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夜上海论坛 [论文摘要]:从我国西北地区的水资源量着手,分析了当前该地区水资源特点。总结西北地区工程节水技术主要措施。
我国西北地区包括新疆、青海、宁夏、甘肃、陕西五省(区)的全部和的西部等地区,面积360万km2,约占全国土地面积的37.5%。西北地区特定的自然环境和水资源条件,决定了水在其经济社会发展、生态环境建设中的极端重要性。发展节水农业是西北地区农业和经济社会可持续性发展的重要保证。
西北地区降水稀少,蒸发强烈,水土资源分布不平衡,水资源供需矛后突出;另一方面,水资源开发利用不合理,农业用水效率低,农田灌溉水利用率仅为0.3~0.4左右,浪费极其严重。在发展节水农业方面,问题表现在:节水认识上存在误区;节水灌溉技术水平低;灌区工程不配套,老化失修严重;节水资金投入不足;农业灌溉水价偏低,水费到位差;节水管理体制不健全;节水农业政策有待完善;农业生产结构不够合理;节水设备质量不高,产业化程度低。
1.工程节水技术
工程节水主要从渠系输水到田间灌水过程来考虑节水。渠系输水过程的主要措施有节水渠道防渗和改渠道输水为管道输水节水等;田间灌水过程节水主要是改进地面灌水技术,如大畦改小畦、长畦改短畦、平整土地,在缺水地区推广膜上灌或膜下灌,有条件的地方推广喷灌、微灌等灌溉新技术。
2.修建水利工程夜上海论坛,对现有灌区工程进行技术改造和配套建设
在西北内陆河源流区,兴建必要的山区水库,拦蓄调控水资源,因地制宜的合并、改造、废弃平原水库,可减少蒸发造成的水资源浪费。同时,在有条件的支流兴建控制性水利枢纽工程和局部调水工程,科学配置水资源,解决局部地区缺水问题。对现有的大、中、小型灌区工程进行以高效节水为中心的更新改造,这是压缩农业用水的重要措施。
夜上海论坛 3.加强渠道防渗衬砌
夜上海论坛 渠道防渗工程节水效益明显,成本低廉,是诸多农田灌溉节水措施中经济合理、技术可行的主要节水措施之一,同时又是当前农田灌溉节水工程改造中的关键环节。渠道采用防渗技术,一是能加快输水速度,缩短灌溉时间,能充分利用渠水,扩大灌溉面积,减少地下深层淡水的开采;二是与土垄沟相比,渠道防渗可节水40%~45%;二是灌区大部分为自流灌溉,节能效益显著。四是省去土渠每年维修费用、缩短浇地时间,可省工30%~50%。陕西、甘肃等地试验资料表明:渠道防渗可使渠系水利用率提高20%~40%,减少渠道渗漏损失50%~90%,此外,渠道防渗还具有加大过水能力、减小过水断面、加快输配水的速度、节省土地等优点。
夜上海论坛 4.铺设低压管道输水
夜上海论坛 管道输水具有节水、输水迅速、省地、增产和有利于抢季节等优点,与土渠相比较,利用管道输水水的利用系数可提高到0.95,节电20%~30%,省地5%~增产幅度10%左右。管道输水灌溉技术被认为是投资最省、节水最有效、管理最方便的一种输水灌溉技术[1],目前管道输水技术主要在井灌区推广应用,自流灌区也开始采用管道输水技术。低压管道输水已有于几年的发展历史,适用于各种地块、作物及种植方式,为群众所熟悉和接受,工程使用率高,是目前非常成熟的工程节水技术。
5.平整土地,沟畦改造,改进地面灌水技术
夜上海论坛 地面灌溉方法是目前应用最广泛、最主要的灌水技术[2]。据有关研究结果表明,畦田、沟的规格适宜,操作合理得当,田间水利用系数可达到0.8以上,灌溉定额可大幅度下降。膜上灌较一般地面灌溉可节水30%以上,高者可达50%以上,波涌灌(包括畦灌、沟灌)可节水10%~30%灌水均匀度及储水效率均明显提高,分根交替灌溉可节水15%~30%,这足以表明地面灌水改进提高应用后的节水潜力[3]。
