河水自壓滴灌“大首部”技術應用

王婷婷

（新疆昌吉州呼圖壁縣水利管理總站新疆昌吉831200）

河水自壓滴灌“大首部”技術應用

王婷婷

（新疆昌吉州呼圖壁縣水利管理總站新疆昌吉831200）

農業高效節水中常用的水源形式為地下水，但隨著經濟社會的快速發展，地下水超采現象已十分嚴重，因此大力推廣以地表水為水源的高效節水技術已經成為農業可持續發展的一項重要保障措施

河水自壓滴灌；“大首部”；技術應用

農業高效節水中常用的水源形式為地下水，但隨著經濟社會的快速發展，地下水超采現象已十分嚴重，因此大力推廣以地表水為水源的高效節水技術已經成為農業可持續發展的一項重要保障措施。然而，對于常規河水滴灌系統,在地表水引入后，首先要經過傳統的平流式沉淀池進行沉淀，沉淀后還需再經過一次砂石過濾器和網式過濾器的過濾。另外，傳統的砂石過濾器是在泵后、高壓狀態下工作，一旦堵塞，首部系統運行效率將大幅降低，給整個滴灌系統的運行管理帶來極多不便。

鑒于上述因素，呼圖壁縣立足實際，在河水滴灌技術領域進行了積極探索，在充分考究、論證、計算和試驗的基礎上，自主創新設計了具有高度集成特點的河水自壓滴灌“大首部”，并將此科技成果因地制宜地轉化為工程實踐。

1　技術要點

“大首部”系列沉沙、除漂、去生過濾池由平流式沉沙池、濾網板過濾器、清水池和進水、排沙、放空管路（或閘門）等部分組成。通過試驗和實踐，設計人員發現：堵塞濾網板的不僅有懸浮于原水中的泥沙顆粒，還有水中滋生的微生物和漂浮物。因此，濾網板安裝形式須依據水質而定，各不同形式即構成了不同系列的過濾池形態，分為單向外斜跨式、雙向外斜跨式、單向內斜跨式、雙向內斜跨式、溢流屋脊式、網籠式等六種類型的沉沙、除漂、去生過濾池。各類型命名原則為：（1）向、雙向系指可單獨工作濾網板過濾器組數。單向為一組，雙向為二組。（2）溢流屋脊式、網籠式系指濾網板過濾器的形態。（3）“去生”系指可去除水生物。（4）“除漂”系指可除去漂浮物。

2　適用條件

根據設計計算和實踐經驗：地形自然縱坡＞15‰時，適宜做大首部工程；當地形縱坡＜10‰時,不建議做大首部工程。工程規模為1～3萬畝時，畝均投入僅300元左右，較為經濟合理；若控制面積突破3萬畝，輸水管道管徑將超過1m，管道投入將大幅增加，畝均投入則會過高，不經濟；若控制面積小于1萬畝，能自壓的面積比例偏小（50%～60%），則失去了大首部自壓滴灌的目的和意義。

3　技術優點

大首部系列沉沙、除漂、去生、過濾池相比于傳統平流式沉沙池，具有以下優勢：（1）該池集沉沙池與過濾池為一體，具有高度集成的優點，建成后可省去砂石過濾器和網式過濾器。（2）該池的設計定位于水力沖沙，建成后無需人力排沙，運行管理強度低、成本低。（3）該池濾網板過濾器處于常壓工作狀態，被阻擋的泥沙顆粒僅附著于其表面，過濾效率高；工作狀態時，其表面會產生側向水沖力可將附著的泥沙顆粒沖掉，實現了自清洗。（4）一個“大首部”可替代灌區多個傳統“小首部”，有效節約了工程占地面積。

4　實際案例

2010年，呼圖壁縣依托小型農田水利重點縣建設項目，在大豐鎮聯豐村建設了河水自壓滴灌“大首部”工程。該工程采用條型濾網板式沉淀池，可通過3條主管道向下游聯豐村灌區3.0萬畝耕地供水，替代了灌區32個滴灌系統的小首部供水；并將灌區原有井水滴灌系統全部并聯到大首部供水管道覆蓋范圍，采用地表水、地下水互補技術，實現了“兩水”互補聯合調度的目標，有效促進了水資源的合理開發和有效利用。其首部工程方案為：平行設3條沉淀池、2條清水池，沉淀池與清水池相間布置，長度均為55m，沉淀池深度由上游至下游變化為1.8m～2.5m，中間1條矩形沉淀池寬2m，兩邊沉淀池內側為矩形，外側為梯形邊坡，底寬2m，邊坡比1：1.5；清水池深3m、寬7m。在沉淀池兩側的砼墻上設0.6m高的80目～100目濾網板，對河水進行過濾；在濾網板一側設自動沖洗管及噴頭，達到反沖洗目的。

2011年，呼圖壁縣再次依托小型農田水利重點縣建設項目，進一步優化了“大首部”工程設計方案，在五工臺鎮龍王廟村農田上游位置修建了一座新型“溢流屋脊式沉沙、除漂和浮游生物過濾池”，可向龍王廟村23個滴灌系統2.55萬畝農田供水，供水流量1.25m3/s。工程方案為：平行設2條沉淀池、1條清水池，沉淀池與清水池相間布置，長度均為70m；清水池深度為3m，容積可滿足控制區域內滴灌系統約半個小時的供水量。沉淀池深度由上游至下游變化為2.0m～2.8m，清水池寬度5m，兩邊沉淀池內側為矩形，外側為梯形邊坡，底寬2.4m，邊坡比1：1.5。在清水池兩側的砼墻上設100目濾網板，斜跨到清水池中間的兩條0.6m高的砼墻上，對河水進行過濾，取代河水灌溉的過濾器。相比聯豐村3.0萬畝大首部工程，龍王廟村2.55萬畝大首部工程將濾網板由垂直放置更改為斜跨，可對水體中的微生物進行有效處理，防止濾網板堵塞，并擁有自主知識產權——發明專利。

5　結語

“大首部”工程在呼圖壁縣首創實施，并在昌吉州各縣市進行推廣應用，獲得了“呼圖壁水利人的創新”和“昌吉水利人的創舉”等贊譽，顯現了其特有的四大特點：（1）采用新式濾網板代替常規河水滴灌工程配套的砂石+網式組合過濾器，工程造價低；（2）利用地形高差自壓供水，無需動力加壓，運行成本低；（3）以河水為主、機井備用，可充分利用地表水，限制開采地下水；四是地塊間管網相連、網絡互通，可實現水源共享。該技術的運用，不僅促進了農民增產增收，推進了農業高效節水標準化、規范化、規模化建設，也為水利現代化推動農業現代化奠定了堅實的基礎。