時間:2023-03-24 15:40:15
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇灌溉工程論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
1.1地表水水源
根據項目區現場調查,地塊南側緊鄰東風干渠,地塊目前采用該渠水灌溉,地塊內相應有土渠和土溝。
1.2井水水源
項目區南側道路和渠道已有10眼機井,機井均為2010年新建,與項目區距離約為10m。
2灌區土地分類、農業生產結構和作物組成
灌區土地包括熟地和生地2部分。熟地部分地塊面積為172.67hm2,中東部生地部分面積為26.87hm2,共計為199.54hm2。目前,生地正在進行土地整理,沒有修建條田,暫不進行設計。因此,本階段僅對地塊面積199.54hm2(凈灌溉面積156.93hm2)的熟地進行設計。
2.1農業生產結構
199.54hm2其中第1大條田面積為35.51hm2,第2大條田面積為68.40hm2,第3大條田面積為53.02hm2。3大條田均為間種,果樹品種為西梅,間種的作物主要為棉花、小麥和甜瓜,每年輪換。
2.2作物組成
按照2012年計劃種植的作物進行設計,果樹的品種為西梅,間種作物第1、2大條田為棉花,第3大條田為小麥。
3灌區水利土壤改良
土壤為砂壤土。大部分面積的土壤輕度鹽堿,但仍有部分區域中度鹽堿。項目區南側緊鄰東風干渠,在東風干渠南側,2007年建設淺水機井一批,間距在300m左右,根據觀測數據,該批機井很好地發揮了豎井排灌的作用,故項目區南側鹽堿化程度較低,不需再進行洗鹽排堿。1、2號條田已自2009年起開始洗鹽排堿工作,目前改良效果較好,只需再進一步加強灌溉管理即可。此外,每年5-8月,利用分洪水漫灌壓堿。
4節水灌溉技術比選
4.1節水灌溉方式的選擇
各種灌溉方式都有它的優缺點和適應條件,根據項目區的種植作物來分析,適合間種果樹和小麥/棉花的節水灌溉技術主要有滴灌和低壓管灌。滴灌是一種局部灌溉方法,僅濕潤根區附近的土壤,而其他部分地表保持干燥,因而顯著減少了水蒸發損失,同時又減少了雜草生長的幾率,從而為作物根系活動層的土壤創造了良好的水、熱、氣、養分狀況。另外,肥料、藥劑還可通過灌溉水一起施到根系土壤中,提高肥、藥的利用率,為穩定增產打下基礎。滴灌灌水均勻度高,一般可達80.0%~90.0%,不產生地表徑流和深層滲漏,因而對土壤的要求不高。滴灌只要用壓力管道將水輸送到作物根部附近即可灌溉,對地形條件的適應性較強。低壓管道輸水是以管道代替明渠,采用較低的工作壓力將灌溉水輸送到田間的一種工程形式。其特點是輸水時壓力低,出水口流量較大,不易發生堵塞,具有輸水效率高、節能、節省渠道占地、省工、成本低等優點,適合在井灌區推廣應用,是一種便于群眾掌握和管理的灌溉技術。在第1階段的征求意見稿中對全滴灌方案和管灌配合滴灌2種方案進行了比選,項目區的農民強烈建議用低壓管灌,田間采用溝灌,因此通過召開第三次農民會議,參建各方決定灌溉方式采用低壓管灌。
4.2管道系統的工作制度
管道系統的工作制度有續灌方式、輪灌方式和隨機取水方式3種。
1)續灌方式:續灌的方式是上一級管道同時向下一級管道配水,在干管這一級進行續灌,干管連續工作,管道過水時間就等于灌水時間。續灌的特點是下一級管道的設計流量小、工作時間長。
2)輪灌方式:上一級管道按預先劃分好的輪灌組向下一級管道配水,而輪灌管道在灌水時期是輪流工作的,輪灌一般有集中輪灌和分組輪灌2種。輪灌組的劃分及灌水的先后次序直接影響到上一級的管道投資。輪灌方式適用于種植作物比較單一的情況。
3)隨機取水方式:隨機取水方式即每個取水口任何時候都可以取水,也可以不取水,以取水口作為一個用水計算單位,在此基礎上用概率論和理數統計方法來推算各級管道的設計流量。在運行方法上是使取水口以上的管網中任何時候都充滿水,各取水口按本用水單位的需要隨時打開閥門取水灌溉,因此也叫“按需分配”方式。但隨機取水方式的設計管徑較大,投資較高。管道系統的工作制度不同,則管網規模不同,從而直接影響工程投資,同時不同管道系統的工作制度又對灌溉的操作和管理提出不同的要求。通過對上述3種方式的比選,選擇布局合理、投資經濟的方案,本工程采用續灌和分組輪灌相結合的方式。
5灌溉設計保證率和灌溉制度
5.1灌溉設計保證率
本項目區灌溉方式為低壓管道輸水灌溉,灌溉水源為井水,灌溉設計保證率取85.0%。灌溉系統田間采用溝灌,按照第2階段的預審意見,灌溉水利用系數為0.8。
5.2灌溉制度
根據灌區的水土資源情況、作物組成以及各種作物的生長特性,根據新疆地區西梅樹和棉花的種植特點,擬定田間毛灌溉定額及灌溉制度。
6灌區水量供需平衡分析
6.1地下水可供水量
項目區灌溉用水為井水。依據《伽師縣地下水資源開發利用報告》,伽師縣地下水總補給量為4.26億m3,地下水可開采量為1.28億m3,根據調查,項目區地下水儲量豐富,開采條件好。
6.2灌溉需水量
項目區包括3大條田,其中第1大條田面積為35.51hm2,第2大條田面積為68.40hm2,第1、2條田種植西梅和棉花,第3大條田面積為53.02hm2,種植西梅和小麥。項目區為間種的種植模式,在計算灌溉需水量時,按照不同作物分別計算水量。
1)西梅樹的灌溉需水量:地塊內156.93hm2的面積全部種植西梅樹,灌溉定額為490m3/667m2,計算得西梅樹的灌溉需水量為115.35萬m3。
2)棉花的灌溉需水量:第1大條田和第2大條田內種植棉花,種植面積的比例約為地塊面積的60.0%,為62.35hm2,灌溉定額為360m3/667m2,計算棉花的灌溉需水量為33.67萬m3。
3)小麥的灌溉需水量:小麥的種植面積的比例約為第3大條田地塊面積的60.0%,為31.81hm2,灌溉定額為400m3/667m2,計算棉花的灌溉需水量為19.09萬m3。項目區地塊內灌溉需水量合計為168.11萬m3。
6.3水量平衡分析
項目區年需開采地下水總量為168.11萬m3,而區域的地下水可開采量為1.28億m3,遠遠大于作物的灌溉需水量。不會對地下水的平衡產生不良影響,因此項目區開采地下水是有保證的。
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1.1監理工作的主要內容
在本工程中,監理工作的內容主要涉及以下幾個方面:
1.1.1設計方面
1)對設計文件進行審核,如設計圖紙、技術要求、相關技術措施、操作規程等等,并反饋審查意見。
2)組織并主持設計技術交底會議,對技施圖進行會審。
3)會同設計單位對承包人提出的與設計文件相關的意見和建議進行研究,并在監理授權的范圍內進行批復實施,同時報委托人進行備案。
4)按照工程總體進度計劃和施工階段的進度安排要求,對設計單位提交的施工供圖計劃和分項工程供圖計劃進行審核。
1.1.2施工方面
1)對承包合同進行全面管理,并對承包人進行審查,主要內容包括組織機構、資源配置、人員資質、特殊工種是否持證上崗等等,同時對承包人所選擇的分包單位和試驗單位的資質進行審查,并提出相關意見。
2)督促發包人根據施工合同中的具體約定,落實必須提供的施工條件,并對承包人的開工準備情況進行全面、系統檢查,及時簽發開工令。
3)對施工組織技術文件、施工進度計劃、作業規程、安全措施等進行審查,并重點對施工技術方案和施工質量控制措施進行審查。
4)對施工承包商給出的測量設計方案和相關措施進行審查,并對測量控制網進行校核,直至符合水利工程相關測量規范標準要求。
5)對設備調試大綱進行審查,當分部試運行不合格時不準進入整套啟動試運行環節,同時參與分系統試運行和整套試運行工作,并對調試報告進行審查。
6)進度控制。協助發包人對工程總體進度計劃進行編制,并對承包人編制的二級網絡計劃進行核查、審批,同時對進度計劃的執行情況進行跟蹤檢查,當實際進度與計劃進度出現較大偏差時,及時提出調整意見和建議,采取相應的措施確保工程如期完工。
7)施工質量控制。對承包人制定的質保體系及相關措施進行審查,并監督實施,同時監督承辦人建立健全質量管理體系,根據有關規定對承包人進場的工程機械設備、材料、構配件、半成品進行跟蹤檢測,并對承包人提出的工程質量缺陷處理方案進行審核,參與重大質量事故的調查工作。
8)成本控制。協助發包人對付款計劃進行編制,并對承包人提交的資金流量計劃進行審查,對完成的工程量進行核定,同時受理索賠申請,并針對索賠情況進行調查。
9)施工安全控制。對承包人提供的安全技術措施和專項施工方案進行審查,并對措施和方案的具體實施情況進行檢查,同時對防洪度汛措施的落實情況進行檢查,并參與重大安全事故的調查;督促承包人加強對參與施工建設人員的安全培訓,監督安全生產文明施工狀況。
10)根據相關規定參加工程驗收,對承包人的合同執行情況進行檢查,提交監理工作報告和監理日記,督促承包人做好檔案編制工作。
1.2監理方法
在本工程中,監理工作過程中所采用的主要方法如下:
1)現場記錄。具體包括每日施工現場的人員、設備、材料、施工環境、天氣以及施工中出現的各種情況的記錄。
2)旁站式監理。監理機構依據合同的約定,在施工現場對工程中的關鍵工序和重要部位的施工進行旁站式監理。
3)巡檢。對工程項目進行定期或不定期的監督、檢查及管理。
4)跟蹤檢查。監理人員在承包人對試樣進行檢測的過程中實施全程監督,并對檢測結果的可信性進行確認。
5)協調。對參與工程項目施工建設各方之間的關系進行協調,并對施工過程中發生的問題進行調解。
1.3監理工作要點
1.3.1隧洞開挖
為進一步確保本工程隧洞開挖的整體質量,在對隧洞進出口進行邊坡開挖時,采用的是自上而下的開挖方式和分層梯段爆破開挖的方式。分層開挖臺階的高度為100~150cm,臺階周邊采用預裂爆破,并遵循淺孔、少藥、分層的爆破原則;隧洞洞身擬采用全面開挖的方式,周邊采用光面爆破技術。為了有效提高鉆爆殘留孔率,并減少超欠挖,必須對鉆孔的布置及排間距進行嚴格控制,若是鉆孔過程中遇到圍巖破碎或節理裂隙發育,應當采用短進尺淺孔少藥量。在鉆孔控制措施方面,因隧洞進出口采用的是手持式風鉆,洞身采用的是氣腿式風鉆,故此必須對鉆孔進度加以嚴格控制。在隧洞混凝土的襯砌施工措施方面,底板混凝土施工采用的是立模澆筑,標準段的邊頂拱襯砌混凝土施工采用鋼模臺車進行立模澆筑,以此來提高混凝土澆筑成形之后的外觀質量,同時還有利于加快澆筑施工進度。由于大沙河水庫工程地下洞室開挖圍巖巖性為砂泥巖,且地下水較多,因而在對洞室進行開挖的過程中,必須嚴格根據設計圖紙進行及時支護,同時還需要布設相應的集水坑和抽排水設施,以確保施工的安全進行。
1.3.2大壩基礎開挖
為保證大壩基礎開挖質量,在施工過程中采用的是自上而下的開挖方式和分層梯段爆破開挖的方式進行,大壩開挖要嚴格按設計坐標進行開挖放樣,同時做好開挖過程的復核放樣測量,控制好大壩外型輪廓尺寸。大壩趾板、墊層區及過渡區基礎巖石為砂泥巖,注意控制光面爆破的效果,開挖時應采用淺孔、少藥、預留保護層的開挖方式施工,防止因爆破作業損壞大壩基礎。
1.3.3壩體填筑
壩體填筑分為特殊墊層區、墊層區、過渡區、主堆石區、次堆石區。現場施工對采用劃線分區,各填料區連接部位處理按設計要求進行控制,嚴格壩體填筑分區,鋪料、找平、碾壓等工序加強控制,保證壩體填筑質量。
1.3.4面板砼澆筑
面板是大壩的主要防滲體,關系水庫成敗,是大壩施工質量控制的關鍵點,要從原材料質量控制、鋼筋制安、止水制安保護、模板安裝、砼生產、砼入倉平倉、砼振搗及抹面、滑模提升速度、砼養護等工序和階段加強質量控制。面板砼澆筑要嚴格控制滑模提升速度,平均提升速度控制在1~2m/h,最大提升速度不宜超過4m/h,砼表面抹面要采取多次成形抹光。
1.3.5施工過程的監理控制要點
1)在本工程中,應當對以下關鍵環節的施工進行旁站式監理:鋼筋綁扎、混凝土倉面驗收、混凝土澆筑、模板檢查及重要隱蔽工程等。
2)在隧洞開挖過程中,應對以下內容進行控制:貫通誤差、軸線與周邊孔放樣、孔間距及裝藥量、光面與預裂爆破,并將檢查的重點放在軸線、周邊孔偏差、超欠挖量、殘留孔率指標等方面上,一旦檢查過程中發現問題,必須及時進行糾偏處理。
3)混凝土澆筑情況進行嚴格的質量控制,必須做好各種原材料的質檢工作,并對模板及具體支撐情況進行認真檢查,同時還要對混凝土倉面進行質量驗收,并檢查混凝土的坍落度和澆搗情況,嚴格控制混凝土的內在強度和外觀質量以及內外溫差。
4)大壩帷幕灌漿、固結灌漿及隧洞回填灌漿。灌漿作業可將檢查的重點放在孔位、孔深、沖洗以及灌漿壓力等指標的檢查上,并對實際灌漿質量進行嚴格控制。大壩防滲灌漿應當根據先固結灌漿后帷幕灌漿的順序進行,隧洞回填灌漿必須在襯砌混凝土強度達到設計要求的70%以上時才能進行。對于空隙相對較大的部位應當灌注水泥砂漿或是高流態混凝土,砂漿的摻砂量不得超過水泥重量的200%。
