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压力管道输水灌溉优化设计研究进展

文章出处:金沙3983官网编辑:admin人气:发表时间:2019-02-15 16:28:37

摘要:我国被列为世界上最缺水的13个国家之一,节约用水是一项战略国策。农业是用水大户,因而开展节水灌溉是我国现代农业可持续开展的必然选择。现在,压力管道输水灌溉以其节水、削减占地、省工、适用于当时的农业生产责任制等优点在节水灌溉中广泛使用。根据压力管道输水灌溉技能在国内外的开展情况,总结分析了压力管道输水灌溉规划过程中有关优化方针、传统及智能优化算法、优化规划App等方面的研究概略,探讨了压力管道输水灌溉优化规划中存在一些的问题,并对其往后的研究前景进行了展望。
 

关键词:压力管道灌溉;优化方针;算法;App
 

我国是世界上最缺水的13个国家之一,以仅占全球5%~7%的淡水资源供养了约占世界20%的人口。据估计,到2030年,在降水不削减的情况下,我国人口将达16亿,人均水资源占有量将由当时的2 200 m3下降到1 760 m3,濒临国际公认的1 700 m3严峻缺水警戒线,水资源短缺将成为影响我国经济社会健康开展和生态环境可持续开展的首要问题之一[1]。农业灌溉是用水大户,而现在我国大部分地区灌溉水平依然较为低下,灌溉用水在输配水及田间灌溉过程中损失严峻。因而,进一步改善灌溉输配水工程办法,削减灌溉用水损失,进步灌溉水利用系数已成为缓解我国农业用水严重的必然趋势。近年来,压力管道输水灌溉技能在我国很多推行使用。和传统的途径灌溉比较,压力管道输水灌溉有利于进步土地利用率,有利于完成水肥一体化和灌溉自动化,便于机耕,易于控制,使用方便。所以压力管道灌溉是我国节水农业的首要开展方向之一,在我国农业灌溉中所占的份额也越来越高[2]。

1 压力管道输水灌溉在国内外的开展概略
 

管道输水灌溉技能在国外起步较早,20世纪20年代欧美便选用了压力管道输水灌溉技能。开展至今,美国的管道输水灌溉已占灌溉总面积的近一半,英国、瑞典等欧洲国家90%以上的灌溉地块完成了管道输水[3]。

当时,以色列的管道输水灌溉技能在世界上较为抢先,其97%以上的灌溉面积完成了管道输水[4],而且除个别偏僻山区外,全部完成了管道灌溉办理。在亚洲,日本的管道灌溉技能开展较早,自20世纪60年代日本便开始在旱地灌溉中选用输水管道替代斗渠;70年代末又选用大口径管道取代干渠;80年代一半以上的新建灌溉系统完成了输水管道化[5]。

现在日本的农业灌溉开始从部分管道输水逐渐向多级组合的完整管道灌溉系统开展,一起其灌溉管网自动化程度较高[3]。

国家在旧灌区改造过程中,也很重视管道输水技能的开展,如澳大利亚在马克灌区进行管道输水灌溉改造后,节约了33%的灌溉用水;加拿大在伯塔灌区进行管道输水灌溉改造后,灌溉水利用率进步幅度显着,由改造前的35%~60%进步至改造后的75%[6]。

管道输水灌溉技能在我国的开展始于20世纪50年代。随后我国在70年代末引入低压软管输水灌溉技能,先后在黑龙江和山东等地实验使用。在80年代我国北方地区干旱严峻,水资源供需矛盾日益突出,平原井灌区、渠灌区和提水灌区开始推行使用压力管道输水灌溉技能[7]。

自1986年今后,管道输水灌溉在我国开展较快,到2003年末,管道输水灌溉面积已覆盖25个省、自治区、直辖市。压力管道输水灌溉技能不仅在平原地区得到了广泛使用,在一些地势杂乱的山丘区也逐渐得到了开展,山丘区管道的输水压力相对较大,多选用对地势适应性较强的喷灌、微灌等技能[8]。

截止2014年末,全国灌溉面积70.652×106hm2,其间耕地灌溉面积64.540×106hm2,占耕地面积的53.8%,林地灌溉面积2.229×106hm2,牧草灌溉面积1.092×106hm2。其间节水灌溉面积29.019×106hm2,占全国灌溉面积的41.07%。高效节水灌溉面积16.114×106hm2,占灌溉面积的22.81%,其间喷灌3.162×106hm2,微灌4.682×106hm2,低压管灌8.271×106hm2[9]。

但由于经济开展水平的限制,当时我国压力管道灌溉所占份额依然不够高,相对于以色列在97%以上的农田完成了管道输水的情况,我国压力管道输水灌溉技能的推行开展依然任重而道远。

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