方案,罗列出七种灌溉技术,从灌溉方式选择、人员素质水平提升上做到农田灌溉的升级优化,实现国内农田水利灌溉项目的可持续健康发展。

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    中国兴修灌溉工程的历史悠久,早在两千多年前就创造了多种灌溉工程类型,之后不断发展,积累了许多工程技术经验。宋元明清时期传统工程技术已达成熟的程度。进入20世纪,引入西方的水工技术,到现今水工技术日新月异,应用了许多高新科技,在这种状况下,传统灌溉工程技术还有其一席之地吗?回答应该是肯定的。因为任何事物的发展皆有继承性和否定性两个方面,对传统技术我们要加以扬弃,吸收传统技术合理的,还有生命力的东西,用新的技术加以改造出新,这样的技术可能更适合于中国的国情。事实也是如此。在此就传统灌溉工程及技术在现今的传承和发展状况作较系统的论述。

    一、传统灌溉工程类型在现今的传承

    中国国土广袤,地形地貌多样,气候变化万千。既有逶迤起伏的丘陵山地,又有一望无际的平原;既有壮阔的高原,又有缓坦的盆地;既有西部内陆干旱半干旱区,又有东部季风湿润区。为适应各地水文、地理等自然条件的复杂性,古代人民创制了多种多样的灌溉工程类型,如引水渠道、陂塘堰坝、陂渠串联、圩垸、井泉、坎儿井、御咸蓄淡等工程类型,这些工程类型在现今皆得到了继承。可以说,我国当今的灌溉工程类型基本是古代创造而传承下来的。

    引水渠道主要修建于北方平原地区。北方平原面积广大,因干旱少雨,河流密度不大,古代往往修建长距离的引用河水的灌渠工程。渠首处如河中水位过低不能满足自流入渠流量要求,则建拦河坝抬高水位引水;如河中水位和流量能满足灌区要求,则采用无坝引水型式。有坝引水最早的有战国初在今山西太原晋水上筑坝建的智伯渠,及在今河北临漳建的漳水十二渠。无坝引水有公元前256—251年间在今四川灌县建的都江堰等。又因北方含沙量大的河流多,我国很早就引多沙河流进行淤灌和放淤,做到同时利用水、沙资源,既灌溉作物,又改良盐碱地。漳水十二渠和公元前246年兴建的关中郑国渠皆引浑水灌溉,把大片盐碱地改良成了沃田。建国以后,有坝引水和无坝引水灌渠发展很快,如陕西省,截至2000年底,全省有效灌溉面积达144.93万公顷(主要为渠灌),新疆省干、支、斗、农四级渠道长30多万公里[1] 。在利用多泥沙河流的水沙资源方面,建国以后成就很大,还打破了自明清以后不敢引用黄河下游水的“禁区”,进行引黄淤灌和放淤。目前,黄河下游已建成各类引黄灌区100多处,灌溉面积达到3000万亩,每年引用黄河水量100多亿立方米,利用黄河水沙放淤改土300多万亩,发展水稻田120多万亩,使盐碱沙荒地变成了良田[2] 。

    陂塘堰坝主要建于南方山丘区。南方丘陵山区,雨量充沛,但水流容易流失,干旱是农业生产要解决的主要问题。为此,古代劳动人民因地制宜,创造了多种类型的陂塘堰坝蓄水工程,起到滞洪蓄水的目的。有在溪流上筑坝拦蓄水流的灌溉工程,称之为“堰”、“坝”、“陂”、“堨”等;有在平地凿池,或在谷口及高地水所汇归处筑堤,就地潴蓄雨水的,称之为“塘”或“荡”。又平原地带筑坝拦蓄水的工程现称为平原水库,利用天然山丘间的沟谷洼地蓄水的工程现称为山谷水库。大型陂塘工程以公元前600年左右楚国在淮南修建的芍陂为最早,两汉时汉中、南阳、汝南地区陂塘工程很是发达,着名的山谷水库有马仁陂,平原水库有六门陂、鸿隙陂等。东汉时进一步向南方发展,浙江绍兴的鉴湖、余杭的南湖工程规模都很大。之后三国孙吴在江苏句容兴修赤山湖,西晋建丹阳练湖和新丰塘等。当时能因地制宜规划布置陂塘,巧妙地利用地形兴建平原水库或山谷水库,布设堤坝、水门和溢流设施,形成完整的蓄水工程体系。还创造了陂渠串联工程类型,以对水资源更充分地加以调节利用,增加灌溉面积,提高灌溉保证率。建国后南方山丘地区大量兴建陂塘堰坝工程。如1952年仅四川内江地区就累计新修和整修堰塘5万多口。因平塘占地多,工程量大,总蓄水量不多,为此当地积极想法改进技术。1953年9月西南水利局组织基点工作组前往长寿县,经查勘,在葛兰场不远名叫“锁口丘”的地方,修建了当地第一口“山湾塘”。该地形肚子大,出口小,上面有较大集雨面积,下面耕地可自流灌溉。于是利用三面高一面低的地形,在低的一面修筑土坝,长40米,高3米,形成堰塘。此土方与蓄水的比例为1:10,比平塘1:1提高10倍效益。此后四川省水利厅将长寿县修筑山湾塘的经验向全省介绍。到1954年底,全省共建成各级“示范塘”1293口。1955年,“示范塘”迅速发展到17796口。到1985年,全省已有山湾塘61.11万口,可蓄水261769万立方米,有效灌溉面积715.48万亩[3] 。

    陂渠串联工程古代多建于淮河、汉水流域,工程布置多样[4] 。这种工程类型建国后称之为长藤结瓜式灌溉系统。工程主要在南方丘陵山区修建,规模从小型发展到大型,从小网联成大网,从开发小河流到利用大河流,从一个河系发展到与几个河系相连。如安徽淠史杭灌区,自1958年至1982年,在淮河水系的淠河、史河及长江水系的杭埠河的上游建成佛子岭、响洪甸、磨子潭、梅山、龙河口5座大型水库,这些水库成为多首制渠首,又沿岗峦起伏的分水岭修建总干渠2条,干渠13条,以及分干渠和支渠358条,沟通了数条大河,灌区内修建中型水库23座,小型水库1100多座,连同塘坝21万多口,以控制灌区内的地面径流,灌区内流域之间水资源通过库塘和渠道可得到调配,使安徽的六安、霍丘、寿县、舒城、合肥等11县市和河南的固始、商城等县的广阔丘陵和平原900多万亩农田受益[5] 。

