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建国以来,西吉县先后建成中小型水库44座,塘坝82座,水保骨干坝62座,打农灌机井459眼,发展灌溉面积20.30万亩,农业灌溉用水量每年达0.75亿m3。西吉县以干旱造成的损失最为严重,不但春旱、夏旱经常发生,而且有时出现秋旱或春夏秋连旱。库、井灌区发展节水灌溉已显得尤为重要。节水灌溉就是充分合理利用各种水资源,采取水利、农业、管理等技术措施,使区域内有限的水资源总体利用率最高及其效益最佳。
1针对西吉县节水灌溉主要有以下四种途径可供参考
1.1输配水工程节水库灌区采用渠道防渗衬砌和装配式建筑物技术,可提高水的利用率,扩大灌溉面积,促进农业生产的发展;渠道防渗衬砌后,渠床糙率减少,渠中水的流速加大,输水能力明显提高。由于该技术简单,群众容易掌握,所用砂子、石子等材料可就地取材,有利于工程建设,鉴于上述优点,渠道防渗衬砌是库灌区最广泛应用的节水工程技术之一。经过测试:渠道衬砌后,渠系水利用系数由土渠的0.66可提高到0.80以上。装配式建筑物具有结构轻巧、外型美观、安全实用、施工简单、节省材料、造价低廉、定型、系列化和集中安装的特点,可加大灌区配套工程建设的速度,提高渠道建筑物的质量,缩短施工周期,促进用水管理、减少输水损失和水量浪费,灌区采用装配式建筑物后,亩均节水5%左右。井灌区采用低压管道和白龙管灌输水技术,低压管道适用于以下几种情况的机井灌区:第一,地面坡度大,原渠道冲刷严重而影响灌溉的机井;第二,渠道渗漏严重,灌溉周期过长的机井灌区;第三,有土地扩灌条件的机井。单个机井低压管道控制灌溉面积一般为80~150亩;管网布置采用固定式管道与移动软管相结合的半固定式;低压管道管材为PVC管,耐压等级为0.32兆帕;管道埋设密度每亩不小于6m;给水栓间距在50m至100m之间,单个给水栓控制灌溉面积4~9亩。井灌区采用低压管道后,管系水利用系数可由土渠的0.66提高到0.90以上,提高36.40%。
1.2田间技术节水田间技术节水主要有小畦灌溉和长畦短灌技术。小畦灌溉是宁南山区一项行之有效的田间节水灌溉技术,就是将地面做成窄长形的小畦,由畦田口进水,其特点是水流流程短,灌水相对均匀,可减少深层渗漏,提高灌水均匀度和田间水利用率,减小灌水定额,达到节水和增产的目的,小畦灌溉适用于井灌区和小型水库灌区,根据实测资料,采用小畦灌溉时(小畦面积0.10~0.20亩)田间水利用系数可达到0.88~0.92,较大田漫灌田间水利用系数平均0.81相比,提高11.10%。推广采用小畦灌溉的四个参数为:畦长20~30m为宜;畦宽按耕作要求为1.60~2.40m;畦田坡度在3%~4%之间适宜;入畦流量0.50~2l/s·m区间为佳。长畦短灌又称长畦分段灌溉,是指将长畦划分为若干不打横向畦埂的小段,用输水沟将水送入各段灌溉,灌水时通常由近及远,可达到与小畦灌溉同样的节水效果。畦田长度40~100m,宽度2.40~3.60m,单宽流量0.60~3l/s·m,长畦短灌不仅减少了田间渠道,节约了耕地,而且便于农机作业。
1.3农艺技术节水库井灌区通过改进灌水技术和作物栽培技术可达到节水的目的。灌区应采用精耕细作,深耕耙耱,增肥改土,以肥促水;小麦选用优良抗旱、高产品种,玉米、蔬菜应采用地膜覆盖技术,达到节水、增产的目的。
1.4管理技术节水管理技术是提高水利用率的关键措施之一,贯穿于整个农业生产的全过程。库井灌区应建立乡、村两级用水管理技术体系,实行计划配水,按方收费,超水加价等管理方法。同时要加大宣传力度,通过各种形式的宣传来提高全民的节水意识,对工程管理人员进行技术培训,达到节水的目标。
通过以上四种节水技术模式和途径,库灌区灌溉水利用系数可由0.54提高至0.72以上,节水达20%以上。机井低压管道灌区灌溉水利用系数可由0.54提高至0.81以上,节水达25%以上。小麦单产从300kg可提高至350kg以上,节水、增产效果十分显著。
2推广这些模式存在的主要问题和对策
2.1提高认识,合力发展我县水资源缺乏已是很严重的事实,“水是取之不尽,用之不竭”的错识观念还比较顽固,节水意识和水法律意识还很淡薄。在一些基层领导和干部中,为了实现短期的经济利益,仍在严重超采地下水的地区,继续加大开采地下水,扩大灌溉面积;有的流域在上游无节制地开垦,发展灌溉,不但引起下游荒芜、沙化,而且造成上游灌区次生盐碱化。
2.2应以国家投入为主由于我县农民收入水平较低,而节水灌溉的效益主要体现在改善生态环境等社会效益方面,要求农民投入太多的资金用于发展节水灌溉是不现实的。即使按上述的投资比例,国家的投入也显不足,农民和集体难以长期承受2/3以上的投入,如不加大国家的投入,节水灌溉也难以继续按此速度发展。据预测,到2010年我县人均水资源占有量低于170m3。按国际标准,人均水资源占有量1000m3为起码需求、人均占有水资源量200m3严重缺水边缘统计,农业是最大的用水户,为了保障我县水资源的可持续利用,农业节水将是一项长期的战略任务。
发展节水灌溉,必然要对作物用水进行限制,如采用非充分灌溉制度,则是以降低单产换取区域总产提高为目的,对于单个农户来说不一定受益。即使在水资源充沛地区,单从改变灌溉技术来说,农作物增产的幅度也不太大,除经济作物外,粮食作物一般也只在10%~20%。据调研,从水源到田间,新发展出1亩节水灌溉面积平均约需投入3000元左右,改造1亩节水灌溉面积也得投入500~1000元;发展1亩坡地改梯田约需投入2000元左右。当前农业比较效益很低,农民负担很重且收入增长速度下降,在发展节水灌溉中一般只能承担投劳部分。因此,从现阶段来看,除发展温室大棚或经济作物等高产出的节水灌溉,应以业主或农民为主投入外,节水灌溉的投入应以国家为主。
一、情况概述:
北京地铁复八线西起复兴门站,东至四惠东站,全线共设13座车站,是北京地铁建设史上第一条设计安装有中央空调系统的地铁线路。车站全部采用水冷式制冷机做为站内环境温度控制。在机组运行过程中循环冷却水的损失量很大,已成为北京地铁用水量最多的设备。北京是一个缺水的大都市,市政府对节水要求很高,而且,水费又在不断的提升,使制冷系统的运行费用在地铁公司总的费用中也占据了一定的比例。
节约用水,降低运行费用是地铁运营公司的首要任务,首先我们要确定可以节约的水量在哪里?