5)在設計規定的灌漿壓力下,當漿液注入率<0.4L/min時,應當延續灌注時間60min;如果注入率>1.0L/min時,繼續灌注90min便可結束灌注。
1.3.6施工成品質量的監理控制措施
應對混凝土試塊等成果進行相應的試驗檢測,借此來對施工成品質量進行有效控制;對施工完畢的分項工程及工序應進行相應的質量評定,對不符合設計和規范標準要求的應及時予以跟蹤處理,直至合格為止。
1.3.7確保施工人員安全
在隧洞等地下建筑施工中,必須確保有足夠的通風和照明設備及排水設施,以確保施工人員的安全;所有進入地下建筑物進行施工的人員都必須佩戴安全防護用具;在施工過程中必須配備對有害氣體的檢測和報警裝置,如防爆燈、報警器等等,當發現有害氣體泄漏時,應及時停止施工并疏散人員;所有可能遭遇雷擊的電器設備都必須安裝避雷裝置。
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論文摘要:介紹我國水資源現狀和農業用水狀況,通過分析節水灌溉的發展趨勢,指出了在我國農業節水灌溉的現狀和推廣中出現的問題,并針對出現的一系列問題,提出了相應的對策。
水資源作為生態與環境的基本要素,又是基礎性的自然資源和戰略性的經濟資源。隨著經濟社會的迅速發展,水資源已經成為經濟社會發展的重要制約因素。在2002年南非約翰內斯堡舉行的可持續發展世界首腦會議上,水被列為可持續發展的五大世界性課題之首,水與發展、水與環境,水的管理問題得到了世界各國的高度關注。加強水資源管理,科學配置,節約用水已經到了刻不容緩的地步。
1 我國的水資源現狀與農業用水狀況
我國水資源總量為2.8 X 10 rn3,占全球總量的 6%,在巴西、俄羅斯和加拿大之后 ,位居第 4。但我國人口眾多,人均下來只有2 200 m3,僅為世界平均水平的1/4,在世界上位居 121位 ,是全世界 13個人均水資源最匱乏的國家之一。而實際上,扣除難以利用的洪水徑流和散布在偏遠地區的地下水資源后,我國現實可利用的淡水資源量則更少,僅為1.2 X 10 m3左右,人均可利用水資源量約為900 m3,并且分布極其不均衡。由于經濟生活的迅猛發展 ,水污染問題越來越嚴重 ,不僅降低了水的使用功能,進一步加劇了水資源的短缺。
長期以來,農業和農村生活用水占全國用水總量的絕大部分。但是,隨著工業化和城鎮化的推進,這個比重在逐漸下降,但是,過去幾年農業用水的減少是以糧食產量的不斷下降為代價的。在保障糧食安全的前提下,最根本的選擇是提高糧食的單位面積產量…。而由于單位用水量對糧食產量的貢獻率遞減,對糧食單產提高的需求使未來對灌溉用水的需求以更快的速度膨脹。而在目前以及未來發展的情況下,農業不可能再獲取更多的水資源,就現有的農業灌溉水平和用水模式而言,我國的農業灌溉問題就更為突出。
2 關于節水灌溉和節水灌溉技術
2.1 節水灌溉
節水灌溉,簡單的來講就是指采用先進的農業節水技術,提高灌溉水的利用率和水的生產率。換言之,節水灌溉是用盡可能少的水投入,取得盡可能多的農作物產出的灌溉形式。節水灌溉的內容大致包括:水資源的合理開發利用;節水工程技術;節水農業技術;節水管理技術。
2.2 節水灌溉技術
灌溉用水從水源到田間,到被作物吸收、形成產量,主要包括水資源調配、輸配水 、田間灌水和作物吸收等 4個環節。在各個環節采取相應的節水措施,組成一個完整的節水灌溉技術體系,包括水資源優化調配技術 、節水灌溉工程技術、農藝及生物節水技術和節水管理技術。其中節水灌溉工程技術是該技術體系的核心,已相對成熟并得到普及,其它技術相對薄弱,急需加強研究開發和推廣應用。
(1)灌溉水資源優化調配技術。主要包括地表水與地下水聯合調度技術、灌溉回歸水利用技術、多水源綜合利用技術、雨洪利用技術。
(2)節水灌溉工程技術。主要包括渠道防滲技術、管道輸水技術、噴灌技術、微灌技術、改進地面灌溉技術、水稻節水灌溉技術及抗旱點澆技術。直接 目的是減少輸配水過程的跑漏損失和田間灌水過程的深層滲漏損失,提高灌溉效率。
(3)農藝及生物節水技術。包括耕作保墑技術、覆蓋保墑技術、優選抗旱品種、土壤保水劑及作物蒸騰調控技術。目前,農藝節水技術已基本普及,但生物節水技術尚待進一步開發。
(4)節水灌溉管理技術。包括灌溉用水管理自動信息系統、輸配水自動量測及監控技術,土壤墑情自動監測技術、節水灌溉制度等。其中,輸配水自動量測及監控技術采用高標準的量測設備,及時準確地掌握灌區水情。
2.3 國內外節水灌溉技術的發展趨勢
(1)因地制宜,繼續普及與推廣噴、微灌技術。在節水灌溉模式中,噴、微灌應用越來越多,目前國內外噴、微灌技術正朝著低壓、節能、多目標利用、產品標準化、系列化及運行管理 自動化方向發展。任何一項節水灌溉技術都有其適用的 自然條件 、經濟條件,普及與推廣噴 、微灌技術必須堅持因地制宜。此外還有地下滴灌技術。
(2)灌溉渠系管道化。上世紀 80年代中期以后,日本新建灌溉渠系的大部分都采用管道化。美國約有 1/2的大型灌區實現了管道化輸水。我國已基本普及了井灌區低壓管道輸水技術 ,今后的發展方向是大型渠灌區渠系管道化,并加快相應大口徑塑料管材的開發生產。
(3)現代精細地面灌溉技術。土地平整是改進地面灌溉的基礎和關鍵,由于我國地面灌溉量大、面廣,需要采用推廣應用激光控制平地技術、水平畦田灌溉技術、田問閘管灌溉系統以及土壤墑情自動監測技術等一切改進地面灌溉措施,逐步實現 田間灌溉水的有效控制和適時適量的精細灌溉 。
(4)研究和推廣非充分灌溉技術。非充分灌溉理論將與生物技術、信息技術及“四水”轉化理論等高新節水技術和理論相結合,創建新的灌溉理論及技術體系,它將對現有灌溉工程的規劃設計及灌溉管理模式等產生巨大的沖擊和影響。
(5)“3S”技術在農業節水中的應用。現代農業是以高新技術應用為標志。在西方發達國家,通過遙感(RS)、地理信息系統(GIS)、地球定位系統(GPS)及計算機網絡獲取、處理、傳送各類農業信息的應用技術已到了實用化的階段,中國在這方面的工作也開始起步,如作物估產、土壤含水率分布的監測等,如果能在農業節水中推廣應用“3s”技術 ,產生的節水效能將是革命性的。 此外,國外還 出現 了地面浸潤灌溉、坡地灌水管灌溉、土壤網灌溉、繩索控制灌溉等新的節水灌溉技術,都對我國的節水灌溉有積極的參考借鑒意義。
3 我 國農業節水灌溉的發展
3.1 我國農業節水灌溉的現狀
根據《中國水利年鑒 2005》的統計數據,截至 2004年底,我國灌溉面積為0.615×los hm2,其中有效灌溉面積0.562×los hm2,節水灌溉面積為0.203×los hm2,占有效灌溉面積的36.1%;其中噴滴灌和微灌面積315.447 X lo4 hm2,占節水灌溉面積的 15.5%,占有效灌溉面積的5.6%;低壓管道輸水灌溉面積470.627×lo4 hm2,占節水灌溉面積的 23.1%;其余為渠道防滲和其他節水工程,占節水灌溉面積的 61.4%。2005年的耕地面積為1.221×los hm2,由此看出,全國約有1/2的耕地面積沒有灌溉設施;約2/3的有效灌溉面積還在沿用傳統落后的灌溉方法。在節水灌溉面積中,采用現代先進節水灌溉方式的微乎其微,絕大部分只是按低標準初步進行節水改造,輸水渠道的防滲襯砌率不到 30%。
3.2 推廣農業節水灌溉出現的問題
(1)節水法規制度建設不健全,未形成水市場,缺乏強有力的政策支持。雖然我國近期大力推動節能減排,也出臺了一系列的包括節水在內的節能條例,但不可否認的是,我國節水法規制度方面的建設很不完善,尤其灌溉用水的市場機制不健全。其次,農用水價偏低,未形成水市場,調節手段單一。再就是政策扶持力度不夠,優惠措施不到位,都不利于節水灌溉工作的實施。
(2)多頭管理導致“水亂”,影響節水灌溉推廣。地方水務存在多頭管理的問題,出現“城鄉分割、職責交叉、多頭治水”等弊端嚴重,在水資源與供水管理 、排水與河道管理、河涌綜合整治涉及的截污、堤岸建設和環境、綠化工程、城市供水與農村供水、涉水工程審批等環節上權責不明,政事和政企不分,嚴重影響了節水灌溉的推廣。其次,重建設、輕管理仍然是長期以來沒有解決好的問題。
(3)農民群眾的認識程度低,不具備水資源危機意識。很多地方老百姓養成了“一條土渠一把掀,開個豁子隨便澆”的大漫灌思想,認為“有河就有水,挖井就有水,水是用不完的”,對水資源缺乏認識不到位,沒有水資源危機意識,節水意識淡薄,導致了抵觸情緒。又由于節水灌溉將打破以往農作方式,這也給農民群眾帶來了新問題,因循守舊的思想促使著他們抵觸此類工程。
(4)地方政府支持與否是節水灌溉推廣的瓶頸。很多地區借節水灌溉的幌子騙取國家資金,這些工程往往是形式主義,面子工程,往往是“領導來了放一放,領導走了蓋起來”,甚至到最后不了了之,給當地的群眾造成了很大的心理傷害。
新疆很缺水,群眾普遍對節水工程有較高的認識,再加上兵團化的管理,對推廣節水灌溉起到了組織保障。但對于有水灌溉的東部平原區來說,就沒有那么高的積極性去節水灌溉。即使做了節水的工程 ,但也不會有節水的積極性。以灌區工程為例,灌區做了節水工程措施節水了,但直接的問題是灌區管理部 門收繳的水費少了收入就少了,這個損失如何進行彌補?節約的水如果用到工業上會創造更大的價值,那就是全社會收益,應由政府主導來對灌區管理部 門做補償 ,但現在尚未建立一個有效的補償機制。
(5)節水灌溉只適合規模化生產需要,投入很大。節水灌溉的工程一次性投資是很大的,以噴滴灌為例,教科書中說的造價約15 000元/hm2,其實這個造價應該是說管網部分,而非全部工程。一個節水灌溉工程需要有動力源、水源、取水設備、水處理設備、輸水管、分水的三通、多通、灌水器等多種設備。這里水源部分又有河水、泉水庫水、方塘水、井水等 ,而這些攔蓄設施的造價是很高的。 由于集中種植,又涉及到產品銷售等問題,不適合散戶發展節水灌溉。因此說節水灌溉只適合規模化土地種植采用 。
(6)節水灌溉工程的技術培訓、技術支持等服務不到位。投資建設了節水灌溉工程,有時候卻得不到足夠的技術培訓,甚至由于各種原因,得不到后續的技術支持因此,對作為使用者的農民群眾來說 ,節水灌溉工程就等于毫無用處。
總之,資金、政策、管理、觀念 、技術支持等問題制約著節水灌溉的推廣。
3.3 逐步推廣節水灌溉,循序漸進
(1)加強宣傳力度,提高節水意識。發展節水灌溉作為我國的一項國策,要首先在群眾中建立起水資源有限和水危機的意識,變被動接受為主動節水,積極投入到節水灌溉的開展中去,有利于節水灌溉的快速推廣,使農民節水增產增收。
(2)政策配套改革,加強引導。加快我國的節水法規制度的建設和健全,尤其加快水價改革措施,加強節水灌溉中的管理環節,逐步實現以水養水,達到節水 的良性循環,通過管理降低成本,理順體制,提高節水效益。出臺相關優惠政策,鼓勵農民參與節水,加強引導力度。
(3)快建立水市場,形成補償機制。在加快水價改革的基礎之上,更需要加快研究建立水市場,用市場經濟的杠桿來促進節水意識。而在水市場的框架 內,建立合理、有效的補償機制,形成“誰收益,誰補償”的用水氛圍,帶動農民群眾節水的主動性,進而促進節水灌溉工程的推廣 。
(4)變多頭管理為統一管理,更有效推進節水灌溉。現在相當多的地方比如廣州,已經開始成立統一管理涉水事務的水務局,類似這樣的理順的管理結構,將有利于解決水務管理工作中存在的諸多弊端與瓶頸 ,更能有效推進節水灌溉。
(5)優先在灌溉條件差地區進行推廣。灌溉條件差的地區,糧食產量低,通過廣泛推廣節水灌溉工程,利用有限的水資源實現增產,讓農民增產又增收,農 民致富,在區域性的范圍內起到一個示范帶頭作用。
(6)以國家投入為主。我國農民收入水平相對較低,而節水灌溉的效益主要體現在改善生態環境等社會效益方面,要求農民投入太多的資金用于發展節水灌溉是不現實的。從現階段的國情來看,除發展溫室大棚或經濟作物等高產出的節水灌溉,以業主或農民為主投入外,我國節水灌溉的投入應以國家為主。
(7)統籌安排,因地制宜,切勿盲目。在發展節水灌溉采取的措施上,要打破常規,采取非常措施,改分散為集中、改小打小鬧為戰略安排、改單純搞示范點、示范區為全流域綜合治理,改以需定供為以供定需,改追求工程建設規模為出臺重大管理舉措,統籌安排,合理發展。我國地域廣闊,各地經濟條件不同,作物類型有別,氣候差異較大。因此,發展節水灌溉要從各地的實際出發,在充分考慮當地 自然條件和農村社會經濟水平的基礎上,因地制宜地選取各種適宜的節水灌溉技術和模式。
(8)強節水灌溉相關技術的創新研究:①對于節水灌溉設備而言,要組織力量進行技術攻關,研制低成本、使用環保材料、物美價廉的節水灌溉設備;②要發展一批以節水灌溉為主要服務內容的具備咨詢、規劃 、設計為一體的技術服務公 司、營銷與培訓相結合的經濟實體等多種形式組成的節水灌溉產業化技術支持體系。
