干旱區滴灌系統工程設計

1 建設滴灌系統工程的必要性分析

隨著社會、經濟的快速發展，人口增長，新疆水資源供給越發緊張，合理利用和優化配置有限水資源的要求也越來越迫切。新疆農業用水的比重達90%以上，因此節水的關鍵和重點是大力發展節水高效農業，而農業節水灌溉的重點又在于渠道防滲、灌區改造和推廣各種節水灌溉技術。從1950年25師74團衛生隊勤雜班的戰士在瑪納斯河流域小拐墾區種出新疆的第一塊棉花地[1]，到2012年新疆生產建設兵團棉花種植面積已達5.58×105hm2[2];從傳統的灌水方式大水漫灌、修排堿渠，到1996年新疆生產建設兵團開始引進膜下滴灌技術，經過多年的實驗、示范和推廣，2012年，全兵團推廣節水灌溉面積9.64×105hm2，全疆節水灌溉面積已超 2.54 ×106hm2[3]。

(1)建設滴灌系統工程是建立現代化農業，實現農業可持續發展的必要條件。新疆地處亞歐大陸腹地，我國西北干旱地區，土地資源，光照資源豐富，但由于水資源的限制，制約著經濟的發展，加之對水資源的不合理利用，造成灌區生態環境亦較為脆弱，通過大力發展高新技術節水灌溉，可降低灌溉定額，提高水資源的利用率，緩解春季缺水矛盾，同時由于高新技術灌溉具有明顯的節水、省地、省肥、省人工、增產等良好效果，可以改善灌區農業生產條件，實現以精準灌溉、精準施肥等為主要內容的精準農業，有效維護和改善本區生態環境條件，實現墾區經濟的可持續發展。

(2)改善農民生產、生活條件，節約用水，增加農作物產量，增加農民收入。膜下滴灌是一種可控性較強的局部灌溉技術，它以小流量均勻、適時、適量地向棉花根系補充水肥，使棉花根系活動區土壤水分經常維持在適宜的含水量水平和最佳營養水平[4]。棉花膜下滴灌創造了有利于棉花生長發育的水、肥、氣、熱環境，生長快，抗病能力強，污染小，同時改善了對病害的控制，棉花膜下滴灌布管、鋪膜、膜上點播由改裝的播種機一次完成，通過管網系統隨水施肥、施藥，無需修渠、打埂、平埂、人工澆地、中耕松土、人工或機械施肥等，大大節省了人工和機力，使棉田的人工管理定額大幅度提高，改善職工的生產生活條件，同時，灌溉時不妨礙其他任何農事活動;因此，勞動生產率得到大顯著提高。棉花膜下滴灌技術有利于發揮規模經營效益，有效緩解國營農場遍存在的地多人少的矛盾，使職工增收，企業增效。

(3)具有良好的示范作用，可有利推動整個團場的高效節水農業的發展。推行高效節水灌溉技術后，可使地下水的補給減少，從而可使鹽漬化土地得到改良，使灌區環境得到改善。節水灌溉大面積推廣后，可用部分節水量來用于灌區周邊環境的改善，增加林果的覆蓋度，對灌區的長期持續穩定發展是及其有利的。目前新疆生產建設兵團節水潛力巨大，增產效果明顯，建設滴灌系統工程可產生較好的經濟效益、社會效益和生態效益，有利于在整個團場大力推廣應用高新技術節水灌溉，可推動團場的高效節水農業的發展。

總之，通過建設滴灌系統工程，對促進本區農業高效用水的發展，為精準農業在本區的發展創造了良好的基礎條件，對于推動項目區及整個地區高效節水農業的發展，具有長遠意義和現實意義。

2 滴灌系統工程設計主要內容

設計內容包括:水源工程以及首部樞紐、系統設計比選、施工組織管理、環境影響評價與水土保持、工程概預算[5]。

水源工程以及首部樞紐設計是根據建設區基本資料以及工程規劃確定水源位置以及系統首部設備;系統設計比選是通過不同的田間管網布置形式，比選比較經濟合理的輸配水管網形式，選擇合適方案;通過最后的方案比選，確定較優方案后繪制滴灌系統平面布置圖，結合作物需水規律確定滴灌工作制度。