在制冷机运行季节,正常的蒸发量和合理的飞溅损失量是无法回收的,只有通过相应的水处理技术和设备来合理的减少排污水量。也就是说:减少排污量是开展节约用水工作的重点⑴
在制冷机运行过程中,由于水的温度是通过蒸发而降温的,在蒸发过程中也是水质浓缩的过程,系统中水质硬度随着浓缩过程的进行而增加,其表现出的结垢倾向会随着浓缩倍数的增加而增加。如果仅采取简单的减少排污量,甚至不排污的方式,蒸发器内管和冷却塔上会出现严重的结垢现象,造成能耗增加和检修工作量增加,这种代价是不合理的和不可取的。所以为了避免这种代价的交换,应选择好合理的浓缩倍数,适量排污。或选择好的水质稳定技术和相应的技术改造,以达到更好的水处理效果和减少更多的排污⑵。
浓缩倍数的选择是根据水质情况来确定的,循环冷却水的蒸发和排污与循环水量、温差、浓缩倍数等因素相关。在没有采用过滤器前,运行期的分析数据见表一:
表一2003年天安门西站运行期冷却水平均分析数据站点名称PH值TDSmg/l总硬度mg/l氯离子mg/l最低浓缩倍数最高浓缩倍数平均的浓缩倍数
天安门西8.821043636771.144.222.54
按照常规预测:一套循环水量在500M3/H的系统,当浓缩倍数在2.54时,它的排污量大约在2M3/H,每天运行12小时,每天的排污量在24吨,而当浓缩倍数提高到5时,排污量下降到0.75M3/H,每天是9吨,减少15吨。
如果一个系统可以每天节水10-20吨,整个沿线的节水率是非常可观的。按每年运行时间120天计算,13个站,每个运行季节可以节水22000吨,按每吨水5.7元计算,节约费用大约是12.54万元,其节水的社会、环境效益和经济效益非常显著的。随着对环境和节水要求的日益提高,循环冷却水“零”排污技术的推广和应用是国内水处理界的新技术目标。
二、解决方案----化学处理与旁流过滤技术结合:
在理论上,大幅度提高循环冷却水运行的浓缩倍数是可能的,在技术上是可行的,一些文献还提出冷却水处理的“零”排污方案。这种方案是利用化学水稳定剂的处理技术与旁流过滤设备相结合来达到目的⑶。
在冷却水运行过程中,冷却塔是开放式运行,塔上的污物很多,像风沙带进的悬浮物,破碎的塔片和在冷却塔上滋生的藻类粘泥,这些污物在冷却水运行过程中,会在流速低的地方沉积,造成水的浊度增加;也会导致水中成垢物质结集在一起,形成垢质,沉积在换热面上,影响换热效率。冷却水的排污,实际上就是通过增加的新水降低这些污物的影响。如果能够通过过滤器的方式将冷却水中的悬浮物,藻类粘泥和风沙及碎塔片等过滤去除,是可以提高运行水的浓缩倍数,减少排污量的。
常规的物理过滤处理是在循环管线上,安装一个管道过滤器。大部分管道过滤器采用单层滤网直接阻挡机械杂质。由于管道水的正面压力,滤网很容易堵塞,而小于孔径的杂质依然会透过过滤器。我们采用旁流精确过滤的方式,是通过安装旁路精密管道过滤器的方式,将冷却水中的悬浮物,藻类粘泥和风沙及碎踏片等过滤,提高运行水的洁净度。该过滤器采用刚性滤网与复合纤维组成,多层过滤,不但有机械阻挡作用,还具有溶胶吸附作用,不仅能吸附小于孔径的杂质,还能吸附部分水溶性物质,如:锈水、胶体等。这种过滤器尽管也是串联在管道中,但由于采用了切向进水,水在容器中形成漩流,这样,大的杂质由于离心力的作用向外扩散,进而靠重力下移,过滤层在中心出水管四周。另外由于向心力的作用,水对过滤层的正面压力减小,因而为吸附过滤制造了条件,即吸附的杂质不易因为水压而透过过滤层。不但如此,围绕中心出水管而旋转的水流对挡在过滤层外面的杂质还有冲刷作用(用水流对过滤层的剪切力自动清洗)。向心力形成的旋涡促使杂质向下集中,这样,自动控制系统就可适时的将杂质排出。这种过滤的特殊结构巧妙的使水流产生离心力、向心力、剪切力、漩流沉淀,因此,具有过滤效果好,不易堵塞,工作可靠的特点。
虽然过滤器并联安装在循环系统中,但通过的水量只是循环水量的5%左右,对系统总的循环流量影响不大,即使过滤器发生堵塞,也不会对整个系统运行有影响。如果采用串联方式,利用压差排污,对系统的总流量是有影响的,会减少系统循环水量,会直接影响换热效率,如果发生堵塞,系统运行将有困难。
三、试验数据分析:
我们通过近几年在地铁复八线实际冷却水处理技术的实施和对水质等问题的了解,及对现场管理和运行模式的认识,我们认为,在地铁复八线推广“零”排污技术是可行的,通过技术实施和双方协商好的运行方式,可以获得相当大的节水效果。
2003年开始,我们对整个复八线的浓缩倍数提升做了一些尝试,将部分站点的浓缩倍数达到6左右,总硬度达到1000以上。在这个硬度下运行,结垢倾向会很严重。由于天安门西站原设计的水箱不合理,每次停机水都有泄漏问题,2003年运行期浓缩倍数只有2.54。在2004年,我们采用了采用旁流过滤方法,安装了一台20M3/H的精密旁通过滤器,具体安装见附图:
运行期间,我们请中石化集团的水处理药剂评定中心进行水样抽检和腐蚀挂片检验,其中水样分析报告和挂片数据见表二和表三⑶⑷⑸。
分析项目自来水循环冷却水
总硬度mg/l280-360900-1700
总碱度mg/l200-250500-770
氯离子mg/l30-46163-352
浓缩倍数6-8
按照浓缩倍数7计算,排污量为0.6M3/H,每天的排污量为7.2吨,与2003年比,每天节水16.8吨。达到了预期的目的。
从运行效果看,整个运行期,制冷机没有出现任何结垢迹象,从腐蚀挂片的腐蚀率看,效果也很好。
表三腐蚀率数据悬挂挂片号材质腐蚀率
mm/年说明
2157碳钢A30.1017挂片露出水面,所以偏高
2152碳钢A30.0804
2198碳钢A30.0679
2178碳钢A30.0483
2151碳钢A30.0580
2176碳钢A30.0411
2179碳钢A30.0388
平均值0.0623
6141黄铜0.0013
6145黄铜0.0011
6144黄铜0.0002