總而言之,節水灌溉工程推廣,任重而道遠。我們有理由相信,通過節水灌溉的逐步推廣使用,實現水資源的科學開發,節約用水,實現水資源的可持續利用,指日可待。
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論文摘要:甘肅省東鄉南陽渠灌溉工程是一項跨流域的調水工程,是建國以來甘肅省在少數民族地區建成的最大的水利工程。它對輻射的三縣一市(和政縣、東鄉縣、廣河縣、臨夏市)特別是東鄉族自治縣的經濟可持續發展、改善人民生活水平產生巨大作用,在振興地方區域經濟中具有重大戰略意義,初步分析對南陽渠工程促進地方區域經濟的綜合效益。
甘肅省東鄉南陽渠工程位于甘肅省中部,臨夏回族自治洲的東北部,工程涉及臨夏和政、東鄉、臨夏三縣,在處大夏河及洮河下游。南陽渠灌溉工程是為解決東鄉、和政、臨夏三市縣生態、生活用水并兼有農業灌溉的跨流域調水工程。該工程主要由樞紐工程、輸配水工程和田間配套工程三部分組成。工程對促進民族地區脫貧致富、加快經濟發展、改善當地生態環境具有十分重要的社會意義。它將從根本上改變工程輻射的三縣一市特別是東鄉縣各族人民的生存、生產條件,大幅度提高該地區人民生活水平,為該地區經濟社會可持續發展注入活力和生機,保證該地區經濟社會可持續發展奠定堅實基礎,并產生積極深遠的影響。
1 對三縣一市的社會效益和生態效益
南陽渠工程每年將向東鄉、和政、臨夏三縣調水4640萬m3,可以解決和改善14萬人和32萬頭牲畜的飲水困難,發展灌溉面積8137.40萬m2,改善灌溉面積733.70萬m2。除此之外,它還能在城市用水和生態建設等方面發揮積極作用。雖然南陽渠工程規劃時并沒有考慮城鎮供水的問題,但根據2010年的需水量分析,臨夏地區的城鎮供水將出現大量缺口,可以考慮在條件成熟時將節約下來的富裕水量供給周邊城鎮。在這方面南陽渠工程有兩個優勢:一是牙塘水庫的水源沒有任何的工業污染和生活污染,可以保證生活用水的質量;二是工程距周邊城鎮距離較近。南陽渠工程總干渠直接送水到東鄉縣城,總干渠最近處距臨夏市25km,距廣河縣城15km,距最遠的三甲集也只有35km,而且這兩個方向均設計有輸水渠道,加以利用可進一步減少輸水成本,增加供水的收入。與此同時,南陽渠工程規劃有90萬m3的生態用水,可在水量綜合平衡的前提下增加生態用水量,結合退耕還林(草)工程,種植經濟林果和優質牧草,淤地壩可以有益攔截泥沙、淤地種糧,可以鞏固退耕還林還草成果,為生態修復工程的實施創造條件。東鄉縣水土流失嚴重,淤地壩是治理水土流失的理想工程措施。利用雨水集蓄和淤地壩拾遺補漏,改變當地干旱少雨的氣候條件和植被稀疏的生態環境。
2 節水灌溉配套工程對當地農業產業結構調整的影響
牙塘水庫每年供水能力4640 m3,向東鄉供水3920m3,全灌區共有適灌面積3.20km2,凈灌面積有2萬km2,工程灌溉面積0.80萬km2。根據南陽渠工程設計擬定的灌溉制度,農作物每年灌水3次左右,綜合凈灌溉定額為3120 m3/hm2,毛灌溉定額為4800 m/hm2,這足在限制供水條件下擬定的,根據當地氣候條件,這個定額偏低,不能滿足農作物生長需要。要解決其中的矛盾就必須發展節水農業,實行節水灌溉。因此,南陽渠工程灌溉必須選擇的是規劃渠灌、自壓管灌、自壓噴灌、滴灌等節水灌溉工程,這就必然帶來灌區農業產業的調整,由傳統農業向高效節灌農業產業發展,當前正在實施退耕還林、林牧還草工程,進行農業產業結構調整,在坡度大的山地種植一些用水少、見效快、有經濟效益、有市場前景的經濟林果,在坡度小的山地種植紫花苜蓿等優質牧草,開展養羊、養牛等舍飼畜養業。通過調整農業種植結構、實施節水灌溉等綜合措施發展節水農業,把毛灌溉定額降到3000 m3/hm2,南陽渠工程可以滿足近1.40萬km2灌溉面積的用水需求,這樣既可節約用水量,又可以減少農民的水費負擔,還可以較快地增加農民收入,促進農業效益發展。
3 依托南陽渠工程迅速發展的特色經濟效益
發揮水庫漁業養殖、灌溉、發電的綜合效益。牙塘水庫工程蓄水后可以形成接近1km的水面,可以考慮通過承包經營的方式,發展淡水漁業養殖,庫區內沒有任何形式的工業污染和生活污染,而且海拔較高,水質清潔,一定能生產出高質量的綠色食品來。
利用水庫風景區發展特色旅游。牙塘水庫蓄水后出現高峽平湖的景象,而且庫區內森林茂密、植被豐富,有一定的原生生態,還有海拔4800m的太子山雪峰,夏天氣候涼爽宜人,是旅游避暑的好地方。可以建成將自然風光和水利工程融為一體的水利風景區,利用和政縣城的服務功能,把牙塘水庫和松鳴巖等風景區串連起來,組成旅游線路,發展特色旅游,也會產生很好的經濟產效益。
關鍵詞:水利工程;灌溉技術;可持續發展
中圖分類號:tv52 文獻標識碼:a
我國是一個資源豐富的大國,但我國的經驗經濟發展在很大程度上深受水資源及能源緊缺的制約。此外,節水灌溉技術不僅是為了節水,更是響應當前社會倡導的“環保”理念,更是發展現代農業的需要。因此節水灌溉技術顯得尤為重要。近些年國家加大了農業基礎設施建設,加大農田水利工程的政策支持,持續推進農田水利基本建設,著眼于服務“三農”和改善民生,對農田水利工程項目給予資源和經費的大力支持,較好地滿足了水利建設的需求。水資源分布不均,干旱缺水現狀依然嚴峻。
節水灌溉是一種科技含量高、技術要求嚴格的先進灌溉方式,必須有一個切合實際,科學合理的發展規劃,更需要有嚴謹求實的工作態度和行之有效的工作措施,才能保證工程建設質量,取得良好的效益。
1 加強水利基礎設施建設
充分考慮水資源的總體規劃,結合區域用地性質及現有基礎建筑條件,使管網布局更合理、更完善。合理安排、逐步完善,實現區域資源的可持續發展。充分利用地形條件,在滿足工程技術標準的前提下,盡可能減少填挖方量。盡量采用當地建筑材料,降低工程造價。
1.1 基礎建設項目實施過程需遵守的原則:嚴格按照建設工程程序,統籌安排各項工作,盡量避免由于工作不能協調造成的浪費; 認真做好建設期的質量工作,確保工程各階段、各工序的質量,以達到國家規定的標準;項目建設中必須嚴格按照設計要求和規定的方案進行,任何人不得更改,如有問題,需與設計單位協商并由設計單位出具“變更通知單”解決;投資控制重點抓設計及前期工作,實施過程中,應將質量控制與工期控制有機結合,達到協調一致。
1.2 節水灌溉工程措施。按照“三制”要求進行工程項目建設,嚴格管理,精心組織、精心實施,嚴把工程質量關。主要抓了以下幾點:(1)堅決按照水利基建程序,實行工程項目法人責任制、招標投標制、建設監理制、工程質量終身制等新機制,公開、公正、公平地選擇技術力量強、信譽高的企業承建節水灌溉工程;(2)抓好施工質量監督,實行崗位責任制;(3)抓好建筑材料質量檢測驗收工作和施工質量,嚴格監督和掌握施工過程中各項環節,確保工程質量達到設計要求。
2 水利工程節水灌溉技術
節水灌溉是遵循農作物生長發育需水機制進行的適時灌溉,各種水損失降低到最小限度的適量灌溉。它主要包含三個方面的內容:即工程節水措施,農業節水措施,管理節水措施。
常用的農業節水措施主要有:抗旱節水品種篩選,秸稈覆蓋,地膜覆蓋栽培,田間作物套種,輾壓覆蓋,少耕免種和調整產業結構以及使用化學藥劑如抗旱劑保水劑增水劑等。
國內現階段采用的主要節水灌溉技術包括節水工程技術,節水農業技術和節水管理技術。主要節水工程措施為:渠道防滲技術低壓管道輸水灌溉技術微噴技術及各種地面灌溉改進技術。
2.1 渠道防滲技術:渠道是大多數灌區的主要輸水手段,渠道防滲襯砌是提高渠道利用率的主要措施。渠道防滲效果在很大程度上取決于襯砌材料。目前各國普遍采用為剛性材料土料和地膜料三類。其中剛性材料(尤其是混凝土)占主導地位。目前,襯砌材料逐步由單一材料向復合材料發展,斷面形式由梯形相弧形斷面發展。
2.2 低壓管道輸水灌溉技術:由于管道輸水效率高占地少易管理,灌溉渠道化已經成為各國共同的發展趨勢。在管件開發方面,中國研制出一批輸水性能好機械性能優用材省得新型管材;在工程規劃方面,運用系統工程理論進行優化設計,已使工程建設更加合理優化。
2.3 噴灌與微灌溉技術:由于世界性的淡水資源缺乏,各國都十分重視研究推廣最具節水效果的噴灌微灌技術。中國的噴灌微灌技術研究開始于20世紀五六十年代,但真正起步卻是70年代后的事。1970年,國家將噴灌與微灌溉技術列為重點研究項目,組
織水利農機農業等部門聯合攻關。1978年,國家又將其列入農田水利基本建設計劃,有力的促進了噴灌與微灌溉技術快速發展。
2.4 地面灌溉改進技術:其中最具代表性的研究可歸納為以下幾種波涌灌溉地面親潤灌溉負壓差灌溉膜上灌節水農業技術。美國、以色列等國家利用灌溉系統對作物同步供給水分及養分,做到水肥同步,促進了農作物的發育,提高了水費利用率。美國前蘇聯再利用耕作措施調控農田水分利用狀況,充分發揮水光熱等自然資源,提高了農田生產率和水分利用效率方面提出了許多行之有效的技術措施。
2.5 滴灌。滴灌是利用塑料管道將水通過直徑約10mm毛管上的孔口或滴頭送到作物根部進行局部灌溉。它是目前干旱缺水地區最有效的一種節水灌溉方式,其水的利用率可達95%。滴灌較噴灌具有更高的節水增產效果,同時可以結合施肥,提高肥效一倍以上。可適用于果樹、蔬菜、經濟作物以及溫室大棚灌溉,在干旱缺水的地方也可用于大田作物灌溉。其不足之處是滴頭易結垢和堵塞,因此應對水源進行嚴格的過濾處理。目前,國產設備已基本過關,有條件的地區應積極發展滴灌。結合我國勞動力多、資金缺乏的具體情況而研究開發的半固定式、移動式滴灌系統,大大降低了工程造價,為滴灌在大田作物和經濟欠發達地區推廣應用創造了條件。
從國際總體趨勢上看,農業節水發展的重點已經由輸水過程節水和田間灌水過程節水轉移到生物節水、作物精量控制用水以及節水系統的科學管理,并重視農業節水與生態環境保護的密切結合,這也代表了現代節水農業技術的發展趨勢與方向。
結語
中國是一個水資源大國,不同區域,自然條件、經濟發展水平、作物類型存在很大差異,因而對水利有不同的需求。同時,中國也是一個人口大國,且農村人口占據全國人口的大多數,農田水利供給關系到農村社會穩定和國家的糧食安全。造成我國地下水資源緊缺狀況的原因,一方面是需水量大幅度增加,另一方面是地下水資源開發利用不合理,浪費嚴重。經濟建設和城市發展應該和水資源條件相適應,但在很多情況下,過于強調需要而輕視或忽視水資源條件,缺乏對水資源統一規劃和全面管理,造成供需矛盾加劇,引起水資源缺口加大。我國是農業大國,農業用水是地下水資源的最大用戶。80%的水用于灌溉,但由于大多采用大水漫灌,有效利用率平均只有30-40%左右,浪費嚴重。
人們在設計農田水利制度時不能僅僅局限于制度的效率,而必須將視野拓寬到中國的特殊國情中,在細致考察農田水利基本前提的基礎上來構建適合中國國情的農田水利制度。我殷切期望,在不久的未來,農民的臉上再也沒有因灌溉問題而引起的愁容滿面,這依靠國家社會和每個人的努力,我希望這篇論文能引起足夠的重視。
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【摘要】本文綜述了節水灌溉技術內涵、體系及發展趨勢,在此基礎上,提出了推進節水灌溉技術發展的4點政策建議。
【關鍵詞】節水灌溉;技術,趨勢,建議
節水灌溉技術的發展不僅是節水的需要,也是農業現展的需要。發展節水灌溉技術對于推進現代農業、建設節約型社會有十分重要的意義。為此,筆者就我國節水灌溉技術及發展趨勢作一探討。
1.節水灌溉技術含義及體系
節水灌溉技術是比傳統的灌溉技術明顯節約用水和高效用水的灌水方法,措施和制度等的總稱。灌溉用水從水源到田間,到被作物吸收、形成產量,主要包括水資源調配、輸配水、田間灌水和作物吸收等四個環節。在各個環節采取相應的節水措施,組成一個完整的節水灌溉技術體系,包括水資源優化調配技術、節水灌溉工程技術、農藝及生物節水技術和節水管理技術。
節水灌溉技術體系主要包括以下幾個方面:(1)灌溉水資源優化調配技術。主要包括地表水與地下水聯合調度技術、灌溉回歸水利用技術、多水源綜合利用技術、雨洪利用技術。(2)節水灌溉工程技術。主要包括渠道防滲技術、管道輸水技術、噴灌技術、微灌技術、改進地面灌溉技術、水稻節水灌溉技術及抗旱點澆技術。直接目的是減少輸配水過程的跑漏損失和田間灌水過程的深層滲漏損失,提高灌溉效率。(3)農藝及生物節水技術。包括耕作保墑技術、覆蓋保墑技術、優選抗旱品種、土壤保水劑及作物蒸騰調控技術。(4)節水灌溉管理技術。包括灌溉用水管理自動信息系統、輸配水自動量測及監控技術,土壤墑情自動監測技術、節水灌溉制度等。
2.節水灌溉新技術