平整土地是提高地面灌水技术和灌水质量,缩短灌水时间,提高灌水劳动效率和节水增产的一项重要措施。一般而言,渠灌区若不采取任何节水措施,采用田间大块划小和土地平整工程,可是灌溉水利用系数提高0.05~0.10。畦灌是耕地经平整后,利用畦埂将田块划分成小块进行灌溉;沟灌是在作物行间开挖灌水沟,灌溉水从输水沟进入灌水沟后,在水流动的过程中由沟底和沟壁向周围入渗湿润土壤的方式进行灌溉。畦灌要求的地面坡度以0.001~0.003为宜,最大不要超过0.01;沟灌要求地面坡度以0.003~0008为宜,最大不要超过0.02。
结合土地平整,进行田间工程改造,划长畦(沟)为短畦(沟),改宽畦为窄畦,设计合理的畦沟尺寸和入畦(沟)流量,可大大提高灌水均匀度和灌水效率。陕西洛惠渠的研究表明,在入畦单宽流量为3~5L/s时,灌水定额随畦长而变,当畦长由100m改为30m时,灌水定额减少150~204m3/hm2;当畦长30~100m时,畦单宽流量从2L/s增加到5L/s灌水定额可降低150~225m3/hm2。6.推广应用喷灌、滴灌、微灌、膜上灌、膜下灌节水新技术
夜上海论坛 喷灌可将水均匀地喷洒在作物上,它可以根据作物的不同生育期、不同需水量科学控制灌水定额,平均灌水定额30m3。喷灌工程不需平整耕地、修建田间毛渠和打埂,一般可以节省土地10%~20%。喷灌灌水均匀,节约用水,对地形的适应性强,与地面灌溉相比,大田喷灌一般可省水30~50%,增产10~30%。喷灌的主要缺点是一次性投资较高,受风的影响大,在多风的季节,会出现喷洒不均匀,蒸发损失增大。
夜上海论坛 滴灌工程是目前科技含量最高、起点最高的节水形式,是高效农业的首选。滴灌与一般的畦灌相比有很多优点,具体主要体现在以下四个方面:一是省水,滴灌属局部灌溉,仅湿润作物根区附近的土壤,避免了输水损失和深层渗漏损失,地表湿润,减少了地面蒸发,节水率可达80%,能最大限度利用水源。二是省肥,在滴灌过程中,用施肥罐将可溶性肥料随水滴入作物根部发育区,可有效地使肥料利用率由30%~40%提高到50%~60%。二是省工,无须平地、筑埂、打畦。滴灌土壤不板结,垄间于燥,可减少中耕和除草等投工,省工50%~80%。四是适应性强,它对地形适应能力强,在坡度为50°~60°的陡坡上,也可以采用滴灌系统,由于滴灌是小水勤滴,适时适量,土壤理化性能好,一般可增产20%~30%以上[3],并可有效地改善蔬菜的品质。不过,滴灌投资大,因此,更适于经济作物,是温室大棚中最理想的灌水技术,随着农业结构调整的不断深人和高产值、高效农业的推广,滴灌将得到更多的应用。
夜上海论坛 微灌将水和肥料浇在作物的根部,它比喷灌更省水、省肥。当前推广的主要型式有微喷灌、滴灌、膜下滴灌和渗灌等。膜下滴灌具有增加地温、防止蒸发和滴灌节水的双重优点,节水效果最好,近几年,随着产品国产化和价格的降低,在我国西北地区得到迅速推广。
夜上海论坛 1996年新疆石河子垦区在大田(棉花)应用膜下滴灌技术取得成功,1999年开始大面积推广应用,力荐在全国范围内进行推广。据统计膜下滴灌单位面积平均用水量是传统灌溉方式的12.5%,是喷灌的50%,是普通滴灌方式的70%。采用膜下滴灌技术后,不需要修农渠,也不需要筑硬打畦。操作简便,节省机力费和人工作业费,并节省抽水电费和肥料费,有效降低了生产成本。膜下滴灌
夜上海论坛 可使作物根系经常维持适宜{水分、通气和养分状态,因此,作物增产显著。
参考文献
1.1施工技术困境
夜上海论坛 相对于平原地区的水利工程建设,山区水利工程建设对于施工技术的要求更高。从技术的角度来看,现在的山区水利工程建设主要集中在农村安全饮用水和小型农田配套水利设施建设,但是在建设当中很少能够进行详细的工程设计,一般情况下都是由水利工程建设主管部门提出工程建设的方案,组织施工人员进行施工建设。由于在方案制定的过程中,都是以平原地区的施工经验为借鉴,虽然也考虑到了山区施工的特点,但是在缺乏技术指导的情况下,很难在施工方案当中体现出来。此外,在引水渠的建设上,没有设计加压设备,导致一些海拔比较高的田地无法灌溉,这也是一个技术上的困境[1]。
