考慮農(nóng)田灌溉因素的電網(wǎng)工程占地問(wèn)題及項(xiàng)目合理規(guī)劃——評(píng)《節(jié)水灌溉理論與技術(shù)》

張鷗，李革，劉靖波，鄔桐，劉松楠

考慮農(nóng)田灌溉因素的電網(wǎng)工程占地問(wèn)題及項(xiàng)目合理規(guī)劃——評(píng)《節(jié)水灌溉理論與技術(shù)》

張鷗，李革，劉靖波，鄔桐，劉松楠

（國(guó)網(wǎng)遼寧經(jīng)研院，沈陽(yáng) 110000）

為降低旱澇災(zāi)害對(duì)農(nóng)田作物的侵害，必須對(duì)水土資源進(jìn)行合理利用，并進(jìn)行灌溉、排水等規(guī)劃設(shè)計(jì)。灌溉排水規(guī)劃設(shè)計(jì)是農(nóng)田水利建設(shè)中的重要工作，能夠?yàn)殚L(zhǎng)期發(fā)展計(jì)劃奠定小規(guī)模的工程目標(biāo)，從而解決因不良操作行為而引發(fā)的農(nóng)田損害問(wèn)題?！肮喔取笔窃谵r(nóng)田中實(shí)施引流處理技術(shù)，從而為作物帶來(lái)更為充足的生長(zhǎng)用水；“排水”是借助地表溝渠、地下管道等方式，將多余的農(nóng)田灌溉用水疏導(dǎo)至其他地方。農(nóng)田灌溉體系是一個(gè)具有較高完善性的綜合行為系統(tǒng)，是農(nóng)田規(guī)劃設(shè)計(jì)中不可或缺的組成部分。

根據(jù)國(guó)家在農(nóng)田灌溉方面的實(shí)施方針可知，解除排水區(qū)域內(nèi)的自然、社會(huì)、電力等問(wèn)題是防旱除澇控制及土壤改良的主要實(shí)施方向。隨著電網(wǎng)工程占地面積的不斷擴(kuò)張，與之相關(guān)電力灌排項(xiàng)目的建設(shè)規(guī)模也不斷增大，現(xiàn)有灌溉要素已經(jīng)不能完全滿(mǎn)足農(nóng)田作物的實(shí)際生長(zhǎng)需求，基于此可從如下幾方面進(jìn)行工程項(xiàng)目的制定及具體實(shí)施步驟的設(shè)置：

1.在農(nóng)田灌溉區(qū)域內(nèi)，排水管道的設(shè)計(jì)最好遵循河流的走向趨勢(shì)，一來(lái)減少因灌溉用水運(yùn)輸而造成的水資源浪費(fèi)，二來(lái)也有效控制了由排水管道建設(shè)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)支出。

2.灌溉與排水結(jié)合，可以有效改變農(nóng)田體系固有的統(tǒng)一治理模式，因地制宜的考慮了農(nóng)作物所需的治漬、除澇、土壤鹽堿化等要素關(guān)系，隨著電網(wǎng)工程項(xiàng)目的推進(jìn)，可以進(jìn)一步提高能源生產(chǎn)力。

3.在電網(wǎng)工程項(xiàng)目的促進(jìn)下，灌區(qū)內(nèi)的水土資源得到了最大化保持，以養(yǎng)殖為代表的農(nóng)田副業(yè)的產(chǎn)生，從根本上增加了農(nóng)民層次的總體收入水平，且作物生長(zhǎng)需要吸收大量的水資源，而以灌區(qū)作為生長(zhǎng)環(huán)境的農(nóng)田作物根系大多兼?zhèn)鋮捬跎L(zhǎng)性與耗氧生長(zhǎng)性，即在未得到及時(shí)灌溉的情況下，農(nóng)田作物可從周?chē)寥乐形丈L(zhǎng)所需的水分資源，而在灌溉用水過(guò)量、排水處理不及時(shí)的情況下，這些作物也能在厭氧真菌的幫助下，始終維持相對(duì)較好的生長(zhǎng)狀態(tài)。

4.隨著電網(wǎng)工程占地面積的增大，灌溉水源所能匹配的農(nóng)田面積也不斷擴(kuò)張，且在電力作用的促進(jìn)下，灌溉、排水任務(wù)的完成速率明顯加快。在這樣的發(fā)展情況下，灌溉排水的實(shí)施目標(biāo)也由尋找水源轉(zhuǎn)換至電力資源的合理利用，從根本上解決了現(xiàn)有電網(wǎng)工程所面臨的占地受限問(wèn)題。