    圩垸水利工程主要分布在南方沿江平原、湖区、下游三角洲及滨海地区。这些地区地势平衍,河湖密布,土地肥沃,水土资源丰裕,但易被水淹,沮洳下湿,极大地影响农业生产的进行。唐宋后,大力开河筑圩,排水御洪,兴建独具一格的水网圩田工程,把卑湿的“涂泥”之地,建成富饶的鱼米之乡。如太湖平原唐后期至五代时已建成规整的塘浦圩田水利系统。鄱阳湖区唐代已兴修较大规模的防洪堤防工程,至清光绪六年(1880),鄱阳湖滨南昌、新建、星子、九江、都昌、波阳、余干、进贤八县共有圩堤591所。建国以来,太湖平原继续加强浚河筑圩工作,完善水网圩田系统。鄱阳湖区新建和整修了圩堤501座,堤线长2500公里,保障农田500万亩,能抗御21.71米(1983年最高湖水位)的湖泊洪水位;湖区原有易涝面积330万亩,经治理,使200多万亩农田达到五年一遇以上的抗涝标准;还初步形成了一个大中小,蓄引提相结合的水利灌溉系统,使湖区农田的有效灌溉率达到80%以上[6] 。

    凿井提取地下水灌溉,在地表水缺乏的北方地区很是重要。我国新石器时期已开始浚泉凿井,春秋战国时在园圃中凿井灌溉已较普遍,之后不断发展,到明清时期华北平原已形成大范围的井灌区,水井型式多样。20世纪50年代,广大农村用于灌溉的水井大部分仍为土井,如华北平原建国初期有各种土井200多万眼。20世纪60年代以后,灌溉土井渐被机井所代替。进入80年代以来,个体户承包和联户经营责任制的发展,使得各种土井又发展起来。据1982年调查,仅天津、河北沧州、衡水等地区就有各种土井几十万眼。如沧州青县,1982年有真空井6100眼,人工手压井2000眼,各种大口土砖井5000眼;南皮县有手压真空井4500眼,机带真空井4054眼,砖井358眼[7] 。土井主要开发浅层潜水,潜水埋藏浅,雨水易渗入补给。而机井开采的是深层地下水,靠自然补给时间长。目前华北地区的京、津、河北省、河南省北部、山西省中东部已形成联成一片的大范围的地下水漏斗区,这是过量开采深层地下水,补给不易产生的重大问题。而开采浅层潜水一般不会引起地下水漏斗区。又浅井开采潜水后,降低了地下水位,有利于防止土壤返盐,改良盐碱地的效果显着。开采潜水井浅,技术较为简易,所费资金不多,农户可自行管理应用,经济上支出节省,适于小农经营。

篇5

灌溉渠道不仅在工程效益、水资源利用等方面发挥着重要的作用,而且对灌溉效益的高低起着决定性作用。为了提高灌溉渠道的实际作用,在灌溉渠道施工的过程中要加强对灌溉渠道施工的质量控制,并提高施工人员的质量意识,采取一些必要质量控制措施,完善各项规章制度,制定施工规范,才能更有效地优化及提高灌溉渠道施工技术与质量控制。

一、水利灌溉工程施工的技术要点

与其他工程相比较而言,水利工程有其自身的特点。一般来说, 水利工程可以选择那些水资源相对比较丰富的地方进行施工,通常在海岸、河流或河谷居多。因为选择这些地方的环境对于水利灌溉工程的施工质量和使用过程将产生极为严重的影响,因此我们必须要对这一问题给予足够的关注。首先本节内容是笔者关于水利灌溉工程施工技术要点的归纳如下:

(1)受到自然环境的影响大,且建设工程现场施工条件比较苛刻。由于水利灌溉工程的施工地点多为河流、海岸或者河谷之上,受到自然环境因素的影响自然可想而知,这就导致水利灌溉工程施工质量难以保证的同时还是造成施工难度加大的问题。这一点体现于两个方面,即所以受到自然因素的影响比较大,这对水利工程的施工质量就会产生很大的破坏,使施工难度大大增加。这点主要体现在以下几个方面:第一,水利灌溉工程与一般工程相比较而言,施工地点普遍被选择在地质条件极为复杂的地方,由于这种地质复杂的施工现场往往导致水利灌溉工程的基础结构设计与施工更为繁杂。为能够确保建设工程的施工质量达到设计标准,每一个分项工程都应在施工开始前进行有关地质方面的勘察与试验,针对性的制定和部署有关施工技术方案;第二,与一般工程相比,水利灌溉工程的作用是突出的,它可以负责农田、园林的灌溉,所以对待水利灌溉工程必然要求其施工质量要更为严格。那么,在选择施工工艺及技术方面就必须要考虑全面,只有这样对于现场施工环境比较恶劣、比较复杂的问题才能够确保工程质量的万无一失。

(2)水源井的施工技术。在水源井施工组织计划是根据不同地区的水资源分布和地质构造条件而定的。我们通常选择在河流和湖泊等水资源相对丰富的地区来建设水利项目,这样你就可以直接使用自然灌溉水源。然而,如果选择的建筑工地的水资源短缺,我们可以根据工程所在地地下水水位情况和地质情况建设机电井以作为水源井来使用。水源井的建设施工必需要依据科学的设计原理和规范保证在建设施工事能够按照设计图纸来进行,并确保水源井井口的位置与井房的位置正相对。

(3)水利灌溉工程的地下管网施工技术。水利灌溉工程的地下管网设计与施工必然要按照有关灌溉工程的设计规范要求来进行实地测量放线,放线完毕之后进行管道沟槽的开挖。一般地,沟槽开完的宽度和深度要依照水利输水管道施工所处地的气话特点来确定。然后再清理管道里的石头或其他杂物并确保管道底部的水平度不得倾斜,以避免出现跑水渗水的问题。管道线路的设计和施工过程中转弯的时候应该注意主要的弯头或者同径三通是两类主要的细节部位,需重点加强其施工质量的控制力度。水利灌溉工程地下管道网工程一般采用焊接方式连接的管道安装。在安装过程中根据设计要求,选择PVC管根据第一主、后支管的顺序进行安装。安装过程中不仅要在粘接前对接头进行打毛处理, 并刮水去污,打毛处理的长度大约在5厘米~10厘米以内,并选择与之相称的PVC塑料作为粘胶,从而避免安全问题出现于安装过程。在粘接过程中,第一个管接头的粘结要涂抹均匀,然后利用木垫垫好并用力敲打直至承入2厘米~3厘米厚为止。另外,仔细检查止水圈是否已经达到适宜的松紧度,同时均匀涂抹肥皂液,从而可以有效降低安装施工的难度。

