农业灌区水利工程设计指标及综合研究
2022-12-21
[摘要]针对某干旱地区的农业灌区水利工程进行设计，对其工程建设内容和任务进行规划，设计工程总体布局，计算水量及调配情况，并对该工程进行指标评价，提出相关意见。结果表明，该地区蒸发量远大于其降雨量，干旱是该地区最主要的气候问题。水资源作为影响农业发展的因素之一，在影响耕种收成的同时，也影响着当地的经济发展。该地区作物种植面积最大的为硒砂瓜，占比70%。主要田间灌水方式为滴灌方式。枸杞所需的灌溉定额最大，为2100m/hm32;硒砂瓜所需灌溉定额最小，为450m/hm32。每年由于农业灌溉产生的水量为1423×104m3，折算至每公顷水量约为870m3。折算为年均取水量为2006×104m3，平均每公顷农业用田所需取水量为1200m3。由于解决了该地区农业灌溉问题，有助于农业的多样性发展，进一步巩固拓展脱贫攻坚成果与乡村振兴的有效衔接。要推行项目的实施与建设，需对当地居民进行相应的素质教育，科普相关知识，使当地居民对灌区技术有一定的了解，以提高其对项目的认可与支持，提高居民的节水意识。
[关键词]农业灌区;综合分析;生态效益
1 概述
目前，我国部分地区干旱现象较为严重，这些地区的水资源问题成为制约当地经济发展的瓶颈。农业灌区工程可以改善干旱地区的水资源缺乏问题，许多学者为此进行了研究。杨振峰等[1]以某地灌区为研究对象，利用VOSviewer软件，对其各项指标进行评价，其结果可为当地灌区建设提供指导意见。马伟等[2]以某地区灌区为研究对象，对其生产建设提出了相应的意见。张乙[3]研究了某地区灌区建设过程，对其管理和可持续技术进行研究与完善。张吉孝等[4]分析和总结了某地区灌区存在的技术问题，对其存在的问题提出相关的改进意见。杜军等[5]以某地区灌区为研究对象，分析总结其施工过程中存在的问题，为灌区建设提供指导意见。魏欢等[6]研究了灌区建设过程的工程造价问题，对其建设全过程涉及的费用进行计算，并得出其水价。
本文针对某干旱地区的农业灌区进行设计，对其工程建设内容和任务进行规划，设计其工程总体布局，计算其水量及调配情况，并对该工程进行指标评价，提出相关意见。
2 项目概况
该项目位于某地区交界处，地处干旱地区。相关地理情况见表1。
表1 相关地理情况
该地区相关基础设施落后，人口以回族为主，为多种聚居区组成的国家级深度贫困地区。由于该地区蒸发量远大于其降雨量，干旱是该地区最主要的气候问题。而降雨作为水资源来源的一部分，该地区的降雨量决定了该地区干旱程度。该地区地处贫困地区，大部分居民的生活收入依靠耕种。水资源作为影响农业发展的因素之一，在影响耕种收成的同时，也影响着当地的经济发展。所以，为巩固拓展脱贫攻坚成果与乡村振兴的有效衔接，应保障水资源的供给，在保证居民生活的前提下，实现经济的稳步增长。
3 工程建设任务及内容
3.1 工程建设任务
该地区土地主要以干旱耕地为主，现有补灌面积0.6533×104hm2，总面积为2.42×104hm2。在对该地区水文地质条件等多方面调查后，综合分析该地区具体情况，为满足其水资源需求，在原有补灌面积的基础上，增加该地区的灌溉面积至1.0133×104hm2。
3.2 工程建设内容
该项目主要骨干工程分为泵站、管道和蓄水池等。分别设置两个泵站，其总扬程为306m，并设置3套输水系统，其最大运行容量为9800kW。管道总长40.1km，沿东西方向布置。蓄水池容量为100×104m3，高12m，顶部宽6m。
配水工程主要由蓄水池、管道等设施组成;供电工程主要由变电所、供电线路和泵站等设施组成;自动化及信息工程主要由电磁阀、监控设备和数据平台等设施组成;灌区田间工程主要由5个片区组成，其中包括蓄水池、配水干管等项目。
4 水量计算及调配
在对该地区水文地质条件等多方面调查后，综合分析该地区具体情况，为满足其水资源需求，设定该地区水源工程控制灌溉面积为1.4×104hm2。主要设置两个泵站，其流量分别为1.6、1.3m/s3，用水规模为338×104m3。
4.1 水量计算
为保证该项目所在地区农业正常发展，需计算该地区灌溉水量。结合当地水文地质条件，综合分析该地区具体情况，该地主要种植作物情况见表2。
表2 主要种植作物情况
由表2可知，该地区作物种植面积最大的为硒砂瓜，占比70%;主要田间灌水方式为滴灌方式。枸杞所需的灌溉定额最大，为2100m/hm32;硒砂瓜所需灌溉定额最小，为450m/hm32。根据表2计算可得，每年由于农业灌溉产生的水量为1423×104m3，折算至每公顷水量约为870m3。折算为年均取水量为2006×104m3，平均每公顷农业用田所需取水量为1200m3。
4.2 水量调配
