灌溉水源（精选3篇）
灌溉水源 篇1
山东省海岸线之长居全国第2位,半岛黄金海岸线长超过0.3万km。改革开放以来,沿海城市生活水平不断提高,工业与生活用水迅速增加,城市水资源日趋紧缺。沿海原来用于农业灌溉的大中型水源工程现基本转向城市供水,农业用水受到严重影响;随着经济的发展和城市化进程的加快,农村劳动力逐渐向城市转移,农业生产受到严重影响。面对沿海经济发达地区水资源紧缺、劳动力缺乏的特点,如何缓解沿海经济发达区的水资源供需矛盾,如何保持农业稳定发展,使用于农业的有限水资源得到合理配置,高效利用,已成为山东省农业高效用水研究的重要课题。为此研究总结了代表经济发达缺水区农业高效用水发展趋势的多灌溉水源联网调度与自动灌溉控制技术。
1 多水源联网调控工程规划
考虑目前农村生产承包责任制及行政划分的特点,多水源联网路线首先做到各村自成一个联网系统,然后根据需要村之间相互连接,最后与公用的地表水连接。各水源首先单独自成灌溉系统,对于控制灌溉面积有限的水源,从其他水源中调水。为了提高地表水的利用率,有效地合理开发地下水,提高农田灌溉保证率,规划中各村庄单井自成体系,可单独运行,然后以村为单位联网。河道拦蓄截潜坝蓄积的地表水向管网中大口井(方塘)供水,与区内地下管网连通。自动化控制系统对多水源联网工程集中运行管理,由中央控制室根据区域内的灌溉用水情况统一控制,各小水源既可独立控制灌溉供水,又可在整个管网内进行调配供水。随着区域经济的发展,各村联网系统可以彼此连通,形成一个四通八达的工程网络,以实现区域水资源优化配置,提高区域水资源的利用效率。
多水源联网方式通过地下管道连接河道地表水、方塘、浅机井等小水源,联网后的每个独立水源既可单独运行又可相互调用。为统一高效管理,建立了多水源联网控制中心,由微机进行自动控制,每个水源既可向所控制的灌溉单元独立供水,又可通过地下管网相互调水,达到区域水资源合理配置的目的。实行联网后,原有机井全部封闭,由微机对水泵启闭进行控制,实现对任一水源机泵或管网中任一自动阀门的启闭控制,同时可对水源水位、灌水流量等实施监控。
2 多灌溉水源联网调度
以多水源联网工程为基础,每个水源既可单独运行又可相互调度。以输水费用最小为目标,建立各水源间的水量调配模型。
2.1 模型概述
将联网区域内的水资源系统概化为供水系统和需水系统2个子系统,供水系统由联网区内的水源组成,需水系统根据区域内的田间配水工程现状和特点,分为各自独立的用水区域。当某一联网区域水源供水能力大于其控制范围内的用水需求时,该联网区可以向其他联网区调水,当小于其控制范围内的用水需求时,也可由其他联网区向其调水。不同联网区之间的水量调配,以不同联网区的连接结点为输水纽带,在进行不同联网区之间的供水调度时,将缺水联网区概化为一用水区域,将余水联网区概化为一供水水源。缺水联网区(概化后的用水区域)参与余水联网区的水源供水优化分配,余水联网区(概化为水源)参与缺水联网区的水源供水优化分配。
2.2 数学模型
(1)目标函数。
多灌溉水源联网后,水源之间可互相调水,某个水源可向任意一个或多个用水区域供水。由于水源与各用水区的距离不等,输水条件不同,其单位输水费用也不相同,因此,联网水源供水应以输水费用最小为目标函数,即:
式中:z为多水源联网工程的总输水费用;cijt为第t时段第i水源向第j用水区域供水的单位输水费用;xijt为第t时段第i水源向第j用水区域的供水量;m为联网水源的总数;n为划分的用水区域总数。