平均值0.0008
国家行业规范要求:开放式水处理系统腐蚀率允许值:≤0.125mm/年,我们的实验数据表明均符合国家水处理规范要求。
四、实施方案和节约的费用:
我们在循环管道上引出一条旁路,水量是总循环水量的1/20,安装一个精密过滤器,水通过精密过滤器过滤后,再返回到运行管线中。设备费用大约在8200-10000元
采用精密过滤器的综合效益可以从几个方面统计:
1.节水量:每台制冷机可以节约用水10-20吨/天,节水总量在23400吨
2.节省费用:按每吨水5.7元计算,全年节水费用达到13.34万元。
3.节能源:当采用旁流过滤技术后,水的洁净度增加,在冷却塔上的附着量减少,提高了冷却塔的换热效率,相当节约了能源消耗,估计至少可以降低5-10%的能源消耗。
4.节约水处理药剂:水处理药剂是按照补充水量投加的,当采用过滤器后,补水量降低,加药量也可以节省10%左右。
安装一台旁流过滤器的成本从一年的节水和节电、药剂费用中就可以收回。
五、结论
通过我们在地铁天安门西站进行化学水处理与旁通过滤技术联合应用试验表明,在满足国家对循环水的行业标准的前提下,可以大量减少排污量,节省水资源。从而真正实现冷却水系统的零排污运行模式,会为北京地铁赢得更好的社会影响和经济效益。如果在地铁和相关单位推广应用、将会产生巨大的社会效益、环境效益和经济效益。
六、参考文献:
1.金熙等编《工业水处理技术问答及常用数据》北京.化学工业出版社,1997年,274-290
2.齐冬子编《敞开式循环冷却水系统的化学处理》北京.化学工业出版社,2001年,8-10,169-181,212;
节水灌溉技术体系主要包括以下几个方面:(1)灌溉水资源优化调配技术。主要包括地表水与地下水联合调度技术、灌溉回归水利用技术、多水源综合利用技术、雨洪利用技术。(2)节水灌溉工程技术。主要包括渠道防渗技术、管道输水技术、喷灌技术、微灌技术、改进地面灌溉技术、水稻节水灌溉技术及抗旱点浇技术。直接目的是减少输配水过程的跑漏损失和田间灌水过程的深层渗漏损失,提高灌溉效率。(3)农艺及生物节水技术。包括耕作保墒技术、覆盖保墒技术、优选抗旱品种、土壤保水剂及作物蒸腾调控技术。(4)节水灌溉管理技术。包括灌溉用水管理自动信息系统、输配水自动量测及监控技术,土壤墒情自动监测技术、节水灌溉制度等。
2.节水灌溉新技术
目前,比较有发展潜力的节水灌溉新技术是:(1)与生物技术相结合的作物调控灌溉技术。就是从作物生理角度出发,在一定时期主动施加一定程度有益的亏水度,使作物经历有益的亏水锻炼,改善品质,控制上部旺长,实现矮化密植,到达节水增产的目的。(2)应用3S技术的精细灌溉技术。就是运用全球卫星定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS),遥感技术(RS)和计算机控制系统,实时获取农用小区作物生长实际需求的信息,通过信息处理与分析,按需给作物进行施水的技术,可以最大限度提高水资源的利用率和土地的产业率。T是农田灌溉学科发展的热点和农业新技术革命的重要内容。(3)智能化节水灌溉装备技术。就是把生物学、自动控制、微电子、人工智能、信息科学等高新技术集成节水灌溉机械与设备,适时地检测土壤和作物的水分,按照作物不同的需水要求来实施变量施水,达到最优的节水增产效果。
3.节水灌溉技术发展趋势
我国的节水灌溉技术发展呈现以下趋势:(1)喷灌技术仍为大田农作物机械化节水灌溉的主要技术,其研究方向是进一步节能及综合利用。不同喷灌机型有各自的优缺点,要因地制宜综合考虑。软管卷盘式喷灌机及人工移动式喷灌机比较适合我国国情。(2)地下灌溉已被世人公认是一种最有发展前景的高效节水灌溉技术。尽管目前还存在一些问题,应用推广速度较慢,但随着关键技术的解决,今后将会得到一定的发展。(3)地面灌溉仍是当今世界占主导地位的灌水技术。随着高效田间灌水技术的成熟,输配水有低压管道化方向发展的趋势。(4)农业高效节水灌溉技术管理水平越来越高。应用专家系统、计算机网络技术、控制技术资源数据库、模拟模型等技术的集成,达到时,空、量、质上的精确灌水,是今后攻关的重点。(5)节水综合技术的开发利用,是提高水分利用率和水分利用效率的重要途径,也是今后节水灌溉发展的方向。转
4.发展节水灌溉技术的政策建议
(1)提高发展节水灌溉技术的认识。我国是一个水资源短缺的国家,随着人口增加、经济发展、社会进步,农业灌溉用水要在用水总量基本不增加的情况下保障我国粮食安全,只能走内涵式发展的道路,灌溉必须走节水型的发展道路。因此,我们应加大对发发展节水灌溉技术的宣传教育力度,使全社会都来关心节水灌溉技术,形成一个较好的节水灌溉技术发展环境。
(2)形成发展节水灌溉技术内在机制。通过制定和运用好水价、水权这些经济手段,对农业用水需求进行有效调控,削弱低效益膨胀型的用水需求,杜绝无效益浪费型的用水需求,促进节约农业用水的需求,从而推进节约灌溉技术发展。
1.1灌区渠道防渗工程
渠道防渗工程不但减少渠道渗漏损失、节省灌溉用水量、有效地利用水资源,降低灌溉成本,提高灌溉效益,而且还可以提高渠床的抗冲能力,防止渠坡坍塌,增强渠床的稳定性,提高渠道输水能力,防止渠道长草,减少泥沙淤积,节省工程维修维护费用。灌区渠道下部土层为含砂透水层,渗漏严重,采用土工膜防渗措施,预制混凝土板作为保护层,取得了良好的防渗效果。
1.2灌区雨水集蓄利用工程