目前,比較有發展潛力的節水灌溉新技術是:(1)與生物技術相結合的作物調控灌溉技術。就是從作物生理角度出發,在一定時期主動施加一定程度有益的虧水度,使作物經歷有益的虧水鍛煉,改善品質,控制上部旺長,實現矮化密植,到達節水增產的目的。(2)應用3S技術的精細灌溉技術。就是運用全球衛星定位系統(GPS)和地理信息系統(GIS),遙感技術(RS)和計算機控制系統,實時獲取農用小區作物生長實際需求的信息,通過信息處理與分析,按需給作物進行施水的技術,可以最大限度提高水資源的利用率和土地的產業率。T是農田灌溉學科發展的熱點和農業新技術革命的重要內容。(3)智能化節水灌溉裝備技術。就是把生物學、自動控制、微電子、人工智能、信息科學等高新技術集成節水灌溉機械與設備,適時地檢測土壤和作物的水分,按照作物不同的需水要求來實施變量施水,達到最優的節水增產效果。
3.節水灌溉技術發展趨勢
我國的節水灌溉技術發展呈現以下趨勢:(1)噴灌技術仍為大田農作物機械化節水灌溉的主要技術,其研究方向是進一步節能及綜合利用。不同噴灌機型有各自的優缺點,要因地制宜綜合考慮。軟管卷盤式噴灌機及人工移動式噴灌機比較適合我國國情。(2)地下灌溉已被世人公認是一種最有發展前景的高效節水灌溉技術。盡管目前還存在一些問題,應用推廣速度較慢,但隨著關鍵技術的解決,今后將會得到一定的發展。(3)地面灌溉仍是當今世界占主導地位的灌水技術。隨著高效田間灌水技術的成熟,輸配水有低壓管道化方向發展的趨勢。(4)農業高效節水灌溉技術管理水平越來越高。應用專家系統、計算機網絡技術、控制技術資源數據庫、模擬模型等技術的集成,達到時,空、量、質上的精確灌水,是今后攻關的重點。(5)節水綜合技術的開發利用,是提高水分利用率和水分利用效率的重要途徑,也是今后節水灌溉發展的方向。
4.發展節水灌溉技術的政策建議
(1)提高發展節水灌溉技術的認識。我國是一個水資源短缺的國家,隨著人口增加、經濟發展、社會進步,農業灌溉用水要在用水總量基本不增加的情況下保障我國糧食安全,只能走內涵式發展的道路,灌溉必須走節水型的發展道路。因此,我們應加大對發發展節水灌溉技術的宣傳教育力度,使全社會都來關心節水灌溉技術,形成一個較好的節水灌溉技術發展環境。
(2)形成發展節水灌溉技術內在機制。通過制定和運用好水價、水權這些經濟手段,對農業用水需求進行有效調控,削弱低效益膨脹型的用水需求,杜絕無效益浪費型的用水需求,促進節約農業用水的需求,從而推進節約灌溉技術發展。
論文摘要:麻灣引黃灌區工程,自1989年2月21日破土動工,至1991年6月末全部竣工,總投資4005萬元。是當時全省黃淮海平原農業開發和黃河三角洲開發的重點工程項目,也是當時東營市建市以來地方興建的大型引黃灌溉工程之一。
東營市是一個水資源相對缺乏的城市,在實施國家級戰略,建設高效生態經濟區的大背景下,強化水資源統一管理,搞好水資源的優化配置和高效利用,實施灌區續建配套與節水改造項目建設,促進灌區水利事業可持續發展非常必要。在此,筆者認為:要進一步強化以黃河水資源為主的水資源統一管理、優化配置和高效利用,搞好引黃灌區綜合治理、節水改造和續建配套項目建設,促進引黃灌區可持續發展勢在必行。
一、麻灣引黃灌區設計規模
東營市麻灣灌區是在原打漁張引黃灌區工程基礎上,調整、改建而成的。新建引黃閘和總干渠,貫通原打漁張灌區二、三、四干渠,進而成為獨立引黃灌區。引黃灌溉既保障了農業豐收,又補充了地下水,淋洗了鹽分,有效地保證了地下水位的穩定和水質;設計灌溉面積4.93萬公頃;年引黃河水1.5到2億立方米,實際灌溉面積在3萬公頃以上。
麻灣引黃閘位于黃河右岸的東營市東營區龍居鄉麻灣險工上。總干渠自引黃閘下向東南,穿過南展堤大孫閘經大孫村西,向東南直插原打漁張四干渠,順四干渠向東至龐家節制閘,然后沿四干四支折向正南,橫跨打漁張河、穿過支脈河,經廣青路南閆家泵站提水后,過三干向南,在廣饒溫樓閘入二干。由麻灣引黃閘至二干溫樓閘,總干渠縱貫2縣區5鄉鎮, 全長33.2千米。麻灣灌區控制范圍,即原打漁張灌區二、三、四干的控制范圍:新廣蒲河以南、小清河以北(通過二干十二支過清工程也可過小清河)、廣南水庫以西、東營市與惠民地區邊界以東。
麻灣灌區設計規模:引黃流量60立方米每秒,1條總干,3條干渠,1條分干,控制面積7.02萬公頃, 設計灌溉面積4.93萬公頃。各類建筑物103座,其中較大型建筑物有麻灣引黃閘、 大孫灌溉閘、打漁張河渡槽、支脈河倒虹吸和閆家揚水站等5座,改變了灌區范圍內靠天吃飯的局面。
二、麻灣灌區改擴建工程
(一)三干渠改造恢復治理工程
為了解決廣饒縣2800公頃和廣北農場1000公頃農田灌溉, 1991年4月市人大代表視察東營水利工作時,張萬湖副市長指示:由市引黃灌溉管理局牽頭,組織廣饒縣和廣北農場對三干渠下游進行工程恢復技術設計。設計由東營市水利勘測設計院承擔,1992年6月完成全部設計。
設計原則:既要保證三干下游用水,又要匯入二干5.0立方米每秒的流量,以緩解二干下游的供需矛盾,解決原三干渠供水范圍沒有包括的右岸 (其右岸原屬二干供水范圍,因偏遠、地勢高而難供水)供水問題。
該工程由東營市引黃灌溉管理局組織施工,于1992年3~6月施工,共完成土石方23.5萬立方米,建筑物37座,其中有李莊節制閘、泄水閘、尾水閘修復、丁莊渡槽,干渠排溝生產橋12座,支門21座,完成投資147.09萬元。三干下游的恢復治理,結束了廣饒縣丁莊鄉和廣北農場等單位40年來靠近干渠而又用不上黃河水的歷史。
(二)總干渠渠首段襯砌工程
由于受東張鐵路橋橋底高程限制,麻灣灌區在原設計中,引黃閘到東張鐵路橋段渠底比降是1/11000, 在沒有渠首沉沙的情況下,經一年運行,造成渠首淤積嚴重,因此對渠首需要進行改造。由東營市水利勘測設計院設計,將渠首渠底高程抬高75厘米, 將比降由1/10000調整為1/7000,將底寬由28米擴大到33米,將流量由60立方米每秒加大到80立方米每秒。 該工程由市引黃灌溉管理局于1992年9~12月組織施工,完成展區內2.3千米的砼板襯砌,投資150萬元,有效地減少了水量流失,節約了水資源,提高了引黃灌溉效率。
(三)總干大孫灌溉閘以下襯砌工程
1998年6~8月,由東營市灌溉管理處設計并組織施工,對大孫閘以下3.2千米進行砼板襯砌,投資250萬元,從此改變了該段滲漏嚴重的現象,進一步提升了干渠整體效能。
(四)四干渠改擴建工程
麻灣灌區四干渠是東營區和勝利油田用水的重要輸水渠道。由于黃河近年來經常斷流,造成四干下游農田和勝利油田廣南水庫嚴重缺水的困難局面。對四干進行改擴建,滿足東營區東部4個鄉鎮和廣南水庫用水需求,由四干、五干共同向廣南水庫輸水,實現“二龍抱珠”,是東營區和勝利油田多年迫切要求。根據東營市和勝利石油管理局《第七次聯席會議紀要》,由勝利石油管理局供水公司委托東營市水利局勘測設計院,對四干渠進行改擴建設計。
四干渠工程改擴建工程總體布置是:擴建四干進水閘,改建北隋節制閘、大許節制閘,新建王崗節制閘;擴大四干斷面,底寬由8~5米加大到18.5~11米;流量由15~5立方米每秒加大為50~30立方米每秒。干渠長度由30.30千米延長至32.28千米,終點到廣南水庫2號沉沙池。 在2號沉沙池前新建浮筒式揚水站,8臺機組,設計揚水能力30立方米每秒(此站由河南省水利勘測設計院設計)。干渠為土渠,比降1/6000;其中4處彎道長1089米護坡, 護坡結構自上而下為:60毫米厚、30毫米厚聚苯乙烯保溫板(陰和0.2毫米厚塑料薄膜。 轉貼于
整個干渠分為兩段布置:四干渠首至東辛路:長8.07千米,北壩基本不動,搬南壩向南拓寬;排水溝設南岸。東辛路至廣南水庫沉沙池泵站:長24.21千米,南壩基本不動,搬北壩向北拓寬;排水溝設干渠北岸。麻灣灌區四干改擴建工程由勝利石油管理局和東營區人民政府組成施工指揮部,市水利局負責質量監督和竣工驗收。1998年3月開工,10月完工,總投資4800萬元。
四干渠改擴建工程完成改建長度32.28千米,土方329萬立方米;改建四干進水閘(新增4孔) 1座,改建、新建節制閘3座(北隋、大許、王崗),改建支門36座,新建支渠揚水站18座,新建改建生產橋及公路橋21座;新修東辛路至龐家進水閘柏油路一條,長8.0千米;新建、擴建4處管理站(龐家、北隋、大許、王崗);四干下游沿渠道新建泵站專用電力線16千米,進一步提升了工程整體面貌,增強了節水綜合效益,促進了灌區社會效益的發揮。
三、麻灣灌區節水改造工程
20世紀90年代以來,黃河來水與需求矛盾日益突出,興建節水型輸水工程已成為彌補水資源不足的重要措施。一方面是水資源的嚴重匱乏,另一方面灌區灌溉水利用系數僅為0.45左右。灌區設計灌溉面積4.93萬公頃,現狀有效灌溉面積4.00萬公頃,實際灌溉面積只有3.33萬公頃,因此麻灣灌區建設節水型輸水工程已經非常必要。 麻灣灌區節水改造工程是全國大型灌區續建配套與節水改造項目之一, 搞好灌區節水改造對促進灌區經濟發展具有十分重要的意義。
四、麻灣灌區節水改造續建北延工程
2010年6-9月間,由東營市水利局組織承建的東營市麻灣灌區續建配套與節水改造工程:“總干渠北延工程”是以麻灣總干作為引水水源,以原打漁張總干作為輸水渠道,將麻灣總干、曹店干渠、勝利干渠貫通,可以有效利用麻灣引黃閘的引水優勢,實現引黃工程聯合調度,水量互補,提高引黃供水保證率;同時,還可以聯通廣蒲河,老廣蒲河、五六干合排、清戶溝、廣利河等城市水系工程為其建設提供可靠水源;另外,作為一條分干渠還可以向龍居、史口兩鎮供水,滿足區域農業灌溉用水需要。
麻灣總干渠北延工程控制灌溉面積19.10萬畝,設計流量20立方米/每秒,該工程嚴格按照《灌溉與排水工程設計規范》和《水利工程質量體系》要求施工。工程級別為3級,建筑物級別為4級。主要建設內容包括襯砌渠首進水閘(設計樁號:0+000)--南二路橋(5+110)段5.11km渠道以襯砌為主的配套與節水工程;坼除重建生產橋3座;新建生產橋1座;維修生產橋1座;坼除重建支渠進水閘1座;新建支渠進水閘4座;改造支渠提水泵站2座。工程共完成土方(挖方)3.55萬立方米;(填方)3.05萬立方米,砌石6701立方米;砼及鋼筋砼1141立方米。有效地改變了工程面貌,為保障東營市更加合理利用黃河水資源和促進黃河水城建設打下了良好基礎。
五、麻灣引黃閘新建閘前泵站工程
論文摘要:水稻是高產作物,糧食主產區的水稻穩產是農民增收和國家長治久安的基礎。本文對通河縣去冬今春旱情進行了初步分析,并提出建議性抗旱防旱措施。
通河縣位于黑龍江省小興安嶺南麓,松花江中游北岸。共有耕地面積143萬畝,其中水田92萬畝,旱田51萬畝,通河縣不僅是北方水田大縣,人均水田面積8.6畝,全國第一。水稻是通河縣農民的主要收入來源,因此,水田穩產是影響農民收入及縣域經濟的根本保證。雖然通河縣水資源總量比較豐富,但由于近年來降雨時空分布不均,尤其是2007年7月份以來,降雨稀少,導致2008年防旱抗旱形勢十分嚴峻,主要表現在以下幾個方面:
一、2008年春旱形勢分析與預測
(一)降水量少,土壤墑情嚴重缺失。2007年7月至12月,降水量154.4毫米,僅為歷年均值的37%。08年1月至3月降水量5.2毫米,占歷年均值的33%,氣象部門預測08年3-5月降水量比07年較少40%,降水量的嚴重不足使土壤失墑嚴重,土壤墑情較差,給旱田播種造成很不利的局面。
(二)庫、塘蓄水嚴重不足。通河縣境內12座小型水庫、820座小塘壩,設計興利總庫容2606萬m3,設計灌溉水田9萬畝, 2月末多年平均同期蓄水量應為2140 萬m3,(包含死庫容316萬m3,)。但是,目前通過對各水庫、塘壩蓄水量調查,全縣水庫塘壩包括死庫容總蓄水量491萬m3,較正常年份少蓄水1649萬m3,現有蓄水量僅能保證2.5萬畝水田泡田用水。
(三)江河水位偏低。據水文局提供的資料,縣內較大河流水位及流量均嚴重低于歷史同期平均值,其它河流多數處于干涸狀態。根據氣象部門降雨預測結果分析,通河縣4、5月份河流徑流量比07年減少約50%,預計泡田期各攔河壩總來水流量為10.2立方米/秒,攔河壩灌區17萬畝水田可保證8.5萬畝泡田用水;提水灌區總提水流量為5.4立方米/秒,提水灌區6萬畝水田可保證4.5萬畝泡田用水。
(四)地下水位不斷下降。2000年以后連續6年干旱,尤其是2007年降水量僅為歷年均值的53%,地下水補給嚴重不足,加上超量開采地下水,地下水位還逐年下降,勢必造成機電井出水量不足甚至報廢。調查統計井灌區60萬畝嚴重渴水面積13.5萬畝。
(五)綜上分析,按通河縣縣現有水源工程供水能力估算,全縣92萬畝水田,井灌區13.5萬畝水田無水泡田,攔河壩灌區8.5萬畝水田無水泡田,水庫、塘壩灌區6.5萬畝水田無水泡田,提水灌區1.5萬畝水田無水泡田,預計有30萬畝水田將面臨嚴重渴水無水泡田,占全縣水田面積的33%。
二、防旱抗旱對策分析