(2)决策变量。
时段内第i水源向第j用水区域的供水量xij为决策变量。
(3)约束条件。
①第t时段第i水源向各用水区的供水量之和应小于或等于该水源的供水能力,即:
式中:Qit为第t时段第i水源的供水能力。
②第t时段各水源向第j用水区域的供水量之和应满足需求量要求,即:
式中:qjt为第t时段第j用水区域的用水量需求。
③第t时段联网水源的总体供水能力应大于或等于用水区域的用水量总需求,即:
供水合理性约束:考虑分质供水等因素确定的某(类)水源不向某用水区域供水,或者某用水区域不接受某(类)水源的供水,即供水量为0。
④第t时段第i水源向第j用水区域的供水量应大于或等于0,即:
⑤水源优先供水约束。
当联网系统内既有地表水源,又有地下水源时,水源供水应遵循一定的原则,即汛前优先利用地下水源,汛期、汛后利用地表水供水或补源,为此需要增加相应的约束条件。
⑥非负约束。
即第t时段第i水源向第j用水区域的供水量应大于或等于0。
2.3 水源联网调度的求解方法
根据模型结构,首先确定模型目标函数、决策变量与约束条件,然后在满足约束条件的基础上,输入基本参数,利用线性规划法即可求出各水源之间的优化配水方案。
2.4 水源联网调度的实例
根据示范区管网布置情况和水源特点,将核心区及其周边8个供水水源进行了工程联网,并对调控方案进行了计算分析。
(1)模型参数确定。
①输水费用。
单位输水费用主要与输水管线的长短、输水条件等有关,该参数的确定主要考虑输水管线的输水成本。
②用水区域的用水需求。
根据该用水区域时段内的不同作物种植面积、优化后不同作物灌溉需水量及需水模比系数确定。
8个水源的基本情况见表1。
注:①单位为万m3。
根据各用水区域(7块)作物种植面积等确定的不同时段作物灌溉需水量见表2。
(2)结果分析。
根据确定的模型参数对示范区内8个水源之间的水量调度进行了优化,可以知道有的水源在向其他用水区域调水的同时,也接受了别的供水水源向自身控制用水区域供水。这就是说由于水源的分散性,控制作物的不同,也必然会出现各水源之间的相互调水结果。但是水源1的供水量与用水区域1正好匹配,既不需要向外供水也不需要其他水源调水给它,而水源2为小二型水库,相对于用水区域2供水有结余,余水可根据需求通过联网工程在5、6月份分别输送到用水区域3、4、5、6;用水区域6面积大需水量较大,与之对应水源7的供水量无法满足用水要求,在较干旱的5、6月份,其他的水源可通过联网工程向用水区域6调水,区域联网工程明显提高了农田的灌溉保证率。
3 水源联网自动化控制技术
在以多灌溉水源联网为核心的农业高效用水工程中,自动控制灌溉技术使有限的水资源得到合理配置,提高灌溉工程的效率。
多水源联网自动控制系统采用分布式测控系统和无线半双工应答的数据传输方式。该方式可以通过调整发射机功率方便地控制传输距离,不受距离限制;同时,在远离城市工业区的野外干扰源少,无线信号传输质量好,采用很小的发射机功率即可满足现场对通讯距离的要求,且便于维护,成本明显低于有线传输方式。系统所采用的无线半双工应答的无线通讯与485有线串行通讯结合的经济组网方式在农业上应用属国内首创。
3.1 多水源联网自动控制系统
多水源联网控制系统是由1台控制计算机、1台内置单片机的控制总站(置于中央控制室,简称“上位机” ),以及若干台内置单片机的控制子站(置于机井井房或测控现场,简称“下位机” )组成的分布式测控系统。下位机可以分为2级,系统为树形拓扑结构,见图1。
