污水灌溉的规划设计
一、灌溉方法分类
污水灌溉的方法有喷灌、垄沟灌和淹灌三种基本方法。喷灌是以类似人工降雨的方式喷洒在田地上。这种灌溉方式对地形和作为的适应性广,操作机动灵活,特别适用于密生大田作物和速生蔬菜。但基建运行费用和对水质的要求都比较高。
垄沟灌是使废水靠中立在垄沟中流动,并通过沟底壁渗入土壤。这种灌溉方式要求地面比较平坦,并要整治为交错排列的垄和沟,它适用于宽行距旱地作物(如棉花,玉米等)和疏植蔬菜。垄沟灌的优点是蒸发量小、卫生条件好、不易形成板结层。
淹灌是在田间积蓄一定深度的水层,让其逐渐渗透。它要求地面平整,以保证水层深浅均匀。这种灌溉方式适用于水稻及水生蔬菜,也可用于密生大田作物的不定期灌溉。
二、灌区位置的选择
通常把灌区位置选择在废水处理厂附近,并把灌溉干渠与处理厂出水渠连接起来,使排灌两便,又节省投资。如果处理厂附近有丰富的地下水和地面水源,灌区位置应选在其他缺水地区,以防污染水源并使供需平衡。选择灌区还必须制定废水终年利用规划,其主要途径是合理安排农作物种植规划,通过轮灌使用水前后衔接,长年不断,也可以将养殖塘与污灌结合起来,以调节污灌负荷的余缺,并使一水多用。还可以通过修建较长的渠道系统来扩大污灌面积,使废水得到充分利用。为此,可将灌区划分为若干片,按图表定时定量进行灌溉。
三、灌区面积的确定
灌区面积的大小主要取决于灌溉制度,即在整个农作物生长期内单位面积农田所需要的灌溉量。灌溉定额的大小,取决于自然条件和农业条件。自然条件主要是指土壤性质和气象条件,渗透性好,保水能力差的土壤和降雨量少而蒸发量大的地区,灌溉定额要高。农业条件中,最重要的是农作物对水、肥的需求量和利用率。水、肥的需求量和利用率较高时,灌溉定额可低些。由于生长期灌溉是灌溉的重点,因此灌溉面积应按生长期平均灌溉定额确定。非生长期灌溉面积与生长期灌溉面积之差为备用灌溉面积,一般用于非生长期灌溉时扩大灌溉面积。
四、灌溉渠系设计
污水灌溉渠系一般分为五级设置,即干渠、支渠、斗渠、农渠和毛渠,其布置方式如图1。如果灌溉以满足肥源为主而水量过多,则还应设置相应的排水渠。
干渠应尽可能布置在高处,位置尽量居中,以便使整个灌区都能采用自流灌溉,并缩短渠系长度。渠系应尽量少占耕地,尽量避免横穿公路和江河。落差较大处应设跌水或陡槽。为减少流失和保护水源,应对渠底和坡边采取防渗漏措施。在 干渠的适当位置和支渠分流处,均应设置调节闸。
渠道断面由通过的设计流量加保护高度确定。渠中流速应保证不淤、不冲。各级渠系的设计流量Q(m3/s)可按下式计算:
式中 F——渠道所控制的灌溉面积,m2;
ai——灌溉面积内某些作物的种植面积占所控制面积的分率;
qi——该种作物所需灌水量,m3/(s.m2)
k——考虑到渠道沿途漏及蒸发损失而设的系数,其主要与渠道防渗性能、长度和蒸发量有关。大田作物的干渠, k值可取0.5~0.6,支渠为0.6~0.7。水稻区干渠,k值可取0.6~0.7,支渠取0.8,斗渠取0.8~0.9。
作物灌水量qi m3/(s.m2)可由下式确定:
qi = mi / 3600 t0 t1
式中 mi——某种作物的灌溉定额,m3/(m2.次)
t0——该种作物一次灌水的持续天数,d;
t1——该种作物每天灌水时数,h。
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