大力加強以抗旱水源工程、節水灌溉工程為重點的水利工程基礎設施建設,堅持開源與節流并重、工程措施與非工程措施并舉、地表水工程與地下水工程相結合的原則,全縣動員、全民參戰,堅定信心、大干苦干,攔河蓄水、打井建站,保證種上地、泡上田,確保不扔地、不減產,為在大災之年奪取全縣農業生產大豐收奠定堅實基礎。
(一)水利措施
1、采取措施增加水庫、塘壩蓄水量。利用春暖雪化形成徑流的有利時機,攔蓄桃花水可增加一部分水庫、塘壩蓄水量,同時,在4月25日春灌前攔截水庫、塘壩流域內雨水,也可增加一部分蓄水量。根據氣象部門預測的1-4月份降雨量結果分析,全縣水庫和塘壩預計在現有基礎上可增加蓄水量280萬立方米,增加泡田 面積1.4萬畝。
2、適時跨流域調水蓄水。利用春暖雪化形成徑流的有利時機,在放水泡田前攔蓄濃濃河和西北河桃花水增加附近流域水庫蓄水量,預計跨流域調水可增加蓄水量280萬立方米增加泡田面積1.4萬畝。
3、及時修復應急水毀工程。為保證正常取水和輸水,要及時完成濃河攔河壩、富鄉攔河壩、和平攔河壩、岔林河二號壩水等渠首水毀工程維修加固及提水站進水池清淤工作。
4、搶前抓早打好抗旱補水井。全縣計劃新打抗旱補水井3020眼,其中,水庫灌區650眼,攔河壩灌區1000眼,井灌區1370眼,以上機電井建成可基本解決15.1萬畝水田的泡田用水問題。
5、因地制宜建好提水站。組織力量及時檢修和購置抗旱設備,并做好提水泵站規劃建設工作。一是發動群眾組織設備,建臨時提水站,提未斷流的江水、河水進行抗旱保灌。二是在已斷流的濃濃河、岔林河、西北河河段上建好大口徑提水泵站,攔截并引提地下潛流水進行泡田,預計可增加0.5萬畝水田泡田面積。三是,水庫漁業養殖讓位于農業灌溉,在十一座水庫設大口徑臨時泵站,引提水庫死庫容水進行泡田灌溉。
6、發動群眾整修加固灌水渠道。為加快輸送水速度,減少輸水損失,增加灌溉面積,春灌前各鄉鎮要組織力量對影響輸送水的灌水渠道進行整修加固。
7、合理放水科學調度。攔河壩灌區: 4月10日提前破冰提閘放水,并組織好用水農戶搶抓頭茬水,提高現有水源的利用率,灌水原則是先下游后上游。預計提前10天放水可增加引水量880萬立方米,可增加泡田面積4.4萬畝。
水庫、塘壩灌區:在旱整地基本完成后,適時集中統一放水,提高水利用效率,灌水原則是先上游后下游。
8、大力推廣節水灌溉。積極推廣水田“淺濕淺”“淺濕干”及控灌技術,充分提高水的利用率。按每畝泡田節水10立方米計算,全縣推廣水田節水灌溉面積60萬畝,可節水600萬立方米,可增加泡田面積4萬畝。
(二)農技措施
1、淺翻、旱耙。水庫灌區和攔河壩灌區水田,積極推廣淺翻地,一律實行旱耙地。
2、先整地后放水,泡田插秧一茬水。實行分區集中統一放水,沒有完成旱整地的地塊區域不放水,泡田插秧實行一次供水。如能切實實行淺翻、旱耙和泡田插秧一茬水,每畝水田泡田期可節水30立方米。如水庫和攔河壩灌區有1/2水田實行如上農技措施,11萬畝水田可節水330萬立方米,增加泡田面積2.2萬畝。
(三)農藝措施
1、旱田適時采取坐水種和保濕劑技術。發動并鼓勵農民利用機電井、臨時泵站提地下水、河流水,進行旱田坐水種,積極推廣保濕劑新技術,確保實現一次播種保全苗。
2、有計劃調整種植結構。全縣水田面積92萬畝,渴水面積30萬畝。通過采取上述措施,可進一步解決水田泡田29萬畝,預計仍將有1.0萬畝水田無水泡田。對此,需因勢利導,鼓勵無水泡田地塊的農民實行水改旱。
(四)氣象措施
根據今年春季旱情地理分布實際情況,要及時調整布局,做好人工增雨的各項準備工作,做到人員培訓到位、高炮檢修到位、炮彈準備到位,嚴陣以待,在有利于人工降雨的情況下要抓住有力時機,實施人工增雨作業。
關鍵詞:水利會 投入機制 對策
一、諸暨水利會的現狀
水利會是獨立于政府組織與營利組織之外的一種社會組織,是農村群眾性自治水利組織,它在我國農村水利的建設和發展中起著非常積極與活躍的角色。諸暨水利會現距今已有400多年的歷史,目前全市共有50個水利會,具有代表性的有白塔湖水利會、大侶湖水利會等,這些水利會主要組織負責區域范圍內的農田灌溉、防汛抗旱的經營和管理,小型農田水利工程的規劃、建設和管理,水事糾紛的協調等,擔任著區域內小型農田水利工程業主的角色。然而目前水利會所需要的開支與水利會能籌集到的資源之間存在著較大的缺口,本文從水利會的性質出發,分析水利會現有的投入來源,并提出一種新的投入機制。
二、水利會的性質
1.水利會的性質
在理論界,從水利會功能、組織形式等多角度出發,有較多不同定義。筆者認為水利會本質上是以流域、自然水系、水利工程為紐帶,在一定區域范圍群眾通過自發或在政府引導下組建的一種水利工程管理組織,組織內部形成水資源開發、利用、配置的約束激勵機制,體現了水利工程“共建、共管、共享”的權責關系。對諸暨各水利會的考察,它們主要存在以下特點:(1)非營利性。盡管水利會自身運作過程中存在收水費、吸納財政撥款和社會捐贈的情況,但這些資金主要服務于區域內的用水戶,開展的是水利工程建設、養護,防汛抗旱、協調水事糾紛等非營利性活動。(2)非政府性。諸暨水利會最早可以追溯到明清時期的圩長制,是圩區內群眾為協調生產用水而自發建立的組織。現在的水利會,也是介于生產型經濟組織或個體與政府科層組織之間的民間組織,其組織機構、內部管理、人員編制和運作經費與政府組織有本質的區別。(3)自治性。水利會內部普遍制定了章程、工作規則等制度,對水利會的職責、內部管理、工作方法、工作對象都有明確規定,并且水利會運作過程要受區域內湖民(用水戶)監督。基于以上特點,水利會是一種以非營利為目的,具有群眾自治性質的非政府組織。盡管當前部分水利會運作對政府有很大的依賴性,其發揮的功能又能較好彌補政府在水利管理中的不足,有“行政化”發展的趨勢,但這并不影響上述三個本質特點判斷。
2.水利會所提供的產品和服務的性質
諸暨的水利會承擔的職責大致上有以下4項:一是負責區域內水利設施的養護和管理;二是開展區域內小型水利工程投資建設;三是具體承擔區域內防汛抗旱工作;四是協調區域內水事糾紛。水利會提供的產品和服務,從經濟學性質上來講,是“純公共產品”或“準公共產品”。比如,水利會所提供的農田灌溉以及農村小型水利工程等產品為例,具有一定非排他性和可競爭性的特點,就是一種典型的公共池塘資源 (CPRs)。非排他性是指不能排斥他人對物品的消費,例如,某人個人投資修建某個小型農田灌溉設施,保障自身農田的供水來提高自身的糧食產量,在他通過灌溉工程得到個人利益時,也可使其相鄰農田從中受益,如果要使相鄰農田不從中受益,成本是相當高昂的。可競爭性是指,每增加一個消費者對供給者來說帶來的邊際成本是大于零的,即一個人從消費中獲益會減少其他人可獲得的利益。例如,農田灌溉中,每增加一單位農田的灌溉,用水量也會相應比例增加。相應的,上游企業的用水量,也會影響下游農田灌溉的用水量。
這樣就會導致兩個方面的問題:第一,如果水利會不能設計出足以阻止未被授權的使用者從資源中獲益的規則,將會導致強烈的“搭便車”誘惑;第二,由于一個人的消費會減少其他人所能獲得的消費數量,這種產品和服務也因此通常會遭遇諸如擁擠、過度使用等問題。這類產品可以由政府和受益人共同承擔。
水利會所提供的防洪工程等產品具有非排他性非競爭性特點,是一種純公共產品。比如某人個人建堤壩,可以使自己的農田受到保護的同時,也使得其他農田得到保護,每增加一畝農田的保護增加的邊際成本也可以忽略不計。這樣也會導致強烈的搭便車誘惑,一般這類公共產品由政府提供。
三、水利會現有投入機制分析
1.水利會現有的籌資方式
1.1農戶承擔管理經費
水利會的管理經費主要來自于向受益農田收取3-8元/畝的水利經常管理費(簡稱水利費)。水利費一般由農戶承擔或者農戶所在村集體承擔。此外,還有小部分來自水利會漁場、砂場等部分多種經營收入。
1.2政府補貼
水利會管轄范圍內現有的水利工程投入有50%左右的經費都來源于政府扶持。較大的工程項目首先要得到市或鎮財政的扶持,在市鎮兩級財政扶持資金明確以后,才著手進行。
1.3企業捐贈
水利會所管轄范圍內的少數企業會對區域水利工程進行捐贈資金,有幾萬到20萬不等。
2.投入來源中不合理之處
2.1存在搭便車現象
根據水利會所提品的性質,如果沒有相關的法律法規規定,這些產品很容易導致搭便車現象。水利會最初的服務對象主要是農業和農村,建立的初衷也是為了保障農業生產和農村經濟發展。然而隨著經濟的快速發展和城鎮化進程的加快,水利會的服務范圍在擴大,不但服務于農業和農村,同時也服務于城鎮居民和工業企業。水利會的職責已經涵蓋了工業企業,卻沒有企業代表。而且,目前尚沒有政策出臺對湖區內的企業收取水利費用,這意味著農民在承擔企業受益者應承擔的工程維護和管理費用。大多數企業認為,企業所交納的稅款中已經包含了水利事業費,因而不愿再交水費,也不愿意捐贈。然而,事實上,企業繳納的水利事業費只有很少一部分比例能返還到當地用于水利事業,而且這部分資金由政府支配,不屬于水利會。
2.2過于依賴政府的財政投入
水利會是獨立于政府之外的群眾自治組織,雖然所提供的產品具有一定的非排他性的公共產品的特點,但有些也具有可競爭性的特點。但目前水利會開展小型水利工程建設,其資金來源很大程度要依賴財政撥款。由于小型水利工程的產權特點,政府更傾向于農戶增強自主建設、管理意識,因此政府與水利會之間容易產生“囚徒困境”,導致財政投入比例難以確定。因此,水利會資金短缺時,容易出現政府不投資,小型水利工程無法修建的情況。
四、對策
1.建立長效的政府補助機制
根據水利會所提品的性質,政府對水利會的投入有著不可推卸的責任。政府要保障對公共產品事業型小型水利工程的興建、搶修和養護費用,對水利會的補助應根據水利會所提供的產品特點適度超前安排。
2.建立多元化的投資渠道
水利會的投資經費應該根據各產業受益狀況合理分配,這樣既可以降低項目工程經費給政府財政帶來的巨大壓力,保障水利會正常運轉,也可以切實保護農民的利益,避免搭便車現象。就當前諸暨水利會的情況,隨著經濟的發展,應考慮由企業繳納一定比例的水利費,來補償水利工程的運行、管理及維護費用。企業繳納的水利費可以是固定的,也可以是按水利會所投資的水利工程費用總額的一定比例繳納。如工業企業承擔水利會對水利工程建設總投資的10%,農民自籌資金的比重就會相應減少5%,政府投資也會減少5%。這樣既有效的保護了農民的利益,也減輕了政府的財政負擔。
3.制定可持續的水費標準
根據各產業的受益情況,改革和完善現有的法律、法規規定的水利會的投入來源,確定各收費對象繳納的比例,從根本上避免搭便車現象。
4.建立有效的市場機制
將市場機制引入到水利會投融資行為中。由水利會組織,將水利建設項目進行市場化運作,把市場上的閑散資金集中起來進行水利建設。明確各水利項目的法人主體地位,通過投資入股、銀行貸款、發行企業債券等市場化運作辦法來籌集資金。
五、結束語
以水利會為平臺建立農民有效參與工程管理的內在機理,實行農民用水付費機制,水費收支財務公開制度,調動了農民參與水利管理的積極性。同時以區域內各用水戶代表(村委會)為核心組建水利會管理機構,使水利管理工作分工明確,責任到人,人員穩定,有利于保持小型水利工程管理的長期穩定發展。它是一種解決農村小型水利工程所有者主體“缺位”,政府“越位”、政府與農民在農村水利中角色“錯位”的有效管理模式。但水利會能否得以良性運作,建立有效的的投入機制是基本前提。本文從水利會和其所提品服務性質視角出發,分析水利會籌資過程中存在的缺陷,力求政府、水利會、用水戶等不同主體之間的形成協調的利益關系是理論上的粗淺探索,以期為推進農村水利發展提供一點借鑒。
參考文獻:
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這是我國在近年出現讓人詫異的現象,我們不禁感嘆我們國家水土危機的真實性,而且還要清醒認識我們國家水資源環境。帶著諸多問題,我們采訪了長期從事農業水利建設專家,北京科發農業水資源高效利用研究所所長邱為鐸。
邱為鐸先生歷時30多年的研發推廣活動,得到了社會和政府的高度重視和充分肯定。聯合國國際生態與安全雜志兩次發表邱為鐸先生的論文。已知有6家國外著名雜志大篇幅報道了邱為鐸的滴灌科研成果;國家科委將燕山滴灌列入國家級科技成果重點推廣計劃項目和重中之重項目;燕山滴灌獲國家級科技進步三等獎,全國優秀星火項目獎;水利部授予邱為鐸全國水電系統先進科技工作者稱號;國家農委、國家科委聯合頒發滴水灌溉新技術推廣一等獎;世界杰出華人協會、四川省社會科學院、中國科技信息雜志社授予邱為鐸世界杰出華人、當明家、科技英才等榮譽稱號。其學術思想被列入中國首部金質版思想巨著“中國當代思想經典”一書,并獲得“中國當代思想成就獎”。
記者:邱老,您作為我國農業方面專家,為我國農業灌溉事業忙活了大半輩子,以您多年經驗,是怎么看待我國堅持走高產、優質和高效農業發展道路的?或者說,我們的“兩高一優”道路究竟取得了什么樣的成果?