杭埠河灌区水资源量有限,不能满足灌区用水需求,灌区管理部门想方设法多渠道开辟水源,最大限度地合理利用水资源。根据灌区的地形条件,雨水集蓄利用工程非常适合灌区灌溉发展。舒城县地处江淮之间,大别山东麓,地形复杂,山、丘、岗、库、圩兼有。舒城县在历史上水旱灾害频发。勤劳的舒城人民在与大自然抗争中,建有与都江堰齐名的汉代水利工程七门堰、世界第一人工土坝龙河口水库、千米飞虹将军山大渡槽、世界三大灌区的淠史杭水利工程杭埠河灌区等。全县现建有水库122座,其中小(I)型水库5座,小(II)型水库117座。排涝泵站70座,装机112台,6666kW,小水电站46座,装机59台,20080kW,设计年发电量7000×104kW·h。主干渠3条,其中杭北干渠长68.9km,舒庐干渠36.15km,杭淠分干渠12km,666.667hm2以上支渠22条,支渠、斗渠、农渠长4070km,有效灌溉面积4.333×104hm2。全县还有200km2以上的中小河流7条,内河14条,大山塘17500口,引水堰坝200多处,有效地解决了水资源紧张的状况。
1.3灌区的喷灌工程
喷灌是发展经济作物种植的一种非常好的灌溉方式,能达到增产增收的良好经济效果。它对地形、土壤等条件适应性强,与地面灌溉相比,大田作物喷灌一般可省水30%~50%,增产10%~30%。铺设喷灌固定总干管11条,总长度14.5km;铺设喷灌固定干管42条,总长度47.0km,将对灌区实现有效的控制。总干管、干管以及地埋竖管均采用HDPE管,HDPE管材水流阻力小、流率高、耐候性优良,不能被细菌及菌类腐化,运输安装方便、成本低、保养费用低的特点。
1.4灌区的移动软管
喷灌支管为地面可移动聚乙烯软管,采用平移的方式进行作物喷灌。支管可通过快速连接接头与竖管连接,支管上每隔18m安装一个高压喷头进行喷灌。干管固定,支管移动,这样可大大减少支管用量,从而使得单位面积投资仅为固定式的50%~70%。采用这种喷灌方式既能满足作物喷灌要求,又能节约大量的投资。
2对杭埠河灌区节水灌溉的特点分析
2.1利用多渠道开发杭埠河灌区的水资源
灌区水资源比较紧缺,对雨水以及回归水灌区采用“长藤结瓜”的形式最大限度地加以集蓄利用,多方面开发水资源,有效解决了灌区水资源不足问题。同时,修建的蓄水池可以接纳区间排水以及区间降水径流,可使弃水、渗水与跑水回归利用,基本实现灌溉期零排放。
2.2节水灌溉工程技术运用
任何一种节水灌溉类型都有自身优缺点,都有其适用条件。杭埠河灌区根据自身条件,因地制宜,采用了多种节水灌溉工程技术措施,每年节约用水30%以上。
2.3灌区喷灌大大减少了占地
采用部分骨干渠道加半固定式喷灌系统,较之自流灌溉不需要大填方,减少占地,降低技术难度,方便工程使用,可减少占地60%,减少投资50%以上,大量节约了水资源,提高了灌溉水生产率。
2.4灌区多种喷灌模式并存经验
灌区大部分作物采用可移动聚乙烯软管喷灌,还有小部分作物采用小型卷盘喷灌机,有利于灌区进行两种灌溉模式的比较分析,总结节水灌溉经验,完善灌区灌溉模式。
节水灌溉业的发展离不开农民们的支持和参与。因此,一定要让农民们参与到节水灌溉农业中来,不仅如此,还要把意识贯穿到农业生产的全过程。首先,不仅要树立节约用水的意识,还要大力促进农业所生产的增产,这是最根本的目标。其次,一定要全面促进高效节水的落实,具体来说,就是要控制用水量,关注灌溉技术在增产增收方面对农业的促进作用。针对以上两点,要广泛结合国内高效节水灌溉技术的应用成功的典型事例,从这些事例中学习成功的经验和方法,分析与研究他们这些事例中的成功的经验,根据实际转化为具有当地特点的技术并落实。
1.2灌溉设备的支持
首先,发展节水灌溉需要节水灌溉设备的支持。任何节水灌溉技术的使用都需要先进设备的支持,我国的技术之所以没有长足的发展,很重要的原因是国内的设备制造业专业化的生产程度都不高,具有滞后性。如果设备的质量不过关,就会直接导致农业的灌溉技术不能合理有效的利用,直接给农民带来严重的经济损失,甚至在某些情况下,还会严重损伤农民的灌溉的积极性。因此,必须使用优质的设备来保障灌溉技术的落实。其次,节水灌溉业的发展离不开国家的资金的支持。建议国家在对水利业进行投资的时候,着重向节水灌溉方向走。对资金的筹措要尽量多元化,把这些资金集中起来,集中地资金用来对各个地区的大型灌溉区进行综合合理的整治。最后,结合农业的种植结构,进行全面的调整。对一些高效的节水灌溉工程进行投资建设,全面实现农业从传统走向现代化进程。要做到经过合理整治之后的灌溉区不仅能够实现农业的增产增收的,还能够促进农业生产方式的进步与提高,全面的走一条农业产业化经营的道路。
2创新节水灌溉技术
2.1创新观念发展高效现代农业
节水灌溉技术的落实,最大的收益者农民群众。因此,农民群众要积极的对土地资源进行大力整合,根据土壤结构来实现高效率节水。此外,还要对农民进行技能培训,全面实现农村劳动力的转移,提高农民产业经营的自主性,实现共同经营,共同收益。在这个过程汇中,还可以由政府组织实现合伙承包,农户可以加入到合作社,由合作社组织大力发展高效节水农业。
2.2引导农业现代化发展
首先,要建立起高效节水示范区来引领农民们进行高效农业的发展。建立示范区以后,促进高效节水农业发展的先进技术和模式才能被广泛应用,这一示范区域的产量和增产效益也会明显的比其他地方的产量高;同时,也能带动周边农民大力发展生产的积极性。其次,适时的更新农民的生产观念,解放农民思想,发扬农民生产的自主性。面对农业发展的新形势,必须要从实际出发转变农民们的思想,要求农民的思维开阔,敢于创新。
2.3把农民群众作为主体
首先,坚持把农民当成是农业生产发展的主体,全面提高农民生产的积极性,充分发挥农民的创造力,引导他们合理筹集资金,使农民们真正的成为发展高效节水农业的真正的受益者。充分发挥农业是第一生产力的作用,坚持以人为本为原则,要全面落实以人为本的观念,充分地体现出科技的发展离不开人类的思维的创新。其次,广泛调动起农业科研人员的积极性,在科研人员的带领下,农民们的劳动热情也逐渐的高涨,全面促进农业的增产增收。让农民们都参与到科技创新中来,使他们切实的享受到创新的成果,充分有效的发挥农民在农业生产中的积极性和热情,走协调、可持续发展的道路。
节水灌溉技术的发展不仅是节水的需要,也是农业现展的需要。发展节水灌溉技术对于推进现代农业、建设节约型社会有十分重要的意义。为此,笔者就我国节水灌溉技术及发展趋势作一探讨。
