灌溉區(qū)主要配備可靠的水源和地表引水、輸水和配水渠道，可用于輔助灌溉的農(nóng)業(yè)田地面積。本質(zhì)上，灌溉區(qū)是一種特殊的農(nóng)業(yè)產(chǎn)物，是人類長期從事農(nóng)業(yè)活動(dòng)，為減輕農(nóng)業(yè)負(fù)擔(dān)而形成的。合理分配和再次區(qū)域劃分農(nóng)業(yè)耕種區(qū)域內(nèi)的灌溉水資源，實(shí)現(xiàn)整個(gè)農(nóng)業(yè)灌溉區(qū)域的整體灌溉是整體優(yōu)化農(nóng)業(yè)灌溉區(qū)域的最重要目的，從某種角度來看，灌溉區(qū)域是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，其狀態(tài)是半自然半人工的。由于灌溉區(qū)的灌溉效率和灌溉區(qū)農(nóng)田對(duì)水資源的整體利用受農(nóng)業(yè)灌溉區(qū)整體工程設(shè)計(jì)的影響，在優(yōu)化灌溉區(qū)配置設(shè)計(jì)時(shí)，往往存在很多問題，需要設(shè)計(jì)者多加注意。例如，在進(jìn)行灌溉區(qū)的相關(guān)設(shè)計(jì)時(shí)，合理設(shè)計(jì)和應(yīng)用灌溉區(qū)的水資源，必須考慮地質(zhì)類型、周圍環(huán)境、灌溉區(qū)內(nèi)地表水文等多種外夠滿足農(nóng)業(yè)田區(qū)的灌溉需求，最大限度地減少灌溉用水的浪費(fèi)。

1灌區(qū)自然環(huán)境問題

1.1灌區(qū)供水要求灌溉。區(qū)灌溉給水是灌溉區(qū)建設(shè)和設(shè)計(jì)的最主要目的，因此在進(jìn)行灌溉區(qū)工程整體優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，首先要實(shí)際考慮應(yīng)用田區(qū)灌溉水資源的需求量，以獲得確定的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，進(jìn)一步設(shè)計(jì)灌溉區(qū)工程，最后保證灌溉區(qū)規(guī)劃和設(shè)計(jì)達(dá)到灌溉區(qū)田水量的需求。提高灌區(qū)灌溉水平，保證灌溉質(zhì)量，需要確保灌區(qū)工程的真實(shí)性和有效性。在了解灌溉區(qū)農(nóng)田灌溉需求的過程中，主要考慮灌溉區(qū)內(nèi)農(nóng)田面積、地表地下水文件條件、農(nóng)田土壤條件等幾個(gè)因素。經(jīng)過實(shí)際探索，灌溉區(qū)內(nèi)農(nóng)田地質(zhì)條件優(yōu)越，耕地密集，農(nóng)業(yè)資源豐富，灌溉區(qū)工程供水需求量大幅度降低，根據(jù)實(shí)際土壤情況，可降低噴嘴復(fù)蓋面積和噴水量，相反提高相關(guān)噴水量。1.2灌區(qū)合理劃分。根據(jù)農(nóng)田面積和實(shí)際環(huán)境情況，合理規(guī)劃灌溉區(qū)也是灌溉區(qū)工程的重要問題之一。在灌溉區(qū)工程設(shè)計(jì)中，為了節(jié)約水資源提高供水效率，必須合理劃分灌溉區(qū)，使水資源分配更加合理，有助于灌溉區(qū)工程設(shè)備建設(shè)。另外，灌溉區(qū)的劃分需要與灌溉區(qū)周圍的地質(zhì)環(huán)境相結(jié)合，對(duì)于沖積平原和開放灌溉區(qū)，可以進(jìn)行扇形排列，保證田地區(qū)的平衡。短平壩小，地層結(jié)構(gòu)侵蝕嚴(yán)重，或者溝槽過多的灌溉區(qū)域需要密集劃分，防止溝槽妨礙灌溉水流，保證灌溉效果。