控制总站(中央控制室)为树形分布结构的中心,本工程设在羊亭拦河橡胶坝的泵房内。树形结构的外节点为各控制子站,控制子站分为2级(一级子站和二级子站),分布在各机井处或测控现场,一个控制总站理论上可以带任意多个控制子站,但过多的控制子站将影响系统运行速度。控制总站与一级控制子站的通信采用无线半双工方式进行,一级子站和二级子站采用有线通讯方式。
中央控制室是控制系统的中心,主要包括控制计算机、控制总站各1台、UPS备用电源、打印机以及外接天线等。
3.2 水源联网自动控制系统软件
考虑系统的开放性和扩充性,多水源联网计算机控制系统的软件,没有像通常控制系统那样将数据库放在主系统中,而是采用专用数据库软件Access另外创建数据库,数据库与主系统的连接采用ADO技术。主系统可以实时写入采集到的运行参数,可以随时访问数据库进行查询、检索和历史趋势图显示。需要更改的环境参数、控制参数均以表格的形式存于数据库中。
3.3 系统控制方式
控制系统具有3种控制方式:自动控制方式,人机交互控制方式和智能控制方式。
3.4 水源联网自动控制系统特点
多水源联网自动控制系统能够控制机泵的启闭及电动阀的启闭等过程;完成水位、压力、流量、水泵及电动阀的启闭状态等现场数据的采集;控制田间供水电磁阀的启闭,完成田间墒情、电磁阀的启闭状态现场数据的采集,并实现田间供水的远程监控,远距离实现现代化的精准灌溉。
4多灌溉水源联网调度与自动灌溉管理技术的应用效果
自动化控制技术与多水源联网调度技术的集成,实施了对各水源水泵的适时启闭,实现了对水源水位、管道流量、管道压力、灌溉水量等数据的实时采集和灌溉运行过程的自动监控。地表水、大口井、机井、方塘等分散水源的自动化联网调度,首次实现了当地水资源的集约化管理、统一调度。传统的农业灌溉用水由现代化农业高效用水替代。
自动化控制技术使灌溉水源的联网调度、集中控制成为了现实,扩大了灌溉面积,提高了灌溉保证率。威海市羊亭村项目区节水工程建设前只能灌溉82.53 hm2,联网后可控制到107.87 hm2,扩大灌溉面积25.33 hm2;灌溉工程的集约化管理提高了灌溉效率,省时省工,现在107.87 hm2的农田灌溉仅需2人即可控制;水利工程的更新,改善了作物的生长水环境,促进了种植结构的调整,项目区内原有的粮田已由农田种植大户承包,已逐步改种了黄金梨、大樱桃等经济作物。
5 结 语
针对发达缺水区农业水资源短缺及用水管理问题,研究总结了大区域多灌溉水源联网调度网络工程,将各水源的单独管网连接起来,形成调度自如的灌溉网络系统,采用优化理论,以多水源联网工程为基础,以输水费用最小为目标,建立了各水源间的水量调配模型,每个水源即可单独运行又可相互协调,实现了分散水源的统一管理,联合调配,提高了农业供水保证率。
研发的多水源自动控制系统,形成了多水源联网自动化调度系统工程平台,基于这个工程平台,按照优化配置的方案对区域地表水、地下水进行科学调度,实现了区域农业分散水源的精准灌溉,是我国农业用水高效管理的发展方向。
参考文献
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[6]郑环.徐州市农村水资源管理与规划[J].节水灌溉,2007,(5):71-73.