邱為鐸:可能是工作原因,因為我從事的是農田水利建設,先在水利部,后來又到水科院工作。我們現在的農、林、水各部,可我最大的感觸還是感覺農業部的工作是很好的。容不得不佩服啊!你看我們解放那么多年了,解放初吃飯都是問題。現在耕地減少了40%,人口從解放初期的5億到現在的13億,但糧食還是夠吃,是很不錯的。以前小麥畝產200斤算是壯舉了,現在畝產小麥達到了800、900、甚至1000都正常。以前吃什么,還受季節限制。現在吃的穿的都不用愁了。生活美好了很多。農民的生活可以說是改善了很多。這是我們有目共睹的。
前些天《農民日報》有一則消息,“科技創新建隴原糧倉”,他們報道了甘肅對節水農業的探索。一句話表述“千方百計蓄住天上水,保住土壤水,用好地表水。”他們先進經驗是農民增收,全膜覆蓋技術能為農民帶來穩定收益,日光溫室、膜下滴灌更能為農民帶來翻番的農業收入。甘肅經驗說明,實施農田節水措施,不僅使糧食安全、農民增收有了保障,而且對改善日益緊迫的生態環境大有裨益。現在,遼寧、內蒙古、寧夏等地都先后派人到甘肅參觀“取經”。
我覺得挺好,這是當地農村科技推廣站琢磨出來的技術,真是很有創意的。可我們的研究者總是在很大程度上缺乏實際考察,總是處于一種觀摩狀態,這樣是不行的,根本不和生產相聯系。
記者:看來邱老是深有感觸的。我們以前說改革開放20年,現在我們說改革開放30年,您作為目睹我們科技創新體制變革的老專家老學者,對我國這么多年的科技體制改革是怎樣看的?
邱為鐸:說句實話,我感覺我們的科技體制改革進步很小。我在水科院是深有感觸的。50年代實話,就提出要科技創新,要結合實際,結合生產。幾十年來,卻越來越不結合實際越來越不結合生產。原來是有事業費養著,現在是由項目費養著。錢比以前還多了,日子也好過了,生活也是越來越幸福。
你看,今天人家甘肅當地的農業推廣人員自己琢磨出了“全膜、雙壟、溝播”技術,玉米平均畝產506公斤,增產32.1%,這就是新技術,值得我們推廣啊。農業道路就得走實際的路子。
記者:甘肅現在面臨的土地荒漠化問題也是很嚴重的,像民勤地區近幾年的變化可謂是大,目前民勤綠洲也變成了沙源,作為我國荒漠化最嚴重的地區之一,在荒漠化治理方面,難道我們就沒有關鍵的技術可以幫助他們嗎?
邱為鐸:你問得很好!其實這也是我想要說的。根據我這么多年來的經驗看,概括為三句話。總的思想還是一條,就是我一直呼吁的,灌溉技術的創新是緩解我國當前水土資源危機的根本途徑。
我國的水土資源短缺是技術性短缺,而不是資源性短缺。雖然水資源短缺現象嚴重,但和以色列相比,我們只能算是技術性缺水,并非資源性缺水。土地資源也一樣,如果有了水,就可以將荒漠化沙化地區優越的光熱資源充分利用起來,將廣大的荒漠化沙化地區建成高效農牧區,特色農牧區和永不衰敗的生物能源種植基地。
另一方面,落后的灌溉技術,又是造成我國水資源緊缺的主要原因。如何看待和處理漫灌技術所具有的這一兩面性特征;怎樣在發揮農田灌溉的重大作用的前提下,大幅度提高農業水資源的利用率,就成為一個必須要解決好的重大課題。從目前的形勢看,我國節水灌溉向何處去,已迷失了方向,發展的力度和上世紀八、九十年代相比已經大大降低。造成這種局面的原因是多方面的。一方面上世紀大量引進國外技術確實走了彎路;另一方面國人習慣了向國外取經學習,很少想到自主創新。
記者:緩解這樣一個局面的有效辦法是什么?
邱為鐸:我做這個方面的工作已經快花了我畢生的心血了。首先,緩解我國水土資源危機的出路的關鍵還是在灌溉技術的創新,就是以滴灌技術替代漫灌技術。我國荒漠化、沙化(以下簡稱“兩化”)土地占國土面積的45.58%。廣大的“兩化”地區,日照充足、熱量豐富、太陽輻射強、晝夜溫差大,這些都是發展特色農業和高效農業不可缺少的寶貴的光熱資源,惟獨缺水使這些寶貴資源無法利用,并成為沙塵暴的發源地。我國“兩化”地區土地資源豐富,因此,如何治理“兩化”應該成為有關部門的重中之重。
第二個辦法就是,以科發滴灌為核心形成的灌溉工程投入低、灌溉技術用水量低、種植作物需水量低、經濟價值高的“三低一高”開發模式,使“兩化”地區的水、土、光、熱、生物等自然資源實現了優化配置,使土地“兩化”防治事業從傳統的社會公益事業,變成一項經濟效益豐厚,生態效益鞏固,社會效益突出的朝陽產業,開創了防治土地“兩化”的新紀元。“三低一高”開發模式和傳統技術不同之處就在于利用創新科技,高效利用當地有限的地下水資源,主動精準地為種植作物實施灌溉,以水的輸入啟動相關自然資源,從而大幅度提高生物產量,達到生態效益和經濟效益的和諧統一。
記者:看您現在頭發都花白了。我們可以看得出來,您為著能夠在提高我國的灌溉技術方面做出了很多努力。您能給我們具體談談嗎?
邱為鐸:滴灌技術在很早的年代就提出來了,當時是水利部的一個項目,1974年,當時由總理主持。前蘇聯送給中國政府的禮物是三套滴灌設備,其技術都來自以色列,技術是世界最先進的。政府考慮到價值昂貴,不符合中國國情,于是要婉言拒絕。總理最后還是收下了,并有一套留給了我們做研究。就是現在科發滴灌的前身,燕山滴灌。
從那以后,我們就成立了專門研究所進行相關的研究,燕山滴灌是我們中國的名字。當時我們取的這個名字就是想打出自己的牌子。所以我們的科研人員經過反復的研究論證,最后突破的國外的不僅價格昂貴而且不符合中國種植大田作物的現實,成為了我們現在科發滴灌技術。
1983年,時任國家水利部部長的錢正英,對這項技術發明給了高度評價,還說,外國人的東西,我們中國人終于自己造出來了。
1986年,關于推廣滴灌技術的觀點就出現了嚴重分歧。主要集中在對我們滴灌技術的成熟性問題的質疑,認為在那么短的時間里,我們能夠在滴灌技術上取得如此成績表示不理解。其二就是技術復雜,在中國推廣的話肯定是困難的,其三,就是反對我們研究所自身的研究。
90年代,為了找尋能夠解決中國灌溉的技術,很多官員像走馬燈一樣出國考察,去了以色列,奧地利等國家。回來時買了一些東西回來,但是后來卻束之高閣,無人問津。
1995年,我們在西海區進行了試點,總共是250畝,全部考核通過。我現在人也老了,現在連辦公室都放在了這里(家里),還在操心著自己的滴灌技術推廣。你們作為媒體的,更應該承擔起這份責任。
記者:的確!邱老說的對。我們要為了諸多技術的推廣,特別是能夠在很大程度上改善人民生活的實用新技術新產品多做出努力。其實現在有很多像您一樣默默堅守在自己科研崗位上的學者和科學家。在他們心中或許比您更加心焦的是,我們的科技為什么就不能好好的為生產服務呢?
邱為鐸:很好!科技的價值到底是怎樣的?我們也一直在探討這樣的問題。但是我們早已經釋然了。因為在我們國家,因為有很多的現實需要考慮,人口眾多就是一個天大的現實。當我們的科技在得以應用之前,總是要考慮到科技的實用性問題。不能說我們的科技只是用來觀賞的。科技不是用來觀賞的。真的不是。你就拿我們的滴灌技術來說,在80年代,我們已經飽受了這樣的輿論憂患。他們認為以色列的滴灌才是世界最先進的技術,所以我們應該接受以色列的技術,先進的確是事實。可是由于價格的問題,在我們中國根本不可能大范圍的推廣。要用也是少數人的專利。想到此,于是作罷。不想了。干脆來修水庫。重新拾起漫灌的牙慧,問題不僅沒有得到解決,反而在原來的錯誤上重復犯。
現在我們的滴灌技術可以在很多地方試用了。而且全部考核通過。這是值得肯定的。不是我們在用什么落后的技術來虛張聲勢。只是國家的現實不容我們在很短的時間推廣滴灌技術,因為糧食安全總是在制約我們。而我們的糧食生產80%來自與灌區,而灌區的主要途徑又是漫灌。所以滴灌技術得以推廣,不從根本上改變長久以來我們關于漫灌的理解是困難的。
記者:這么說來,科發滴灌還確是從艱難中走過來的。那么,現在來看,技術優勢在哪里?
邱為鐸:由我國科技人員結合我國國情創造的科發(燕山)滴灌技術,獲18項專利。半固定式滴灌因為采用了人工移動的滴水毛管,使毛管用量減少了97%,使滴灌工程造價降低了80―90%,每畝投資僅需200―300元,一次投資80%的設備可以使用20年以上,20%的設備使用10年左右,成為當今經濟的灌溉技術,已成功地在除水稻以外的各種大田作物中應用,收到良好效果,開創了將最省水的滴灌技術成功用于大田糧食作物的先河。而科發全移動滴灌設備可以在幾個水源之間巡回作業,提高了設備控制面積,每畝投資僅需幾十元,一次投資可以使用10年以上。
以科發滴灌為核心形成的灌溉工程投入低,灌溉技術用水量低,種植作物需水量低,產值高的“三低一高”開發模式,是我國土地荒漠化防治的有力武器。運用這一武器,可以使我國廣大的荒漠化地區在徹底改善生態環境的基礎上,取得豐厚經濟效益,將廣大的荒漠化地區逐漸變成高效農牧區、特色農牧區和永不衰敗的生物能源基地,將歷史上的風沙源變成新的國民經濟增長點,成為沙海淘金的熱土。
記者:真替您感到高興,邱老!其實是我們的欽佩。今天真感謝您能夠在百忙中接受我們的采訪。您身上可供我們年輕人學習的東西可謂是豐厚的。作為我們現在浮躁的一代年輕人,您有什么期望嗎?特別是我們這些80后的人。
邱為鐸:年輕人是國家的希望,什么時候都是。年輕人現在認認真真搞科研的人少了,特別是搞我們農學的、搞水利的人少了,也不像以前我們那個年代的人。現在我們國家的科技正是大發展期,正需要年輕人的時候。年輕人必須突破自身的局限性,勇敢地走出去。特別是我們搞科研的人,更應該是在實踐的基礎上的下大功夫。不是說幾句話,也不是幾篇文章的事,是能夠真正提高我國科技總體水平的目標下的所有努力。我們亟需那些踏踏實實肯干事的年輕人,真的很需要。
延伸閱讀:移動式滴灌:水土資源利用戰略性技術
邱為鐸 李 靜
人類農業文明和河流是分不開的,河流是人類得以繁衍和生息的重要條件。原始農業便是在此基礎上產生的,而農業灌溉的歷史也是源遠流長。
漫灌在人類生息繁衍的歷史長河中,發揮了巨大的積極作用。原始社會的季節性洪水現象,就是一種最原始的漫灌形式,為人類創造漫灌技術提供了有力的啟迪和借鑒。漫灌技術極大地擴展了灌溉范圍,從而完成了一次由必然王國向自由王國的過渡,極大地提高了農作物的產量,為人類的繁衍創造了豐富的物質基礎。然而,隨著人口膨脹和經濟發展,人們對水的需求量也是急劇加大。農業的發展更是離不開水,特別是種植農業的發展更需要水的哺育。漫灌技術的局限性在現代社會已經越發明顯。
漫灌技術之于我國當下水資源危機
眾所周知,漫灌技術對水資源的利用率很低,屬于掠奪性開發。直到上世紀中葉,人類對水資源的開發利用量終于發展到自然資源難以承受的地步,許多國家和地區出現了水資源危機。現階段,造成這種危機的主要原因,不是水資源短缺,主要是因人類對水資源的開發利用方式不當造成的。
我國農田灌溉是國民經濟的用水大戶,灌溉用水量高達國民總用水數量的70%以上,但到目前為止,我國的幾乎100%的灌區仍然沿用五千年前人類創造的漫灌技術。這種灌溉技術的水資源有效利用率很低。而官方報道其達到40%,但這只是從骨干渠系上測得的數字。實際上,如果把骨干渠道以下,還有斗渠、農渠、毛渠和灌溉溝的滲漏和水面蒸發把這些損失都計算在內,灌溉水的有效利用率恐怕連30%都不到。落后的灌溉技術是造成我國水資源緊缺的主要原因,是形成水資源危機的罪魁禍首。現今,漫灌技術早已從先進的生產力,轉化為社會生產力的制約因素。
以色列人均擁有的水資源僅為我國人均水平的12%,可他們的專家說,他們不缺水。我國雖然水資源短缺現象嚴重,但和以色列相比,我們只能算是技術性缺水,并非資源性缺水。土地資源也一樣,如果有了水,就可以把占耕地面積60%的旱地變成水澆地;有了水,還可以將荒漠化沙化地區優越的光熱資源充分利用起來,正如前面所說的,將廣大的荒漠化沙化地區建成高效農牧區,特色農牧區和永不衰敗的生物能源種植基地。所以我國土地資源短缺也只是技術性短缺,并非資源性短缺。
我國年降雨量400毫米以下的干旱半干旱地區占國土面積1/2左右,但這里不僅有豐富的土地資源,還有日照充足、熱量能富、太陽輻射強、晝夜溫差大等寶貴的光熱資源。如果解決了灌溉問題,這一廣大地區完全可以成為我國的特色農牧業區、高效農牧業區和永不衰敗的生物能源基地,很自然成為我國土地開發的重點關注的地區。但這一地區大部分屬于西北內陸河流域,屬于西北華北干旱半干旱地區,多數地區年降雨量不到100毫米,而年蒸發量卻高達2400~3000毫米。由于干旱少雨,生態環境十分脆弱,幾千年來自然形成的生態格局經受不起環境因素的變化。