2灌區(qū)配管設(shè)備設(shè)計(jì)問題

灌區(qū)設(shè)備設(shè)計(jì)問題主要是指工程設(shè)備本身的各種系統(tǒng)問題，其包含的整體框架結(jié)構(gòu)如圖1所示。2.1配管系統(tǒng)的配置。在灌溉工程設(shè)計(jì)中，管道系統(tǒng)的配置是灌溉區(qū)整體能否協(xié)調(diào)工作的核心，合理的管道系統(tǒng)配置需要集田灌溉系統(tǒng)、灌溉排水系統(tǒng)、人行道路等各種系統(tǒng)密切相關(guān)，統(tǒng)一規(guī)劃。另外，配管系統(tǒng)的配置，配管網(wǎng)供水可靠，系統(tǒng)排水方便，大型農(nóng)業(yè)機(jī)械耕作方便，充分利用原有配管工程結(jié)構(gòu)設(shè)施和環(huán)境特征，保證灌區(qū)獨(dú)立排水系統(tǒng)的可靠性。另外，配置配管系統(tǒng)時(shí)，要控制配管的總長度，保證配管的配管順暢，控制面積，減少配管的彎曲和起伏。管道系統(tǒng)整體管道水平的確定需要根據(jù)農(nóng)業(yè)灌溉區(qū)整體環(huán)境因素確定灌溉區(qū)排水條件、灌溉區(qū)面積、灌溉區(qū)地質(zhì)環(huán)境和灌溉區(qū)建設(shè)區(qū)綜合經(jīng)濟(jì)條件。如果灌有海拔高度，該點(diǎn)有干渠和其他水源點(diǎn)，可分散取水，灌溉區(qū)管道水平可適當(dāng)減少。通常在500畝灌溉區(qū)域，可考慮應(yīng)用單級(jí)管道。超過這個(gè)面積的話，需要使用二次管道。此外，如果灌溉區(qū)工程條件好或經(jīng)濟(jì)發(fā)展優(yōu)越，灌溉區(qū)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)高，各水口控制面積小，可適當(dāng)升級(jí)管道。2.2管道流量設(shè)計(jì)。灌溉系統(tǒng)的管道流量是灌溉工程整體灌溉最高峰時(shí)所需的管道流量。在考慮水資源定額、灌溉水利工程整體建設(shè)系數(shù)的前提下，該流量值應(yīng)考慮灌溉區(qū)域作物、農(nóng)作物分布結(jié)構(gòu)、整體灌溉周期、灌溉面積、水資源定額等多個(gè)因素。該流量值是灌區(qū)工程整體應(yīng)用管道管徑的選擇和管道水壓度計(jì)算的重要測量依據(jù)，其流量計(jì)算關(guān)系式如下:(1)q=mA/tt式中，q為灌溉系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)流量值m為灌溉水總量a為灌溉區(qū)應(yīng)用面積t為灌溉周期的每日灌溉時(shí)間，為灌溉水利整體系數(shù)。本地灌溉區(qū)實(shí)際檢驗(yàn)資料和多年灌溉區(qū)經(jīng)驗(yàn)是制定合理灌溉制度和灌溉流量的基本參數(shù)，應(yīng)根據(jù)本地灌溉區(qū)實(shí)際檢驗(yàn)資料和多年灌溉區(qū)經(jīng)驗(yàn)分析，同時(shí)參考日灌溉時(shí)間、灌溉定額、灌溉次數(shù)等詳細(xì)參數(shù)向量計(jì)算。灌水定額主要是指灌區(qū)農(nóng)作物可以達(dá)到泡田效果的灌水總量定值；灌水周期主要是指依靠灌水定額所設(shè)計(jì)的每年灌水區(qū)最大日，所需要的灌溉水量一般情況下為７～１３ｔ，如果灌溉區(qū)域面積較大，可以酌情增加。灌溉水利系數(shù)屬于定值，最小不應(yīng)該低于０．８５，可以根據(jù)灌區(qū)整體面積和灌溉管道強(qiáng)度以及流量損失系數(shù)三方面參數(shù)進(jìn)行確定，一般取值為１．０２％／ｋｍ。研究資料表明，灌溉工程管道配套水平，對(duì)整個(gè)灌區(qū)管道水資源節(jié)約效果影響很大，為達(dá)到提高綜合節(jié)水能力只有為管道裝配正常配套水平的設(shè)施是必要的管道設(shè)施，才能提高綜合節(jié)水能力。2.3管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。確定填土夯實(shí)力度、管槽斷面、管道作用力的最大載荷、管道管壁厚度、管道內(nèi)壁直徑、管道整體埋深是進(jìn)行管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要目的。