水利灌溉工程中低壓管灌的應用

張 雷

（開封市通許縣水利局，河南 開封 475499）

低壓管灌在很大程度上不僅節約了水資源，而且也節省了很多的人力和物力。低壓管灌的工作原理是，機泵和管道系統兩者相結合把低壓水輸送到田間， 在田間各個部位設置一些防水口，防水口下面設置有效的流水溝，在這些流水溝中連接管子，利用管子把水輸送到各個區域，實現灌溉。 這種灌溉方式的好處很多，被很多地區廣泛應用，特別是在很多井灌地區得到廣泛應用。但是這種方式在澆地灌溉中有一個很大的限制，就是一次灌溉的資金投入很大，基于這個原因，沒有在全國大范圍長期推廣應用。我國完全可以利用這類項目發展管灌水田，以此節約水資源，保障我國的長期發展。

1 低壓管灌的組成和特性

1.1 低壓管灌系統的組成

低壓管灌系統分布相對復雜，它一般是由水源、首部樞紐、水管網系統、灌水器、保護設施、田間灌水設施5 個部分組成，這5 個部分組成了一個完整的低壓管灌系統。 其中，首部樞紐和水管網系統是5 個部分中最核心的環節， 負責調節水資源和對水資源進行合理分配。

1.2 低壓管灌系統特性

低壓管灌系統主要是針對農業灌溉，在農業灌溉中它的應用區域主要是井灌區和輸水系統比較缺乏的一些地區， 低壓管灌最適合應用在小型灌溉中。 低壓管灌系統有很多優點，與灌溉渠道系統相比，主要有下面幾個優點：（1）節水功能。 低壓管灌系統有很好的節水功能，在農田管灌中，可以更好地避免在輸送水資源時出現滲漏和蒸發的情況， 可以大大地提高農田灌溉中水資源的循環利用率。 （2）減少占地。 低壓管灌系統設備布設在地下，相應地減少了對土地面積的占用，可以增加5%—10%的耕地面積。 種植面積的增加，有利于農作物的增產。 （3）效率高。 低壓管灌系統的灌溉方式進行了技術創新，流速很大，可以節省很多灌溉時間。輸水快，不僅可以節省灌溉時間而且使用起來也很方便。（4）成本低。由于低壓管灌系統的安全系數很高，在很大程度上可以避免安全事故的發生。 由于它對農作物供水穩定且及時，可以使農作物更好地生長，實現增產增收。

2 低壓管灌在水利灌溉中的應用

低壓管灌在農田水利灌溉中的應用非常廣泛，本文以某海島村低壓管灌規劃為例，對該區低壓管灌技術的應用進行分析。該區水資源嚴重短缺，綜合考慮各方面因素，運用低壓管灌技術進行改造應用。合理修建灌溉區域水塘，利用水泵對水塘的加壓把水通過輸水管道輸送到需要灌溉的區域。 各個支管相距150米設置水栓，灌區運用移動式管子對作物進行澆灌。

2.1 需要計算出灌水定額

m=1 000γsh（β1-β2）=56.03m3/666.7m2

其中，M 為灌水定額m3/hm2；ys為計劃濕潤層土壤干容重；h為土壤計劃濕潤層深度；β1為適宜土壤含水率上限；β2為適宜土壤含水率下限。

2.2 計算出灌水周期

T=m/Ed

式中，T 為灌水周期；m 為灌水定額；Ed為土壤水分最大消耗速度。

農作物在幼期和生長期階段對水的需求量很大，根據海島村的農作物面積，灌溉方式應該采用輪灌方式。 利用水泵低壓管灌15 個小時，對整個作物面積進行整體的灌溉。 制定合理的灌溉計劃，進行3 組灌溉，每一組設置15 小時的灌溉時間，灌溉的時候對農作物進行充足的澆灌。

2.3 計算出灌溉設計流量

Q0=m×A/η×T×t=66.06m3/h

式中，Q0為灌溉系統設計流量；A 為灌溉面積；η 為灌溉水利用系數；t 為每天工作時間。

2.4 計算出系統設計水頭

H=Zd-Zs-hs+∑hf+∑hj

式中，H 為系統設計水頭；Zd為最不利地面高程；Zs為供水地面高程；hs為預留水頭；∑hf為由水泵吸水管至最末級管道的沿程水頭損失； ∑hj為由水泵吸水管至最末級管道的局部水頭損失。

對各個管道中各個階段的水流速度進行最大限度的控制，將流速控制在1.50——2.00m/s，一定要大于管道不淤流速0.5m/s。 要把流水速度限制在管道最大流速以內，一般情況下限制在2.5——3.0m/s。 各種管線全部運用PVC－U 管材，這樣才可以更好地保持輸水的穩定性。

3 結語

低壓管灌技術是我國現在農業灌溉中應用最廣的一種灌溉技術。 低壓管灌技術不但能夠在很大程度上對水資源進行節約利用，而且在很多情況下節約了大量的投入資金，使低壓管灌更好的運行。 低壓管灌以最低限度的用水量獲得最大的產量或收益， 也就是最大限度地提高單位灌溉水量的農作物產量和產值。 水資源是不可再生資源，采用低壓管灌技術可在很大程度上節約可利用資源，確保后代子孫有良好的生活資源，有助于我國制定長遠的經濟發展戰略。