3712亩节水增效示范项目可行性研究报告(编辑修改稿)

3712亩节水增效示范项目可行性研究报告(编辑修改稿)内容摘要：

上 中 下 上 中 下 上 中 下 生育期 苗 期 蕾 期 花 铃 期 吐絮期 滴灌 次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 12 灌水 定额 方 /亩 15 12 12 12 20 20 20 20 20 15 12 12 10 200 水土平衡分析 项目区可供农业灌溉的总水量为 万 m3，在项目实施前灌溉水量为 万 m3，项目实施后灌溉水量为 74 万 m3，因此本项目的实施有水源保证。 项目实施后比实施前节余水量 万 m3。 第六章 工程方案 工程布置原则 本工程布置原则遵循下面两点： 农业发展总体规划的要求。 ，降低系统投资和运行费用，运行管理方便，工作稳定可靠。 工程总体方案 方案选择 本工程的方案选择主要是针对喷灌和滴灌的优缺点进行比较。 亩节水 增效示范项目可行性研究报告 18 喷灌是将灌溉水通过喷灌系统（或喷灌机具），形成具有一定压力的水，由喷头喷射到 空中，形成水滴状态，洒落在土壤表面，为作物生长提供必要的水分。 作为一种先进的灌水方式，它的优点是： 小 ； b. 与常规灌溉相比，具有节水和增产的作用；但是，作为一种全面灌溉，它具有以下缺点： ， 3 级以上风力时应停止 运行； 及飘洒 损失相对较大 ； ，运行费用比滴灌高； ，花铃期喷洒易对花铃产生不利影响，影响棉花产量和质量。 滴 灌是利用 滴 灌设备组装成 滴 灌系统，将有压水输送分配到田 间 ，通过灌水 器 以微小的流量湿润作物 根部附近土壤的一种局部灌水技术。 滴 灌可以非常方便地将水施灌到每一株植物附近的土壤，经常维持较低的水应力满足作物生长需要。 它的优点是： a. 比喷灌省水； 用； ，提高了肥料的利用率； ，田间土壤疏松，可免于中耕或少中耕，节省机力； ； 而言，运行费用低；缺点是膜下滴灌 灌水器出口很小，易堵塞， 故 对过滤系统要求高。 但是通过近几年的实践，对水质的处理，摸索出了行之有效的方法。 方案比较结论 从上面表述中，可以看出滴灌比喷灌有许多 的优点，并且更适合于干旱半干旱的气候条件，故本次节水增效示范项目选用膜下滴灌技术。 亩节水 增效示范项目可行性研究报告 19 工程规模布局 本项目面积总计为 亩，共分为三个大系统，全部在 8 连，由一支渠供水，支渠的流量为 ，其下分为 3 条斗渠，因此该支渠流量分配到每条斗渠流量均为 m3/s，每条斗渠控制面积 1350 亩。 由于选用的示范地块大小形状基本一致，土质条件也基本相同，水源又均来自同一条支渠，所以为了起到更好的示范比较的作用，在三个大系统的滴灌模式选型上选用了三 种膜下滴灌模式：一斗渠采用辅管轮灌（支管地埋 PVC 管，带水阻管）设计模式，二斗渠采用辅管轮灌（地面 PE 支管）方案设计模式，三斗渠采用支管轮灌设计模式。 通过这次示范比较的结论，用实践和事实来寻找一种最适合本地的膜下滴灌设计模式，以便于以后更好的在本地开展膜下滴灌。 工程设计 系统概述 一二四团节水灌溉示范项目总面积为 亩，共分 3 个大系统，每个大系统分为两个独立运行但共用一个泵房和沉淀池的小系统。 这样整个示范项目分 6 个独立运行的小系统， 3 个泵房， 3 个沉淀池。 基本资料 （ 1）水 源 一二四团节水灌溉示范项目水源来自古尔图河水，经 2020 年 7 月 1 日分析取样其水质情况大概为： 悬浮泥沙含量： 4800mg/l 粒径小于 占 %（粘土） 亩节水 增效示范项目可行性研究报告 20 粒径小于 占 %（细泥土，粘土） 粒径小于 占 %（粗细泥土，粘土） 粒径小于 占 %（极细沙，粗细泥土，粘土） 粒径小于 占 100%（中、细沙，粗细泥土，粘土） （ 2）土壤状况 由于受大陆荒漠气候影响，植被稀少。 