张成朋_程鹏-开题报告

　  

　灌区非洲菊节水灌溉工程设计开题报告

　学    生：程  鹏 

　 指导老师：何  军

　三峡大学水利与环境学院

　1.工程概况

　1.1我国水资源特点及节水灌溉需求分析

　我国淡水资源总量约2.8万亿m3，人均水资源占有量仅为2100 m3，不足世界平均水平的1/3，且时空分布不均，水土资源不匹配。长江流域以北地区耕地占全国的60%，人口占46%，GDP占44%，而水资源仅占19%。受全球气候变化等影响，近20年来我国北方地区水资源明显减少。其中海河区地表水资源量减少41%，水资源总量减少25%。北方部分流域已从周期性的水资源短缺转变成绝对性短缺。全国灌区每年缺水300亿m3以上。

　随着社会经济的稳定发展，人民生活水平的不断提高，城市化进程的不断加快，社会对水的需求量急剧增加，随之而来，工业用水和生活用水比例势必上升。但是，对于农业水资源来说，问题还不仅仅是短缺，更为严峻的是在21世纪，由于我国水资源供需矛盾仍将继续存在，在总供水量难以满足总需求量的条件下，由于用水竞争性的存在，农业用水特别是灌溉用水部分将被挤占、压缩，这是不可避免的事。由此看，农业用水量只能是零增长，甚至是负增长。从这个意义上讲，农业水资源也将出现负增长。因此，如何以农业水资源的可持续利用，保障农业粮食生产和社会经济的可持续发展是必须研究的现实问题。

　    众所周知，水是中国可持续发展的基础，决定着农业发展的前景，具有特殊的战略地位，因此对于一个水资源相对短缺的国家-中国，提高水的利用效益，节约灌溉用水就成了解决我国水资源危机的一项不可替代的重大措施。

　节水灌溉已经成为现代化农业灌溉的一大亮点，随着我国经济建设的发展和水资源的严峻现状，节水灌溉势在必行。特别是我国的许多大型灌区，由于灌区水资源缺乏，水利用系数不高，在加上工业用水、生活用水日益剧增，因此实现灌区水资源的合理配置与优化利用，采用先进的节水灌溉技术实行节水灌溉势在必行。

　1.2国内外节水灌溉技术发展概况

　1.2.1我国节水灌溉技术发展现状

　（1）由单一技术向综合集成模式发展

　经过“九五”以来节水灌溉技术的示范和推广，目前，节水灌溉技术推广已从单一的技术模式向综合集成模式转变，并且与农业种植结合更加紧密。如西北、东北地区的膜下滴灌技术，就是滴灌、农膜、施肥、农业机械铺设等多项技术的集成。山东省是多年的节水灌溉先进省，近几年来，各地将节水灌溉技术与管理措施结合，因地制宜形成了不同的节水灌溉综合集成技术模式。如引黄灌区坚持“以井保丰，以河补源，以库调蓄，节水灌溉”的方针，结合国家实施的灌区续建配套与节水改造项目，积极推行“骨干渠道节水改造＋田间节水工程规范化建设＋用水户参与管理”的节水灌溉综合发展模式。井灌区主要发展“低压管道化+射频卡自动控制”灌溉模式，实现了节水工程与管理技术的有机结合，取得了很好的节水效益。

　（2）喷、微灌等先进节水技术已呈规模化、区域化推进趋势

　经过近十几年的发展，喷微灌技术已由过去分散、小面积应用示范发展为大面积规模化、区域化推广。以滴灌为代表的微灌技术已从过去主要用于大棚、果树等小规模的推广应用，演变为应用于**，开始大规模成区域的推广。如**维吾尔自治区、**生产建设兵团从2000年开始推广膜下滴灌，到2009年年底，该技术在**（包括兵团）已推广了近2 000万亩，规划2020年前再推广喷微灌技术3 000万亩；**自治区将滴灌技术应用于马铃薯等**作物，全自治区已推广马铃薯滴灌面积200万亩，2020年前，拟再推广喷微灌技术500万亩；水利部正在组织编制东北四省玉米重点种植区膜下滴灌发展规划，计划在2011—2015年，发展玉米膜下滴灌面积2 000万亩。**、黑龙江应用大型喷灌机喷灌牧草、马铃薯及小麦，目前已推广近300万亩。以区域优势作物为对象，大规模区域推进节水灌溉技术的趋势已经形成。

　（3）滴灌技术开始用于粮食作物

　微灌技术从20世纪80年代末就开始在胶东半岛的蔬菜、果树灌溉中得到很好的应用。在**棉花和西红柿等经济作物、大中城市周边都市农业和设施农业中，微灌技术也得到了大量的推广应用。目前，随着滴灌质高价低产品的研制成功，滴灌技术已开始应用于**粮食作物。黑龙江省大庆市自2007年开始将滴灌结合覆膜技术应用于玉米。在东北其他地区、西北地区也已开始将滴灌技术应用于**粮食作物。**等地也已开始进行滴灌技术用于小麦的灌溉试验。