灌溉水源 篇2
法规名称：占用农业灌溉水源、灌排工程设施补偿办法
法规类别：规章
制定机关：水利部、财政部、国家计委
颁布日期：1995.11.13
实施日期：1995.11.13
（1995年11月13日水利部、财政部、国家计委水政资［1995]457号通知发布）
第一条 为了加强对农业灌溉水源、灌排工程设施的管理和保护，保障灌排面积的稳定和发展，维护国家、集体和个人管理、经营灌排工程设施的合法权益，根据《中华人民共和国水法》和有关规定，制定本办法。
第二条 凡占用国家所有的农业灌溉水源、灌排工程设施，或人为造成农业灌溉水量减少和灌排工程报废或失去部分功能的行为，均适用本办法。
第三条 国家对占用农业灌溉水源、灌排工程设施，或人为造成农业灌溉水量减少和灌排工程报废或失去部分功能的，实行有偿占用与等效替代相结合的原则。
第四条 国务院水行政主管部门负责本办法在全国的组织实施、检查和监督，其所属的流域机构负责本办法在其流域管理范围内组织实施、检查和监督。县以上地方各级人民政府的水行政主管部门，负责本办法在其管辖和授权管理范围内组织实施、检查和监督。
第五条 占用跨省级行政区受益的农业灌溉水源、灌排工程设施，并涉及到相邻省级行政区利害关系的，应当由占用行政区的水行政主管部门在事先征求相邻行政区水行政主管部门的意见后，报所在流域机构审批；重大项目经流域机构审查后，报国务院水行政主管部门审批。
第六条 任何单位或个人占用农业灌溉水源、灌排工程设施，必须事先向有管辖权的或管理权的流域机构和水行政主管部门提出申请，并提交有关文件资料，经审查批准后，发给同意占用的文件，并报上一级水行政主管部门备案。
第七条 从事各项建设，需要占用农业灌溉水源、灌排工程设施及造成灌排工程报废或失去部分功能的，占用者必须在申报建设项目可行性研究报告时，附具管辖该灌排工程的水行政主管部门批准的文件。
第八条 占用农业灌溉水源、灌排工程设施三年以上的（含三年），占用者应当负责兴建与被占用的农业灌溉水源工程、灌排工程设施效益相当的替代工程。无条件兴建替代工程的，占用者应当按照新建被占用等量等效替代工程设施的总投资额交纳开发补偿费。具体补偿数额，由被占用工程的管理单位编制提出占用补偿方案，经法定的评估机构评定后，由管辖被占用农业灌溉水源工程、灌排工程设施的水行政主管部门审核后，报同级物价、财政部门审定。
第九条 由国家财政投资建设的项目，需占用农业灌溉水源、灌排工程设施的，按照水利工程的现值，由占用单位负责补偿。
第十条 国家建设征用城市郊区菜地的，按《国家建设征用菜地缴纳新菜地开发建设基金暂行管理办法》执行，不再交纳开发补偿费。
第十一条 凡占用农业灌溉水源、灌排工程设施（包括占用期三年以上和三年以下），给工程管理单位造成的经济损失，经法定的评估机构评定后，报相应的水行政主管部门和同级物价、财政部门核准，由占用者给予赔偿。并交付被占用的水源工程、灌排工程设施管理单位，用于弥补损失，不得挪作他用。对三年以下临时占用期满的，占用者必须负责恢复工程被占用前的原貌，经原批准占用的水行政主管部门和有关部门验收合格后，方可办理交接手续。
第十二条 占用农业灌溉水源、灌排工程设施计收的开发补偿费，由县以上各级水行政主管部门会同财政部门依照管辖权限核收，纳入同级财政预算管理，专款专用。由国务院水行政主管部门和其所属流域机构审批的占用农业灌溉水源、灌排工程设施计收的开发补偿费，由占用者就地交人中央金库，并由国务院水行政主管部门及其所属流域机构负责监交。
第十三条 被占用农业灌溉水源、灌排工程设施核收的开发补偿费，专项用于农业灌溉水源工程、灌排工程开发项目和灌排技术设备改造。使用时由水行政主管部门编制项目计划，报同级财政部门核准后列支。对于没有开发条件的地区，应当将核收的开发补偿费交上一级财政部门，按照本条第一、二款规定使用。