(4)喷灌工程的首部施工与喷灌工程的地上部分施工。水利灌溉工程的首部安装也有相应的施工技术及其注意事项,要在施工的过程中将闸阀、逆止阀、压力表与输水管路进行良好的连通,并且为了防止漏水情况的出现,要注意阀与阀之间的胶垫和螺栓拧紧问题。水利灌溉工程的地上部分施工比较简单,主要是指地面上的铝管、铝三通管与喷头连接,施工工序要按照根据水利灌溉工程管路布置原则,首先将喷头组好,然后方便安装到铝三通管上,将铝直管、铝三通管平行垄向连接,确保水利灌溉工程喷头沥干垂直安好,稳定可靠。

二、水利灌溉工程施工的质量控制策略

一般来说,在实际的施工质量控制要满足于具体的施工设计要求。换句话说就是施工质量控制是为了实现一个特定的标准规定而进行有关的措施及办法。虽然在很多情况下,许多因素会导致质量问题在水利工程建设不可避免的出现,但分析这些因素出现的原由时,不难发现主要包括施工管理的人员、施工原材料、机械设备、现场施工条件等等。那么如何才能够从这些方面来控制水利灌溉工程的施工质量呢?笔者认为,为了保证质量的水和灌溉工程解决方案的重点是确保施工质量的控制,这是保证工程质量控制的关键因素。选择的工程设计和施工质量的好坏直接决定着工程的质量。以下是经归纳和总结的控制措施。

(1)建立工程质量保证体系。对水利工程的质量是有保证的,我们必须制定一个切实可行的和可靠的质量保证体系,如制定相应的质量手册、工程质量监督计划的制定、管理目标的锁定等等。

(2)施工人员、机械和材料的管理。坚持以人为本的基本原则来控制工程施工质量,施工人员必须由经理管理部门来组织充分调动积极性和创造性来加强对工作的责任感和增强工程质量的价值观。由于在工程建设中材料占有绝对的重要地位,禁止一切技术生产或不符合标准的建筑材料被用于工程施工。而反映工程建设现代化的重要标志是机械设备,这也是能够直接影响施工进度和施工质量的关键。因此,科学合理地使用机械设备,将对达到建设项目质量目标起着至关重要的影响作用。

(3)控制施工过程和施工环境。建设的水利灌溉工程是工程质量的主要影响因素包括质量管理环境和工程技术环境两种。在项目建设之前,需针对具体的问题和特点研究合理有效的技术方案和控制对策,尤其是加强预先控制施工现场,为保证施工安全和工程质量创造比较有利条件。

三、结束语

水利灌溉工程能够为我国农业发展提供显著的推助作用,同时也决定着国计民生的大问题,并具有非常高的经济效益。本文首先阐述了我国水利工程灌溉施工技术的要点,并着重以其施工质量控制的策略展开分析,笔者旨在为我国农业基础设施建设提出几点意见和建议。

参考文献

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二、喷灌:俗称人工降雨,是利用专门设备将水喷射到空中分散成细小的水滴,形成类似下雨效果的一种灌溉方法。喷灌受地形条件的限制小,在砂土或地形坡度达到5%等地面灌溉有困难的地方都可以采用,一般能增产15%,节水40%,提高工效20倍-30倍、提高耕地利用率7%。但喷灌受风力影响大,且容易产生蒸发损失,不适宜空气特别干旱、风力较大的地区。由于喷灌设备投资较高,目前多用在水资源缺乏的经济较发达地区。

三、微灌:是利用专用设备将有压水输送分配到田间,通过灌水器以微小的流量湿润作物根部附近土壤的一种局部灌溉技术。微灌是目前节水、增产、优质效果最好的一种节水灌溉技术,但由于其投资较高,目前仅限于经济作物中使用。微灌通常分为滴灌、微喷灌、小管出流灌和渗灌四种形式。

1.滴灌:是利用滴头(滴灌带)将压力水以水滴状或连续细流状湿润土壤进行灌溉的方法。常见滴头有孔口滴头、发丝管滴头、内镶式滴灌管、双上孔滴灌带、迷宫式滴灌带等。滴灌主要用在果园、花卉、保护地栽培中。

2.微喷灌:是利用微喷头将压力水以喷洒状湿润土壤进行灌溉的方法。常见微喷头有固定式微喷头、旋转式微喷头、多孔式微喷带、脉冲式微喷头等。微喷灌主要用在果树、花卉、园林、草地、保护地栽培中。

3.小管出流灌溉:是利用直径ф4毫米的塑料管作为灌水器,以细流状湿润土壤进行灌溉的方法。这种方式投资较低,主要用于果树的节水灌溉。

4.渗灌:是利用一种特制的渗灌毛管埋入地表以下30-40厘米,压力水通过渗水毛管管壁的毛细孔以渗流形式湿润周围土壤的灌溉方法。

四、改进沟畦灌溉:对传统的沟灌和畦面灌溉适当改进,能节水10%-20%,增产10%-15%。基本原则是平整土地,加大灌水流量,将长沟、大畦改为较短沟、小畦,并采用合适的流量和引水时间进行灌溉。适宜沟灌的地面坡度为0.003-0.008,灌水沟长度不大于100米,宽度0.3米-0.8米,入沟流量控制在0.5升-3升/秒。畦灌要求地面平整,适宜的地面坡度为0.001-0.003,自流灌区取畦长50米-75米、井灌区25米-40米,畦的宽度不大于3米,并与农机具作业要求相适宜,入畦单宽流量(每米畦宽的流量)3升-6升/秒·米。

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关键词: 高效节水;实施方案;低压管灌;经济评价

Key words: high efficiency water saving;implementation plan;low-pressure pipe irrigation;economic evaluation

中图分类号:[TU991.53] 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)08-0111-02

0 引言

双吉沟流域地处吴忠市利通区南部的扁担沟镇,地理位置介于东经106°05′47″~106°15′37″,北纬37°39′25″~37°47′45″之间,该地为山前洪积冲积扇地貌单元,海拔在1200~1230m,整个区域内分布多条冲沟,地表多为风积砂层,植被覆盖率偏低,当地地势高低不平,土壤沙化、水土流失严重,气候干旱少雨,多年平均降水量277mm,属干旱多风沙的易灾地区。为改善当地生态环境,同时保护流域内农耕地,规划在双吉沟流域荒山坡脚与农地交接处的荒地,开发营造以枣树为主的经济林带,规划面积约350hm2。规划区虽为荒地,但土层深厚,土质相对较好,且扁担沟扬水干渠紧靠该地,只因地势较高,这片土地未能开发利用,灌溉用水问题未解决。由是编制《宁夏吴忠市利通区易灾地区生态环境建设项目双吉沟流域综合治理工程之经果林节水灌溉工程实施方案》,规划在双吉沟流域扁担沟扬水干渠边建设扬水站,利用灌区灌溉空闲时间,扬水至高位水池,然后利用低压管道补灌苗木,在不影响灌区正常灌溉的情况下,利用扬黄灌区水资源优势发展高效节水农业,改善区域生态环境,推进利通区节水型社会建设及生态文明建设步伐。以下对该工程实施方案进行综合论述,得出其可行性结论。