電網(wǎng)也叫電力網(wǎng)，特指電力系統(tǒng)中由多個(gè)變電所及相關(guān)傳輸配置線(xiàn)路所組成的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)體，包含變電、配電、輸電。整個(gè)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的最主要執(zhí)行任務(wù)就是配送與傳輸電力流量，從而達(dá)到改變應(yīng)用電壓的目的。近年來(lái)，隨著我國(guó)電力事業(yè)發(fā)展進(jìn)程的不斷加速，電網(wǎng)工程已經(jīng)深入人們?nèi)粘Ｉ钪械姆椒矫婷?，其中以農(nóng)田排水灌溉領(lǐng)域表現(xiàn)得最為明顯。在電網(wǎng)工程項(xiàng)目合理規(guī)劃制度的影響下，我國(guó)電力網(wǎng)絡(luò)的普及程度已經(jīng)超過(guò)98%，且系統(tǒng)輸入端的電壓等級(jí)越高，輸出端的平均電子流量也就越大，整個(gè)電網(wǎng)工程的占地規(guī)模也就越廣；反之系統(tǒng)輸入端的電壓等級(jí)越低，輸出端的平均電子流量也就越小，整個(gè)電網(wǎng)工程的占地規(guī)模也就越狹隘。現(xiàn)階段我國(guó)境內(nèi)已經(jīng)形成了以南方電網(wǎng)、華中電網(wǎng)、東北電網(wǎng)、西北電網(wǎng)、華北電網(wǎng)、華東電網(wǎng)為代表的6個(gè)跨越省級(jí)的大型電力網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并且初步實(shí)現(xiàn)了完整長(zhǎng)距輸電電網(wǎng)網(wǎng)架的構(gòu)建。在此發(fā)展背景下，一系列與電能生產(chǎn)、電能輸送、電能分配有關(guān)的執(zhí)行項(xiàng)目應(yīng)運(yùn)而生，從廣義上來(lái)說(shuō)，電網(wǎng)工程已經(jīng)成為人們生活中必不可少的應(yīng)用條件，是實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)生活行為的重要保障因素。

關(guān)于電網(wǎng)工程占地及項(xiàng)目合理規(guī)劃對(duì)農(nóng)田灌溉因素的影響，《節(jié)水灌溉理論與技術(shù)》一書(shū)這樣寫(xiě)道：“節(jié)水灌溉是一個(gè)相對(duì)完整的理論體系，需要排水設(shè)計(jì)、電能供應(yīng)、設(shè)備連接、作物監(jiān)管等多項(xiàng)知識(shí)點(diǎn)的共同配合”。就現(xiàn)有發(fā)展情況來(lái)看，我國(guó)農(nóng)田灌溉排水系統(tǒng)主要以“水平畦灌技術(shù)”作為核心搭建原則，并借助灌溉覆膜疏導(dǎo)農(nóng)田表層及土壤深層的流通用水，最后以噴灌、滴灌、微灌等多行為并存的形式表現(xiàn)出來(lái)。在整個(gè)灌溉實(shí)施過(guò)程中，電網(wǎng)作為唯一的動(dòng)能供應(yīng)設(shè)備，可直接控制輸水管道、排水渠道等多個(gè)設(shè)備結(jié)構(gòu)。考慮到待灌溉農(nóng)田的跨越范圍較廣，支持電網(wǎng)所需的占地面積相對(duì)較大，且所有管道及渠道轉(zhuǎn)彎處都必須設(shè)置水量監(jiān)控設(shè)備，一方面可對(duì)灌溉現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督，另一方面也便于相關(guān)控制人員直接干預(yù)電網(wǎng)工程項(xiàng)目在階段性時(shí)間內(nèi)的具體輸出情況。一部分農(nóng)田灌溉區(qū)還設(shè)有雨水集蓄裝置，可在電網(wǎng)供應(yīng)狀態(tài)不佳的情況下，保證作物的正常生長(zhǎng)用水，但這類(lèi)型元件結(jié)構(gòu)的體型較小，所能存儲(chǔ)的水量相對(duì)有限，若斷電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則很難完全滿(mǎn)足農(nóng)田作物生長(zhǎng)所需的水量資源，故如何在確保項(xiàng)目規(guī)劃合理性的基礎(chǔ)上，擴(kuò)大電網(wǎng)工程的實(shí)際總占地面積就顯得極為必要。

