楚雄欣源水利电力勘察设计有限责任公司
摘要：在当前新的发展环境下，农业已经为国民经济的发展贡献了较大的力量，并且是我国的第一大产业，因此农业发展的优劣直接关系到农民的幸福安康。在农业发展中，水利工程建设一直是十分重要的工作，传统的农田灌溉方式上已经不符合当前的农业发展要求，因此大力兴修水利工程项目已经十分必要，本文对高效节水灌溉工程的优化设计进行分析和研究，希望能够对农业水利的发展提供多种思路。
关键词：高效；节水；灌溉；工程；优化设计
我国地大物博，物产丰富，并且人口基数非常大，人均占有资源量非常少。在水资源使用方面还存在这严重的缺水性问题，水源灌溉项目在工程当中已经占据了十分必要的位置，为了能够节约水资源灌溉的运用就需要设计出高效的节水灌溉工程，不仅仅对农业灌溉起到重要作用，同时也能够让水资源更为节约。以下对高效节水灌溉工程进行优化设计和分析。
一、工程案例分析
某地属于热带季风性其后期，雨量属于季节性的比较充沛，年降雨量分布不够均衡，此地区在每年的8月份一直到次年2月份雨量较少，处于枯水期。在传统的农业发展过程中，由于存在种植方面的需求，用水表现还比较充足，但是经过多年的发展，种植种类的增加以及我国经济的多方面发展，农产品结构的优化，冬季种植作物也在不断增加，此地区的季节性缺水现象非常严重，已经成为制约该地区农业发展的最大瓶颈问题。针对这样的现象，建立起高效节水灌溉项目迫在眉睫。经过该地区多方面研究决定建设高效节水灌溉工程项目，成本投资在1一千五百万元，涉及项目总面积达到一万亩，实行管道灌溉的方式。为了能够减少工程成本的付出不断的提升工程设计的功效，优化工程设计就需要对灌溉工程的管材选择，流量以及灌溉制度等等进行全面的优化，做好设计方面的调整工作，推动高效节水灌溉技术的应用[1]。
二、新时期高效节水灌溉工程的设计要点分析
（一）田间管道工程设计分析
此次工程当中，田间管道工程设计还需分为两个部分，一部分是干管一部分是支管。干管输水在流量的设计还还需要考虑多方面的要素，一方面是灌溉面积，另一方面是灌溉制度的调整还有调度，这些都是优化设计所需要考虑的重点因素。设计的优化还需要从具体的管道直径、管道的压力级别以及水利计算等方面进行详细的确认和了解分析。管道一般是在所需要灌溉区域之内，有固定的水源，从以往的经验和当前的需要方面看，轮灌组和管道流量是设计的主要依据。支管的间距设计方面必须控制在85米以上，控制在110米以内，水栓之间的距离也需要在50米以上。在这个过程中，在灌溉时还需要使用多方向的灌溉方式进行，对管道做好布线设置，减少由于管线、管道之间呈现的弯曲现象引起的灌水不利问题，通常情况下，管道的布置是按照直线的方式进行的，分为一级支管还有二级支管，一级支管和主管道进行连接，二级支管主要是按照灌溉需要与实际分灌片之间做好不同性的设定，也可以可一级支管做连接处理[2]。
（二）高效节水灌溉工作制度的创新
为了能够达到高效节水的目标，同时减少投资所运用的成本，并且方便田间管理，可以使用分组轮灌的方式进行。在具体的轮管划分过程中，需要保障每一次灌溉的水量都需要完成所需灌溉物一到两个周期内部的灌溉，在一天的时间当中进行多次分组灌溉，由此满足植物的多方面成长需要。在一般情况下，灌溉额的大小需要尽最大努力与灌溉组实际能够灌溉的面积更为相近，或者更为相等，在这样的情况下才能够保障管径使用的合理性，最后达到节约投资和节约水量的目的。在轮灌当中可以运用到的节约设计计算公式是N≤CT/t，在此公式当中的N代表的就是轮灌的组数，整体公式表示轮灌的组数在一天的工作时间当中和灌溉水的周期要相适应，不能长时间运行，尽量保持在20小时以内，不能超过21小时。轮灌周期是按照灌水量和定额来确定的。时间设定为5-16天即可，公式中的t代表的是每一次灌水之后的延续性时间长度。在一般情况下轮灌的划分要更趋于简单化，不能过于复杂化，否则非常容易产生额外的劳动成本，在运行上也会增加一定的成本，最后不利于灌溉经济效益的获得。在本次的案例当中使用六个轮灌片还有五十个轮灌组最为适宜[3]。