1 项目区地理位置及范围

规划项目区位于扁担沟扬水干渠以南的荒坡上,北以扁担沟扬水干渠为界,南面扬水至1230m高程处。地理坐标东经106°10′20″~106°10′54″,北纬37°45′43″~37°48′15″之间。工程区地势南高北低,地面比降为1/30~1/100,东西长4.83km,南北宽0.72km,总面积约350hm2,根据地形实际分东、西2条干管供水,东干管控制面积175hm2,西干管控制面积175hm2。

2 工程总体布置及主要建筑物

2.1 工程设计标准:项目区规划建设总净面积350hm2,由于供水系统相对独立:工程等别Ⅴ等,建筑物级别5级;防洪标准:设计洪水采用10年一遇,校核洪水采用20年一遇;抗震标准:设计地震基本烈度Ⅷ度;供水保证率:供水保证率根据灌溉要求确定,采用75%。

2.2 工程总体布置:灌区扬水水源取自扁担沟扬水干渠(即红三干渠水)。在该干渠1+670桩号处建进水前池,在进水前池后接扬水泵站,经加压泵站将水扬到地势较高处(1230m高程)的蓄水池,扬水管道长1400m,净扬程40m,设计流量1145m3/h,即0.32m3/s。水从蓄水池取水进入总干管,长250m,由总干管分为东西2条干管,西干管长2.2km,东干管长2.95km,总计干管总长5.15km。在西干管上各布设支管9条,东干管上各布设支管8条,共有支管17条,总长8.705km。共布设斗管及分斗管60条,其中西干管控制范围设斗管34条,长10.55km,东干管控制范围设斗管条26,长4.895km。管道按干管、支管、斗管及移动软管四级布置灌溉管网。

2.3 主要建筑物:工程由前池、泵站、扬水管道、高位蓄水池、供水管道、输水管道、给水口、阀井等建筑物组成。

3 工程规模及建设内容

工程规模:配套低压管道节水灌溉面积350hm2,解决扁担沟扬水干渠以南经果林(种植枣树)灌溉用水问题。

供水规模:由灌溉制度确定项目区亩均毛灌水定额为188mm,灌区总灌溉面积为350hm2,则灌区年灌溉需水量为14.83万m3,通过大力发展节水灌溉,利通区扬黄灌区年节约水量满足项目区灌溉水量供给。

建设内容:修建扬水站1座、高位蓄水池(4.5万m3)1座、输水管道6.8m、配水管道27.72m、给水栓413个,修建管护道路(四级砂石路面)15km。

4 工程建设与管理

管理机构:利通区水务局负责和组织建设期间的工程管理机构,对工程建设进行统一管理和协调,指导相关业务部门具体承担工程项目的招标投标、工程建设、竣工验收等建设期的管理工作。工程建设和管理中,全面推行社会公示制、集中采购和招投标制、资金报账制、建设监理制、管理责任制等“五项”制度。建设单位要多渠道筹措资金确保配套资金的落实。对该项目的资金管理设专用帐户,做到专款专用。工程建成后,由利通区水务局负责成立运行管理机构。做到科学管理,节约用水。

5 主要工程量及投资

主要工程量:工程总土(石)方433.02万m3,其中:土(石)方开挖18.73万m3,土方回填4.18万m3;浆砌石1156.4m3;浇筑混凝土444.1m3。劳力2.64万工日。工程投资:工程总概算投资为740.58万元,其中:建安工程660.30万元,独立费用68.71万元,预备费21.57万元。

6 经济评价

工程效益: 工程静态总投资即740.58万元。年运行费估算得共计191.11万元。工程效益直接按灌溉效益计算,并扣除成本。项目实施后经济效益计算见表1。

项目实施前经济效益为0。经分析测算,规划水平年生产稳定后,项目新增效益556.5万元。灌溉效益分摊系数按0.68计,则分摊灌溉净效益为382.21万元。

效益分析及经济评价:

根据以上费用及效益计算结果进行经济效益分析,采用动态分析。各项指标计算结果如下:

动态经济内部收益率EIRR=11.64%>7%

经济净现值ENPV=3052.83万元>0

动态经济效益费用比EBCR=1.52>1

本项目的经济内部收益率11.64%大于社会折现率7%,经济净现值3052.83大于0,经济效益费用比1.52大于1。因此,该项工程经济上是合理的。

7 结论及建议

由于多年干旱少雨,黄河来水持续偏枯,经济社会和生态用水严重不足,生态环境和水环境恶化,水资源供需矛盾日益突出,直接关系到易灾地区经济发展、社会进步、民族团结大局,关系到全面建设小康社会的重大问题,对此问题各级政府高度重视。随着《黄河水量调度条例》的颁布,指标供水、限量供水的实施,利通区扬黄灌区供需水矛盾更加突出,因此节约水资源,发展高效节水灌溉是利通区可持续发展的唯一出路。近几年,利通区水利部门在节水灌溉方面取得初步成效,节约水量可挖潜配套一些发展潜力较好的土地。在易灾地区开展经果林建设和灌溉工程建设,不仅开辟了一条农民增收的途径,而且还可防风固沙,改善周边的生态环境,提高利通区现有扬黄水源工程综合效益,优化配置和高效利用水资源,以水资源的可持续利用支撑利通区南部干旱带经济社会的跨越式发展。项目建设具有充分的必要性。

经估算工程年净效益382.21万元,经济效益费用比1.52,大于1,因此,该项工程经济上是合理的。整个工程实施方案合理,经济可行,建议尽快立项建设。

参考文献:

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【中图分类号】TV93

【文献标识码】B

Applications of Micro-sprinkling Irrigation on Large-scale Water-saving Irrigation in Shangyu

Shen Jin-chao,Lou Wu-jun

(Shangyunongfa water conservancy construction company Shaoxing Zhejiang 312300)

【Abstract】This paper introduces applications of micro-sprinkling irrigation on large-scale water-saving irrigation in shangyu, then analysis this technology and it's benefit,which can provide experience for large-scale water-saving irrigation projects.