我國現有耕地18.27億畝,其中水澆地8.2億畝,現階段我國生產的糧棉油等主要農產品80%來自灌區。說明農田灌溉為我國糧食安全提供了重要的保證。另一方面,8.2億畝水澆地耗用的水資源高達國民總用水量的70~80%,因為技術落后僅灌溉浪費的水資源就達到國民總用水量的50%以上,說明農田灌溉在為我國提供了糧食安全保障的同時,浪費了大量而寶貴的水資源,是造成我國水資源危機的主要因素。現階段,水土資源危機已經成為制約整個國民經濟發展的主要矛盾,如何看待和處理漫灌技術所具有的這一兩面性特征,怎樣在發揮農田灌溉的重大作用的前提下,大幅度提高農業水資源的利用率,就成為一個必須要解決好的重大課題。
我國的灌溉技術呼喚自主創新
早在1894年,一位名叫查爾斯•斯凱納的美國依阿華州人,發明了一種非常簡單的噴水系統,開拓了人類利用機械設施節水灌溉的先河。
我國自上世紀80年代起花巨資從國外引進先進的噴灌和滴灌技術,試圖用這些先進的灌溉技術逐步取代傳統落后的漫灌技術。經過20多年的實踐證明,這些從國外引進的先進技術并不適合中國國情,極大挫傷了人們發展節水灌溉的積極性。
從目前的形勢看,我國節水灌溉已經失去了方向,發展的力度和上世紀八九十年代相比已經大大降低。目前采用的農田節水措施主要是加強灌溉管理,可以說僅僅是圍繞漫灌技術作些小修小補的改進。造成這種局面的原因是多方面的:一方面上世紀大量引進國外技術確實走了彎路;另一方面人們翻遍了國外的資料,也確實找不到適合現階段在中國大田作物上大面積推廣的實用節水技術;更重要的原因是長期以來,由于我國經濟技術落后,人們習慣了向國外取經學習,技術上一有問題就查資料或出國考察,很少想到自主創新。
不管客觀環境存在多少不利于科技創新的因素,但灌溉技術必須取得突破,如果我們不能利用先進的灌溉技術取代落后的漫灌技術,我們的經濟建設將長期建立在水資源的有效利用率極端低的水平上,經濟建設也就失掉了發展的空間。為了中華民族的長遠利益,自主創新這一課必須補上。在今天,我們完全有條件理直氣壯地向漫灌技術說“不”。
滴灌技術抒寫中國式灌溉新篇章
滴水灌溉,簡稱滴灌,是迄今最節水的灌溉技術。但是國外的滴灌是適應發達國家的條件發展起來的,以色列是滴灌技術的發源地,從他們的國情出發,滴灌主要用于面向國際市場產值高的經濟作物。他們執行的是一條高投入、高產出的技術路線。從發達國家昂貴的勞動力實際出發,他們要求盡可能實現運行自動化,以減少勞動投入。引進以色列等國滴灌技術,每畝投資高達2500~3500元,國內用引進的滴灌設備生產線生產的國產滴灌設備,每畝投資也高達1000~2000元。
近20年來,我國各地各部門重復引進國外滴灌技術和設備。實踐證明,國外滴灌技術不僅造價高,管理難度也大,不可能成為中國漫灌技術的替代技術。要解決中國灌溉技術的更新換代問題,只能依靠自主創新。實際上我國并不是沒有漫灌的更新換代技術。
早在30多年前,總理就指示要研究適合我國國情的滴灌技術。中國水科院的科技人員,遵照的指示,在學習以色列滴灌技術的基礎上,結合我國國情進行研發創新。先后成功研發具有鮮明中國特點的燕山滴灌技術,現改稱科發滴灌技術,包括全固定式滴灌技術、半固定式滴灌技術、全移動式滴灌技術、利用黃河水滴灌技術及溫室滴灌技術。先后獲得17項實用新型專利和一項發明專利,并獲得國家級科技進步三等獎、國家級優秀星火項目獎和國家級推廣技術一等獎。“八五”、“九五”均被國家科委列入國家級科技成果重點推廣計劃項目。科發滴灌技術自80年代開始在全國各地試點推廣,1992年在山西文水縣舉辦的1000畝小麥滴灌試點,每畝投資僅120元,滴灌小麥比旱地小麥增產300%,受到干部群眾的一致好評。農民群眾稱“滴灌好,滴灌生出金元寶”。上世紀80年代科發滴灌在甘肅累計推廣2萬多畝,有些試點已經運行了近20年至今還在使用。事實證明,發展灌溉技術必須解放思想走自主創新的道路。
滴灌設備彰顯技術優勢
滴灌設備是實現滴灌工程設計思路的基本保證。為了獲得適合中國國情的滴灌技術,必須根據中國的國情對引進的設備進行徹底的改造和創新。科發滴灌在技術的改進與革新上明顯作出了貢獻。主要集中在以下幾個方面:
⑴關于滴頭的改進與創新;滴頭的作用是將從毛管內取出的水,經過其自身的流道產生的磨阻損失,消除水中的壓力,讓出水口的壓力接近于零,從而變成水滴滴灌到作物的根部,故稱其為滴頭。國外設計的滴頭,為了提高消能效果和減小體積,普遍采用迷宮式或犬牙交錯式的流道結構,以增加局部阻力,這種滴頭主要靠局部損失消能。由于流道局部阻力增大,也加大了被雜物堵死的幾率。滴頭堵塞被視為滴灌技術普遍存在的一個世界性難題。國外廠商設計的滴頭,或許是從經濟效益的角度考慮,均設計成不可維修的一次性使用的結構。采用這種滴頭,一旦堵塞便無法維修只能更換,加大了用戶的運行成本,當然也就提高了制造商的效益。從維護中國農民的利益出發設計的滴頭,不僅要提高抗堵塞的能力,一旦堵塞還能夠用人工的方法輕易地修好繼續使用。為了提高抗堵塞的能力,我們和國外的做法相反,采用具有光滑的長流道的微管滴頭,主要利用流道的沿程損失消能,采用這種滴頭,水中的雜物能進去就能出來,很不容易發生堵塞,萬一堵塞還可以用醫用注射器,將針頭插入滴頭內,推進壓縮空氣,即可輕易地清除堵塞物,保證用戶長期安全地使用滴灌設備。我們采用的微管滴頭的長度,是根據滴水毛管在滴頭均勻滴水的情況下的沿程壓力變化,和不同位置的滴頭的進口壓力計算出來的,并在計算的基礎上,經過試驗修正后確定的。即滴頭長度是按滴水毛管上,各滴頭之間的滴水量偏差等于零設計的。而國外除了壓力補償式滴頭外,一般常用的滴頭由于沒有壓力補償性能,要求毛管上各滴頭之間的滴水量偏差小于等于設計滴水量的10%即算合格。這表明,我們采用的滴頭不僅抗堵塞易維修,滴水均勻度也比國外普遍采用的滴頭有明顯的提高。
⑵接頭的改進與創新;管道接頭是滴灌系統中第二個常用的部件,國外設計的PE管接頭由9個零件組成,既增加了成本又不便操作。我們設計的PE管接頭僅需3個零件,不僅成本低、效果好,還真正成為一種快速接頭,為開發全移動式滴灌系統創造了有利條件。
⑶旁通器的改進與創新;旁通器是毛管和支管的連接件,它的作用是從支管內引水進入毛管,國外設計的旁通器不僅件數多體積大,止水效果也差,在同等壓力下國外的旁通器個個漏水,而我們的旁通器滴水不漏。
打造全方位滴灌系統工程
⑴具有移動毛管的半固定式滴灌系統
目前,國外傳統的滴灌以全固定式滴灌為主,這是因為國外滴灌技術研發者從節省勞力的角度考慮,盡可能使滴灌系統運行自動化,在滿足自動化要求的前提下,管道系統就不可能移動。可以說采用人工移動管道的滴灌系統,不可能成為國外研發者的選擇。固定式滴灌系統的優點是操作簡單,便于實施自動控制,但必然帶來投放的器材多、設備利用率低、工程造價高等缺點。以國外常見的果樹滴灌系統為例,全固定式滴灌系統必須做到每行果樹設置一條滴水毛管,灌溉時整個果園同時滴灌或分區輪流滴灌。從果樹本身的生長需要考慮,并不需要天天滴灌,更不需要不停的滴灌,國內一般設計成15天滴灌一次,每次滴灌8~10小時。也就是說,在固定式滴灌系統中,占滴灌設備投放量80%的滴水毛管,每15天才運行8~10小時。滴水毛管在灌溉季節內的利用率只有2~3%,97~98%的時間都處在閑置狀態。說明這種全固定式的滴灌系統,滴灌設備的利用率極低,這是造成滴灌工程投資大的一個重要原因。在此基礎上,再配套裝上電腦等自動化控制設備,進一步提高了工程投資,這就是為什么國外滴灌工程單位面積造價昂貴的主要原因。也是國外滴灌技術不適合中國國情的主要原因。
我國的科技人員,大膽地將國外普遍采用的全固定式布置形式,改成僅干支管固定,滴水毛管用人工移動的方法,我們稱之為半固定式滴灌系統。它的基本特點是滴水毛管的間距等于在合理輪灌周期內毛管移動的距離。假如某種果樹合理的輪灌周期是15天,即15天滴灌一次,采用半固定式滴灌系統后,每條滴水毛管對每行果樹同樣一次滴灌8~10小時,滴完后用人工移動到下一行果樹,將15天內毛管移動的距離,作為滴水毛管設置的間距。按每行果樹滴灌8小時計算,每天可移動三次,15天移動45次。這樣一條滴水毛管滴灌的面積,相當于固定式滴灌系統45條滴水毛管滴灌的面積。也就是說,在沒有改變果樹灌溉周期、不減少灌水量、也不降低灌溉質量的前提條件下,使滴水毛管的用量減少了97.8%。滴水毛管減少97.8%,表明干支管的流量和水泵的流量也減少了97.8%。從而帶動了整個工程大幅度降低了工程量,取得了大幅度降低工程造價的目的。
如果單純從技術角度看,這種半固定式滴灌系統排除了灌溉自動化的可能性,采用落后的人力手工操作,從技術上是倒退;但從科技為經濟建設服務的角度講,采用人工移動毛管后,將世界上最省水的滴灌技術從只能用于產值高的經濟作物這一狹小的天地中解放出來,使其適應除水稻以外的各種大田作物和林牧作物,極大提升了社會生產力。可以說,這種具有人工移動毛管滴灌系統,集節資、節水、節能、節材、改土、增效、就業等七大優點于一身,是滴灌技術適應發展中國家需求的一大創新。
⑵全移動式滴灌系統
為了提高農村廣泛存在的水窖、水窯、水柜、水池、壓水井等微型水源的灌溉效益,近幾年來我們花較多的力量開發研究成功一種全移動式滴灌系統。這種系統由微型水泵或微型柴油抽水機組帶動,使這些微型水源,實現小水大用,大大提高了灌溉效益。這項技術可以幫助廣大農村就地攔截暴雨徑流發展灌溉,可提高我國雨洪利用的水平。這種全移動式滴灌系統僅有干管和滴水毛管兩級管道,與壓水井配套的全移動式滴灌系統,干管全長133米,帶動20條50米長的滴水毛管,總流量5m3/h,以壓水井為中心向兩邊延伸,控制面積為20畝。每個壓水井滴灌面積為20畝,3~4天滴完后將全部設備轉移到下一個壓水井,在一個灌溉季節轉移5次,灌溉面積為100畝,全套設備3500元(不含水泵),每畝投資僅35元。這種設備在地下水位較高的地區,用于春季抗旱坐水種,有很大的優勢,2007年在內蒙古赤峰地區試點受到一致好評。
這一系統全部用快速接頭連接,干管長度可長可短,配置的毛管數量在20條以內可多可少,能適應不同大小不同形狀的田塊。一個農戶購買一套全移動式的滴灌設備,在滿足自己灌溉需要的基礎上,可以向周圍農戶提供有償服務,也是推動農業服務社會化的一種好的形式。
⑶具有干、支、毛三級移動管道的半固定式滴灌系統
僅毛管一級管道移動的半固定式滴灌系統,必須按田塊大小、地形變化逐塊進行設計和安裝調試,全移動式滴灌系統可以成套銷售,不僅成本低也不需要按田塊進行設計安裝,便于大面積推廣。
如果能將這種滴灌系統推廣應用到出水量較大的機井上,便可以大大加快滴灌技術推廣的速度。為了實現這一發展目標,我們以一個流量為5m3/h 的全移動滴灌系統為一個灌溉運行單元,按合理的輪灌周期劃分每個灌溉運行單元的滴灌面積,進而按機井出水量確定單井控制的灌溉運行單元和滴灌面積。在單井控制面積確定后,通過地下埋設的總干管和干管將水分配到每個灌溉運行單元,并在每個單元的中心安裝水栓,連接地面可移動的干支管,向本單元的全移動式滴灌系統供水。這樣就形成了一種具有干、支、毛三級移動管道的新的半固定式滴灌系統。為了區分兩種不同的半固定式滴灌系統,暫定僅具有一級移動管道為Ⅰ型半固定式滴灌系統。具有三級移動管道的滴灌系統為Ⅱ型半固定式滴灌系統。
值得注意的是在Ⅰ型半固定式滴灌系統中,每隔100米需埋設一條支管。在支管上每隔30米左右從地下伸出一個連接滴水毛管的小管道,由于支管必須與種植方向垂直,這些伸出地面的小管,對機械化耕作多少帶來一些不便。Ⅱ型半固定式滴灌系統,由于支管也移動,從而改善了機械化耕作的條件。
[關鍵詞]土地利用;生態環境;影響研究
一、鐵嶺市生態環境特點
鐵嶺市屬省轄市,位于遼寧省最北部。總面積1.29萬公頃,其中山地丘陵占全市總面積的40%,平原占45%,河流及其他約占15%,大體是“四山半水、四分半田、一分道路和莊園”。“十二五”期間,全市森林覆蓋率35.1%,城市綠化覆蓋率38.7%;新增水土流失治理面積667公頃;坡耕地還林還草面積510公頃;已沙化的草地恢復和治理面積80平方公里;各類保護區與景區面積達538公頃。
二、鐵嶺市生態環境問題分析
