浅谈圆形喷灌机在安哥拉卡玛库巴综合农场项目的应用

浅谈圆形喷灌机在安哥拉卡玛库巴综合农场项目的应用

中工武大设计研究有限公司湖北武汉430072

摘要:安哥拉属最不发达国家,实行市场经济,有一定的工农业基础,但连年战乱使基础设施遭到严重毁坏,经济发展受到较大影响。卡玛库巴项目区现状为荒地,本工程规划大型圆形喷灌机采用喷灌方式种植玉米,为安哥拉卡玛库巴地区提供相应的工程和种植经验,提高农业发展。

关键词:安哥拉卡玛库巴灌区;圆形喷灌机

1工程概述

安哥拉属最不发达国家,实行市场经济,有一定的工农业基础,但连年战乱使基础设施遭到严重毁坏,经济发展受到较大影响。内战结束后,政府调整工作重点,安哥拉现已成为撒哈拉以南非洲第三大经济体和最大引资国之一。据IMF(国际货币基金组织)统计,2001~2010年安哥拉经济年均增长率为11.1%,居全球第一;通胀由2003年的76.6%降至2011年的11.4%。

由中工国际工程股份有限公司承建的安哥拉卡玛库巴综合农场项目(以下简称“卡玛库巴综合农场”),位于安哥拉中部BIE省卡玛库巴市Honda地区。该项目规划在Cuquema河右岸开发农用地5400hm2,开发河滩地30hm2。根据规划,本次设计的喷灌区位于Camacupa综合农场的西南部,总占地约600hm2,设计灌溉面积415hm2,全部种植玉米。项目区现状为荒地,零星有灌木,无农业耕作和水利工程。

Camacupa综合农场为新建灌区,拟新建泵站从Cuquema河提水灌溉,采用管道输配水,田间灌溉采用喷灌节水灌溉方式。

本工程主要建设内容包括水源工程、输配水工程、防洪及排水工程、道路工程、土地平整工程和管理站工程,满足灌区灌溉、排水、交通及农田防护的要求。

2主要任务

工程主要任务是在Cuquema河右岸开辟一块区域进行玉米喷灌种植。工程主要包括水源工程、输配水工程、防洪及排水工程、道路工程、土地平整工程和管理站工程等。通过新建泵站从Cuquema河提水,采用管道输配水,田间灌溉采用喷灌的节水灌溉方式。通过各项工程的实施,使灌区灌溉面积达到415hm2,灌溉保证率达到85%,灌溉水利用系数达到0.85。

3喷灌方式的确定

项目区地处非洲大陆,尽管当地年降雨比较丰富,但年内分布不均,旱季雨季降雨量相差很大,雨季降雨量约占全年降雨量的97%,且当地土壤透水性大,传统的漫灌会造成当地水利用率偏低,水资源得不到充分利用。项目区地势平坦,地形坡度在3%以内,且无突兀及深凹地段,适合喷灌机运行。为提高工作效率,节省劳动力,提高水的利用率,增加作物产量等,本工程采用喷灌机灌溉的节水灌溉方式。

圆形喷灌机的主要优势有以下几点。

(1)灌水质量好,节约用水量:因为喷灌系统输水损失小,能够很好的控制灌水强度和灌水率,灌水均匀度高,均匀系数可达80%~85%,灌溉水有效利用率可达80%以上,用水量比地面灌溉节省30%~50%。

(2)提高农作物产量:喷灌时灌溉水以水滴的形式像降雨一样湿润土壤,不破坏土壤结构,为作物生长创造良好的水分状况;喷灌设备可以根据供水条件和作物需水规律进行精确供水。此外,喷灌还能够调节田间小气候,在干热风季节用喷灌增加空气湿度,降低气温,具有良好效果。实践表明,喷灌比地面灌溉可提高15%~25%的产量。

(3)适应性强:对地形要求低,爬坡能力可达15°,可以节省大量农田土地平整的工程量,几乎适应所有的作物和土壤。

(4)一机多用:可结合喷施化肥与部分农药,药剂喷洒均匀且剂量可控。相比传统漫灌方式可节省30%以上的肥料,同时节省大量人力成本。

本灌区灌溉方式最终定为新建泵站提水灌溉,并采用管道输配水,田间采用圆形喷灌机喷灌的节水灌溉方式。即从Cuquema河取水后,灌溉水经引水渠自流至泵站,水泵加压后,以压力流形式通过各级管道输送到喷灌机的入口,供作物生长使用。喷灌系统示意图见下图所示。

喷灌系统示意图

4工程总布置

喷灌区西临Cuquema河,该河常年不断流,且水质水量可满足项目区灌溉要求,可方便地从Cuquema河取水供灌区使用。根据弯道环流原理,水流表流指向凹岸,底流指向凸岸,在断面内形成封闭的横向环流,可方便引水渠取水,故最终确定选择Cuquema河离灌区较近的凹岸作为取水点。

本工程的管道系统分干管和支管两级布置,灌溉水经管网系统由喷灌机喷洒到田间。圆形喷灌机半径为500m。

管道布置时,为使管长最短,干管尽量沿主坡方向布置;支管大致与干管垂直,为减少土方开挖,尽量使其平行等高线布置。管网布置时,尽量使管道长度最短,水头损失最小,造价最低。同时为方便施工和检修,干管和支管均结合道路布置,可布置在路边。管网布置见下图所示。

工程总体布置图

5喷灌工程制度

根据当地劳动习惯及设备维护要求,喷灌机每天工作时间为23h。

根据规范,砂土的允许喷灌强度为20mm/h,本工程喷灌系统的设计喷灌强度不大于该允许喷灌强度。

灌水高峰期玉米日需水量均值为ETd=6mm,考虑到项目区蒸发量大,且粉砂保水性差,渗漏量大,为保证作物正常生长,偏安全考虑,将日喷灌强度提高至8.0mm/d。

6结语

2017年,本项目竣工并投入使用,圆形喷灌机运行情况良好,为安哥拉卡玛库巴地区推广喷灌技术积累了宝贵经验,同时优化了灌区管理模式,受到了当地业主的广泛好评。

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