【Key words】Micro-sprinkling irrigation Water-saving irrigation;Application

1. 工程背景

(1)为推进实施《规模化节水灌溉增效示范项目“十二五”总体建设方案》,作为浙江省的两个试点地区之一,上虞区于2014年度开展了浙江省绍兴市上虞区规模化节水灌溉增效示范项目。按照项目规划,项目区总面积16610亩,包括虞北平原区的海涂农业园片区,共10080亩,其中276亩大棚微喷灌;四十里河平原区的丰惠镇片区,共6530亩。以下主要介绍笔者所在的海涂农业园片区概况。

(2)海涂农业园片区位于杭州湾南翼的上虞海涂九六丘,绍兴滨海新城北部,东至团农河,西、南靠九一丘直河,北濒杭州湾,园区总面积12418亩,区内土地平坦,地势开阔。园区四周有宽约50m的人工河道,为园区灌溉水源和排水通道。河道与九六丘分丘闸相连,可在雨季及时将洪水拍向杭州湾。现状部分河道存在堤岸坍塌,河床抬高的情况,不利河道蓄水和排水。

(3)目前园区农业生产方式粗放,以传统的露地栽培为主,园区土地均由农业经营户承租,灌溉用水均由各经营户自行抽水灌溉,灌溉方式大多采用大水漫灌,大棚、滴喷灌等农业设施的应用率低,这种灌溉方式不仅水资源浪费严重,而且耗费大量的劳动力,直接影响到农产品质量和单位面积的产出。园区土地由农业经营户承租,由于各经营主体的科技水平存在差异,导致农业机械化应用水平低下,在一定程度上削弱了园区的发展潜力和示范带动能力。

2. 微喷灌技术简介

微喷灌是利用折射、旋转、或辐射式微型喷头将具有一定压力的水,喷到距离地面不高的空中,散布成微小的水滴,均匀地喷撒到农作物上和农作物根区的地面上,实现节水灌溉的一种新技术。微喷灌是一种介于喷灌和滴灌之间的节水灌溉技术(微喷灌技术示意图见图1),与它们相比,其优点如下:

2.1 节约用水。微喷灌的节水主要体现在减少含水土壤面积、控制灌水深度,减少蒸发和渗漏损失。由于一个微喷灌头喷洒的面积仅几平方米,可以实现局部灌溉,所以比喷灌更节水,一般比沟灌节水50%~70%。

2.2 系统组合性能强,使用方便。通过调整喷嘴和分水器,可以形成多种喷洒直径和降雨强度的组合,从而适应了不同农作物的用水需要。某些情况下微喷灌系统还可以很容易地转化成滴灌系统。此外,微喷头可随时调整其工作位置,如树上、行间或株间等。

2.3 节省能源。微喷头的设计工作压力一般在15~20m水头之间,又是局部供水,与喷灌相比大大减少了系统的供水量和扬程,节省能源的作用十分明显。

2.4 受风的影响小于喷灌系统。因微喷头工作位置低,喷洒仰角小,在多风季节仍可作业。

2.5 降低系统投资。因为采用了低压小流量的供水方式,对系统供水能力的要求降低了,从而使各级管道的口径减小,并降低了管材的压力等级,减少了系统的动力功率,使系统的总投资大大下降。

2.6 有助于开发利用盐碱土壤。对盐碱土壤上的作物,可利用微喷灌在作物根系区创造一个低盐浓度的区域,保证作物的正常生长。

2.7 对田间作业的干扰小。因管道和微喷头便于移动,不影响田间农机作业。

2.8 可用于施肥、喷洒除草剂等。

图1 微喷灌技术示意图

3. 微喷灌工程设计实例

3.1 水源选择。

以海涂农业园片区微喷灌区灌片18中微灌片1为例,该地块长约282m,宽约236m,面积约100亩。系统水源为河道水,采用固定泵站提水,水源选用4寸叠片过滤器过滤,过滤精度120目。

3.2 作物、土壤。

该典型地块面积约100亩,主要种植蔬菜(毛豆、西兰花、大白菜等)。项目区土壤为壤土。

3.3 微喷水带。

根据工程实际情况,工程选择40 3~5孔增强型微喷水带,其工作压力为60KPa,流量为40L/(h・m),喷洒宽度为4m。

灌水器流量偏差率取qv=20%,灌水器工作水头偏差率:

hv= qv x(1+0.15×1-xx×qv) x=0.5,hv=0.41

工作水头偏差Δh=6×0.41=2.46m。根据毛支管水头差分配比,Δh毛=0.5Δh=1.23m,Δh支=0.5Δh=1.23m,微喷带极限长度100m。

3.4 微喷灌工作制度拟定。

3.4.1 设计灌水定额。

最大净灌水定额mmax=0.001γzp(β1-β2)

Mmax――最大净灌水定额(mm);

γ――土壤干容重(g/cm),取1.37g/cm;

p――设计土壤湿润比,取90%;

h――计划湿润层深度(cm),取25cm;

β1――适宜土壤含水量上限(重量百分比),取22.5%;

β2――适宜土壤含水量上限(重量百分比),取17.5%;

计算得mmax=0.001×1.37×90×25×(22.5-17.5)=15.4mm。

3.4.2 设计灌水周期。

设计日耗水强度取Ia=4mm,设计灌水周期Tmax=mmax/Ia=3.85d,设计灌水周期T取3.5天,设计灌水定额md=T×Ia=4×3.5=14mm。

3.4.3 每次同时喷洒长度。

典型区总面积66600m2,微喷水带布置间距为4m(考虑大棚的四周间距1m,计算微喷带间距取4.5m),共布置喷水带长约14400m,为节省劳动,考虑田块实际情况,典型区块划为24个轮灌组,即每次同时喷洒长度为600m,微喷带平行大棚布置,每个大棚内布置2根。

3.4.4 湿润比校核。

单个大棚尺寸8m×60m,单根微喷带喷洒宽度4m,每个大棚内布置2根,喷洒宽度8m,可满足设计要求。

3.5 水力计算。

3.5.1 系统设计流量。

由于所选微喷水带每米流量为40L/h・m,最大同时喷洒米数为600m,则设计流量:

Q=40×600=24000L/h =24m3/h

3.5.2 管道水力计算及管径选择。

根据《微灌工程技术规范GB/T 50485-2009》,沿程水头损失计算式

hf=fL(Qgm)/Db

根据规范,管道局部水头损失按沿程水头损失的10%~15%估算,这里按12%计取。

3.5.3 分干管管径选择。

一个轮灌组同时工作的微喷带600m,可得流量Q=24m3/h,由经验公式D=13√Q=63.7mm,分干管选择De75×4.5(1.0MPa),即约5个大棚(9m×60m)同时灌溉。

式中:D――分干管管径(mm);

Q――分干管流量(m3/h)。

3.5.4 干管管径选择。

同时向三个典型片供水,流量24×276/100=66.24m3/h,由经验公式得管径105.6mm,由于干管较长干管选用De160×7.7(0.8MPa),最多控制约1800m的微喷带,即约15个大棚同时灌溉。

