探析水利工程中低壓管道灌溉

王強(qiáng)

精河縣水利管理處 833300

摘要：世界淡水資源日益緊缺，而人類對糧食的需求也不斷上升，淡水資源已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)發(fā)展和世界糧食供應(yīng)的安全威脅。要破解耕地面積有限、淡水資源緊缺和世界糧食需求上漲之間的難題，發(fā)展節(jié)水灌溉成為關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)灌溉；節(jié)水技術(shù)；低壓管道

前言

隨著我國井灌區(qū)低壓管道輸水灌溉技術(shù)的成熟，低壓管道輸水灌溉技術(shù)發(fā)展迅速，在全國范圍內(nèi)有許多地方都在使用低壓管道灌溉但是低壓管道灌溉在發(fā)展中還存在一些問題。低壓管道灌溉技術(shù)是目前較為先進(jìn)以管道輸水代替明渠輸水的一種地面灌溉工程技術(shù)，節(jié)水、省時、省力、輸水快，有利于大面積適時適量均勻供水，降低灌溉成本，保證大面積均衡增產(chǎn)，前景廣闊。

一、低壓管道灌溉技術(shù)的概述

目前我國的灌溉面積大約為5330hm2，比起灌溉水利用系數(shù)達(dá)到0.8以上的先進(jìn)國家而言，我國灌溉水的利用系數(shù)只有0.4左右，60%的水在輸水、配水和田間灌水等環(huán)節(jié)中被浪費(fèi)掉。若采用先進(jìn)的節(jié)水灌溉技術(shù)，將全國的灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)提高0.1，則每年可節(jié)約水400億立方米。因此，提高水資源的利用率，節(jié)約用水和科學(xué)用水是解決水資源問題的核心任務(wù)。低壓管道輸水灌溉簡稱管道輸水灌溉，在田間灌水技術(shù)上，仍屬于地面灌溉類，它是以管道代替明渠輸水灌溉系統(tǒng)的一種工程形式。灌水時使用較低的壓力，通過壓力管道系統(tǒng)，把水輸送到田間溝、畦，灌溉農(nóng)田。

二、低壓管道灌溉的優(yōu)點

1、耕地占用少，方便機(jī)械耕作

管道埋入地下替代土渠后，可使耕地面積增加 1～2%井灌區(qū)土渠一般占耕地面積的 1～2%左右。渠灌區(qū)實現(xiàn)管道灌溉后，減少渠道占用耕地，具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益。雖然渠灌區(qū)輸水流量大，但存在渠道占用耕地面積大的問題。另外，管道埋入地下替代土渠后，有利于機(jī)械耕作，提高勞動效率。

2、應(yīng)用范圍廣、經(jīng)濟(jì)合理、效益好

管道輸水灌溉使用的是有壓供水，在提水站或機(jī)井供水的前提下，管道灌溉比渠道灌溉能夠節(jié)省 30% 左右的能耗。管道輸水灌溉對土渠難以灌溉的耕地也可進(jìn)行有效的灌溉并且適用于各種地形。不僅擴(kuò)大了灌溉的面積，而且也提高了灌溉的經(jīng)濟(jì)效益。管道灌溉技術(shù)簡單易學(xué)，可輕松掌握管道灌溉設(shè)備的運(yùn)用。不同的作物、土壤、水源、及流量均能適應(yīng)于管道灌溉。地面軟管可塑性好，可拐彎和爬坡、跨溝、越溝，埋在地下的硬塑料管具有方便就地取材、防凍裂、壽命長的特點。

3、節(jié)水

管道輸水通常都采用地埋式，基本上消除了水的蒸發(fā)和滲漏損失。測試顯示，在輕壤土中采用管道輸水灌溉，水的利用系數(shù)為 95～97%，比土渠、混凝土渠分別提高 30% 和 10%。此外，用軟管灌溉可常畦短灌，均勻灌水，順畦埂從遠(yuǎn)到近分段澆地，灌水定額為 600 立方米/公頃。管道灌溉較土渠灌溉可節(jié)約用水40% 左右，較混凝土板襯砌渠道節(jié)約用水8%，較石砌防滲渠道節(jié)約用水16%左右。

4、縮短灌溉周期

輸水快、及時供水、縮短輪灌周期是管道輸水灌溉較土渠灌溉的優(yōu)勢，既利于適量適時灌溉，充分有效地滿足作物生長期，又改善了田間灌水的條件，進(jìn)而滿足作物需水關(guān)鍵期的需水要求。土渠灌溉因輪灌周期長，灌水不及時而影響作物生長，造成減產(chǎn)。管道輸水灌溉避免了跑水漏水，起到了增產(chǎn)增收的效果。又節(jié)省了管理用工，提高了管理效率。

5、灌水及時能促進(jìn)增產(chǎn)增收

管道輸水灌溉，改善了田間灌水條件，減少水量損失，縮短了輪灌周期，從而有效地滿足了作物生長的需求、可收到增產(chǎn)增收的效果。采用管道輸水，還便于管理便于機(jī)耕。

三、存在的問題

1、工程規(guī)劃設(shè)計水平較低

在整個管道輸水系統(tǒng)投資中，管網(wǎng)系統(tǒng)的投資是最大的。為了提高灌溉效益，降低工程投資成本，可對管網(wǎng)進(jìn)行整體的優(yōu)化設(shè)計。然而，由于我國當(dāng)前的管網(wǎng)工程規(guī)劃設(shè)計水平，對管網(wǎng)的優(yōu)化難以實現(xiàn)。