第十四条 利用开发补偿费兴建的灌溉水源工程和灌排工程设施及其占用者补偿兴建的替代工程的所有权、使用权，由水行政主管部门会同同级财政部门确定。
第十五条 对违反本办法的单位和个人，县以上各级水行政主管部门依照本办法和有关法律、法规的规定，追究其行政法律责任。对于发生的治安、民事、刑事违法案件，应报公安、司法部门依法查处。
第十六条 本办法的实施细则和占用集体、个人所有和管理的农业灌溉水源、灌排工程设施的补偿办法，由省、自治区、直辖市人民政府结合各地实际情况制度。
国务院水行政主管部门所属的各流域机构可根据本办法制订实施细则，报国务院水行政主管部门批准，并报财政部、国家计委备案后实施。
第十七条 劳改、农垦等其他部门因被占用农业灌溉水源、灌排工程设施核收开发补偿费，应参照本办法执行。
第十八条 凡县以上地方各级政府制定的规章和规范性文件，与本办法不一致的，均应按本办法执行。
第十九条 本办法由国务院水行政主管部门、财政、计划部门负责解释。第二十条 本办法自发布之日起施行。
山东省占用农业灌溉水源、灌排工程设施补偿实施细则
省水利厅鲁水财函字[1997]18号
第一条 根据水利部、财政部、国家计委联合发布的《占用农业灌溉水源、灌排工程设施补偿办法》及有关法律法规、规章，结合我省实际情况，特制定本实施细则。
第二条 对占用国家所有的农业灌溉水源、灌排工程设施，或人为造成农业灌溉水量减少和灌排工程报废或失去部分功能及其他影响灌排工程设施按设计正常运行的行为，均适用本实施细则。
第三条 本实施细则所称农业灌溉水源是指用于农业灌溉的一切水源。包括水库、河湖和地下水及人工调水、利用水利工程设施提供的雨水、海水等其他水源。
本实施细则所称灌排工程设施是指与农业灌溉和以农村为主要目标的相关的一切灌溉排水工程设施。包括水库、闸、坝、灌渠、农用井、灌排泵站、蓄滞洪区和其他调水蓄水、排水工程及其附属设施。
第四条 在本省行政区域内对占用农业灌溉水源和灌排工程设施、人为造成农业灌溉水量减少、人为造成污染影响农业灌溉、导致灌排工程报废或失去部分功能及其他影响灌排工程设施按设计正常运行的行为，实行有偿占用与“等量等效”替代相结合的原则。
有偿占用与“等量等效”替代相结合系指社会效益补偿和水利资产经济损失赔偿，其补偿方式包括：等量等效的替代工程或者开发补偿费、赔偿费等。
“等量等效”替代系指修建与被占用灌溉水源、灌排工程设施数量（水量、流量、面积、工程量）相当，净效益（灌溉、排涝标准和社会效益及管理单位收益）相等的替代工程。替代工程方案与内容由被占用单位同意后报上一级水行政主管部门审定。
第五条 省水行政主管部门负责本实施细则在全省的组织实施、检查和监督。占用大型或者国有和省立项建设的工程及跨市地的灌排工程由省水行政主管部门审批。
市（地）、县（市、区）水行政主管部门负责本实施细则在其辖区的组织实施、检查和监督，具体负责市、县审批的建设项目，批准文件报省水行政主管部门备案。
第六条 任何单位和个人占用农业灌溉水源、灌排工程设施，必须填报《占用农业灌溉水源、灌排工程设施建设项目申请书》（见附录一），并提供有关文件资料。经被占用工程管理单位初审后，向水行政主管部门提出申请，由水行政主管部门审查批准，发给《占用农业灌溉水源、灌排工程设施建设项目批准意见书》（见附录一），并报上一级水行政主管部门备案。
第七条 占用跨省级行政区受益的农业灌溉水源、灌排工程设施，并涉及到相邻省级行政区利害关系的，应当由占用行政区的水行政主管部门在事先征求相邻行政区水行政主管部门的意见，并报省水行政主管部门审查同意后，报上一级水行政主管部门审批。
占用跨市地、跨县（市、区）行政区受益的农业灌溉水源、灌排工程设施，并涉及到相邻市、地行政区利害关系的，应当由占用行政区的水行政主管部门在事先征求相邻行政区水行政主管部门的意见后，报上一级水行政主管部门审批。
