節(jié)水灌溉技術(shù)在木壘縣照壁山荒山綠化項目中的應(yīng)用

桑成虎

（新疆昌吉方匯水電設(shè)計有限公司 新疆 昌吉 831100）

新疆遠(yuǎn)離海洋，氣候干燥少雨，屬于典型的溫帶大陸型干旱氣候，年均天然降水量僅有171mm。根據(jù)新疆最嚴(yán)格水資源管理制度“三條紅線”要求，大力發(fā)展高效節(jié)水灌溉，加強節(jié)水型社會建設(shè)，合理配置生活、生產(chǎn)和生態(tài)用水，實現(xiàn)水資源優(yōu)化配置，降低農(nóng)業(yè)用水比重，支持新型工業(yè)化和新型城鎮(zhèn)化發(fā)展，預(yù)留生態(tài)用水，滿足經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展及生態(tài)環(huán)境保護(hù)需水要求，控制經(jīng)濟(jì)社會總需水量在自治區(qū)下達(dá)的“三條紅線”以內(nèi)。高效節(jié)水灌溉工程的實施是進(jìn)一步提高水資源利用率，進(jìn)一步改善灌溉設(shè)施條件，減輕勞動力強度，發(fā)展地方經(jīng)濟(jì)，改善地下水超采現(xiàn)狀的有力舉措。現(xiàn)階段節(jié)水灌溉也成為新疆進(jìn)行荒山綠化主要采用的灌水方式。本文以工程設(shè)計實例，對節(jié)水灌溉技術(shù)在荒山綠化項目中的應(yīng)用進(jìn)行闡述。

1 項目簡介

項目區(qū)位于木壘縣照壁山。本次設(shè)計主要為解決植樹造林的灌溉問題，灌溉方式的選取為滴灌。

項目區(qū)實施滴灌面積3312畝，根據(jù)項目區(qū)的地形條件，項目區(qū)分為十二個灌水分區(qū)。系統(tǒng)設(shè)計流量為666.67m3/h。

根據(jù)對項目區(qū)地理位置、地形地貌、地層巖性和主要用途等情況，本次設(shè)計滴灌系統(tǒng)的管網(wǎng)由輸水干管、干管、分干管、支管四級管道組成。管網(wǎng)結(jié)構(gòu)主要包括：沉沙池—離心泵—輸水干管—干管—分干管—支管（φ63PE管）—毛管（φ20PE管）。林帶種植模式為行距×株距=3.0m×2.0m。

2 水源工程

本次設(shè)計的水源是從木壘河渠首引水，泥沙含量較大，為保證滴灌系統(tǒng)使用壽命，設(shè)計采用兩級沉沙池進(jìn)行過濾，第一級為條形渠式沉沙池，拆除現(xiàn)有渠道進(jìn)行修建，條形沉沙池長70m。初次沉淀后引入滴灌系統(tǒng)用沉沙池，即第二級沉沙池。第二級沉沙池采用雙向斜跨式重力式沉沙池，池長40m，池寬7m。雙向斜跨式重力式沉沙池采用水力沖沙。沉沙池工作池段前接長8.0m，寬10m，深3.0m的吸水池，吸水池采用為C20F200W6現(xiàn)澆鋼筋砼結(jié)構(gòu)，吸水池底板以上設(shè)置2排φ250～φ315PVC濾管。吸水池底板厚度500mm。各道吸水管距吸水池底排板600mm，距吸水池邊墻900mm。各道吸水管通過相對應(yīng)的離心泵加壓進(jìn)入滴灌系統(tǒng)的輸水管，形成整體的加壓滴灌供水管網(wǎng)系統(tǒng)。

凈化后水通過3臺離心泵（Q=224m3/h，揚程105m，功率90kW）加壓后并聯(lián)壓入輸水干管后為滴灌系統(tǒng)供水。

3 滴灌系統(tǒng)

本項目根據(jù)作物種植方面、水源情況、地勢坡降等自然條件，并考慮到今后運行管理和小區(qū)灌水均勻度等因素，選擇最佳管網(wǎng)布置方式。管網(wǎng)結(jié)構(gòu)主要包括：加壓設(shè)備—輸水干管—干管—分干管—PE支管—毛管。

水源經(jīng)沉沙池沉淀處理后，通過離心泵加壓后，將水送入輸水干管。

3.1 輸水干管

輸水干管東西向布置，平行等高線，輸水管干管長5.6km。管徑從400mm漸變到250mm。

3.2 分區(qū)干管

分區(qū)干管垂直等高線，布置在山脊線上，起到為系統(tǒng)分區(qū)配水的作用。

3.3 分區(qū)分干管

分區(qū)分干管也盡量垂直等高線布置，起到劃分灌水小區(qū)的作用，一般間距100m。分干管末端安裝相應(yīng)管徑的排水閥。

3.4 分區(qū)支管

支管平行于分干管布置，垂直于等高線，單向布置長50m。支管首端安裝φ63PE球閥。

3.5 毛管

毛管垂直于支管，平行于等高線，雙向布置，長100m，毛管間距3m。灌水器（穩(wěn)流器）間距為2m，流量20L/h，工作水頭為10m。一棵樹保證一個灌水器。

4 針對節(jié)水建設(shè)問題提出解決方案

本次工程設(shè)計結(jié)合昌吉州及自治區(qū)已建和在建高效節(jié)水工程的實際情況，從工程的設(shè)計、施工到運行管理的各個環(huán)節(jié)，總結(jié)出存在的問題，并提出解決的方案，為今后高效節(jié)水工程建設(shè)提供參考。