我國(guó)作為用電消耗大國(guó)，每年用于農(nóng)田灌溉工程的電量約占年電力年產(chǎn)量的20%，這充分說(shuō)明電網(wǎng)合理規(guī)劃在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域扮演著舉足輕重的角色。遲道才在《節(jié)水灌溉理論與技術(shù)》中提到，農(nóng)田灌溉應(yīng)以當(dāng)?shù)睾登樵u(píng)估作為首要執(zhí)行條件，整個(gè)處理過(guò)程必須時(shí)刻監(jiān)測(cè)水資源、電子資源等要素的實(shí)際消耗總量，并根據(jù)旱情的環(huán)節(jié)情況，而適當(dāng)調(diào)整灌溉用水的具體輸出量條件。通常情況下，灌溉用水的輸出量越大，所需的電力驅(qū)動(dòng)能量也就越強(qiáng)，與此同時(shí)對(duì)電網(wǎng)工程占地的限定標(biāo)準(zhǔn)也就越高。但快速度、大流量農(nóng)田灌溉行為的維持時(shí)間相對(duì)較短，而在此過(guò)程中，電量資源被大量消耗，出于對(duì)電力項(xiàng)目規(guī)劃完整性的考慮，電網(wǎng)工程應(yīng)該具備較強(qiáng)的可調(diào)節(jié)能力，在需求量較大的時(shí)間階段內(nèi)，其真實(shí)占地面積也應(yīng)隨之?dāng)U大；而在需求量相對(duì)較小的時(shí)間階段內(nèi)，其真實(shí)占地面積也要適當(dāng)縮小，這也是電網(wǎng)工程項(xiàng)目規(guī)劃合理性在農(nóng)田灌溉方面的最主要表現(xiàn)行為之一。

排水作為農(nóng)田灌溉處理中的重要疏導(dǎo)行為，可將農(nóng)田系統(tǒng)中現(xiàn)有的多余水體資源經(jīng)由管道、渠道等疏導(dǎo)至其他環(huán)境體系中。但與灌溉工程相同的是，排水處理也需要以傳輸電子作為內(nèi)部驅(qū)動(dòng)力量。常見(jiàn)的灌溉排水處理基本上可總結(jié)為如下 2 種形式：

1.針對(duì)小型、中小型、中型農(nóng)田體系的排水處置方案

這類(lèi)型農(nóng)田體系所需的灌溉水量相對(duì)較少，而對(duì)電網(wǎng)工程項(xiàng)目規(guī)劃合理性的要求卻相對(duì)較高，因總體橫跨面積不大，很難保持長(zhǎng)時(shí)間、大流量的水體輸出行為，故相關(guān)電力裝置必須具備較強(qiáng)的靈敏性，在農(nóng)田水位達(dá)到預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)線(xiàn)后，立刻切斷所有與水流輸出驅(qū)動(dòng)相關(guān)的電子供應(yīng)線(xiàn)路。在這樣一種規(guī)劃條件下，電網(wǎng)工程所需的物理占地面積極小，但必須具備多次重復(fù)使用的能力，每完成一次灌溉執(zhí)行任務(wù)就進(jìn)入修正調(diào)試狀態(tài)，在確保農(nóng)田作物不需剩余水量也能維持正常生長(zhǎng)狀態(tài)的情況下，再次啟動(dòng)電網(wǎng)工程項(xiàng)目，對(duì)現(xiàn)有水體資源實(shí)施抽取調(diào)度，實(shí)現(xiàn)一次完整的農(nóng)田排水處理。

