首页 期刊 论文范文

高标准农田之高效灌溉工程设计

所属栏目:农业工程科学论文 发布日期:2021-03-12 09:50 热度:

   根据山东省农业农村厅下达《关于报送2020年中央预算内投资农业项目投资计划的通知》的精神要求,德州市陵城区选定了于集乡、边临镇作为高标准农田的项目区。项目区农业生基础设施大都建设于十几年以前,存在设计标准偏低的问题。加之已运行十多年,部分设施出现老化现象。农业措施不配套,造成土地利用程度低,肥力低下;部分田间生产道路窄而不平,不适合农业机械耕作和机械运输,不能满足正常的生产经营活动;灌溉以密长畦大田漫灌为主,灌溉水利用系数低,灌溧困难且成本较高,水土流失严重,从而造成粮食综合生产能力低下,农业综合生产能力不稳。

高标准农田之高效灌溉工程设计

  1 水源工程设计

  根据工程的规模和数量,选择具有代表性的孙国庄村1号泵站工程进行典型设计。

  1.1 建筑物等级孙国庄村1号泵站控制灌溉面积30.8 hm2 ,泵站设干管3条,每条干管控制灌溉面积分别为12.87 hm2 、12.27 hm2 、5.67 hm2 ,考虑到灌溉季节的泵站使用的灵活性和管理方便的因素,每条干管均配备一套潜污泵,总设计流量172.5 m³/h。根据《泵站设计规范》(GB/T50265- 97)的有关规定,工程规模确定为小(2)型;工程等别:V等,主要建筑物5级,次要建筑物5级。

  1.2 泵站布置潜污泵站的主体工程包括进水建筑物和阀井组成。进水池开口设在河道内,采用喇叭口型设计,采用C25 混凝土护底,两岸为M10浆块石挡土墙,进水池口设密目钢网拦污,焊接在拦污栅上。工程选用立式潜污泵,将水泵固定在进水池内。提水泵房采用预制泵房,首部设置逆止阀、安全阀、进排气阀、水表等。通过对不同灌溉面积(12.87 hm2 、12.27 hm2 、5.67 hm2 )农田进行扬程计算,所需泵的扬程分别为21.62 m、22.48 m和17.59 m。

  2 灌溉管网工程设计

  2.1 基本情况以孙国庄1#泵站的管网为例进行潜污泵站管道输水灌溉管网的典型设计。典型区总耕地面积30.8 hm2 ,典型区耕作层土壤为轻壤土,容重为1.4 g/cm³,田间持水率 22%,农作物主要为小麦、玉米。根据多年灌溉经验, 4—5月份小麦灌溉和春播同时用水期为作物需水高峰,平均日需水强度Ea=5.5 mm/d。而玉米生长期正逢雨季,适时灌水即可满足。设计时以小麦日需水量最高的灌浆期确定灌水定额。适宜土壤含水量上限θmax取田间持水率的95%,下限θmin取65%。 2.2 灌溉工程布局 2.2.1  管网布局原则。管理设施,水源、路管道统一规划,合理布局,全面配套,统一管理,尽快发挥工程效益。依据地形、地块、道路等情况布置管道系统,要求线路最短,控制面积最大,便于机耕,管理方便。管道尽可能双向分水,节省管材,沿路边及地块等高线布置。为方便浇地、节水、长畦要改短。按照村队地片、分区管理,并能独立使用的原则。 2.2.2  管网布置。根据项目区作物种植情况和经济发展水平,易采用半固定式管道系统。铺设干、支、斗三级管道,地面通过给水栓直接套接软管向田间供水。干管与支管连接处设置分水控制设施。干管尽量布置在生产路、排水沟渠旁成平行布置。给水栓或出水口应按灌溉面积均衡布设,间距满足《低压管道输水灌溉工程技术规范》要求。管道铺设力求顺直,避免起伏,以减少水流阻力和水头损失。管道过沥青砼路为路面下穿钢筋混凝土管或顶管跨越的方式,过一般土生产路,管道采用直埋式,埋深为0.6 m。干管、支管采用钢管跨越方式。过小沟采用沟上设涵管,上铺设管道。 2.2.3  布置形式。根据水源位置、控制范围、地面坡度、作物种植方向等条件基本情况,通过方案比较,管网按照梳齿形布置,干管沿河道布置,支管垂直于干管,斗管垂直于支管。斗管双面供水,间距100 m左右,给水栓双向分水,间距50 m。

  3 信息化工程设计

  为了实现2020年陵城区高标准农田建设项目区内灌溉水量的精确计量和水费计收,因此在项目区内建设信息化工程,每台水泵均配备取水计量一体机,同时在陵城区农业农村局农水股建设信息化中心,每台水泵的灌溉信息数据不仅可以远传至信息中心,同时控制中心可以对每台水泵进行远程控制。

