噴微灌技術在漳衛南運河工程綠化中的應用

張 軍，張潤昌，杜 平

（海河水利委員會漳衛南運河管理局，山東德州 253009）

1 引言

漳衛南運河堤防總長1536km，河道總長814km，由衛河、漳河、衛運河、漳衛新河和南運河組成，是海河流域南系的重要防洪水系。堤防工程綠化體系是防止洪雨水對堤防工程沖刷侵蝕、維護堤防工程水土保持、改善工程面貌和沿河區域生態環境的重要工程措施，包括臨河防浪林、背河護堤林、堤頂行道林和堤坡草皮等。漳衛南運河地處北方地區，降雨時空分布極不均衡，多數時期多數區域干旱少雨，為建設和維護工程綠化體系投入了大量的人力物力。多年來采取的措施有：當樹木和草皮缺水時，在每行樹下開挖澆水溝，從河道或附近村莊的井內利用水泵抽水將水引至澆水溝內，并對堤坡草皮進行大水漫灌。這種方式不僅浪費了水資源，投入了大量的人力物力，且對工程有一定程度的破損。因此，迫切需要應用節水技術進行工程綠化灌溉。

2011—2012年，漳衛南運河管理局申請了水利部科技推廣項目，在全國首次將噴微灌技術應用到堤防工程綠化中，共建設噴微灌系統67 km，滴灌堤防行道林67 km、堤坡草坪5萬多m2。

2 噴微灌技術簡介

噴微灌技術是包括滴灌、微噴灌、涌流灌和滲灌等多種方式的節約灌水技術，由水源、首部樞紐、輸水管道和滴頭組成。該技術目前主要用于果園、溫室大棚和經濟作物的灌溉，部分干旱缺水地區利用窯窖蓄水在大田糧食作物灌溉中也使用。

其主要技術優勢為：

（1）省水：可以根據作物的需要精確地進行灌溉，采用管道輸水比地面灌溉省水30%～50%。

（2）灌水均勻：可以有效控制每個滴頭的出水量，灌水均勻度高，一般可達80%～90%。

（3）節能：灌溉水利用率高，減少了抽水量，相應也減少了抽水的能量，在高揚程灌區效果更明顯。

（4）土壤和地形的適應性強：可以適應復雜的地形，灌水強度低；可以適應入滲率低的黏性土壤，由于灌水時間長，勤澆勤灌，即使在透水性很大的砂性土壤上也不會造成嚴重的深層滲漏。

（5）省工：滴灌便于自動控制，節省勞動力，還可以用于施肥和噴灑農藥，既省肥（藥），又省力。

3 系統布置

與果園、大棚不同，堤防工程一般高于地面5 m以上，且呈線性。因此，其布置與果園、大棚的網狀布置有所不同，為線性布置。

從機井引管道至首部樞紐，從首部樞紐引1條干管向堤頂延伸，到達堤頂后，向兩側沿堤頂行道樹布設滴灌支管各2條，由內側堤頂向內護坡底部延伸2.2 m，向兩側各引微噴支管1條；滴灌支管上布置穩流器和滴頭；微噴灌支管上設置微噴頭。

3.1 水源

漳衛南運河上游來水量較小，且年內分配不均，非汛期時常斷流，水量不可靠，作為灌溉水源保證率較低，但兩側地下水位相對較高。因此，地下水是當地主要供水水源，大堤兩側機井較多，為主要灌溉水源。

3.2 首部樞紐

在堤防戧臺上建磚砌保護池，將首部樞紐放在保護池內。首部樞紐1條管道連接機井水源，1條管道通向堤頂，2條管道為直徑90 mmPVC管道，在2條管道中間安裝2個過濾器，在過濾器前后各設1只閥門、1個壓力表。

3.3 灌溉設備

（1）抽水設備：根據樹木需水量、機井出水量和堤防高度，經過計算，選用了揚程70 m、流量15 m3/h的潛水泵。

（2）滴灌設備：滴灌穩流器選用工作壓力為7～30 m水頭、流量為18 L/h的小管出流組合。滴灌系統組合包括穩流器、滴灌管、滴頭三部分。每株樹下布設1個穩流器、2條分水毛管，為防止臨時負壓吸泥堵塞毛管，在毛管末端包裹長為6～10 cm的土工布裹頭。

（3）微噴灌設備：根據堤坡草皮長度，草坪微噴頭選用工作壓力為20 m水頭、噴灑直徑為6.0 m、出水量為43 L/h的單側輪微噴頭。

3.4 管網布置

（1）滴灌部分布置：首部樞紐位于1.4 km河堤中部0.7 km處，從首部樞紐引1條干管向堤頂延伸，到達堤頂后，向兩側沿堤頂行道樹布設PE支管各2條，埋設于樹下0.7 m深，滴灌支管在每棵樹的位置處開孔安裝穩流器，穩流器間距為3 m，每個穩流器引出2條滴灌毛管，埋在樹的兩側0.5 m深處，滴頭埋在地面下0.2 m深。滴灌灌溉系統毛管為直徑3 mmPE管。

（2）微噴灌部分布置：從首部樞紐引1條干管向堤頂延伸，到達堤頂后，由內側堤頂向內護坡底部延伸2.5 m，向兩側引PE微噴支管各1條。微噴支管每隔4 m引微噴灌水器1個。

4 系統運行

2011年5月進行了第1次灌溉試驗，灌溉時間9 h，堤坡草皮微噴直徑達7 m。灌溉完成后，對行道林滴灌進行了開挖檢查，發現滴灌均勻、土壤濕潤比為65%，噴微灌效果較好。

系統運行較為簡單，當需要灌溉時，把潛水泵放入機井內，通上電源，就可進行滴灌和微噴；灌溉結束后，將潛水泵取出放在倉庫里。微噴頭不用時，取下放入管理單位倉庫，為防止微噴管口淤堵，平時用硬物將其覆蓋，用土掩埋。

5 應用效益

項目實施后，提高了堤防行道林和堤坡草皮的成活率，避免了對堤防工程的經常性破損，減少了水土流失，使堤防工程更利于完整，從而提高了堤防工程的防洪能力和堤坡草皮的防沖刷能力。

盡管滴灌設備需進行一次性投資，但其使用壽命長，設計壽命30年左右，除首部樞紐利用的潛水泵以外，其余的滴灌材料全部是塑料制品，投資成本低。傳統澆灌堤頂2行樹每遍需用水量400 m3左右，每次開挖50 cm×40 cm大小的水溝，澆灌完成后又需進行回填。實驗表明，實施滴灌后堤頂行道林每澆灌1次節約用水200多m3/km，同時避免土方開挖400 m3、土方回填400 m3左右；根據氣候特點，一般只需澆水4遍，其經濟效益十分顯著。

6 結語

2011—2012年建設運行實踐表明，噴微灌技術應用在水利工程綠化中，布置簡單，施工方便，技術可行，運行管理實用，綜合效益明顯，具有推廣價值。