第八条 从事各项建设项目，需要占用农业灌溉水源、灌排工程设施及造成灌排工程报废或失去部分功能的，占用者必须在申报建设项目可行性研究报告时，附具有管辖该灌排工程的水行政主管部门批准的《占用农业灌溉水源、灌排工程设施建设项目批准意见书》。补偿方案和交费金额必须列入建设项目可研报告且一并评估。
第九条 占用农业灌溉水源、灌排工程设施三年以上（含三年），占用者应当负责兴建与被占用的农业灌溉水源工程、灌排工程设施等量等效的替代工程。
替代工程的设计、施工、验收必须按照水利工程基本建设的有关规定执行。替代工程经费应列入拟建项目工程预算，并于拟建设项目开工前下达到位、同步施工；必要时应先兴建替代工程，方可批准开工。替代工程分类见附录二。
第十条 利用开发补偿费兴建的灌溉水源工程和灌排工程设施以及占用者兴建的“替代工程”，其所有权和使用权仍按占用前工程属性不变，并由原管辖的水行政主管部门负责组织管理。
第十一条 无条件兴建替代工程的，由被占用工程的管理单位编制提出占用补偿方案，经法定的评估机构评定，由管辖被占用农业灌溉水源、灌排工程设施的水行政主管部门审核后，报同级物价、财政部门审定，由占用者给予补偿；占用农业灌溉水源的补偿，如果确定无法进行评估的，除按规定交纳水费外，按一年取水量计算，每立方米的补偿标准为150元。今后新的占用单位必须在占用行为发生前向水行政主管部门足额交纳开发补偿费。
第十二条 全部由国家财政投资兴建的建设项目需占用农业灌溉水源、灌排工程设施，且无条件兴建替代工程的，按照水利工程的现值，由占用者负责补偿。
第十三条 国家建设征用城市郊区菜地的，按《国家建设征用菜地缴纳新菜地开发建设基金暂行管理办法》执行，可不交纳新菜地灌排工程开发补偿费。
第十四条 占用农业灌溉水源、灌排工程设施计收的开发补偿费，由县级以上水行政主管部门会同财政部门，依照管理权限核收，纳入同级财政预算管理，专款专用。
第十五条 开发补偿费专项用于农业灌溉水源工程灌排工程开发项目建设和灌排技术设备改造及相应工程管理费用。
使用时由水行政主管部门编制项目计划，报同级财政部门核准后列支。
对于没有开发条件的地区，应当将核收的开发补偿费交上一级财政部门，按照本条第一、二款规定执行。
第十六条 有下列行为的单位和个人，经水行政主管部门同意应视为临时占用农业灌排工程。
（一）利用农业灌排工程行船及作临时码头的。
（二）确因需要在农业灌排工程上临时堆放物料和用作施工场地或开展经营项目等。
（三）占用影响期限在三年以下的。
第十七条 凡占用农业灌溉水源、灌排工程设施（包括占用期在三年以上和以下）给工程管理单位造成的经济损失，经法定的评估机构评定后，报相应的水行政主管部门和同级物价、财政部门核准，由占用者给予赔偿并交付被占用的水源工程、灌排工程设施管理单位，用于弥补损失，不得挪作他用。赔偿费标准如下：
（一）凡占用农业灌溉水源、灌排工程设施的，对地面附着物和青苗造成损失的应予赔偿，具体参照省物价局、财政厅（92）鲁价涉字第280号文标准执行。
（二）对因航道整修等原因确需改变航道利用农业灌排工程做通航和临时码头的，按船舶吨位，每次每吨位收赔偿费05元。军事、公安、防汛、水文测量、水质监测、抢险救护船只免收。
（三）三年以下临时占用，其赔偿费根据占用期限长短、给工程管理单位造成经济损失的大小，按等量等效替代工程总投资的20~30%交纳。占用期满，占用者必须负责恢复工程原貌，经原批准占用的水行政主管部门和有关部门验收合格后，方可办理交接手续。
第十八条 被占用农业灌溉水源、灌排工程设施的管理单位收取的赔偿费属于预算外资金，应纳入同级财政专户，实行收支两条线管理。