3.5.5 管网水力计算。

微喷带长60m,视为沿程均匀泄流,开孔数较大时,开口系数取0.36,微喷带水头损失h1=1.15×0.36×(1+0.12)=0.46m

分干管最长120m,工作的轮灌组支管40m,可视为沿程均匀泄流,开孔数10个,开口系数0.374,另80m为输水段,分干管水头损失:h2=(2.20×0.374+2.2×2)×(1+0.12)=5.85m。分干管从中点处接入干管,水头损失0.46m

3.6 水泵选型。

(1)典型区块喷灌系统的设计流量为66.24/0.95=69.72m3/h;

(2)喷灌系统设计水头。

H=ΔZ+Σhf+Σhj+hp

式中:ΔZ――水源水面至喷点的高差(m);

Σhf――沿程水头损失(m);

Σhj――局部水头损失(m);

hp――微喷工作水头;(m)。

由上式计算得H=0+12.91+6=18.91m

根据计算所得的设计流量及扬程,泵站至各典型区块的主管选用De160×7.7(0.8MPa)同时向3个典型区块供水,流量为69.72m3/h,考虑泵站内的管道水头损失2m和叠片过滤器水头损失4m,水泵至微喷带的最大水头损失为:

H=0+12.91+6=18.91m

选用喷灌离心泵IS80-65-125二台,配套电机功率5.5KW,Q=30m3/h,H=22.5m,效率64%,气蚀余量3.0m。

4. 结语

通过微喷灌等节水灌溉技术的实施,对海涂农业园片区水资源进行优化配置,提高灌溉水利用率,必将大幅度降低海涂农业园区灌溉用水量,缩短灌溉周期,提高灌溉保证率,提升蔬菜品质,增加蔬菜产量,使农业生态处于良性循环状态。此外,微喷灌还能适应复杂地形,不破坏土壤结构,可减少和控制杂草生长,减少作物病虫害发生,调节和改善田间小气候,易于实现灌溉自动化,特别适合作为规模化节水灌溉措施加以应用。

参考文献

[1] 蔡琼. 宁波市农业节水技术模式选择[D].宁波大学,2013.

[2] 张桂兰,张建亮,崔蓉,王倩. 软管微喷灌节水技术在设施蔬菜生产上的应用[J]. 天津农林科技,2011,02:8~9.

篇9

灌区渠道是非常重要的农业灌溉设施,由于很多渠道修建于上世纪50~70年代,受当时技术标准与管理水平的限制,加上经年失修,大都处于带病运行状态,渗漏问题尤为突出,这不但不符合当今节水灌溉的要求,而且浪费了水资源,又会造成渠道周围土地盐碱化,所以对于渗漏渠道必须加以改造。为了保证灌区渠道改造防渗工程的施工效果,本文对施工技术和管理方法进行了探讨。

1 灌区改造防渗工程施工技术分析

1.1 防渗材料与结构类型

渠道防渗经过多年实践,材料品种与结构类型都很丰富,大致可分为土料防渗、砌石防渗、混凝土衬砌防渗、塑膜防渗、沥青护面防渗、复合材料防渗等多种材料,其中每一种又可再细分为若干子类,如土料防渗可再分为素土防渗、三合土防渗、灰土防渗等几种。渠道防渗结构,按其断面型式可分为两大类,其一明渠型式有梯形断面、U型断面、矩形断面、复合形断面等;其二暗渠型式有城门洞形断面、箱型断面、圆形断面、正反拱形断面等。其中梯形断面又包括普通梯形断面、弧形底梯形断面、弧形坡脚梯形断面等。每一种防渗材料和结构类型都有其各自的特点,应根据防渗标准、运行条件、气候特点、施工水平、维护管理等进行选择,若是渠道改造,还应考虑现有的渠道材料与结构型式,总之应在综合考虑渠道防渗性能与经济适用性的前提下,注重因地制宜、就地取材、质量效果等方面的需求。

1.2 防渗施工技术

如前述,渠道防渗材料与结构类型多种多样,其施工方法也不尽相同,限于篇幅,难以一一尽述,下面仅以梯形断面预制混凝土板渠道改造为例阐述其施工技术。

旧渠道防渗效果较差,要进行改造先要对现有渠道进行测量查勘,确定渗漏点和估算渗漏量,然后设计渠道改造方案。

对于结构尚完整而裂缝较小的渠道可采用PVC胶泥进行修补,较宽的裂缝可利用水泥砂浆进行维修[1]。当采用PVC胶泥修补时,先将裂缝内的杂物清除干净,同时保持裂缝界面和周围干燥,然后将PVC胶泥嵌入裂缝内,并填压密实,修光表面。采用水泥砂浆修补时,必须将松动、损坏部分全部凿除,并对将与砂浆接触的表面凿毛处理。再用水冲洗干净,然后塞入水泥砂浆,用木抹子压实后,以铁抹子收光。水泥砂浆初凝后,即可覆盖或保湿养护,时间应不少于14d。

如果渠道结构损坏严重或者渠道断面已不符合要求,就需要拆除旧混凝土板,并对渠道进行修整,然后铺设塑料防渗膜、混凝土板衬砌及制作伸缩缝等工序[2]。具体工序如下:(1)拆除渠道旧混凝土板。先清除渠内淤泥,然后由上至下逐层拆下旧混凝土板,若旧板可再利用,应将旧板清理干净后码放在合适的地方备用。(2)清理渠道内的杂物,然后按照设计要求进行削坡修整。对凹陷、滑坡部分渠段应填补碎石,再分层夯实处理。夯填高度应超过设计开挖线,以便人工削坡,再以潮湿细砂罩面至开挖线。(3)经检查断面尺寸、中心线、渠底高程等均符合设计要求后,铺设复合土工膜等防渗膜料。应沿渠线方向顺流铺设,断面方向则由渠顶向渠底铺设,膜料应贴紧渠内壁,至闸室等构筑物时应预留6cm~8cm,以便嵌入截水墙后一起浇筑。相邻膜料的搭接宽度应不少于10cm,搭接处下垫木板,然后使用专用焊机进行焊接。焊接时应控制好行走速度和焊接温度,以复合土工膜为例,行走速度宜为1.5~2.0m/s,施焊温度宜为180~220℃。每道接缝宜焊2道,并间隔10cm。检查焊缝合格后,缝合面层土工布。(4)衬砌预制混凝土板。先在膜料上均匀铺设一层厚度约3cm的水泥砂浆,然后按照先渠底、后渠坡及由下至上的次序砌筑预制混凝土板。砌筑应与铺膜同步进行,并采用特制溜槽放板,不允许沿膜料或已砌混凝土板面入板。为保证砌筑整齐,必须拉线控制;为美观应控制板缝,可采用厚度适宜的木片临时垫缝,填筑细石混凝土或砂浆后再取掉。嵌缝后必须压实,及至硬化后勾缝。(5)设置伸缩缝。按照设计要求沿渠线方向每隔一定长度(一般10m)设一道伸缩缝,缝宽一般2~4cm,并采用沥青砂浆填塞止水。沥青砂浆可按沥青:水泥:砂浆=1:1:4(质量比)的比例配制,将沥青加热至80℃待用,在另一锅内加入水泥、砂,边搅边加热至160℃;然后把沥青舀入水泥与砂的锅内,要求边舀边搅,至颜色均匀的糊状物,灌入伸缩缝内,并填压密实。渠道施工情况如图1所示。