腐殖质积累甚多，矿化作用强。 因此，土壤形成过程主要是荒漠化过程。 成土过程是脱藻泽过程。 由于气候干旱，土壤盐分随土地中水分蒸发而上移，部分盐分随河流带入，因而成土过程又是一个盐化过程，土壤较易发生次生盐渍化。 土壤肥力总的状况是：富钾、缺磷、缺氮、有机质少。 本项目区土质主要为中、轻壤土的混合式，其中中壤土所占比重较大。 滴灌规划地土质情况具体见表 62。 表 62 中土质一栏为系统土壤组合中含量比重最大的土壤类型。 （ 3）作物资料 该项目区种植作物为棉花 ,其种植模式为 :18— 45— 18— 60,其中 18 为棉花窄行间距， 45 为棉花宽行间距， 60 为膜间距。 项目区滴灌地基 本资料 表 62 地块名称 8 连 1 支 1 斗 8 连 1 支 2 斗 8 连 1 支 3 斗 合计 地块面积 (亩 ) 1350 1350 系统个数 2 2 2 6 系统面积 (亩 ) 系统 1 系统 2 系统 1 系统 2 系统 1 系统 2 675 675 675 675 土 质 中壤 中壤 中壤 中壤 沙壤 沙壤 容重 (g/cm3) 地 形 西高东低 、南高北低 亩节水 增效示范项目可行性研究报告 21 坡 度 东西向 ‰、南北向 ‰ 系统水源 渠水 水源泥沙平均粒径 种植作物 棉花 种植模式 18451860 作物株距（ cm） 7 水源分析及水源工程规划 、水源分析 为渠水滴灌，水中泥沙含量较多，因此水质处理的重点是在洪水期考虑泥砂沉淀问题。 通过首部的拦污栅，沉淀过滤池，网式过滤器处理后，基本达到滴灌水质要求。 水中含盐量（矿化度 ）基本能满足作物灌溉水质要求。 、水源工程规 划 滴灌系统的水源为渠水，在水量上，完全能够满足滴灌用水要求。 由于沉淀池造价较高，所以在水质处理方面应考虑两个或两个以上系统共用一个沉淀过滤池，以降低系统总造价。 （ 1）、主控过滤器选用 经取水源水样于瓶中放置 50 分钟时，上层水样基本澄清，其下层悬浮泥含沙量在 23744081mg/l 之间，再经 120 目网式过滤器过滤后，水中泥沙粒径约为 毫米远小于迷宫式滴灌带出水口最小直径 毫米。 所以过滤系统选用沉淀池 砂石过滤器 120 目网式过滤器组合。 （ 2）、沉淀池的设计 不同滴管的滴头通过含悬浮泥沙水流（浓度及颗粒级配）的能力十分悬殊。 滴头输沙的固有特性决定着过滤器的过滤精度、沉淀池的表面负荷及泥沙去除等，是一个相互联系的、密不可分的系统。 因此，本项目区滴 亩节水 增效示范项目可行性研究报告 22 灌系统沉淀池采用下列两种方法进行比较设计： ① 方法一（摘自《微灌工程技术》）： 沉淀池尺寸确定： 沉淀池是根据水流从进入沉淀池开始，水流所挟带的设计标准粒径以上的砂粒以沉速 V 下沉，当水流流到池出口时砂砾刚好沉到池底来设计的。 沉淀池长度： h≥ 米 沉淀池宽： B=VQFS5 沉淀池 长度： L=5B V= 2D (γ 1) 其中： D—— 设计标准粒径， mm； γ —— 泥沙颗粒比重， g/cm2； A—— 沉淀池表面积， m2； Q—— 设计流量， m3/s； V—— 设计标准粒径的沉速， m/s； Fs—— 蓄水系数，取 2； ② 方法二：（摘自林性粹、魏永曜《农业供水工程》， 出版） 沉淀池的设计计算： a、沉淀池表面积（ A） A=Q/u0 式中 ： A沉淀池表面积 （ m2）。 