1.2施工质量管理困境
夜上海论坛 在水利工程建设当中,质量管理是保证水利工程建设质量的重要措施,在山区水利工程建设当中要重视和加强施工质量管理。但是,现在在施工质量管理当中也存在不少的问题。近几年水利建设项目多,水利主管部门人手有限,监督指导力量薄弱,项目建设乡(镇)基层水利技术人员缺乏,致使工程施工进度和质量管理上难度较大。
1.3施工资金困境
最近几年,为了促进山区经济的发展,国家加大了山区水利工程的投入力度,2011年全国水利工程建设投资已经达到了3452亿元,截至到2013年已经达到4500亿元。尽管投资额一涨再涨,但是在山区水利工程建设上的投入比较少,仍然无法满足山区水利工程建设的需要[2]。这对于主要以山地为主的山区县,且山区县经济欠发达,地方配套能力差,无疑是杯水车薪。
夜上海论坛 二、山区水利工程施工困境处理方法
夜上海论坛 2.1通过水利工程设计单位对工程建设进行技术筹划
水利主管部门虽然在水利工程建设及管理上有着比较丰富的经验,但是毕竟不是专门的水利工程施工技术机构,在水利工程建设上,应该聘请有资质的水利工程设计院,对工程施工建设进
夜上海论坛 行全面的技术评测,进行科学的可行性论证,通过可行性论证的基础上,由水利工程设计院设计施工方案,根据施工方案确定施工技术,明确施工技术控制的要点,从而为施工建设的顺利进行提供技术保证,减少技术问题对施工进度及质量的不良影响[3]。在施工方案当中,应该明确山区水利工程的特点,保证工程建设以后,能够满足山区生活及生产用水的基本需要,争取在计划范围内不留下任何工程死角,使水利工程能够最大程度的发挥出其在山区经济社会发展中的作用。
2.2构建起完善的质量管理体系
要想保证山区水利工程的施工质量,必须建立起完善的施工质量管理体系,以当前只是派1-2名现场监督人员,负责工程建设是根本不能满足施工质量管理需要的。为此,各级水利主管部门在山区水利工程建设上,应该成立项目部,确定项目经理,以项目经理为核心构建完善的质量管理体系:
夜上海论坛 2.2.1实行质量管理层级分工制
项目经理及项目质量负责人负责项目整体质量,各个施工队负责各自施工段的施工质量,而现场作业人员需要对自己的职责范围之内的质量问题负责。
夜上海论坛 2.2.2积极实施水利工程质量评定制度
夜上海论坛 根据山区水利工程施工建设的目标,山区水利工程施工质量标准和要求,制定本工程的施工质量评定标准,构建质量评定模型,赋予其相应的权值,以专家学者为核心,建立山区水利工程质量评定小组,对山区水利工程建设进行质量检查和评定,以评定的结果,作为考核项目部质量管理水平及各施工队质量管理水平的依据,决定项目部及各施工队的奖惩[4]。
三、加大山区水利工程资金投入力度、确保施工建设顺利进行
针对资金投入不足影响山区水利工程施工进度和质量的问题,在可行性研究阶段,就应该预测工程的投入规模,确定好投资额以后,在水利工程建设资金上列出专项资金,明确资金投入计划和时间,保证资金能够在规定的时间内到账,以免影响到施工建设。在资金使用上要做到专款专用,禁止挪用、截留山区水利工程专项建设资金,加强资金使用控制,建立起动态化的资金控制体系。另外,从整体上来讲,保证山区水利工程建设,需要国家加大山区水利工程的投入力度,在水利工程建设投资上,适当的向薄弱的山区水利工程建设倾斜,确保山区水利工程建设资金的充足,只有这样才能为山区水利工程施工提供资金保障。
四、结语
经过详细的分析,引起滑坡的原因主要有如下几点。
夜上海论坛 1.1由于渠道施工中没有对当地的地质状况进行详细的勘查,所以在施工技术方面的防控措施较差。在渠道经过的地段,如果遇到土壤条件较差,比如软土、断层以及风化土层等,在遇到外力作用时,就会产生滑坡。