2 灌区改造防渗工程管理方法

2.1 工程前期管理

灌区改造前期管理的任务是确立项目法人制、开展招投标、成立监理机构等[3]。项目法人制是灌区改造项目的关键一环,是规范项目建设方的法人行为并明确其责权利的重要举措。确立项目法人制的内容包括成立项目管理机构、制定项目实施细则、开展项目管理活动等。招投标制是灌区改造项目选择优秀施工队伍的必要程序,业主应自行编制招标文件或委托具备相应资质的机构代为编制,投标单位应不少于3个,通过专家评标组评选出资质合格、信誉良好、报价适宜的施工单位,然后与中标单位签订施工承包合同。合同应以国家公布的标准合同范本为依据,明确施工标准、质量要求、承包价格、工期进度、结算方法等细节。根据国家建设工程的相关规定,聘请具备相应资质的监理单位,按照合同履行对工程进度、投资、质量和安全等方面进行监理的责任。

2.2 工程施工期管理

渠道改造施工应要求承包商做好施工组织设计,以确保施工工序合理、设备配套、材料供应及时。应组织相关单位进行图纸会审和技术交底,将施工中可能遇到的问题尽量在开工前解决。施工质量控制应以《渠道防渗工程技术规范》(GB/T 50600-2010)为准,要求施工承包商建立并健全质量管理体系。主要工程材料、构件等必须由监理工程师检查确认。进场原材料必须抽样检验,合格后才能使用。土方施工必须控制土的含水率与干密度。严格控制混凝土、砂浆的配合比,并随时抽样检查。每一道工序完工必须检查,合格后才能进行下一道施工。工程验收应先进行分部工程的验收,然后是单位工程验收和整体竣工验收。分部工程和单位工程验收应由项目法人单位组织,竣工验收应由竣工验收主持单位负责组织或是委托验收。

2.3 工程运行期管理

渠道运行期应重点抓好用水、维护和档案三项管理工作。用水应编制计划,掌握水源、供水量、渠道状况、灌溉面积等资料,有计划地调配用水。控制渠道水位平缓变化,及时清理污物、杂草,避免渠道阻塞或溢水。关注天气变化,台风暴雨来临以及渠道放水前后,都应进行全面细致的巡查,发现隐患及早维修处理。对防渗结构出现裂缝必须查明原因,并进行有针对性的修补或改造。建立渠道运行档案,以方便维护管理。

3 结语

灌区改造渠道防渗工程的实施,可以减少输水损失,缩短灌溉周期,改善了灌溉条件,提高了水资源利用率,促进了农业发展和农民增收,于国于民皆大有益处。随着防渗漏技术的发展,对施工工艺、操作水平提出了更高的要求,抓好工程管理成为施工成败的关键,因此灌区管理人员应加强学习和总结,不断提高灌区防渗工程技术水平和质量效益。

参考文献:

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(一)概述:微灌是一种精确控制水量的灌水方法,是一种局部灌溉,即不湿润整个田块,而是把水通过管道(一般是用塑料管)一直送到每棵作物的根部。它的 优点是灌水均匀(灌水均匀度可达90%以上),节约用水(比地面灌溉可省水30~50%),工作压力低,节约能量,设备投资低,对土壤和地形的适应性强, 保持稳定的土壤湿度,提高作物产量,增强耐盐能力,便于自动控制,明显节省劳力等。因此特别适合于在集雨节水灌溉工程中使用。但是使用中也特别要注意防止 堵塞和防止盐分的积累。[28]

(二)微灌的种类:

1.滴灌:又称滴水灌溉,是通过出流孔口非常的滴头或滴灌带,把水一滴一滴地均匀而慢慢地滴在作物根部附近的土壤中。滴头的工作压力一般为50~150kPa,其出流孔口非常小,而且流速又非常缓慢,所以极易堵塞。

2.微喷灌:又称为微型喷灌或微喷灌溉,是用很小的喷头(微喷头)将水喷洒在作物根部附近的土壤表面上。由于湿润的面积比滴灌大,所以流量可以大一些,喷洒的孔口也可以大一些,出流流速也比滴头大得多,所以堵塞的可能性大大减小的。

3.地表下渗灌:又称为土表下灌溉或土表下滴灌,是通过埋在土壤表面以下的滴头或渗头,或渗流管将水灌到土中。这样可不妨碍耕作与其他农业操作,而且可以减少土表蒸发,但渗头如果堵塞不易被发现,而渗流管由于孔口孔径大小不一极易堵塞。

4.涌灌:又称涌泉灌溉,是通过置于作物根部附近的开口的水管向上涌出的小水流或小涌泉将水灌到土壤表面。它适用于地形平坦的地区,特别是工作压力很低,出流孔口较大,不易堵塞。

5.雾灌:又称弥雾灌溉,与微喷灌相似,只是工作压力较高(可达200~400kPa),喷出的水滴极细而形成水雾,主要目的在于调节田间空气湿度。

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中图分类号:TU71 文献标识码:A

1 现代公共建筑改扩建施工中的关键技术

1.1 常用的钢筋连接方法

(1)间接连接。先将钢牛腿固定在柱上,可以用焊接或胀锚螺栓或其他方法;再将钢筋焊接在钢牛腿上,因为钢牛腿具有较强的承载能力,可以解决剪力较大而结合面弱的问题。综合各方面的因素,根据实际中的不同情况,因受力情况和构件位置不同导致的不同连接,我们不该只采用一种单一方式,而应该采用多种连接方式组合使用,这样才能让连接更牢固,施工更安全。(2)钻孔植筋连接。有两种植筋技术,一是一般植筋,二是高性能植筋。一般植筋的粘结剂是由水泥和微膨胀等组成的;高性能植筋的粘结剂是由聚氨脂、甲基丙烯酸脂或改性环氧树脂等与水泥或石英砂等组成。由于高性能植筋的粘结剂强度高、性能高,近年来实践中一直广泛运用。(3)焊接连接。这是应用最广泛、最传统的连接方法,通过焊接连接新旧钢筋构件,共同工作。最大的优点是经济实惠,受力直接,可靠。