管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)從多個(gè)方面考慮:管道內(nèi)壁直徑、管道壁厚度、管道承受最大作用力、管道整體埋入深度、管道斷面面積和填土密度，設(shè)計(jì)的管道結(jié)構(gòu)保證管道整體工作安全，確保灌溉區(qū)的堅(jiān)固性和應(yīng)用耐久性。作用力負(fù)荷的構(gòu)成要素是管道本身的重量、填土夯實(shí)壓力、地面負(fù)荷和內(nèi)部水壓。當(dāng)?shù)芈裆畛�過60厘米時(shí)，整體負(fù)荷量可忽略。在具體計(jì)算管道環(huán)境時(shí)，可以根據(jù)兩個(gè)最不利條件進(jìn)行最大負(fù)荷計(jì)算。一是管道蓋土前的通水試驗(yàn)，二是管道空水期外部承受壓力。如果管道取材為現(xiàn)澆素硂管，其管道強(qiáng)度可以達(dá)到水壓要求，但是水利滲壓較低，一般在０．２５ＭＰａ左右，而且現(xiàn)澆素硂管施工波動(dòng)較大，所以工作壓力必須小于抗?jié)B壓力定值的２／３，才可以保證正確安全運(yùn)行。如果整體管道使用的是硬塑管，需要注意的是，此類管道很容易因?yàn)殚L期外部載荷作用產(chǎn)生管道形變，并造成材料強(qiáng)度降低，必須控制其變形率不得超過１０％。管道變形率的數(shù)值確定可以根據(jù)管材剛度以及載荷量計(jì)算，其公式如下：（２）ΔＸ＝ＤＫＷ／０．１５９Ｐｓ（３）ΔＹ＝１．２ΔＹ公式中為水管橫向變化量和縱向變化量。Ｄ為水管形變之后系數(shù)，一般取定值１．５；Ｋ為水管基底數(shù)；Ｅ為填土夯實(shí)的作用模量；ＰＳ為管道形變量超過５％時(shí)的管材剛度。Ｗ為管道載荷數(shù)。2.4管道管的設(shè)計(jì)。管道管材主要包括管道設(shè)計(jì)材料和管道材料兩部分，是灌區(qū)工程設(shè)計(jì)的重要組成部分。它占灌溉區(qū)總投資比例的85%以上。選擇灌溉區(qū)工程管道管材時(shí)，應(yīng)考慮其施工條件，整體工程進(jìn)度時(shí)間、質(zhì)量和銷售價(jià)格等多個(gè)因素，一般自流灌溉區(qū)使用灌溉區(qū)管道直徑大，基本在200~300毫米之間，可選擇預(yù)制插管。管道直徑在300毫米以下或灌溉區(qū)為丘陵干旱流灌區(qū)時(shí)，最好使用直徑在100~200毫米之間的薄壁PVC材料試管。對(duì)于配管接觸所需的彎頭、三通等配管設(shè)備，除了特殊材料和結(jié)構(gòu)需要加工定值的配管外，其馀類似的配管都要保證直管和主管直接開孔連接，保證接頭部的滲透壓力能夠滿足壓力要求。2.5其他設(shè)計(jì)問題。除了管道本身的各種設(shè)計(jì)問題外，灌溉區(qū)工程還需要進(jìn)水池和調(diào)壓井的設(shè)計(jì)。進(jìn)水池主要指整個(gè)灌水區(qū)管道系統(tǒng)開始的儲(chǔ)水進(jìn)水建筑。它具有控制灌水區(qū)水位、沉淀灌水中泥沙的作用。對(duì)于自流灌溉區(qū)，一般在輸水干道上設(shè)置閘壓提高設(shè)施水位，制作進(jìn)水池，灌溉區(qū)的所有用水都可以取自進(jìn)水池。調(diào)節(jié)井的主要作用是區(qū)分水和減少水壓，如果調(diào)節(jié)區(qū)管線長度過長或地形起伏角度過大，則需要在剩馀水龍頭上設(shè)置調(diào)節(jié)井減少水壓。另外，調(diào)壓井可選用經(jīng)濟(jì)型管材，減少灌區(qū)經(jīng)濟(jì)投入。一般來說，調(diào)壓井多設(shè)置在丘陵自流灌區(qū)。

３結(jié)束語

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證表明，灌區(qū)工程的應(yīng)用可以提高灌區(qū)輸水效率，起到節(jié)約用水，節(jié)省用地，提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量，節(jié)省耕種時(shí)間，提高管理效率的作用，推廣前景優(yōu)越。因此，在建設(shè)相關(guān)設(shè)備設(shè)施時(shí)，必須從自然環(huán)境和管道設(shè)備兩個(gè)方面詳細(xì)研究灌區(qū)供水要求、管道配置、管道流量、管道結(jié)構(gòu)等相關(guān)技術(shù)問題，保證灌區(qū)工程整體合理利用水資源，在滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)灌溉需求的同時(shí)，最大限度地減少資源浪費(fèi)。

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