1.节水灌溉技术含义及体系
节水灌溉技术是比传统的灌溉技术明显节约用水和高效用水的灌水方法,措施和制度等的总称。灌溉用水从水源到田间,到被作物吸收、形成产量,主要包括水资源调配、输配水、田间灌水和作物吸收等四个环节。在各个环节采取相应的节水措施,组成一个完整的节水灌溉技术体系,包括水资源优化调配技术、节水灌溉工程技术、农艺及生物节水技术和节水管理技术。
节水灌溉技术体系主要包括以下几个方面:(1)灌溉水资源优化调配技术。主要包括地表水与地下水联合调度技术、灌溉回归水利用技术、多水源综合利用技术、雨洪利用技术。(2)节水灌溉工程技术。主要包括渠道防渗技术、管道输水技术、喷灌技术、微灌技术、改进地面灌溉技术、水稻节水灌溉技术及抗旱点浇技术。直接目的是减少输配水过程的跑漏损失和田间灌水过程的深层渗漏损失,提高灌溉效率。(3)农艺及生物节水技术。包括耕作保墒技术、覆盖保墒技术、优选抗旱品种、土壤保水剂及作物蒸腾调控技术。(4)节水灌溉管理技术。包括灌溉用水管理自动信息系统、输配水自动量测及监控技术,土壤墒情自动监测技术、节水灌溉制度等。
2.节水灌溉新技术
目前,比较有发展潜力的节水灌溉新技术是:(1)与生物技术相结合的作物调控灌溉技术。就是从作物生理角度出发,在一定时期主动施加一定程度有益的亏水度,使作物经历有益的亏水锻炼,改善品质,控制上部旺长,实现矮化密植,到达节水增产的目的。(2)应用3S技术的精细灌溉技术。就是运用全球卫星定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS),遥感技术(RS)和计算机控制系统,实时获取农用小区作物生长实际需求的信息,通过信息处理与分析,按需给作物进行施水的技术,可以最大限度提高水资源的利用率和土地的产业率。T是农田灌溉学科发展的热点和农业新技术革命的重要内容。(3)智能化节水灌溉装备技术。就是把生物学、自动控制、微电子、人工智能、信息科学等高新技术集成节水灌溉机械与设备,适时地检测土壤和作物的水分,按照作物不同的需水要求来实施变量施水,达到最优的节水增产效果。
3.节水灌溉技术发展趋势
我国的节水灌溉技术发展呈现以下趋势:(1)喷灌技术仍为大田农作物机械化节水灌溉的主要技术,其研究方向是进一步节能及综合利用。不同喷灌机型有各自的优缺点,要因地制宜综合考虑。软管卷盘式喷灌机及人工移动式喷灌机比较适合我国国情。(2)地下灌溉已被世人公认是一种最有发展前景的高效节水灌溉技术。尽管目前还存在一些问题,应用推广速度较慢,但随着关键技术的解决,今后将会得到一定的发展。(3)地面灌溉仍是当今世界占主导地位的灌水技术。随着高效田间灌水技术的成熟,输配水有低压管道化方向发展的趋势。(4)农业高效节水灌溉技术管理水平越来越高。应用专家系统、计算机网络技术、控制技术资源数据库、模拟模型等技术的集成,达到时,空、量、质上的精确灌水,是今后攻关的重点。(5)节水综合技术的开发利用,是提高水分利用率和水分利用效率的重要途径,也是今后节水灌溉发展的方向。
4.发展节水灌溉技术的政策建议
(1)提高发展节水灌溉技术的认识。我国是一个水资源短缺的国家,随着人口增加、经济发展、社会进步,农业灌溉用水要在用水总量基本不增加的情况下保障我国粮食安全,只能走内涵式发展的道路,灌溉必须走节水型的发展道路。因此,我们应加大对发发展节水灌溉技术的宣传教育力度,使全社会都来关心节水灌溉技术,形成一个较好的节水灌溉技术发展环境。
作者:隋毓俭 单位:山西泽城西安水电有限公司
作物在生育期内吸收的水量主要来自降水和灌溉,故灌溉定额可用作物需水量与有效降雨量之差来计算,单产单产指单位面积的作物产量,可由作物总产量和作物总种植面积的比值确定。影响作物单产高低的因素很多,如灌溉、复播、良种、化肥、农药等。灌区总经济效益灌区总经济效益指标可用灌区获得的净收益或益本比来表示。该指标适应于干旱缺水灌区,由于水资源量有限,不可能对灌区作物全部实行丰产灌溉,部分作物面积只能供给少量的水以维持非充分灌溉或只灌“关键水”。
水分利用效率水分利用效率又称水分生产率,是指作物每消耗1m3水而生产的经济产品的数量。它是评价一个地区农业水管理水平和节水灌溉技术效果的重要指标。作物吸收利用的水分可以是降水、灌溉水、地下水或储存在土壤中的水分。经济产品因作物种类而变化,可能是块茎或块根(薯类等)、籽实(小麦等),也可能是果实(果树等)或整个地上部分(蔬菜等)。同一面积上收获的经济产品总量与消耗的总水量的比值即为作物水分利用效率。因分析问题的角度不同,消耗的总水量有多种计算方法。水分利用效率分为灌溉水利用效率、降水利用效率、农田总供水利用效率和田间水利用效率。灌溉水利用效率是指因灌溉而增加的经济产品数量与调用的灌溉水量之比,即单位灌溉水量所增加的经济产品的数量。降水利用效率是单位降水量所产出的经济产品的数量,主要适用于旱地,用来表示水分转化利用效率的高低。降水量可根据气象部门的规范测定,作物产量在收获时实测。农田总供水利用效率通常认为消耗的总水量为调用的灌溉水量与生育期降水量之和。降水的测量按气象部门的规定进行,灌水量按渠首的引水量计算,两者之和为农田总供水量。
农田总供水利用效率一般不考虑地下水补给量和土壤储水的影响。田间水利用效率是作物实际消耗单位水量所产出的经济产品数量。在灌溉水利用效率和农田总供水利用效率中,不考虑土壤储水和地下水补给的作用,这在地下水位较高以及土壤储水对当季作物生产具有重要意义的情况下,容易产生较大的误差。同时,消耗的总水量中有相当一部分是通过输水过程中的渗漏、配水过程中的地面径流或深层渗漏的方式损失掉。因此,田间水利用效率能真正反映一个地区作物生产过程对有效水源的转化利用效率。环境质量指标环境质量指标用来衡量灌溉过程中出现的环境问题及其严重程度,如地下水超采引起地下水位大面积大幅下降、地面下沉、泉水量减少、水质变差、水环境恶化等,污水和咸水灌溉引起的环境污染和土壤次生盐碱化,灌水超量引起的地下水位上升导致土壤盐碱化的程度等。