1.2 新老混凝土结合面处理方法

(1)处理方法。在对混凝土修补之前,应当先对旧混凝土进行干燥和清洁处理,这也是为后续工作做好准备的最关键一部,若该步骤没做好,例如表面不够干燥,则可能对混凝土修补的粘结性能造成恶劣的影响。所谓表面处理主要是指将旧混凝土表面上损坏的、松动的和附着的骨料、砂浆及杂质杂物等清除掉,将骨料部分露出,形成粗糙面利于粘结。主要的表面处理方法有人工打毛法、喷丸(砂)法、高压水射法、钢刷刷净法等,综合各方面考虑高压水射法是最好的方法。(2)材料选择。市场上通常采用新旧混凝土界面的处理技术。通常都是选择YZJ-4型新旧混凝土界面胶,它是由武汉长江加固技术有限公司生产的,它通常都是和新旧混凝土接触,属于水泥类的无机材料,具有强劲的粘结力与亲和力,随着时间的增长,强度也越来越有张力,这项产品已经普遍应用于砖混结构裂缝灌浆、混凝土大坝、机座浇筑、锚杆生根、路面桥面修补、混凝土冷缝表面处理以及混凝造和二期混凝土工程浇筑等工程中。(3)施工要点。首先应当用高压水冲刷混凝土表面,除去污物和松散颗粒,为提高工程质量,最好应用高压喷浆机将界面胶均匀地喷涂在旧混凝土表面,注意要按现场比例配制界面胶,界面胶厚度保持在3mm左右。由于产品为无机材料,最好在界面胶凝固之前将新混凝土浇筑上去,在水性养护条件下,不宜老化,与混凝土同等寿命,强度随时间延长而提高。所以要求一边浇筑混凝土一边喷界面胶,随混凝土一起养护,时间不能超过界面初凝时间。YZJ-4界面胶线膨胀系数与混凝土相同,温度改变后,就会同混凝土协同改变,不会出现附加温度应力,也不会让两者断开。经施工现场钻芯取样试验证实,在正拉力或剪切力作用下,破坏面不会发生在界面处,而是发生在新混凝土或老混凝土内部。

2 现代公共建筑改扩建施工中的质量控制

2.1 结构置换施工的质量控制措施

(1)因工程结构大多为全现浇钢筋混凝土框架一核心筒体系,导致结构的垂直度与层高存在一定的偏差,错层及嵌入式安装增加了确定外包钢管的尺寸、钢梁等标高的难度,全面而合理的技术要求决定着钢结构的制作和安装的质量。所以要先确定是否具有对现场原结构偏差的实测能力才能选择钢结构深化设计单位,才能将深化设计中的偏差影响降到最低。同时32层以下结构置换部分半数钢结构须采用嵌入式安装等一系列的高技术要求,必须要求钢结构制作单位达到一定的制作加工精度,足以覆盖该工程需要的各项焊接工艺评定报告、技术精良、符合要求的钢结构焊工以及完善的质保体系。为此监理方要做好前期的各项考察研究工作,并协助业主方做出正确的选择。(2)严格控制原结构测量成果的准确性。首先,在施工前应当对方案进行充分且严格的审查,对施工设计方案的科学性、可操作性以及该方案中存在的不足进行深入的分析,与此同时,要会同设计方、深化设计方以及业主共同对检测方案进行细致的讨论,最后得出分析结论,以将设计方案中可能出现的偏差及时指出,并尽可能将该偏差所可能造成的恶果减少到最低程度。(3)置换楼层钢构件非一次就位的吊装过程控制。在进行这项工作前,因上部存在原建筑水平结构或已置换完成的水平钢结构制约,所以无法一次实现吊装。垂直将构件运输至楼层高度后,变为水平拖移吊装位置,最后竖向吊运至吊装高度。在整个操作过程中要求施工方必须在施工组织设计中详细阐述,经监理方审批同意,严格按照要求施工;另外现场吊装还要注意在结构上附加受理时,要先取得主设计方的书面同意。

2.2 钢柱制作及安装的质量控制措施

(1)制作精度控制,一般情况下,二合幅钢管通常都是由65mm、30mm、25mm、20mm和18mm的厚钢板经三棍卷板机卷制作而成的2个呈半圆形的钢管状物体。驻厂监理需要先行检查制作的原材料,原材料检查合格之后,才能施行加工制作。在完成出厂程序以前,再由驻厂监理使用钢尺亲自检查坡口面的错边和间隙,使用圆弧样板来检查椭圆度,再使用卷尺来检查长度以及直径。这些工序中不管是哪方面有残缺都可能无法合拢焊接二合幅钢管。所以一定要检查嵌入式钢管柱的成品是否与之前设计的图纸尺寸相符,如若不符,那么将无法在现场完成嵌入工作。在完成检查这一过程,并且构件检查全部合格之后,在半圆弧上下部位坡口二侧用洋冲敲距坡口中心50mm基准点,有了基准尺寸,就便于现场安装工作。基于此项工程结构置换普遍应用的均为钢结构安装以及单数、双数楼层结构分段拆除,这样就导致在安装时部分钢管柱的下部无支撑的情况,需要对其安装临时的固定耳板。出厂之前的检查项目还包括耳板的位置、钢管的角焊缝和耳板。(2)吊装就位精度的控制。为了改善在安装时部分钢管柱的下部无支撑的情况,要临时增加固定的钢管,在原混凝土柱上焊接埋板、化学植筋以及钻孔,同时需要在埋板上焊接8个大小均匀的支撑板,作用是固定钢管柱的下端。用其中工具,例如手段葫芦、塔吊以及卷扬机等进行耳板的定位以及钢管柱安装等工作。在此过程当中,需要反复测量柱顶标高以及钢管柱的垂直度,经过工程设计同意,在牛腿表高等问题上,允许出现少量的偏差,但是必须要按照允许的偏差值来进行以下的实施工作,因为牛腿标高如若出现误差的话,直接对钢梁的安装精度产生影响,所以在验收过程中,将测量检查作为临时增加的工作。

结语

总而言之,伴随着城市化的高速进程,各类新建工程和改造工程的数量日益增加,特别是改造工程具有很强的特殊性,限定因素还很多,可选择空间不大。对于改造工程我们的实际经验还不够丰富,期望在未来的更多改造工程实践中积累经验,提高工程质量,为城市建设发展做出贡献。