1.水土流失問題分析本區東部低山丘陵區水土流失較嚴重,按侵蝕強度劃分為中度侵蝕,屬較嚴重水土流失區,截止目前,全市水土流失總面積約2686公頃,嚴重破壞了土地資源,影響水利工程使用壽命。2.土地退化嚴重全市土地沙化面積達1.56萬公頃,占總土地面積的1.2%,主要分布在西北部風沙地區,且沙化土地面積逐年增多,土地沙化問題日益突出。3.礦山生態環境破壞嚴重生態恢復工作任務艱巨。其中鐵煤集團礦山開采累計產生廢渣3800萬噸,形成矸石山13座,占用土地面積1325.6公頃。調兵山市的地表沉降比較嚴重,累計沉陷區土地面積為7660公頃,已治理2147公頃,仍有5513公頃土地有待恢復利用,且每年新增沉陷區面積500公頃以上。4.天然濕地面積銳減現有天然濕地面積16800公頃,占土地總面積比例為1.3%。5.農村環境問題日漸突出部分農田因不合理使用農藥、化肥污染有所加重。鄉村生活垃圾、污水及禽畜糞便管理利用效果不佳。
三、土地開發利用對生態環境影響分析
1.土地開發利用對生態環境的積極影響(1)增加耕地面積。通過對廢棄地復墾,平整土地,開發未利用地,鐵嶺市每年補充大面積耕地,緩解人地矛盾。(2)減少耕地占用面積。鐵嶺市通過居民點、村辦及鄉鎮企業歸并,對建設用地進行挖潛利用,減少對耕地的占用面積。(3)控制水土流失。通過對一些荒坡地和坡度較大且利用率不高的土地開展平整、坡改梯、綠化和水利建設等進行綜合整治,在擴大耕地面積的同時,控制水土流失、改善土地利用的生態環境。(4)提高土地質量和產出率。鐵嶺市存在大面積中低產田,通過土地開發整理對中、低產田的改良,將顯著提高耕地質量和產出率。(5)提高耕地的集約化經營。通過土地開發整理使鐵嶺市原來零星的、高低不平的田塊整理為田、林、路、溝、渠的標準化農田,有利于機械化操作,促進耕地的集約化經營。(6)改善土地生態環境。鐵嶺市通過對廢棄地復墾,改良了土壤條件,提高了植被覆蓋率,有效防治風沙和水土流失,改善了地表景觀等。2.土地開發整理對生態環境的負面影響(1)對水資源和水環境的影響。土地開發利用中許多重要工程如水利水電工程、農田灌溉工程及梯田建設等往往改變鐵嶺地表水系的網絡結構,從而改變水文結構,對區域內水資源分配產生影響。(2)對土壤生態的影響。在土地開發利用實施中,有些土壤理化性質和生態過程受到了破壞,使地表土層變薄,還流失掉土壤中的有機物質,使田間土壤持水量及滲透性變差、土壤質地變粗等,降低了土地生產力,阻礙了農業發展。(3)對大氣及其生態過程的影響。可通過改變植被覆蓋狀況、地表水文結構等間接方式表現出來,比如造成大氣環境中的“塵”污染等。(4)對敏感生態系統和景觀組分的影響。土地開發利用實施中,往往會對一些特殊的自然生態系統和人文景觀造成永久性破壞,形成巨大的經濟和生態損失。
四、土地開發利用與生態協調發展的戰略保障措施
1.強化土地生態經濟概念,促進土地利用與生態建設協調發展從生態經濟系統的綜合性、整體性和協調性出發,追求綜合效益最佳,才能既促進生態環境的改善,又可在生態環境的改善中促進經濟的發展,達到生態經濟的協調。2.地區生態建設工程的科學規劃要依據區域的實際情況,確定建設的總體規模、具體類型和空間格局,其次根據各地區的條件,因地制宜,從而形成區域最佳用地結構格局。形成“全省一盤棋”的合理布局局面,實現總體利益最大化、長遠化。3.加強制度建設,確保土地利用與生態建設協調發展改善不適應的生產關系,完善土地產權制度,做到“地有主、主有權、權有責、責有利”;堅持和完善“誰造誰有、合造共有、允許繼承、允許折價轉讓”等土地政策。4.增加資金和技術投入(1)增加國家對土地生態建設的投資比例。(2)實行配套投資,在國家專項資金基礎上各級財政應拿出一部分資金用于工程建設。(3)堅持以地方集資和群眾投工投勞為主,國家補助為輔的方針。(4)實行減緩免稅的政策。按照“開發者保護”的原則,監督開發者履行保護的責任;加大各級財政預算內資金對生態建設的投入;爭取國家政策性銀行和產業主管部門對全市生態項目的支持;擴大對外開放,采取優惠的投資導向政策,引導國外資金投入生態建沒;爭取“民辦公助”、“以工代賑”、“個體承包”等多種形式,吸收社會資金投向生態建設領域。5.優化產業結構,大力發展環保產業,建立生態補償機制一是依靠科技進步,提升改造傳統工業。通過重組、兼并、技改等措施,特別是用高新技術來改造傳統產業,從根本上使傳統產業實現節能、降耗、低(或無)污、高質、高效,降低單位產值(或單位產品)的資源能源消耗系數。二是加快生態農業建設,大力支持發展生態農業、有機農業和節水農業,生產開發無公害農產品。三是促進鄉鎮企業結構調整。共同制定一個生態補償辦法,并盡快實施。征收生態補償費的范圍主要是對由于開發建設、使農田遭到破壞,生態效益喪失的采油、開礦等,征收費用于恢復植被、補充耕地,補償生態效益損失。
參考文獻:
[1]劉正義,李大潤,孟國強.鐵嶺市土地利用分區方法研究[D].中國土地學會首屆青年學術年會論文集,1992.
[2]王冬.鐵嶺市農村土地利用與流轉中存在的問題及對策研究.中國農業科學院,2010.
【關鍵字】自來水管道設備防凍裂結構設計
中圖分類號: TU81 文獻標識碼: A 文章編號:
一、水龍頭防凍裂結構的防凍裂原理分析
因外接結構與水龍頭的防凍裂結構和原理相同 下面僅以水龍頭的防凍裂結構為例來闡述它們的防凍裂原理
1、常溫下防凍裂結構的密封與調節
如圖1 所示 常溫下 亦指氣溫處于水的冰點以上溫度 管道內的水處于液體狀態 我們此時可根據管道內的水壓來調節彈力調節壓塊12 的松緊 當擰緊彈力調節壓塊12 時 彈力調節壓塊12 將壓縮彈簧10 通過彈簧10 的彈力作用實現作用力向頂針11 的傳遞 當彈簧10對頂針11 和橡皮密封墊9 的作用力大于或遠遠大于水龍頭體內的水對頂針11 和橡皮密封墊9 的作用力的時候 橡皮密封墊9 便會被壓緊在防凍裂結構的出水口平臺上 從而實現水龍頭防凍裂結構的常溫常閉密封狀態需要注意的是 當在擰緊彈力調節壓塊12 的時候要注意彈簧的彈力大小要適度O 在剛好密封的前提下,可根據彈簧的剛度大小適當再擰緊一點就可以了, 不宜太緊,否則,時間一長,彈簧容易因疲勞而失去彈力作用,從而直接影響防凍裂結構的密封效果。
2、低溫下防凍裂結構的防凍裂原理
當氣溫驟降至零度以下甚至更低,此時的水龍頭體內的水就會結冰,水一旦結冰后即會引起水龍頭體內水的體積膨脹,當膨脹后的冰水對圖1 所示的橡皮密封墊9和頂針11 的推力大于彈簧10 對頂針11 和橡皮密封墊9的壓力的時候,頂針11 和橡皮密封墊9 即被推開O 這樣,水龍頭體內因體積膨脹而產生多余的冰水即會由防凍裂結構的出水口流到其下方的儲備空間, 若溢出的水量較大,水還可以通過彈力調節壓塊12 和封蓋13 的小孔溢出水龍頭體外,從而確保水龍頭及防凍裂結構不會被凍裂。如果考慮到溢出的水不影響水龍頭的體外環境,或者當冰解凍時不會造成水資源的浪費, 我們可以在產品的結構設計時采用下列方法來解決: ( 1) 將封蓋13 的小孔改為盲孔,同時增大防凍裂結構的儲備空間;( 2)若管道較粗,考慮速凍時可能有更多的水溢出,我們可以在外接的圓周方向增設更多的防凍裂結構。
3、溫升解凍后防凍裂結構的自動復位
當氣溫回升冰體解凍時,頂針11 和橡皮密封墊9 便會在彈簧的彈力作用下自動復位, 從而恢復防凍裂結構初始時的常溫常閉密封狀態。
二、管道防凍裂閥門
1、防凍裂閥門的結構
這種閥門是在閥體內的兩端分別設計一個胎腔,在每個胎腔內分別裝一個橡皮制成的氣胎,氣胎類似自行車內胎,胎體具有較強的伸縮能力,胎內充滿氣體。
下面結合圖1~5對該種閥門進一步說明(僅以閘閥閥體一例說明,其它閥門與此相同)。圖1是閥體的結構示意圖;圖2是閥體的正剖視圖;圖3是圖2的A—A剖視圖;圖4是氣胎結構圖;圖5是圖4的B.B剖視圖。圖中:①閥體、②胎腔、③銅環、④氣胎。在圖2中胎腔②與閥體①為一整體。圖中,r2為胎腔腔體小半徑,r4為氣胎圓環小半徑,r2=r4,R1
為閥門進口半徑,R2為胎腔大圓半徑,Ii4為氣胎小圓中心線的半徑。使用時氣胎④裝入胎腔②。
2、防凍裂閥門的工作原理
防凍裂閥門巧妙地利用水和氣體的體積隨溫度變化的物理特性設計而成,水隨著溫度的降低、結冰,它的體積會逐漸膨脹,因而對密閉的閥門產生很大的壓力,而氣體卻恰恰相反,隨著溫度的降低和壓力的增大,它的體積會急劇縮小,而且氣體相對水非常活潑,它的收縮程度遠遠大于水的膨脹程度,所以安裝在閥體內的氣胎隨著閥體內水的結冰膨脹,會迅速收縮,讓出空間,完全容納了冰的膨脹部分,徹底消除了冰的膨脹部分對閥體的壓力,從容地保護了閥體。而閥體內不設置氣胎的一般普通閥門,由于其閥體內沒有調節空間,當水隨溫度的降低、結冰,體積膨脹時,膨脹所產生的壓力將全部作用于力,以至閥體不能承受而被脹破,造成閥門報廢和管道泄漏事故。
3、防凍裂閥門的工作過程
閥門裝于管道上正常使用時,氣胎保持鼓起狀態,當管道內的液體(水)隨溫度的降低、凝固、膨脹時,氣胎內的氣體的體積則因溫度的降低和壓力的增大而大幅縮小,加之胎體有較好的伸縮性,使水結冰后的膨脹部分進入胎腔,從而抵消了由于冰的膨脹對閥體的巨大壓力,使閥體得到保護而不被脹破。隨著溫度的回復,冰體溶化,水的體積減小,胎內氣體的體積隨之增大,直到恢復原狀。
三、電熱防凍解凍閥的防凍解凍設計原理
1、常溫狀態下電熱防凍解凍閥的壓力調節
如圖2,當水溫處于冰點以上溫度時,此時可根據管道內的水壓大小調節彈力調節壓塊20的松緊,活塞3則在彈簧7的彈力作用下克服水壓對它的作用力后頂靠在塑料內襯21的凸臺上。此時兩觸點斷開,電路不導通,電熱器24不工作。要特別注意的是:彈力調節壓塊20的松緊度調節要適中。在剛好將活塞3頂靠在塑料內襯4的凸臺上的前提下,可根據彈簧7的剛度大小適當再擰緊一點就可以了。活塞不宜調得太緊,否則彈簧會被過度壓縮,時間一長,彈簧容易因疲勞而失去彈力作用。彈力作用一旦減弱,水壓就會推動活塞3和塑料滑桿21下移。下移量過大,塑料滑桿21會造成行程開關的非正常接合,使得電路導通,電熱器24就會在常溫狀態下不停加熱。調得太松,彈簧7的彈力不夠,活塞3則不能克服水壓作用頂靠在塑料內襯4的凸臺上。如果活塞離凸臺的距離超過靜觸頭可調支架10允許的極限數值時,即使我們將靜觸頭可調支架10調節到長條孔右側的極限位置,也不能將使行程開關的兩觸點斷開,此時拆卸閥門重新調節彈力調節壓塊20則在所難免。
2、低溫時電熱防凍解凍閥的防凍解凍原理
當管道內的水處于冰點以下溫度時,水一旦結冰即會引起管道內水的體積膨脹,當膨脹后的冰水對活塞3的作用力大于彈簧7對活塞3的作用力,活塞3即會下移(因為⋯0’型密封圈的密封作用,冰水不會滲透到活塞下方,從而保證了控制線路安全和電熱防凍解凍閥的體外環境)。隨著冰水體積的不斷膨脹,活塞3連同塑料滑桿21亦不斷下移。當行程達到靜觸頭可調支架l 0設定的數值時,動觸頭簧片9便在塑料滑桿21的錐形部位推移下實現動、靜兩觸頭的接合。此時電路導通,氖管啟輝,電熱器24開始加熱。隨著加熱后水溫的不斷升高,水中的冰即被溶化。在此過程中,管道內的冰水體積不斷縮小,活塞3和塑料滑桿21便在彈簧7的彈力作用下不斷上移,直至兩觸點脫開,電熱器24才會停止加熱,從而實現低溫時電熱防凍解凍閥對自來水管道設備的防凍和解凍功能。
3、電熱防凍解凍閥設計的有益效果
(1)電熱防凍解凍閥的設計成功,不僅解決了自來水管道設備的防凍裂問題,而且還具有自動解凍功能,能有效防止自來水管道設備在低溫時的水結冰現象,從而保證了管道設備在低溫時的水流暢通,實現用戶的即時使用。
(2)圖2所示電熱防凍解凍水龍頭僅是電熱防凍解凍閥作為其他管道設備附屬結構的實施例之一。電熱防凍解凍閥在實現與水表、閘閥和水龍頭等管道設備的一體化設計之后,對簡化管道設備安裝、縮小電熱防凍解凍閥在管道中的空間占用,及其對主體結構的直接防凍和解凍起著十分重要的作用。
(3)本結構設計即便是在斷電的情況下,仍能實現管道設備的防凍裂要求。
(4)本結構設計也可以通過去除電熱器及其他電路控制部元件將其簡化為一般的防凍裂結構。
(5)本文設計的電熱防凍解凍閥不但適合在自來水管道中使用,還可以在小型密封水箱、間斷性使用的機械或實驗設備的水冷卻管道中推廣使用。
(6)本結構設計與現有的自來水管道設備的防凍(裂)裝置相比,具有結構簡單、投資少、安裝使用方便及性能可靠等優點。
【參考文獻】
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