2、管道輸水灌溉工程的標(biāo)準(zhǔn)低

數(shù)千萬畝管道輸水工程是邊實踐邊研究中其發(fā)展規(guī)模才逐漸壯大起來的。因此，管道輸水灌溉工程的標(biāo)準(zhǔn)跟不上管道輸水灌溉在實踐中的設(shè)計、施工、使用的步伐。

3、設(shè)備利用率低

大口徑低壓管道輸水在很多灌區(qū)代替明渠輸水已經(jīng)成為未來發(fā)展的趨勢，但是，目前許多設(shè)備利用率較低。主要原因是運(yùn)行管理以及推廣的不到位，造成了不必要的資源浪費(fèi)。

4、缺少大口徑管材、系列配套管件及附屬設(shè)備

管道輸水灌溉技術(shù)的發(fā)展速度和工程質(zhì)量仍不能滿足管道灌溉的實際需求。影響這一現(xiàn)狀的原因主要是，專門生產(chǎn)農(nóng)用管道系列管件、管材及附屬設(shè)備的廠家還未產(chǎn)生，而生產(chǎn)適合大型灌區(qū)發(fā)展管道輸水灌溉技術(shù)的大口徑管材廠家尤其缺乏，即使井灌區(qū)用的管材、管件也沒有形成系列化、規(guī)格化、標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

5、田間工程的標(biāo)準(zhǔn)和配套程度有待提高

目前，無法未形成標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的定型產(chǎn)品和技術(shù)主要是由于給水拴或出水口向田間輸水壟溝灌水的配水裝置及配水技術(shù)還不完善。

四、管理規(guī)范與技術(shù)要求

1、管理規(guī)范

為了保證低壓管道灌溉系統(tǒng)的正常運(yùn)行，需要建立一套與低壓管道灌溉系統(tǒng)相適應(yīng)的、較完善的管理規(guī)范。可以從依法管水、實施承包經(jīng)營責(zé)任制、完善組織管理、建立相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)等方面改善管理規(guī)范。

2、技術(shù)要求

（1）打開應(yīng)澆地塊的給水栓，且每條管道上至少打開三個；

（2）開進(jìn)水閘。進(jìn)水閘開啟時，要注意壓力池水位和堰頂齊平，且水位穩(wěn)定，能夠滿足管道用水量；

（3）結(jié)束灌溉時操作次序相反，即先關(guān)閉進(jìn)水閘，然后再關(guān)閉給水栓。在冬天灌溉結(jié)束時，還應(yīng)排進(jìn)管道內(nèi)殘留的水。否則，易凍壞管道。

五、低壓管道灌溉技術(shù)的應(yīng)用

1、季節(jié)性缺水干旱地區(qū)作物

我國雖說是南方常年多雨水，北方干旱雨水少；但是對于農(nóng)林作物生長的全生育周期而言，南方不同物種的需水臨界期不同，也會遇到季節(jié)性的干旱時期。如：江西贛南的8、9、10月少雨水，對正結(jié)果做實的臍橙而言，就是一個關(guān)鍵的干旱時期。

2、大田作物

低壓滲灌用于大田作物時，可在每條田壟上開一個深10 ～ 15 ㎝的溝，將滲管放溝內(nèi)，然后再點種。在北方干旱地區(qū)，采用滲灌播種后的一個月內(nèi)，只需進(jìn)行4次灌溉，每次用水量僅為漫灌的1/3 ～ 1/4就可以保全苗。

3、果樹種植

埋在果樹根系周圍的低壓管道水管，是一次埋入多年使用，一般無須維護(hù)。使用時打開閘門即可對千畝果園進(jìn)行灌溉，也可同時進(jìn)行施肥。滲灌用于干旱地區(qū)植樹、種草、防風(fēng)、固沙等（由于它被埋入地下，能避免被風(fēng)刮跑），也有著良好的效果。

4、城市綠化

小塊草坪、花壇可以采用重力滲灌，1000㎡以上的草坪采用低壓滲灌。采用滲灌技術(shù)進(jìn)行城市綠化，極大地提高了勞動生產(chǎn)效率，可節(jié)省人工、機(jī)械勞動力60 % ～ 90 %以上。它在進(jìn)行灌溉時，絕不會給行人或街道造成污染，也不會影響草坪（如：足球場、高爾夫球場、城市綠地等）的正常使用低壓管道灌溉系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計要點。

結(jié)語

2011年中央一號文件將農(nóng)田水利建設(shè)提升到糧食安全的戰(zhàn)略高度，這是我國農(nóng)田水利政策的一個重大轉(zhuǎn)折，必將對農(nóng)田水利建設(shè)產(chǎn)生積極而深遠(yuǎn)的影響。因此，為了節(jié)約灌溉用水，促進(jìn)低壓管道輸水灌溉技術(shù)的發(fā)展，急需迫切展開開農(nóng)業(yè)高效用水投入機(jī)制、政策、法規(guī)及管理服務(wù)體系的研究，使低壓灌溉管道系統(tǒng)利用率達(dá)到最高。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳普特，牛文全，郝宏科.現(xiàn)代高效節(jié)水灌溉設(shè)施[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.