第十九条 对违反本实施细则的，县级以上各级水行政主管部门可以责令限期改正，赔偿损失，也可依照有关法律、法规的规定进行处罚。
对于发生的治安、民事、刑事违法案件，应报有关部门依法查处。
第二十条 占用集体、个人所有和管理的农业灌溉水源、灌排工程设施的补偿办法，参照本实施细则执行。
第二十一条 本实施细则由省水行政主管部门、财政、计划、物价部门在各自的职责范围内负责解释。
第二十二条 本实施细则自发布之日起施行。
附录1：占用农业灌溉水源、灌排工程设施建设项目申请书和批准意见书格式。
附录2：替代工程分类和补偿费用构成。
林甸县节水灌溉水源工程的分析 篇3
林甸县位于黑龙江省西部干旱地区, 松嫩平原中部, 地理坐标为东经124°18′~125°21′, 北纬46°49′~47°29′之间。南部与安达市、大庆市交界;西部与杜尔伯特蒙古族自治县为邻;东与明水县、青冈县接壤;北与富裕县、依安县毗连;西北隔乌裕尔河与齐齐哈尔相望。全县总面积3493.1km2, 其中:耕地面积225.5万亩, 草原面积152.3万亩。该区位于林甸县花园镇中心村境内, G015国道自南向北穿过该区, 永丰路自东向西使该区连接, 且村屯间有村路相连, 交通十分便利。
林甸县地势低平, 东北略高, 地形缓缓向西南倾斜, 自然坡降1/3000左右, 海拔高程在175~154之间, 呈缓状大平原, 小地形较为复杂, 平原分布有碟形洼地、闭塞的锅底坑, 境内无丘陵, 南部草原受风沙影响形成起伏的条状沙丘。该区属低平原区, 地势平坦。
2 水源资料
林甸县境内有双阳河、乌裕尔河及北引、中南引两条人工运河。双阳河属季节性河流, 冬春无水, 夏秋洪涝, 没有灌溉作用;乌裕尔河为界河, 县境内长度12.5km;北引、中南引在林甸县境内主要保证水田供水。县地表水资源较贫乏, 地下水资源丰富, 主要开采第四系中下更新统空隙承压水, 且补给条件好, 地下水补给量为1.93×108m3/a, 补给模数为5.53×104m3/a·km2, 地下水可开采量为1.43×108m3/a, 可开采模数为4.08×104m3/a·km2;现状开采量为0.52×108m3/a, 占可开采量的36%。
该区所在区域地表水缺乏, 农业灌溉以地下水为主, 地下水资源总量为2847万m3。本区存在季节性冻结层上水, 潜水和承压水, 季节性冻结层上水存在于包气带中, 含水层溶性为黄土状亚粘土, 此水对土壤的盐渍化的形成起显著作用。
潜水埋藏较浅枯水期5-6月埋深4.0-7.0米, 丰水期8月下旬-9月上旬, 埋深1.3-1.7米, 变化幅度2-3米, 秋末冬初埋深2.5米左右, 上升快, 下降缓慢, 潜水流向与地形倾向大体一致, 呈东北-西南方向, 水力坡度1/2700。潜水化学类型以重碳酸钠、镁型为主, 矿化度0.5-1.0克/升, 个别地带达1.5克/升, 潜水与承压水无明显联系, 但对盐渍化起绝对作用, 所以要控制其上升。
承压水以第四系和第三系 (上、下) 双层含水层。上层为第四系砂砾石孔隙承压水, 含水层厚度在50米左右, 顶板埋深40-55米, 承压水水头27.9-42.69米, 距地表10米左右, 流向东北-西南, 渗透系数30-50米/昼夜, 涌水量为40-120立米/小时, 化学类型为重碳酸钠型及碳酸钠镁型水矿化度0.5-1.0克/升, 铁离子含量适中, 符合灌溉水质要求。现成井均开采上层承压水, 井深95m左右, 单井涌水量60吨/小时。
下层为第三系太康组砂岩, 砂砾岩含水层, 顶板埋深一般在100-150米, 目前不易开采。
3 水文、气象及土壤资料
林甸县属温带大陆性气候, 受内蒙古和西伯利亚气候的影响, 四季冷暖分明, 春秋两季多风少雨, 夏季高温多雨, 冬季寒冷干燥漫长, 其特点是气温变化大, 日照时间长, 降雨时空分布不均, 风多风大、频率高, 土壤蒸发量大, 春夏之交干旱频发。易形成“春旱、夏涝、秋早霜”的灾害, 严重的威胁着农业生产的发展。