该地区地处干旱地区，降雨量较少，而蒸发量较大，对水资源的需求量较大，对该地区的水资源分配也较多。该地区年均节水量为1500×104m3，该项目所需水量为1418×104m3。项目所需水量小于该地区年均节水量，所以可保持原始用水指标不变。
5 项目指标评价分析
该项目签订PPP合同，其建设周期为3年，主要从经济、社会、生态等方面对其进行评价分析。
5.1 经济方面
该项目净现值为6332万元，其经济内部收益率为6.32%，其对国家经济的贡献指标满足规范要求。
5.2 财政方面
对该项目成本进行分析，其相关信息见表3。
表3 成本计算表
5.3 项目效益
该项目总面积为1.4×104hm2，农业灌溉产生的水量为1423×104m3，每公顷水量约为870m3，年均取水量为2006×104m2，该项目灌区灌溉效益见表4。
表4 该项目灌区灌溉效益
5.4 社会效益
该地区为贫困地区，大部分居民的生活收入依靠耕种。水资源作为影响农业发展的因素之一，在影响耕种收成的同时，也影响着当地的经济发展。该项目不仅解决了本地区的农业灌溉问题，同时也解决了本地区的经济问题，具有良好的社会效益。由于解决了农业用水问题，当地农业得到相应的发展，其种植作物的选择更多，有助于农业多样性。
由于该地居民主要依靠农业种植作物作为经济来源，该项目保证了农业种植的灌溉，从而保证了农作物的产量。在此基础上，对居民的收入有一定的保障性，从而促进贫困地区的产业发展，实现乡村振兴，壮大集体经济。
5.5 生态效益
绿色发展是推动构建人类命运共同体的战略抉择。通过该项目的实施，既改变了当地的干旱环境，同时提高了生态效益。通过满足当地对水资源的需求，使农业得到发展，保护了当地的生态环境，农业的发展也改善了当地的生态环境。农业种植有助于减少水土流失，通过其根系与土壤的相互作用，保持土体的稳定性，改善其生态状况。将当地环境基础与当地特色相结合，实现产业发展与环境改善的相互促进，把握各地之间的差异性，因地制宜，精准施策，实现乡村振兴。
6 实施建议
要推行项目的实施与建设，首先需得到当地居民的认可与支持。需对当地居民进行相应的素质教育，科普相关知识，使当地居民对灌区技术有一定的了解，以提高对项目的认可与支持。提高居民的节水意识，从源头上解决水资源紧缺问题。鼓励居民学习相关节水知识，了解相关节水措施。通过相关技术的引导，支持居民自建相关节水设施，并针对其进行奖励。由于该地区水资源稀缺，所以应对其水资源进行保护。严禁污染水资源，并对其生态环境进行保护，以科学手段推进该地区的生态文明建设。
7 结论
1)研究地区相关基础设施落后，为多种聚居区组成的国家级深度贫困地区。该地区蒸发量远大于降雨量，干旱是该地区最主要的气候问题。因此，为实现该地区的脱贫，应保障水资源的供给，实现经济的稳步增长。
2)该地区作物种植面积最大的为硒砂瓜，占比70%;主要田间灌水方式为滴灌方式。枸杞所需的灌溉定额最大，为2100m/hm32;硒砂瓜所需灌溉定额最小，为450m/hm32。每年由于农业灌溉产生的水量为1423×104m3，折算至每公顷水量约为870m3。折算为年均取水量为2006×104m3，平均每公顷农业用田所需取水量为1200m3。
3)解决了农业用水问题，当地农业得到相应发展，种植作物的选择更多，有助于农业多样性。
4)该地居民主要依靠农业种植作物作为经济来源，该项目保证了农业种植的灌溉，保证了农作物的产量，对居民的收入有一定的保障性，促进贫困地区的产业发展，实现乡村振兴，壮大集体经济。
5)该项目的实施与建设，首先需得到当地居民的认可与支持。通过进行相应的素质教育，科普相关知识，使当地居民对灌区技术有一定的了解。通过相关技术的引导，支持居民自建相关节水设施，并进行相应奖励，提高居民的节水意识，同时提高了对水资源的保护意识。
[参考文献]
[1]杨振峰，田军仓，冯克鹏，等.基于多源数据的宁夏贺兰县现代化生态灌区健康评价[J]．农业工程学报，2021，37(24):307－316.
[2]马伟，张万龙，张士杰.宁夏引黄现代化生态灌区建设探讨[J]．人民黄河，2020，42(S2):273－275.
[3]张乙.现代化生态灌区建设与管理技术体系研究[J]．湖北农机化，2018(9):10－11.
[4]张吉孝，伏志梅，丁学岐，等.宁夏现代化生态灌区试点建设探析[J]．工程建设与设计，2019(22)::131－132.
[5]杜军，哈岸英.宁夏引黄现代化生态灌区顶层设计与建设[J]．中国水利，2018(7):40－43.
[6]魏欢，冯克鹏，田军仓.宁夏现代化生态灌区水权交易价格研究:以贺兰县为例[J]．宁夏工程技术，2021，20(3):221－226.
作者：付廷荣