考虑农田灌溉因素的电网工程占地问题及项目合理规划——评《节水灌溉理论与技术》

张鸥，李革，刘靖波，邬桐，刘松楠

考虑农田灌溉因素的电网工程占地问题及项目合理规划——评《节水灌溉理论与技术》

张鸥，李革，刘靖波，邬桐，刘松楠

（国网辽宁经研院，沈阳 110000）

为降低旱涝灾害对农田作物的侵害，必须对水土资源进行合理利用，并进行灌溉、排水等规划设计。灌溉排水规划设计是农田水利建设中的重要工作，能够为长期发展计划奠定小规模的工程目标，从而解决因不良操作行为而引发的农田损害问题。“灌溉”是在农田中实施引流处理技术，从而为作物带来更为充足的生长用水；“排水”是借助地表沟渠、地下管道等方式，将多余的农田灌溉用水疏导至其他地方。农田灌溉体系是一个具有较高完善性的综合行为系统，是农田规划设计中不可或缺的组成部分。

根据国家在农田灌溉方面的实施方针可知，解除排水区域内的自然、社会、电力等问题是防旱除涝控制及土壤改良的主要实施方向。随着电网工程占地面积的不断扩张，与之相关电力灌排项目的建设规模也不断增大，现有灌溉要素已经不能完全满足农田作物的实际生长需求，基于此可从如下几方面进行工程项目的制定及具体实施步骤的设置：

1.在农田灌溉区域内，排水管道的设计最好遵循河流的走向趋势，一来减少因灌溉用水运输而造成的水资源浪费，二来也有效控制了由排水管道建设带来的经济支出。

2.灌溉与排水结合，可以有效改变农田体系固有的统一治理模式，因地制宜的考虑了农作物所需的治渍、除涝、土壤盐碱化等要素关系，随着电网工程项目的推进，可以进一步提高能源生产力。

3.在电网工程项目的促进下，灌区内的水土资源得到了最大化保持，以养殖为代表的农田副业的产生，从根本上增加了农民层次的总体收入水平，且作物生长需要吸收大量的水资源，而以灌区作为生长环境的农田作物根系大多兼备厌氧生长性与耗氧生长性，即在未得到及时灌溉的情况下，农田作物可从周围土壤中吸收生长所需的水分资源，而在灌溉用水过量、排水处理不及时的情况下，这些作物也能在厌氧真菌的帮助下，始终维持相对较好的生长状态。

4.随着电网工程占地面积的增大，灌溉水源所能匹配的农田面积也不断扩张，且在电力作用的促进下，灌溉、排水任务的完成速率明显加快。在这样的发展情况下，灌溉排水的实施目标也由寻找水源转换至电力资源的合理利用，从根本上解决了现有电网工程所面临的占地受限问题。

电网也叫电力网，特指电力系统中由多个变电所及相关传输配置线路所组成的统一结构体，包含变电、配电、输电。整个电网结构的最主要执行任务就是配送与传输电力流量，从而达到改变应用电压的目的。近年来，随着我国电力事业发展进程的不断加速，电网工程已经深入人们日常生活中的方方面面，其中以农田排水灌溉领域表现得最为明显。在电网工程项目合理规划制度的影响下，我国电力网络的普及程度已经超过98%，且系统输入端的电压等级越高，输出端的平均电子流量也就越大，整个电网工程的占地规模也就越广；反之系统输入端的电压等级越低，输出端的平均电子流量也就越小，整个电网工程的占地规模也就越狭隘。现阶段我国境内已经形成了以南方电网、华中电网、东北电网、西北电网、华北电网、华东电网为代表的6个跨越省级的大型电力网络结构，并且初步实现了完整长距输电电网网架的构建。在此发展背景下，一系列与电能生产、电能输送、电能分配有关的执行项目应运而生，从广义上来说，电网工程已经成为人们生活中必不可少的应用条件，是实现基础生活行为的重要保障因素。

关于电网工程占地及项目合理规划对农田灌溉因素的影响，《节水灌溉理论与技术》一书这样写道：“节水灌溉是一个相对完整的理论体系，需要排水设计、电能供应、设备连接、作物监管等多项知识点的共同配合”。就现有发展情况来看，我国农田灌溉排水系统主要以“水平畦灌技术”作为核心搭建原则，并借助灌溉覆膜疏导农田表层及土壤深层的流通用水，最后以喷灌、滴灌、微灌等多行为并存的形式表现出来。在整个灌溉实施过程中，电网作为唯一的动能供应设备，可直接控制输水管道、排水渠道等多个设备结构。考虑到待灌溉农田的跨越范围较广，支持电网所需的占地面积相对较大，且所有管道及渠道转弯处都必须设置水量监控设备，一方面可对灌溉现场执行情况进行实时监督，另一方面也便于相关控制人员直接干预电网工程项目在阶段性时间内的具体输出情况。一部分农田灌溉区还设有雨水集蓄装置，可在电网供应状态不佳的情况下，保证作物的正常生长用水，但这类型元件结构的体型较小，所能存储的水量相对有限，若断电时间过长，则很难完全满足农田作物生长所需的水量资源，故如何在确保项目规划合理性的基础上，扩大电网工程的实际总占地面积就显得极为必要。