Q滴灌系统毛用水流量 （ 产水量 m3/s） u0沉淀池表面负荷 (m/s) b、沉淀池长度（ L） L= 亩节水 增效示范项目可行性研究报告 23 式中： L沉淀池长度（ m） v沉淀池中泥沙 水平流速（ mm/s） t泥沙沉淀 时间（ h） c、沉淀池宽度 （ B） B=A/L 式中 ： B沉淀池底宽 （ m） A沉淀池表面积（ m2） L沉淀池长度（ m） d、有效水深（ H1） 有效水深是指沉淀池水面至存泥层上表面的高度，其值按下试计算： H1=（ QT） /（ BL） 式中： H1沉淀池的有效水深（ m） Q沉淀池的产水量（ m3/h） T停留时间（ h） B沉淀池宽度（ m） L沉淀池长度（ m） e、存泥区 存泥区容积（ V） 沉淀池存泥区的容积以下式 表示： V= 86400QCPT/r 试中： V存泥区容积（ m3） Q沉淀池设计 流量（ m3/s） C原水（渠水）设计含沙量（ Kg/m3）， 亩节水 增效示范项目可行性研究报告 24 一般 C= P沉淀池的沉淀系数 P=90% T清除沉淀泥沙的间隔时间（ d）， 在混水入池期间，采用 T=6 天 r泥沙容重（ Kg/m3） 存泥 区深度（ H2） 沉淀池的存泥区深度为： H2=V/BL 试中： H2存泥区深度（ m） V存泥区容积（ m3） B沉淀池宽度（ m） L沉淀池长度（ m） 以上两种方法计算成果见表 62，从表 62 可以看出，采用方法二计算沉淀池时考虑的因素较多、更合理。 因此本项目滴灌沉淀池的设计采用方法二的计算成果。 由于三个沉淀池的面积均在 1100～ 1400 亩之间，所以，本项目区的三个沉 淀池的大小尺寸取为一致。 具体设计见沉淀池设计图。 （ 3）、施肥装置的选择 施肥装置是滴灌系统的重要组成部分之一，被称为滴灌系统的营养器。 现在在农业中广泛使用的主要有四种施肥装置：压差式施肥罐、文丘里吸入式施肥器、开敞式施肥器以及泵注入式施肥装置。 后三种一般用于小面积农田作物和温室大棚。 压差式施肥罐由于其价格低廉、施肥方便、易于管理操作和大容积等优点而广泛用于大田作物。 亩节水 增效示范项目可行性研究报告 25 压差式施肥罐的容积的确定一般按下式计算选择： S SGAV )1(  式中： V—— 肥料罐容积（升）； G—— 单位面积需施用某种化肥的重量（千克 /公顷）；棉花主要施用尿素，根据已施工滴灌运行情况，每次施用 135Kg/公顷。 A—— 滴灌系统一个轮灌组控制的面积（公顷）；本项目轮灌组控制面积约为 公顷。 S—— 化肥的溶解度，即 20℃时 100 千克水可溶解的化肥量（千克）；尿素的溶解度为 105 千克。 ρ —— 化肥溶液的密度（千克 /升）；尿素的密度为 千克 /升。 经计算，经计算 V=256 升，本项目滴灌系统施肥罐容积实际取 300L。 设计耗水强度 Ea 设计耗水强度 Ea 采用频率为 85%设计年月平均耗水强度峰值，该值由下式计算 : ET=Kw Kc ET0 Ea—— 设计耗水强度； mm/d ET—— 阶段日平均需水量； mm/d ET0—— 阶段日平均参照需水量； mm/d Kw—— 土壤水分修正系数； Kc—— 作物系数； 参照作物需水量由修正后的彭曼公式计算： 亩节水 增效示范项目可行性研究报告 26 10000PPERPPETn 式中： P0—— 标准大气压， P0=； P—— 计算地点平均气压； hPa； Δ —— 平均气温时饱和水气压随温度的变率， Δ =dea/dt； T—— 平均气 温，℃； γ —— 温度计常数，γ =℃； Rn—— 太阳净辐射，以所能蒸发的水层深度计（ mm/d）； Ea—— 干燥力， mm/d； 通过对 气象站三十年（ 19581988）的气象资料分析、计算，确定 30 年逐月平均需水量，确定设计保证率 P=85%时， Ea=。 滴灌带型式的选择 由于滴灌带用量较大，所以滴灌带的选择型式决定整个滴灌系统的造价，用在大田中的型式主要有复用型内镶式滴灌带和非复用型单。