该地多年平均气温2.3℃, 一月份最冷, 平均气温-18.4℃;极端最低气温-39.2℃, 七月份最热, 平均气温22.6℃, 极端最高气温39.8℃。多年平均降雨量420mm, 降雨年内分配不均, 时空、地域分配不均, 差异较大, 一般多集中在汛期6-9月份, 占全年降雨量的70%;春季风大雨少, 雨量仅占全年的15%, 年蒸发量为1440mm, 年日照2822小时, 初霜在九月下旬, 终霜在五月中旬, 无霜期为125天左右, 最大冻土层深度2.3m, 风向多为西北和西南风, 历年平均风速为4.0m/s, 最大风力九级。
林甸县土壤主要有黑钙土、草甸土、碱土、风沙土等。土壤以碳酸盐草甸土、碳酸盐黑钙土、风沙土为主。腐殖质土层厚度一般在12~30cm, 由西向东逐渐加重, PH值为2.5~9.5, 腐殖质含量为2%~5%。项目区土壤为碳酸盐黑钙土, 容重为1.35g/cm3, 田间持水量35%。
4 节水灌溉工程类型选择及分析
节水灌溉工程类型的选择是根据我县的自然地理因素, 采取因地制宜的原则, 并注意工程与其它相关措施相结合, 以及对作物布局, 当地经济发展水平, 生产管理体制、农业发展因素及投资水平相适应。确定为投资适中、技术先进, 较易于掌握的管道移动式喷灌系统作为露地作物的主要应用技术。
根据当地种植结构调整的需求, 现有水土资源的能力与投资额度, 节水灌溉工程类型确定为涂塑软管道移动式喷灌形式。以该区节水灌溉工程70处, 每处工程为1个区, 共70个区, 面积16800亩, 作物种类为玉米为例。
4.1 水源。
喷灌式水源类型为建设水源井工程开采利用地下水, 该区新建水源井工程70处, 并配套动力工程, 各地块水源井位置在考虑影响半径的情况下移动式尽量位于地块中央。单井涌水量60m3/h左右, 地下水埋深1.3-1.7m, 静水位埋深12m, 动水位埋深10m, 成井深度95m左右, 宜井间距300~500m。单井控制面积250亩。矿化度小于0.85-1.66g/l, PH值7.8-8.2, 水温2-5℃, 符合灌溉水质要求。因此, 该地区以开采地下水为水源建设项目区保证率极高。
4.2 首部枢纽。
首部枢纽包括井房、潜水电泵、闸阀、安全阀、水表、压力表等。潜水电泵的各种参数及配套部件选用沈阳潜水电泵股份有限公司生产的QJ系列潜水电泵, 该产品取得了ISO9000认证。该公司生产的潜水电泵机组由泵工作部分、潜水电机、管路部分 (包括扬水管、泵座等) 、电缆、闸阀等组成。泵与电机通过联轴器直接相连潜入水中工作。泵工作部分是机组的核心, 由叶轮、中壳、上壳、泵轴、轴承、进水节、逆止阀、和阀体等零件组成, 潜水电机是机组的动力源。
4.3 动力配套。
适合该区动力配套有二种:一种以电为动力;二是以柴油发电机为动力。但经过实际踏查, 该区水源工程位置距离高压线路较远, 配电投入较高, 所以配机较为合理, 配套机组功率为15kw的柴油发电机组, P总=70×15=1050kw。
4.4 水量平衡计算。
该区地下水年可开采量为500万m3以上, 该区灌溉面积16800亩玉米作物灌溉日用水量58730m3, 年用水量123~164万m3。
水量平衡分析:水量平衡通过分区计算, 全系统日用水量58730m3, 用水流量3414.6m3/h;全系统日供水量60200m3, 供水流量3500m3/h, 系统供需平衡, 满足水量平衡要求。
该区16800亩工程面积建成后, 通过建设可节水、节能、增产增收, 从而提高经济效益。与传统灌溉相比, 每年可节水110万m3, 节能15.1万kw·h。