新疆农田水利灌溉渠道工程设计分析
2022-07-02斯干旦•木明
斯干旦•木明
摘 要:新疆地区的土地主要为盐碱化地表,多数为干旱灌溉农业区,区域内缺乏水资源,地处中温带气候,每年农业生产对农田有着较大的灌溉需求。因此,为了发展农田水利建设,有必要加强灌溉渠道的合理设计,通过渠道引水量计算和断面优化设计,以此带动新疆农业的发展。
关键词:新疆地区;农田水利;农田灌溉;渠道设计
农田水利灌溉渠道工程一般需要为农业生产提供服务,所以渠道设计必须从实际情况出发,严格按照农田灌溉需求,综合地域自然环境特征完成渠道工程的科学设计,保证农田灌溉效果达到预期。结合新疆地区的农田水利现状,掌握渠道设计的相应原则。
1 农田水利灌溉渠道工程设计的原则
目前新疆阿尔塔什水利枢纽是当地最大水利工程,对提高农业生产收入有着重要意义。农田灌溉渠道设计应遵循以下原则:(1)节水原则与充分灌溉的原则。国内农田灌溉多为漫灌,可从水源位置挖渠道,将水源引入农田,但该方法不适合用于输水距离较远的地区。所以渠道设计需要优先考虑节水问题,同时兼顾对农田的充分灌溉,根据农作物种植方向和土地平整度设计1-2级渠道,播种前机械修筑,农作物收割后再填平。按照农作物的需水情况设置单排或者双排渠道,谨防水资源浪费。(2)区域地形地貌设计原则。了解新疆地区地质条件、降水量与蒸发量等情况,掌握自然灾害特点,分析水资源类型,提前制定灾害预防措施。按照农作物种类和种植比例做好渠道的科学布局。(3)自流灌溉设计的原则。一般农作物灌溉时期是春季与夏季阶段,渠道设计时应达到自流灌溉效果,比如地势偏高的位置设置渠道,依靠地心引力提高水流速度。按照抗洪需求,地势偏低的区域设排水沟渠,分开自流与排水渠道,渠道之间不设置间隔建筑物,降低修建成本,提高渠道使用率。
2 新疆农田水利灌溉渠道工程设计要点
2.1渠道引水量计算
该部分属于水利灌溉渠道设计的重点内容,计算引水量就是对农田灌溉净流量与损失流量两方面数据的综合,设计时应充分考虑新疆地区水源条件,掌握农田土壤质量和渠道长短等数据,基于当地农田灌溉制度,确定灌溉面积,尽可能的在同一时期内满足农作物灌溉需求量。关于渠道引水量的计算公式如下:Q=农田灌水定额×灌溉面积×天数×86400×渠道有效利用系数,可按照引水期间渗漏与蒸发损失确定渠道有效利用系数,一般干渠的取值在0.6左右,支渠取值为0.7左右。做好渠道跌水设计,科学控制跌差,减小水的阻力,提高农田灌溉效率,提前做好农田渠道考察,把握渠道工程特性,使渠道工程可以满足实际农田灌溉需求。
2.2渠道断面设计
对渠道进行断面的有效设计,从而尽可能的降低能量损耗,断面类型和流速和比降有联系,设计渠道断面时需要达到以下要求:(1)明确灌溉渠道的比降与流速,比降较大,水的流速就会更快,此时渠道断面可缩小,以此节约建设材料。如果农田灌溉面积偏小,水流量会严重冲刷渠床。比降较小,流速过快,水中的淤泥产生沉降,长此以往造成管道堵塞问题,渠道的输水能力受到影响而降低。(2)对于渠道边坡的合理设计,边坡设计应当以提高灌溉水的传输效率为目的,渠道坡度可以用l:m来表示,l指的是斜坡垂直高度,m指的是水平距离,即边坡系数,如果边坡系数较小,边坡会更陡峭,此时渠道断面就会呈现出矩形的形状。(3)断面设计应当按照流量进行水力计算,横断面尺寸设计需达到农田灌溉实际要求,尺寸大小应保证渠床稳定。纵向断面设计中,应保证渠道在后期不会出现冲刷或者淤泥沉降的问题,且水流应当稳定输送。确定渠道断面水位高程之后,按照农田灌溉要求计算渠道流量,再计算U型槽纵向坡降和空断面尺寸,保证渠道断面设计的科学性和合理性。
2.3防渗水渠设计
设计防渗水渠之前需要确定渠道的取水方式,按照工程规模确定取水点,再对水源进行分类。一般情况下,农田灌溉水源主要有自流灌溉和提取灌溉水源两种,前者在设计时要求水位高度处于合理位置,按照高度差和灌溉距离来设计取水方式;针对提取灌溉水源,该取水方式会产生较大能耗,不适合用于新疆地区的农田水利灌溉工程。在设计防渗水渠时,常见的形式是梯形衬砌结构,设计期间需注意以下内容:(1)砂砾垫层施工期间,需要做到材料铺设均匀,人工细化边坡,再使用平板振动机将边坡压实,最后找平坑洼地区。(2)铺设土工膜,减少渠道水下渗,提高水资源使用率。(3)渠道衬砌设计环节,做好施工缝有效处理,合理设置伸缩缝,避免管道出现热胀冷缩的问题,保持水流的稳定传输,渠道将水资源输送到农田时需要采取相应的减压措施,从而减缓水流速度,或者增加支流,使渠道工程可用于大面積农田的灌溉,从而更好的满足新疆农田建设与农业生产实际需求。
2.4渠系建筑物布置
为加强对水位和流量的控制,有必要添加一定辅助设备,规划这类建筑物时考虑各方面影响因素,从而优化渠线,满足灌溉条件。首先,保证渠系建筑物不会影响工程开展,不会阻碍渠道输水功能,且渠道间不会出现交叉的情况,可达到农田灌溉要求,提高输水效率。其次,建筑物要具有调节渠道水位与流量的作用,同时可以降低水流量的损失,进而达到节能降耗的目的,保持水流量稳定输水。最后,充分发挥渠系建筑物的辅助作用,将多个建筑规划在一个区域内,以此控制施工成本。按照当地地质情况进行施工工艺的优化,严格按照图纸信息操作,防止灌溉区域发生沉降的问题,避免渠道变形或者水流受阻。
3总结
总而言之,农田灌溉渠道工程设计必须满足专业性要求,新疆地区多为盐碱地,对渠道工程设计难度较高,必须严格按照行业规定确定渠道的横截面与纵断面形式,控制渠道跌水误差,科学计量渠道引水量,做好防渗水渠设计工作,科学布置渠系建筑物,从而实现对水位和流量的有效控制,尽可能的延长建筑物使用寿命。
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