节水农业技术与过去的单项节水灌溉技术相比,其主要区别在于强调了农业节水技术的重要性。它是将节水灌溉技术、节水农业技术和节水管理技术有机组合而成的一项综合技术体系。因此,作为与之相对应的节水农业技术评价标准的一个指标体系,反映了上述技术体系在组合运用中的综合节水程度,节水农业技术评价的四个层次指标为一整体,不能只用一个指标来衡量。本文提出的节水农业技术评价标准仅是一个相对标准,随着经济水平的提高以及国家和人民群众对节水农业投入的增加,节水农业的技术评价标准也必将提高。
二、喷灌:俗称人工降雨,是利用专门设备将水喷射到空中分散成细小的水滴,形成类似下雨效果的一种灌溉方法。喷灌受地形条件的限制小,在砂土或地形坡度达到5%等地面灌溉有困难的地方都可以采用,一般能增产15%,节水40%,提高工效20倍-30倍、提高耕地利用率7%。但喷灌受风力影响大,且容易产生蒸发损失,不适宜空气特别干旱、风力较大的地区。由于喷灌设备投资较高,目前多用在水资源缺乏的经济较发达地区。
三、微灌:是利用专用设备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溉技术。微灌是目前节水、增产、优质效果最好的一种节水灌溉技术,但由于其投资较高,目前仅限于经济作物中使用。微灌通常分为滴灌、微喷灌、小管出流灌和渗灌四种形式。
1.滴灌:是利用滴头(滴灌带)将压力水以水滴状或连续细流状湿润土壤进行灌溉的方法。常见滴头有孔口滴头、发丝管滴头、内镶式滴灌管、双上孔滴灌带、迷宫式滴灌带等。滴灌主要用在果园、花卉、保护地栽培中。
2.微喷灌:是利用微喷头将压力水以喷洒状湿润土壤进行灌溉的方法。常见微喷头有固定式微喷头、旋转式微喷头、多孔式微喷带、脉冲式微喷头等。微喷灌主要用在果树、花卉、园林、草地、保护地栽培中。
3.小管出流灌溉:是利用直径ф4毫米的塑料管作为灌水器,以细流状湿润土壤进行灌溉的方法。这种方式投资较低,主要用于果树的节水灌溉。
4.渗灌:是利用一种特制的渗灌毛管埋入地表以下30-40厘米,压力水通过渗水毛管管壁的毛细孔以渗流形式湿润周围土壤的灌溉方法。
四、改进沟畦灌溉:对传统的沟灌和畦面灌溉适当改进,能节水10%-20%,增产10%-15%。基本原则是平整土地,加大灌水流量,将长沟、大畦改为较短沟、小畦,并采用合适的流量和引水时间进行灌溉。适宜沟灌的地面坡度为0.003-0.008,灌水沟长度不大于100米,宽度0.3米-0.8米,入沟流量控制在0.5升-3升/秒。畦灌要求地面平整,适宜的地面坡度为0.001-0.003,自流灌区取畦长50米-75米、井灌区25米-40米,畦的宽度不大于3米,并与农机具作业要求相适宜,入畦单宽流量(每米畦宽的流量)3升-6升/秒·米。
水利是农业的命脉,粮食的增产往往是通过灌溉面积的增加来实现的,然而灌溉面积的增加已受到水资源总量和用水结构变化的双重制约。因此,发展农业的根本出路在于节水。推广节水灌溉技术模式能更好地使用节水灌溉技术,发展节水农业,提高水资源的利用效率,这是加强农业基础设施建设、加快农业科技进步、提高农业综合生产能力的一种有效措施。红旗镇是七台河市新兴区唯一的乡镇,地处城郊,总面积130km2。全镇辖12个行政村,2个直属场,耕地面积1950hm2,总户数5576户,总人口约2.38万人,其中农业人口约1.86万人。由于历史原因,红旗镇与新兴区城区没有明显的地域界限,有6个村属城中村,城乡混居。农业用水主要依靠由桃山水库调剂的倭肯河水和地下水。而七台河市又是一座水资源匮乏、缺水比较严重的煤炭工业城市。多年平均水资源量8.36亿立方米,人均占有水资源量948m3,是全国人均水平的1/2、全省人均水平的2/5。七台河市区多年平均水资源量2.38亿立方米,人均占有水资源量466m3;均低于全省水平。桃山水库担负着全市城区居民的饮用水、工业用水,包括红旗镇在内的下游多个城、镇的农业用水。遇到干旱年份,城区居民的饮用水及工业用水都不能完全保证,农业用水更是无从谈起。新兴区是七台河老区,是七台河市四大国有煤矿所在地。全区142km2的土地,大部分都是地下采空区,地下水流失严重,干旱季节,水量远远不能满足小井灌溉需要。
1红旗镇不同类型节水灌溉的工程技术模式
1.1新建井灌区节水增效灌溉工程技术模式
按照“以水定井,统一规划,合理开采,严格管理”的原则,在新建的井灌区发展节水增效灌溉。以开采有稳定可靠补给来源的浅层地下水为主,将井灌建设和节水灌溉结合起来,建设成节水型井灌区,做到既促进农业的发展,又防止地下水超采、环境恶化的结果。这种模式是:合理布井,采用先进的成井工艺提高机井质量,配套小型移动式喷滴灌机等节水灌溉设施。红旗镇按照这种模式可建成中心灌区26.7hm2,辐射区80hm2,项目区建成后灌水定额将会明显下降,年节水预计10万立方米,在全部农田实现全生育期灌溉的同时,地下水将得到有效控制,灌溉期间地下水位将基本保持不变,可有效提高农业抗灾能力。由于取消了田间输水土渠,还可节省渠道占用耕地面积。
1.2灌区田间工程节水改造模式
由于红旗镇原输水渠道防渗衬砌率低,田间工程不配套,灌水方法落后,是发展节水灌溉的重点区域,特别是田间工程部分,由于以群众投入为主,是当前节水灌溉最薄弱的环节。因此,这类灌区在对干、支渠等输水工程进行防渗的同时,对田间工程进行节水改造。改造的模式是:对斗、农渠进行防渗衬砌,平整土地,重新确定沟渠规格,采用小畦灌、沟灌、长畦短灌和波涌灌等先进的地面灌水技术,并通过开展非充分灌溉、水稻控制灌溉、降低土壤计划湿润层深度和采用覆盖保墒等农业综合节水技术,实现渠灌区全方位节水。
1.3节水抗旱灌溉工程技术模式