我国作为用电消耗大国，每年用于农田灌溉工程的电量约占年电力年产量的20%，这充分说明电网合理规划在农业领域扮演着举足轻重的角色。迟道才在《节水灌溉理论与技术》中提到，农田灌溉应以当地旱情评估作为首要执行条件，整个处理过程必须时刻监测水资源、电子资源等要素的实际消耗总量，并根据旱情的环节情况，而适当调整灌溉用水的具体输出量条件。通常情况下，灌溉用水的输出量越大，所需的电力驱动能量也就越强，与此同时对电网工程占地的限定标准也就越高。但快速度、大流量农田灌溉行为的维持时间相对较短，而在此过程中，电量资源被大量消耗，出于对电力项目规划完整性的考虑，电网工程应该具备较强的可调节能力，在需求量较大的时间阶段内，其真实占地面积也应随之扩大；而在需求量相对较小的时间阶段内，其真实占地面积也要适当缩小，这也是电网工程项目规划合理性在农田灌溉方面的最主要表现行为之一。

排水作为农田灌溉处理中的重要疏导行为，可将农田系统中现有的多余水体资源经由管道、渠道等疏导至其他环境体系中。但与灌溉工程相同的是，排水处理也需要以传输电子作为内部驱动力量。常见的灌溉排水处理基本上可总结为如下 2 种形式：

1.针对小型、中小型、中型农田体系的排水处置方案

这类型农田体系所需的灌溉水量相对较少，而对电网工程项目规划合理性的要求却相对较高，因总体横跨面积不大，很难保持长时间、大流量的水体输出行为，故相关电力装置必须具备较强的灵敏性，在农田水位达到预定标准线后，立刻切断所有与水流输出驱动相关的电子供应线路。在这样一种规划条件下，电网工程所需的物理占地面积极小，但必须具备多次重复使用的能力，每完成一次灌溉执行任务就进入修正调试状态，在确保农田作物不需剩余水量也能维持正常生长状态的情况下，再次启动电网工程项目，对现有水体资源实施抽取调度，实现一次完整的农田排水处理。

2.针对大型农田体系的排水处置方案

大型农田体系所需的灌溉水量相对较多，对电网工程项目规划合理性的要求却相对较低，因总体横跨面积过大，需要保持长时间、大流量的水体输出行为，因此相关电力装置的感知灵敏性可略低于小型、中小型及中型农田体系，在农田水位达到预定标准线后，仍可维持现有输出状态，直至作物将水体资源全部吸收。在这样的规划条件下，电网工程所需的物理占地面积必须足够大，相关排水设备只要具有循环利用功能即可，不对具体应用程度进行严格限制。因每次灌溉执行任务所需的供应时间较长，电网工程项目基本始终处于连续工作状态。排水处理成为了一种检验保障手段，仅在水量严重超标的情况下，才会发挥疏导引流作用，故这种排水处理方案对电网工程占地的限制条件也相对较为宽松。

就目前电网工程的发展情况来看，农田灌溉排水已经成为该项事业的重点服务目标。结合 2013—2019年的电网建设规划任务来看，扩大工程占地能够有效解决农田灌溉输水及时性较差的问题，且在一定程度上能够实现节约用水的初衷。单从灌溉的角度来看，扩大电网工程占地能够使农田系统在短时间内达到理想的水资源供应状态，而在水体充盈情况下，继续增加输水总量，则能够为作物提供足量的生长储水；单从排水的角度来看，扩大电网工程占地能够加速不必要水体从农田系统中的抽离速度，并能够在最短时间内，将这部分水资源运输至其他农田系统以用于后续灌溉任务的实施。宏观上来说，电网工程占地面积越大，该项目的合理性规划能力也就越强，对灌溉用水的调度及时性也就越明显，但这种处理行为必须满足既定限制标准，也就是说电网工程的总占地水平并不具备无限扩张的能力，在一定的物理区间内，取最大边界值往往能带来最好的灌溉排水处理效果，但超过该理论区间的限制，电网工程将会失去对农田灌溉排水操作的调度控制能力，不仅会造成水资源的白白浪费，也有可能促使作物出现大规模的减产现象。

综合来看，电网工程作为农田灌溉的重要作用条件，既影响水资源的实际应用总量，也限制排水处理的具体作用程度。占地和项目规划是干预电网工程调度能力的核心因素，二者相辅相成、缺一不可，结合我国电网工程的现有发展规模来看，扩大所涉边界范围已经成为了该领域的主要攻破方向。对于电网工程占地来说，边界范围越大，供应设备能够获取的电子资源储备总量也就越大，对农田灌溉排水系统提供的驱动力也就越强，也更能体现节水灌溉的实际处理原则。电网工程项目合理规划是电网占地的附属产物，只有在后者获得足量电子供应的情况下，前者才有可能达到理想建设水平，也只有在这样一种发展模式下，才能真正意义上实现农田灌溉排水的实践初衷。

国网项目（SGTYHT/18-JS-206）