　1.2.2国外节水灌溉技术发展现状

　发达国家节水灌溉技术的基本特点是高技术、高投入和管理现代化，而高效益则是维系节水灌溉能否持续发展的基础。    

　 （1）喷灌技术    

　 自20世纪60年代“红火”以来,喷灌技术一直被作为机械化大面积解决灌溉问题的最主要技术。随着这项技术在生产中的广泛应用和各类喷灌机在技术、经济、适应性等多方面的考核,目前世界上已趋于将软管卷盘式自动喷灌机、平移式自动喷灌机及人工移管式喷灌机作为受欢迎的三大类机型大面积推广。近年来喷灌技术又在喷洒农药、降低能耗、施水方式等多用途利用方面取得了很大突破。如美国林赛公司在平移式喷灌机上对喷头装置和喷洒方式进行了改进,水量损失大大减少,水的利用率可提高到0.9以上。    

　 （2） 微灌技术    

　 20世纪80年代发展起来的微灌技术,近10余年来有了很大的进步,随着设施农业的发展,微灌技术和设备更是如虎添翼,已趋于完善的地步。 微灌技术的发展最有典型性的应首推以色列,除了**作物很少应用外,他们几乎将微灌技术应用到有作物的各处,包括林园、阳台、花园,甚至于室内装饰植物。近几年微灌设备有很大突破,80年代仅灌水器（滴头、微喷头等）有100余种,现在逐步淘汰,形式变少,品种系列化。滴灌多采用滴灌带。微喷头多采用旋转与折射相结合的形式,使出水孔口相对变大不易堵塞；射程相对增加使喷灌强度变小,均匀度提高；水滴直径绝大多数为细小水滴而不是雾状使能耗大大减少。

　 （3） 渠道防渗工程技术    

　 世界各国如美国、日本、印度、前苏联、巴基斯坦、伊朗、加拿大等,由于渠道渗漏损失的水量很大,均非常重视并积极开展渠道防渗工程研究和建设工作。这些国家渠道防渗工程建设发展快、技术水平高、节水效果显著。如美国把渠道防渗作为水利工程挖潜措施之一,早在1946年就开始研究,到1990年美国共建防渗渠道9656km。目前已形成统一的设计和施工技术标准,施工机械化程度高,工程质量好。防渗材料多采用混凝土,约1/3采用压实土防渗,塑膜等新型材料目前正在发展推广中。日本也十分重视渠道防渗,现有干、支渠道已经全部防渗,田间渠道也基本防渗,它们大量使用工厂化生产的钢筋混凝土预制构件,现场施工以机械施工为主,渠道防渗工程标准高、质量好。    

　 1.4 管道输水灌溉技术    

　 管道输水灌溉技术在国外发展较早。目前,世界发达国家的管道输水灌溉技术应用十分广泛,甚至有逐步代替田间地面渠道灌溉系统的趋势。美国到1984年管道输水灌溉面积已发展到9648万亩,占全美国地面灌溉面积的46.9%。苏联用地下管道代替明渠的发展速度已超过防渗渠道,到1984年,地埋管道系统已占总灌溉渠系统的63%,管道总长21.8万km。以色列、英国、瑞典有90%以上的灌溉土地实现了管道输水。日本已经由部分管道输水向多级组合的完整的管道系统发展,且管网的自动化、半自动化给水控制设备较完善。其它如罗马尼亚、保加利亚等国家,管道输水灌溉技术发展也都比较快。    

　1.5 地下灌溉    

　 近10余年来,世界上兴起了研究新型地下灌溉热潮,地下灌溉不仅在机理上、技术上、经济上而且在生态环境保护上、水资源保护上都被认为是最有发展前途的节水灌溉技术。这种技术主要用在草地、果园、棉田、小麦、玉米、蔬菜、花卉等作物上。地下灌溉在意大利、美国、德国、法国、日本、俄罗斯及我国等研究较多,发展较快,面积在稳定增加。

　1.3设计工程概况

　  设计工程选定云南省**市某灌区，为非洲菊节水灌溉工程设计，面积为1731亩，主要制定灌区主要作物需水规律及灌溉制度，进行节水灌溉示范项目规划设计，进行工程投资概算，绘制灌区管道布置、单体建筑物等设计图，制定滴灌工程的运行管理方案。