由于七台河市处在十年九春旱的季节性缺水地区,这类地区在农作物播种季节经常性地发生干旱,而在其他生长季节或生育阶段降雨可满足需水要求,如不采取抗旱灌溉轻者减产,重者绝收。对这类地区,采取的节水灌溉工程技术模式为:选用适宜当地的各种节水灌溉技术,如坐水种、软管灌溉、轻小型移动式喷灌机组等和植树种草培肥土壤、覆盖保墒、合理耕作、采取节水灌溉制度相结合。红旗镇可采用坐水种节水抗旱灌溉模式,利用行走式注水点播机,将开沟、注水、点种、施肥、覆土一次作业完成,主要用于玉米、大豆的抗旱点灌。
2推广对策
2.1加强宣传,提高群众的节水意识
发展节水灌溉必须要加强对节水灌溉技术的宣传普及,实现干部群众观念上的变革。由单纯的浇地向浇作物、科学节水转变,用科学技术手段武装农业。同时,做好节水灌溉的科技交流,让群众认识到农业节水的必要性和重要性,采用先进的取水、输水设施,先进的微灌、喷灌机械,先进的滴灌、渗灌、微灌方法,提高水的有效利用率。
2.2政策配套,提高灌溉用水管理水平
由于节水法规制度建设相对滞后,尤其是灌溉用水的市场机制不键全,农用水价偏低,不利于节水灌溉工作的开展。在推行节水灌溉中,管理是最重要的环节,也是目前最不为人们重视的环节,重建设、轻管理仍是长期以来没有解决好的一个重大问题。当前,灌区的农田灌溉水的水价仅为供水成本价的1/3~1/2。据有关部门统计,目前在水、种、肥农业生产投入三要素中,种子投入占27%,肥料占34%,而灌溉用水只占7%~9%。在一些引河灌区,水费支出仅占平均纯收入的2.1%。由于水价太低,导致农民不爱惜水,不舍得在购买节水灌溉设备上花钱;由于水价太低,灌溉管理单位收取的水费入不敷出,反而鼓励农民多用水;由于水价太低,水利工程难以维修更新,工程老化失修、带病运行,效益日趋下降。在节水灌溉管理中,加快水价改革是最重要的管理措施。1998年中央水利工程供水出库价或河道取水的渠首价平均1.3分/m3;地方水利工程的平均供水价格(批发价)为2.9分/m3;农业用水零售价5分/m3,适当提高水价,逐步达到成本水价,是水价改革的方向。目前不少灌区已开始适度提高灌溉用水的水价,但达到成本水价还很困难。为避免因水价上提,引起农业生产成本轮番上涨,应实行鼓励节约用水的科学水价制度,如容量和计量两部制水价和累进制水价,对于浪费水资源的行为,实行惩罚性水价。此外,在水资源的合理调配和灌溉服务体系的建设方面,也还远不能适应当地经济和社会发展的需要。因此,要根据不同的生产条件对不同类型,特别是小型水利工程因地制宜地实行股份制改造、承包经营、股份合作制、租赁拍卖等多种形式的产权制度改革。大中型灌区要积极推广用水户参与管理的经验,通过提高水价和加强管理,逐步实现以水养水,达到节水的良性循环。要加强灌区内部管理,精简机构,分流冗员,落实多种形式的经营管理责任制,降低成本,提高经济效益。
2.3进一步强调因地制宜,克服推广中的盲目性
目前可供选择的节水灌溉技术有很多种,但都有一定的适宜范围,必须因地制宜,做好调查研究,进行充分论证和多方案比较,特别要考虑当地的实情,选择最适合本地区发展的节水灌溉技术措施。尽管在发展
节水灌溉的过程中,主管部门一再强调要坚持因地制宜的原则,但是当前各地在推广应用节水灌溉技术中,仍然出现一些不恰当的做法。如:不按规律办事,行政干预较多,不根据需要和可能,不充分征求农民群众的意见,沿国道成线、成片修建仅为供参观用的所谓样板工程或旅游农业;有的农业节水灌溉工程本已有比较完整的低压管道输水灌溉系统,又在上面重复修建喷灌工程,上级参观时开喷灌,实际生产时用管灌;有的井灌区已严重超采地下水,形成地下水降落漏斗,本应通过修建节水工程减少地下水用量,改善和恢复生态平衡,但却继续扩大灌溉面积,地下水开采量不但不减少反而增加等。造成投入大量资金建成的节水灌溉工程不但不能发挥应有的效益,而且还挫伤了农民发展农业节水的积极性或带来负面的社会效应。
3结语
由于红旗镇地域广阔,各村经济条件不同,作物类型有别,气候差异较大。因此,发展节水灌溉要从各地的实际出发,在充分考虑当地自然条件和农村社会经济水平的基础上,因地制宜地选取各种适宜的节水灌溉技术和模式。发展节水灌溉是一项系统工程,要将农业措施与水利措施相结合、工程措施与非工程措施相结合、软件建设与硬件建设相结合,形成各种节水技术的组装、配套与集成。发展节水灌溉还应以经济效益为中心,以提高水、土资源利用率和增产、增收为目标,通过发展节水技术促进农业结构的调整、促进各种先进适用技术的应用、促进农业质量和效益的提高,推进农业现代化和产业化进程,实现农业增产、增收,使农民得到更多实惠,用显著的经济效益引导广大农民群众发展节水灌溉。
参考文献
2传统水循环系统状况与技术改革
2.1传统水系统状况
传统冷却水循环系统因为工作过程当中离最佳工况点有所偏离,管网的无效阻力过大,导致设备效率很低。我们通过查找原因认为:首先,传统冷却水循环系统工作过程当中,水泵偏离设计最佳效率的工况点而运行,泵机组的运行效率往往很低。其次,冷却水循环系统设备在工作过程当中,系统里面无效管阻相对较大,设备无效能耗也比较大,导致循环系统的效率偏低,能耗比较高。再次,冷却水系统能量利用效率比较低,系统能量的利用率也比较低,以上全部因素从不同角度导致系统运行能耗增加。举例:传统循环水系统运行模式一般为:两台110kWWFB自控自吸的冷却水泵加上末端冷却相关设备,为开式回路的机械循环相关系统。标准工况之下,冷水池的冷却水由水泵送到系统进行换热,换热以后回送至冷却塔当中做换热冷却,以这种状态循环下去,冷却水损耗经供水系统补给,每年的运行时间为三百五十天左右。水泵出口凭借多功能的止回阀与系统总管做连接。通过计算得知,自控自吸水泵与多功能的止回阀大致有三米管路损失,大大增加系统无效管阻。
2.2技术改革内容还有实施步骤