（三）灌溉流量的优化分析
流量的优化能够极大的节约实际流量，在观点灌溉的系统当中也分为主管还有分干管，这些都需要进行具体的流量设计，只有做好优化设计才能够让各个灌溉区域最大的轮灌发生切实作用。管道本身的灌溉系统还需要拥有田间输入水的灌溉功能，水栓和出水口必须能够相互适应。轮灌系统的工作时间，取值的大小取决于出水口以及出水后的灌溉情况。在设计的方案上需要在出水的位置上接上一个软管，然后利用软管做人工方式的浇灌，时间大约在7小时到11小时。从基本的理论上来讲，方案的设计具有较大的可行性，因此具体性操作还需要按照需要灌溉面积的大小确定，若是进行大面积的灌溉那么每一个出口位置都需要配备相应的管理人员和劳动人员，每一天的灌溉时间为7小时左右。在这基础上，进行优化设计还需要确定好出水口的基本位置，设计与灌溉田情况结合在一起，使用自流灌溉的方式，效果比较突出。自由性灌溉的时间在19小时以上。21小时以下，轮灌必须在灌水周期内部对植物做每天一次到两次的灌溉[4]。
图 1 节水轮灌示意图
（四）管材的科学运用
要使灌溉能够达到高效的利用，优化设计就需要对管材使用情况做好多方面的优化选择，按照工程项目的基本设计一般会选择比较大的管道，市场上按照管道实际使用的需求要从质量以及价格方面做好多方面分析和研究以及充分的考虑。在高效节水灌溉工程的优化设计方面选择适应性的管材，例如，市场上存在石英玻璃管还有无缝钢管以及硬聚录乙烯管等，每一种管材的特点不同，优缺点也不同，若是从整体上进行分析和考虑就可以选择钢管，他本身有着非常强的硬度，承载能力突出，而且也不容易发生损坏，但是价格偏高。另外，塑料水管，特点是非常轻便，不易腐蚀，不易生锈，很多地区使用此种类型的管材。但是收到温度的影响就会发生老化现象，同时价格约非常高，何种管材的利用还需要按照地区的实际情况选择[5]。
结束语
综上所述，本文对高效节水灌溉工程优化设计进行了分析和研究，节水灌溉工程是一项利国利民的举措，因此在设计上需要做好多个方面的考虑和分析，从灌溉周期、灌溉量、土地需求以及管材的选择等角度入手，在以后的设计上还需要加以不断的完善，由此促进灌溉工程的进步。
参考文献
[1]郭国法，许萌，张开生等.基于 ZigBee 无线传感器网络的智能节水灌溉系统设计[J].江苏农业科学，2015，14（11）：513-518..
[2]阮红丽，周小波，李光辉等.太阳能节水灌溉实验平台设计[J].现代农业科技，2015，22（1）：180-181.
[3]张刚.蔗区水量分析与节水灌溉[J].中国糖料，2016，38（4）：66-68，77.
[4]赵焱.农业节水灌溉远程监控系统的设计与实现[J].计算机测量与控制，2017，25（4）：80-83..
[5]周勤.水利工程节水灌溉设计与规划中的问题分析[J].科技创新与应用，2016，25（15）：210.
论文作者:李海
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/23
标签：高效论文; 节水灌溉论文; 管道论文; 工程论文; 优化设计论文; 管材论文; 还需要论文; 《建筑学研究前沿》2017年第33期论文;