1.2在有些渠道工程中,虽然采用了抗滑措施,但是由于地表水以及地下水位的变化,会对滑带土的性质有所改变,降低抗滑性,从而引起滑坡。
1.3在地质条件较差的地带,受到地震或者爆破等因素的影响时,就会增加下滑力或者减少原有的抗滑力,由于改变了原有的滑带土结构,所以造成滑坡。
1.4在施工的过程中,没有按照规范的要求执行,导致施工方法不对造成滑坡。此外,对于施工现场的土质没有详细的勘查,所以对于施工中使用的材料没有严格筛选,在与原有土质结合时,由于土质不合,所以容易产生滑坡。
夜上海论坛 1.5在渠道长期使用的过程中,由于受到人为因素或者自然环境的影响,导致坡脚的土壤大量流失,改变了坡体的应力状态,所以产生滑坡。
2渠道的滑坡处理
夜上海论坛 2.1排水导渗。排去地表水,疏干地下水是整治滑坡的首要措施,应根据不同情况采用不同的排水方法。
2.1.1地表排水:对滑坡体以外的地表水应以拦截旁引为主,即在滑坡围界5米以外修筑环形截水沟。要注意截水沟的深度和质量,力求做到滑坡体外的水不再渗入滑坡体内。对滑坡范围以内的地表水,应以防止下渗和引出为准。首先要把滑坡体内的多种裂缝回填夯实,防止地表水继续下渗,然后利用滑坡范围内的自然排水沟或新建的排水沟,把地表水迅速汇集排出滑坡体外。
2.1.2地下导渗:为了防止滑坡范围以外的地下水渗入滑坡体内,常用设置截水盲沟,将地下水导出滑坡体外。对滑坡外的排水,可以在坡面砌筑多种形式的导渗沟,或采用干砌石护坡,水泥砂浆勾缝,底层设导滤层或排水管。
夜上海论坛 2.1.3防止水下渗:对滑坡体大,又是深层的,无法治理,建筑物无法避开滑坡体,就采用减少地表水及杜绝渠道下渗水入渗,采用滑体上设排水沟,渠道水用钢管过渡。
2.2削坡减载对推移式浅层滑坡,则采取“削坡减载”的方法。减小引起滑坡的滑动力,是最基本的也是最有效的办法。一般采用削缓边坡,当渠道外滑坡时,还可将上部削下土体反压在坡脚,从而达到稳定的滑坡的目的。当削坡减压后仍不能达到稳定滑坡的同时,常采用减压与支挡相结合的处理措施。
夜上海论坛 2.3暗涵(或埋管)由地上转为地下。当地质条件差,山坡又陡峻,或渠段穿过覆盖很厚土质层,岸坡难于稳定而出现严重滑坡时,从外面治理难度大的,应尽量避开滑体或转入地下,可考虑将原有明渠段改为暗涵或埋管形式较为安全可靠,同时可减少工程量。
2.4渡槽山区渠道常在陡峻的山坡上开渠,往往容易产生山岩崩塌。因限于地形条件,要维护渠道稳定十分困难,可采取改建渡槽输水。
2.5改移线路一般小型渠道工程,在选定渠线时基本上未做地勘工作,致使有的渠道修筑在滑坡体上,建成后渠道极不稳定,一旦雨水入渗,整个渠床都要发生大的位移和沉陷。当采取上述多种处理措施很难奏效时,最后只有采取改线,以避开滑坡地段。
3渠道滑坡防止
夜上海论坛 3.1对于防止渠道滑坡现象的产生,首先应该从渠道的设计阶段入手。在渠道施工之前,应该对施工当地的地质水文状况进行详细的勘查,了解沿线的土壤条件。如果遇到土壤条件较差的地段,要尽量的避开,在无法避开的情况下,要采取有效的抗滑措施,科学合理的设计,提高渠道的稳定性。
夜上海论坛 3.2在实际施工的过程中,在平台开挖之后再进行抽沟,对于渠道的坡度要根据施工现场的实际情况而定,如果坡度过陡,需要及时的修整。为了确保渠道的施工质量,需要加强现场的监督管理,对于可能存在滑坡的地段,要提前做好应对措施,防止因为滑坡而带来危害。
3.3加强对渠道的日常养护管理,设置专人对渠道进行巡视,减少人为破坏现象的产生,对于渠道中的杂草淤泥等物质要及时清除,防止发生淤堵。在坡体出现裂缝和渗漏等现象时,及时维护,防止扩大化,将滑坡现象控制在最小范围内。
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