  3.1 系统的组成水情信息化系统由计算机(服务器)、管理机、水电双计智能灌溉控制器(取水计量一体机)、流量计、 IC卡、无线传输网络等组成。项目区内每台水泵均配套一台水电双计智能灌溉控制器(取水计量一体机),每个农户发一张机泵灌溉射频卡,每个村配置一台计算机,负责和本村安装的水电双计智能灌溉控制器(取水计量一体机)通过无线方式通讯,读取各控制器的数据,包括各泵站的总用电量、总取水量、年取水量、瞬时流量、当前水位以及箱门开关状态、供电状态、用户余额状态、遥控状态、电表工作状态等,同时把相关数据通过无线GPRS方式上报到控制中心,还可为本区域农户的IC卡充值,农户在浇地前必须先持IC卡充值,然后刷卡浇地,浇地完成后再次刷卡即可关闭水泵,取走卡内余额,在本次浇地过程中用了多少电(水)费,就自动从农户卡内扣除多少,卡内余额用完,自动停泵,一台水电双计智能灌溉控制器可以供多个农户(轮流)使用。

  3.2 信息化平台信息化平台可分为:智能灌溉信息化云平台软件、手机APP软件、水电双计智能灌溉控制系统(硬件)、流量计量系统、电量计量系统、视频监控系统(硬件)、数据无线远传系统等。 3.2.1  智能灌溉信息化云平台软件。具有对各个灌区数据实时采集,支持海量数据的存储和处理功能,对终端数量没有限制;支持多级权限管理功能,可对用户设定不同的使用权限,满足数据保密性要求;数据分析、统计和报表功能;图形化显示,表计故障、能耗异常自动告警。新增设备系统自动识别,自动实现系统的扩容,软件采用云平台架构,无需安装软件,网页访问,支持多用户浏览。软件具有GIS地图功能,实现泵站显示与坐标定位,用户数据、泵站数据、行政数据及远程控制管理,基础数据维护等。泵站显示:根据不同级别系统自动在地图上载入管辖的泵站,鼠标点击地图上泵站,弹出泵站详细信息的窗口,根据功能,在弹出的窗口里可以点击“实时数据”链接,查看泵的实时数据。泵站坐标定位:此功能时根据所辖范围内的泵站,在地图上选择泵进行泵站地图坐标录入配置。用户数据管理:主要包括了用户数据查询、用户卡号查询、用户灌溉记录查询、用户能耗分析;通过这几项子功能,使用户详细了解自己的灌溉信息、灌溉记录以及灌溉所耗的水、电以及费用。泵站数据管理:主要包括泵站信息查询、泵站能耗分析、泵站灌溉记录查询、泵站报警数据分析;通过这几项子功能,详细的掌握泵站基本信息、能耗、引水量、报警以及灌溉方面的数据。行政数据管理:针对不同级别权限的用户,查看不同级别(市用户查看各县区、县用户查看各乡镇、镇用户查看镇所辖村、村用户查看本村)的泵站用水量、用电量、消费额汇总以及曲线展示。远程控制管理:主要包括泵站远程控制功能;通过不同级别层次展示出各自管辖的泵站,针对泵站进行实时控制管理(用户剩余水量报警值、水位基位及上下限、水压上下限值、年度可开采水量、继电器状态控制、自报时间间隔配置、计费参数信息配置)。基础数据维护:主要包括卡号信息维护、水泵信息维护、用户审核、用户卡号分配、用户权限分配、密码修改。 3.2.2  手机APP软件。智能灌溉APP是信息化云平台的数据层为基础,为灌溉用户(村民)和行政用户(村/镇 /县/市/省各级管理员)提供灌溉记录和能耗统计等数据查询的安卓手机应用。灌溉用户以射频卡ID号登陆,可查询所有灌溉记录,包括灌溉时间,灌溉用水量、灌溉用电量、本次灌溉金额、剩余灌溉金额、年可用电量、累计用水量、累计用电量等信息。行政用户分为村级行政用户、乡镇级行政用户和县市级行政用户。村级行政用户可查询所辖范围内所有泵的灌溉记录,包括:每座泵站的灌溉记录,所有泵的累计用水量、累计用电量,年可开采水量、年可用电量等信息。

  4 结语

  高效灌溉工程的设计,可使项目区农田灌溉条件将有很大改善,农田质量、农业生产管理水平也将随之提高,种植结构更加优化、合理,灌溉周期缩短,浇水及时,肥料的利用率提高,促使作物增产。另外,可使项目具有显著的节水、节能、节地、省工的效果。

  参考文献

  [1] 白国玉.高标准农田建设高效节水灌溉技术及推广[J].长江技术济,2020,4(S2):66-67.

  [2] 阎存立.在高标准农田建设中大力发展高效节水灌溉[J].中国农业综合开发,2020,(1):26-27.

  [3] 潘浩.分析高标准农田项目的高效节水灌溉工程设计[J].低碳世界,2019,9(12):109-110.

  《高标准农田之高效灌溉工程设计》来源:《农业开发与装备》,作者:高卫国

文章标题:高标准农田之高效灌溉工程设计

转载请注明来自:http://www.sofabiao.com/fblw/nongye/gongcheng/45198.html

相关问题解答

农业工程科学论文

搜论文知识网的海量本科毕业论文、硕士论文及职称论文范文仅供广大读者免费阅读使用! 冀ICP备15021333号-3