　2. 本工程设计的目的和意义

　我国是一个水资源相对短缺的国家，提高水的利用效益，节约灌溉用水就成了解决我国水资源危机的一项不可替代的重大措施，节水灌溉已经成为现代化农业灌溉的一大亮点，通过本工程的设计可解决该灌区非洲菊的节水灌溉问题，提高灌溉水的利用率。

　同时通过本工程的设计，可以巩固所学的理论知识，加深理解工程的规划、设计、预算、施工、管理等方面的具体内容，理解实际工程设计的指导思想和方法，从而使自己能学以致用，提高解决问题和分析问题的能力，树立专业意识，为今后走上工作岗位奠定良好的基础。因此，我将根据相关工程规范，以严谨的态度认真编制该工程的设计书，相信一定会有一个比较满意的成果。

　3设计的具体内容、步骤和成果

　3.1具体内容

　    设计工程选定云南省**市某灌区，为非洲菊节水灌溉工程设计，面积为1731亩，主要内容包括：

　1.灌区主要作物需水规律及灌溉制度；

　2.节水灌溉示范项目规划设计；

　3.工程投资概算；

　4.灌区管道布置、单体建筑物等设计图；

　5.滴灌工程的运行管理；

　3.2主要步骤

　  首先认真仔细地阅读本工程的基本资料，了解本工程的设计要求和设计目的，并查阅相关文献，全面准确的了解工程。然后对工程进行初步设计，包括：制定灌区主要作物需水规律及灌溉制度，进行节水灌溉示范项目规划设计，进行工程投资概算，绘制灌区管道布置、单体建筑物等设计图，制定滴灌工程的运行管理方案。最后优化设计，提交成果。

　3.3主要成果

　设计（论文）成果要求：（包括外文翻译、开题报告、设计或研究报告正文的数量和质量,设计图纸的内容、张数、图幅等要求）

　包括以下内容：

　1、开题报告：6 页  3，000 字

　2、译    文：6页  3，000 字

　3、设计说明书：50～60 页 28，000 字（计算说明书另计：30 ～40页15，000字）

　4、图    纸：  A2号3张、A1号1-2张

　4.阅读的主要文献、资料名称

　1.《水工建筑物》         中国水利水电出版社 **大学 陈德亮

　2.《水力计算手册》       **水利电力大学水力教研室编著. 北京：水利出版社.1980

　3.《节水灌溉理论与技术》 中国水利水电出版社  **农业大学  迟道才

　4.《灌溉排水工程学》     中国农业出版社    西北农林科技大学  汪志农

　 5.《工程水文学》         中国水利水电出版社   河海大学     詹道江

　 6.《水工钢筋混凝土结构学》中国水利水电出版社   河海大学  **大学

　 7.《节水灌溉工程技术规范》    GB\T50363-2006

　8.《实用农业节水灌溉工程规划与设计》 中国水利水电出版社  黄秋生

　9.《水利工程经济学》      中国水利水电出版社  清华大学   施熙灿

　10. 《水利专业英语》        中国水利水电出版社   迟道才    周振民

　5设计的主要阶段、进度

　2015年1月23日前

　完成开题报告及译文翻译

　2015年1月7日-2月7日

　熟悉工程资料

　2015年2月8日-3月5日

　熟悉资料，收集规范

　2015年3月6日-4月8日

　攥写作物需水量及灌溉制度

　2015年4月9日-5月1日

　攥写管道计算、布置

　2015年5月2日-5月30日

　初稿完成及校核

　2015年5月31日-

　准备毕设答辩

　6现有条件及必需采取的措施

　6.1现有条件

　进行过《灌溉排水工程学》课程设计，熟悉灌区作物需水量及灌溉制度的计算过程和设计步骤，并且在前几天刚去过**河水库进行毕业实习，实地参观了**河灌区，全面的进行了灌区渠系建筑物的实地学习，了解了一些基本的相关资料以及工程实例，对本工程的设计有很大的帮助。

　通过四年的相关专业知识系统的学习，掌握了相关基础知识，能够运用所学知识解决工程实际问题。自己备有电脑，能够上网和去图书馆及时查阅相关资料。熟练使用CAD等绘图软件，还能熟练操作office等常用办公软件，这些都能帮助我完成本次毕业设计的任务。

　6.2必须采取的措施

　认真全面的了解本工程设计的基本资料，熟悉工程相关规范，及时查阅工程相关资料，平时多跟同学探讨和向老师请教，定期按时的将成果拿给指导老师检查以便及时发现并解决问题。

　7协助单位及要解决的主要问题等

　三峡大学水利与环境学院，提供毕业设计的相关说明。三峡大学沁苑宿舍管理委员会，为做毕业设计的学生提供舒适和安静的休息与学习环境。三峡大学图书馆，提供相关规范和文献资料的借阅与查询。

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