2.針對(duì)大型農(nóng)田體系的排水處置方案

大型農(nóng)田體系所需的灌溉水量相對(duì)較多，對(duì)電網(wǎng)工程項(xiàng)目規(guī)劃合理性的要求卻相對(duì)較低，因總體橫跨面積過(guò)大，需要保持長(zhǎng)時(shí)間、大流量的水體輸出行為，因此相關(guān)電力裝置的感知靈敏性可略低于小型、中小型及中型農(nóng)田體系，在農(nóng)田水位達(dá)到預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)線(xiàn)后，仍可維持現(xiàn)有輸出狀態(tài)，直至作物將水體資源全部吸收。在這樣的規(guī)劃條件下，電網(wǎng)工程所需的物理占地面積必須足夠大，相關(guān)排水設(shè)備只要具有循環(huán)利用功能即可，不對(duì)具體應(yīng)用程度進(jìn)行嚴(yán)格限制。因每次灌溉執(zhí)行任務(wù)所需的供應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，電網(wǎng)工程項(xiàng)目基本始終處于連續(xù)工作狀態(tài)。排水處理成為了一種檢驗(yàn)保障手段，僅在水量嚴(yán)重超標(biāo)的情況下，才會(huì)發(fā)揮疏導(dǎo)引流作用，故這種排水處理方案對(duì)電網(wǎng)工程占地的限制條件也相對(duì)較為寬松。

就目前電網(wǎng)工程的發(fā)展情況來(lái)看，農(nóng)田灌溉排水已經(jīng)成為該項(xiàng)事業(yè)的重點(diǎn)服務(wù)目標(biāo)。結(jié)合 2013—2019年的電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃任務(wù)來(lái)看，擴(kuò)大工程占地能夠有效解決農(nóng)田灌溉輸水及時(shí)性較差的問(wèn)題，且在一定程度上能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)約用水的初衷。單從灌溉的角度來(lái)看，擴(kuò)大電網(wǎng)工程占地能夠使農(nóng)田系統(tǒng)在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到理想的水資源供應(yīng)狀態(tài)，而在水體充盈情況下，繼續(xù)增加輸水總量，則能夠?yàn)樽魑锾峁┳懔康纳L(zhǎng)儲(chǔ)水；單從排水的角度來(lái)看，擴(kuò)大電網(wǎng)工程占地能夠加速不必要水體從農(nóng)田系統(tǒng)中的抽離速度，并能夠在最短時(shí)間內(nèi)，將這部分水資源運(yùn)輸至其他農(nóng)田系統(tǒng)以用于后續(xù)灌溉任務(wù)的實(shí)施。宏觀上來(lái)說(shuō)，電網(wǎng)工程占地面積越大，該項(xiàng)目的合理性規(guī)劃能力也就越強(qiáng)，對(duì)灌溉用水的調(diào)度及時(shí)性也就越明顯，但這種處理行為必須滿(mǎn)足既定限制標(biāo)準(zhǔn)，也就是說(shuō)電網(wǎng)工程的總占地水平并不具備無(wú)限擴(kuò)張的能力，在一定的物理區(qū)間內(nèi)，取最大邊界值往往能帶來(lái)最好的灌溉排水處理效果，但超過(guò)該理論區(qū)間的限制，電網(wǎng)工程將會(huì)失去對(duì)農(nóng)田灌溉排水操作的調(diào)度控制能力，不僅會(huì)造成水資源的白白浪費(fèi)，也有可能促使作物出現(xiàn)大規(guī)模的減產(chǎn)現(xiàn)象。

綜合來(lái)看，電網(wǎng)工程作為農(nóng)田灌溉的重要作用條件，既影響水資源的實(shí)際應(yīng)用總量，也限制排水處理的具體作用程度。占地和項(xiàng)目規(guī)劃是干預(yù)電網(wǎng)工程調(diào)度能力的核心因素，二者相輔相成、缺一不可，結(jié)合我國(guó)電網(wǎng)工程的現(xiàn)有發(fā)展規(guī)模來(lái)看，擴(kuò)大所涉邊界范圍已經(jīng)成為了該領(lǐng)域的主要攻破方向。對(duì)于電網(wǎng)工程占地來(lái)說(shuō)，邊界范圍越大，供應(yīng)設(shè)備能夠獲取的電子資源儲(chǔ)備總量也就越大，對(duì)農(nóng)田灌溉排水系統(tǒng)提供的驅(qū)動(dòng)力也就越強(qiáng)，也更能體現(xiàn)節(jié)水灌溉的實(shí)際處理原則。電網(wǎng)工程項(xiàng)目合理規(guī)劃是電網(wǎng)占地的附屬產(chǎn)物，只有在后者獲得足量電子供應(yīng)的情況下，前者才有可能達(dá)到理想建設(shè)水平，也只有在這樣一種發(fā)展模式下，才能真正意義上實(shí)現(xiàn)農(nóng)田灌溉排水的實(shí)踐初衷。

國(guó)網(wǎng)項(xiàng)目（SGTYHT/18-JS-206）