第一,凭借量身定做任意选取的三台WKRL200-55型的高效节能水泵对原先250-BO1110水泵进行替换,泵电动机的额定功率参照重新计算结果做适当调整。第二,生产车间内冷却循环水系统的进水管路要做适当局部调整。水泵在进水管道内增加引流真空罐与相应补水装置还有流量及压力仪表。第三,控制柜里面装置计量电能表还有运行累时仪器。水泵运行与累时器在通电状况下,累时器逐渐累积计时;水泵停机累时器就会停电,停下计时,再给电又会从先前累积时间累积计时。第四,对原先水泵进行拆除以前,关闭不运行备用水泵进出口的阀门,按照顺序一一对原先备用水泵进行拆除,确保技术改革过程当中对系统生产与正常运行不构成影响。第五,依据施工图的安装尺寸安装高效节能水泵,节能泵进出口则需逐一对应法兰与管道部件进行更换。第六,原先的系统进水管道内每台泵都要安装一套引流真空罐,更换出口处多功能的止回阀。第七,电器控制器里面电气保护组件做适当调整。
3应用效果分析
凭借技术改革前后的耗电指标分析,通过技术人员所登记的数据,冷却循环水系统每小时耗电经技术改革前197.85kW下降至技术改革后74.31kW,技术改革后系统的节电率高达百分之六十二点九。技术改革以后每年用电量从166.4万kW•h降到63.9万kW•h,每年节省用电102.5万kW•h,节约电费达到58万元左右,经济收益可以说十分可观。
水利工程主要是,在汛期对河道的积水进行排除,以起到防汛的作用,而平时主要是以改善河道水质为目的,进行调水等运作。在水利工程的运作中,通过自排和强排,完成这个目的。自排指的是:通过闸前、闸后的水位差距,进行自流排水,且不依靠任何动力。强排是指:启动水泵,强行将水抽出,以达到排水的目的。可见,强排对能源方面的消耗是比较大的。而水利工程的自排能力,也是防止洪涝灾害的能力,它取决于河道、水闸被设置的结构、以及水系被安排的情况。实践证明,水利工程对防汛抗灾,发挥了巨大的作用,同时也进一步优化了水系的安排。在优化自排能力时,对河道断面、水闸孔宽度等,进行合理选择。这既可以精简泵站的建设经费,从数量上降低了泵站的建设规模,也可在开关闸门时,将闸前、闸后的水位差充分利用起来,从而对调水和防止洪涝方面,充分发挥水利工程自排功能。
1.2优化对泵闸的布设
除了优化自排能力,提高水利工程的抗洪排涝的能力,还需对泵站的布设,进行合理的优化,在设计泵站时,应充分考虑布设泵、闸过程中,将两者进行综合性分析、利用。也就是将水闸和泵站进行配套设计,可考虑在泵站的下方或周边,设置相应的水闸,与之进行功能互补,这里要注意的重点是,以发挥水闸的自排作用为主。在水位差距过大时,可果断采取备用的强排方案,以提高排水的效率,使得水闸的效能得到充分发挥,从而起到节能增效的作用。
2用电设备对节能技术的引用
2.1增强泵站的装置的效能
泵站装置的效能发挥,是多个因素合成的结果。其中包含了泵站进、出水道之间的使用效率,即泵站装置的使用效率。构成泵站装置效能正常发挥的有:进水流道、出水流道、以及闸门等原因。其中最主要的还是,把降低能源损耗的理念,引入进、出水道的设计中,对该设计进行合理、科学的优化,以期促进提升泵站装置的使用效能。
2.2对水泵和电动机连接方式的选用
可供选用的连接方式有两种:齿连和直接。所谓齿连即将水泵和电动机,通过齿轮的变速箱进行连接。该连接方式的优点是:变速箱的引用,能提高电动机的速度,和提升水泵的效能,而且体积也不大等。不足是:在能源的消耗方面,齿轮的变速导致所消耗的能源偏大,同时齿轮的运转产生的噪音也颇大。直接连接则构成了水泵电动机组,该机组连接了水泵和电动机,直接连接的条件是:在转速方面,要求水泵和电动机保持同步。另外,直接连接消耗的能源也相对齿连连接低多了,但在转速方面,大中型的轴流水泵普遍偏低,因此,应选用低速的转动机与电动机作相应的配套。
3节能设计应用于供电方案
3.1对供电方案合理选择
从节能设计的角度,对水利工程泵站的建设进行考量,其中对注水泵的电机容量的控制,应从经济和技术方面,进行综合分析,在电机容量低于250千瓦时,选用高压电动机。当前我国以10千伏为电网的电压,故而,将变压器设置在6至10千伏范围内,以满足水利工程的需要。但,不断提升的电动机的制造技术,也使得10千伏的电动机被较多的应用,而该电动机的启动冲击了电力系统,这也对电网的扩容提出了相应的要求。随着不断增大的区域电网容量,该电动机对电力系统的冲击作用也会淡化。因此,合理控制电动机的配置,尽量降低该电动机启动时,对电网构成的冲击。故而,将节能设计运用到水利泵站的建设时,应充分和供电部门进行协调,350至630千瓦的电动机,应首先考虑选用10千伏电压的电动机,这样不仅在费用上能降低供电消耗,也能减少相关的水利工程费用,例如:变压器设备、高压配电设备等。该项节能设计,既起到了优化管理程序,也提高了水利工程的运行能力,并且提升了变压器的效益,降低了能源的消耗率。
3.2对变压器的合理配置
在设计水利工程泵闸时,对选用容量低于250千瓦的电动机时,应选用以电压为380伏电压的电动机。对于较大用电量的泵闸电动机,须专用变压器装置进行降压处理。通常情况下,该变压器也提供泵站用电,这显然有个误区。因此,对供电方案的选用方面,应考虑到此类泵站供电的合理性,这就需另外配置供电变压器,给泵站提供的电力供应,应由该变压器完成。这样虽从费用上增加了工程投资,但对于大型电机在启动、或者停止时,给电力系统带来的冲击,从较大程度上进行了有效的回避,这对于供电稳定性方面的提高,是个比较合理的方法,同时,也极大的节约了能源,降低了对能源的消耗。
3.3应用补偿技术
由于地理环境的原因,大流量的水泵,一般选用低转速的大中型电动机与之相配套,由于该电动机功率在0.6瓦,该电动机功率较低,因此,需进行功率补偿。可依据供电部位的标准,对其进行集中补偿,将功率提高至0.9瓦为宜。这种补偿方法是,将每一台电容器和电动机并联,并且串联一套防爆的电抗器,以保证合闸时不受电流的冲击。这种补偿技术的采用,极大的简化了操作流程,提高了电动机的运作效率。