根據建設區特點以及工程布置形式，確定系統同時工作支管數、灌溉周期、一次灌水延續時間?；谳喒嘀贫却_定的系統流量，進行包括毛、支、干管的管道水力計算，選擇各級管道的材質及管徑;計算管道系統各控制點的壓力水頭，進行管道縱斷面設計，管道系統結構設計;選配水泵和動力裝置;最后對系統運行進行復核，包括節點壓力均衡驗算以及水錘驗算。

施工組織管理是根據已形成的平面布置圖、結構圖，進行施工放線圖的繪制;繪制管道的橫斷面圖。按工程部位進行工程量的計算，做出工程量統計表。

環境影響評價和水土保持是對施工過程產生的環境質量問題進行評價，對可能出現的水土流失現象，采取適當的工程和生物措施，保持建設區的環境和水土資源。

初步設計概算是根據工程量的統計，以及水總(2002)116號文和新疆自治區水建管(2005)118號文的各類定額標注，確定項目投資。

3 滴灌系統工程水土流失預防及治理措施

西北干旱區干旱少雨，瀕臨沙漠，植被覆蓋度低，春秋季浮沉及沙塵暴天氣頻繁，土壤易受水力和風力侵蝕。因此在建設滴灌系統工程的過程中一定要做到治理保護和開發利用相結合，制定合理的水土保持方案，使工程措施和生物措施相結合，防止生態環境惡化，為團場經濟的可持續發展創造條件。

3.1 建設引起的水土流失預測

泵房、管理房等首部土建工程、機電設備安裝工程均會使地表及植被遭到破壞。由于地表擾動及植被的破壞，在外力的作用下產生少量水土流失。另外，建設耕地外圍管溝開溝、回填必然產生少量棄土和棄渣，為水土流失創造條件，如不及時合理的進行處理，將會引發水土流失。

3.2 水土流失預防及治理措施

建設區水土保持工作直接關系到當地群眾的生活水平和生活質量的提高，減少水土流失、改善生態環境有利于農業生產及農村經濟的可持續發展。因此，必須結合工程的特點，揚長避短、因害設防，對建設過程中產生的水土流失必須進行綜合治理。采取工程措施和生物措施相結合的治理方法，同時要加強管理，杜絕人為水土流失現象的再度發生[6]。

(1)工程措施。在建設過程中應高度重視水土保持工作，將水土保持作為建設的一部分。在施工過程中首部工程及管道的管溝開挖回填后要將多余的土方攤平，不得隨意堆放，同時要注意施工場地植被的保護，盡量減少植被破壞。必要的情況下可以進行土工膜遮蓋和灑水處理。

(2)生物措施。管溝回填后，要及時綠化和耕作，使破壞的地表和植被得到恢復，保證在建設完成后地面植被的覆蓋度不小于未建設之前的地面植被覆蓋度。

(3)管理措施。在建設的過程中要大力宣傳水土保持法律、法規，加強水土保持工作的管理力度，使當地群眾都有水土保持意識，自覺保護生態環境，杜絕由于人類不合理的開發利用造成的水土流失再次發生，保護水土資源，為當地的農業生產生活創造良好的環境。

[1]王瀚林.誰在新疆種出第一塊棉花地[J].兵團建設，2002(04):52-53.

[2]孫法臣主編.9-9農作物播種面積、產量[Z].新疆生產建設兵團統計年鑒，2013.

[3]陳虹主編.12-11各地、州、市水利設施和節水灌溉面積[Z].新疆統計年鑒，2013.

[4]遲道才.節水灌溉理論與技術.北京:中國水利水電出版社，2009.

[5]張志新.滴灌工程規劃設計原理與應用.北京:中國水利水電出版社，2007.

[6]中國灌溉排水發展中心.節水灌溉工程實用手冊.北京:中國水利水電出版社，2005.