4.1 施工建設(shè)存在的問題

（1）固定管道埋填不能按規(guī)范要求施工，造成管道內(nèi)傷較多，對管道的使用造成隱患。

（2）由于小廠生產(chǎn)的管材價格比大企業(yè)低，施工單位為降低成本，往往購買小廠生產(chǎn)的管材和價格低廉的管件、閥門等，存在以次充好現(xiàn)象。造成管材的運行安全性差，管件的使用壽命短，無形中增加了維修更換的成本。

（3）管材任意拋擲、拖拉、暴曬，影響管材的使用壽命。

4.2 管理運行方面存在的問題

（1）項目受益時間短，售后服務(wù)體系不完善。

（2）灌溉設(shè)施投資產(chǎn)權(quán)不明晰，導(dǎo)致工程有人建、無人管。

（3）不能嚴(yán)格按設(shè)計的輪灌制度開啟關(guān)閉閥門，人為造成灌水定額偏大，滴灌周期延長。

（4）灌溉期結(jié)束，管道不排水，造成管網(wǎng)凍裂。

4.3 管材設(shè)備方面存在的問題

（1）管道質(zhì)量存在問題。

（2）管道上閥門及配件質(zhì)量差，使用壽命短。

4.4 解決方案

（1）本次設(shè)計工程由于在山區(qū)，地形復(fù)雜，輸水干管、分區(qū)干管、分區(qū)分干管、分區(qū)支管和毛管均采用PE100級管材。PE管具有較好的韌性和抗老化性能，采用PE管可以延長工程使用壽命。

因項目區(qū)地形、地質(zhì)條件，造成管溝開挖困難，輸水干管、分區(qū)干管、分干管全部鋪設(shè)于地表，采用支墩固定，支墩基礎(chǔ)低于地面500mm，支墩沿管道橫向?qū)?00mm+管道直徑，沿管道縱向長800mm。管道由管箍固定在支墩上。

（2）項目屬于山區(qū)綠化，地形坡度較大，為保證滴灌系統(tǒng)灌溉保證率和灌水均勻度，輸水干管沿等高線布置，分區(qū)干管、分區(qū)分干管均垂直等高線布置，分干管末端安裝相應(yīng)管徑的排水閥。支管平行于分干管布置，垂直于等高線，單向布置長50m，支管首端安裝φ63PE球閥。毛管垂直于支管，平行于等高線，雙向布置，長100m，毛管間距3m。灌水器（穩(wěn)流器）間距為2m，流量20L/h，工作水頭為10m。一棵樹保證一個灌水器，這樣的布置型式很好的利用了地形坡度，較好的保證了灌水均勻度。

（3）由于地形坡度較大，分干管上經(jīng)過計算布置了減壓閥，起到了控制水壓力的作用，滿足了管材的耐壓要求。

（4）在分干管上增設(shè)球閥，控制水流因為坡度較大的原因，在重力的作用下都流向地勢低的地方，而地勢高的地方水量較小。在分干管上增設(shè)球閥，可以控制水量大小，以保證地勢高的地方的灌水均勻度。

（5）為了系統(tǒng)管網(wǎng)安全，防止發(fā)生水錘破壞，在離心泵控制器上安裝變頻器，以控制閘閥緩慢啟閉；在輸水干管首部安裝自動進(jìn)排氣閥，在首部蝶閥后設(shè)逆止閥。

（6）在項目招投標(biāo)中明確了“灌溉企業(yè)等級制度”，保證了施工單位的施工能力和經(jīng)驗?zāi)軌驖M足工程施工要求。

（7）在施工過程中，購買的管材由通過水利部節(jié)水產(chǎn)品認(rèn)證公司認(rèn)證的企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品，可以保證施工質(zhì)量、材料合格。

（8）要求施工單位對管材的裝卸、安裝要符合施工要求。

（9）項目建成后交付木壘縣林業(yè)局管理，對運行管理人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)。

5 結(jié)束語

該項目于2013年5月底施工完畢，一次性試水成功，后期運行正常，達(dá)到了預(yù)期的效果。

隨著社會的發(fā)展，水資源短缺現(xiàn)象日益突出，節(jié)水灌溉是灌溉方式改革必然的發(fā)展方向。高效節(jié)水工程涉及各行各業(yè)，千家萬戶，單靠政府行為，沒有市場推動，節(jié)水必然動力不足，行之不遠(yuǎn)；單靠市場推動，沒有政府引導(dǎo)，節(jié)水也必然難見成效。強有力的政府推動和切實有效的廣大用水戶的積極自覺行動相結(jié)合，才可能開創(chuàng)節(jié)水工作的新局面。

目前，節(jié)水灌溉工程推廣取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，希望進(jìn)一步推廣高效節(jié)水灌溉。將節(jié)水推向社會的各行各業(yè)，早日建成節(jié)水型社會。※

[1]王棟.節(jié)水灌溉產(chǎn)業(yè)存在問題及對策研究.中國水利2014（5）.13～16.