荒地鎮滴灌系統設計與施工

古麗格娜·托乎達

(烏蘇水利局城鎮水管所，新疆 烏蘇 833300)

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荒地鎮滴灌系統設計與施工

古麗格娜·托乎達

(烏蘇水利局城鎮水管所，新疆 烏蘇 833300)

滴灌系統不僅能滿足農作物灌溉需求，而且能減少對土地的占用，大大提高水資源的利用效率，是目前農田水利最為有效的科學灌溉方式。本文根據新疆莎車縣水資源現狀，結合現有農田水利灌溉設施，對荒地鎮農田水利灌溉滴灌系統進行了設計和施工分析，為該地區的農田建設和生態環境保持提供了有力的保障。

滴灌；管網；施工；設計

1　項目區概況

我國傳統農業灌溉模式普遍存在嚴重的水資源浪費、農業占地嚴重等現象，達不到農作物增產增收的效果[1-2]。新疆莎車縣北面荒地鎮，東西寬23 km，南北長28 km，耕地面積570萬m2，項目區內基本平整，個別地方高低不平，有若干個大小不等的沙包和下潮地，沙包大的高3～4 m，小的高1～2 m，地勢總的來講無明顯坡降，南向北坡降1/1000～1/1500，東西面幾乎在同一高程面上，屬典型的傳統灌溉農業，且大風及沙塵暴災害嚴重。長期以來，項目區地下水位較高，土壤鹽堿化程度十分嚴重。項目區降雨量稀少，多年平均降雨量50 mm，葉爾羌河是本縣唯一的地表水源，但是荒地鎮地處葉爾羌河中下游，由于地勢低而平坦，坡度小，排水困難。所以，大力發掘水資源利用潛力、優化供水結構、增加水資源利用效率顯得非常重要。

按河流來水量對莎車縣各鄉鎮分水比計算，該項目區在75%偏枯來水年份，分水比為3.43%，可利用地表水資源量為5300萬m3。項目區用地表水進行灌溉，共有灌溉干渠23 km，支、斗渠 63 km。現有灌溉渠系網利用系數僅為37%，40%以上的支渠、斗渠直接輸水進入農田，形成大水漫灌的粗放型灌溉，造成田間水量損失偏大。由于灌溉工程配套不完善，沒有先進的灌溉技術，灌溉管理不科學。田間灌溉渠系大部分渠道年久失修，渠系建筑物已老化，當地農戶自行修補后勉強使用。該地區原有灌溉系統存在嚴重的水資源利用效率低、農田占地嚴重以及灌溉設施落后等問題，亟待優化設計新型灌溉模式。

2　滴灌系統設計

2.1灌溉系統組成

項目區共規劃200萬m2棉花采用地面加壓式滴灌，加壓式滴灌系統包括水源設計、系統首部、管網工程、灌水器四個部分。

2.1.1水源設計

項目區以渠道水+井水為水源[3-5]，在臨近的荒地渠干渠上引水，規劃后更新的6眼機井布置在干渠和斗渠邊上，采用混灌灌水，水源可以保證。系統設計流量是根據系統的灌水需要設計，在斗渠分水口邊修建沉砂池，并在地表水不能滿足灌溉需求時，采用地下水補充地表水灌溉來確保作物的灌溉要求。

2.1.2系統首部

系統首部建立在各系統條田的引水處附近，主要包括泵房、沉砂池等。設備有：加壓離心泵、電動機、過濾設施、壓差式施肥罐、壓力表、空氣閥、閘閥、水表，及安全保護和控制設施等。

2.1.3管網工程

項目區為老灌區，路、林、居民區、條田均已形成，管網按灌區地形條件條田布置，管網采用梳狀單向布置，管網主要分為輸水干管→分干管→支管→毛管四級結構布置。確定滴灌系統的結構為：首部→砂石+網式過濾器→施肥罐→干管→分干管→支管→毛管→滴頭。干管、分干管為地埋管。

2.1.4灌水器選擇

目前滴灌灌水器的形式主要有管上式和內鑲式兩大類。管上式滴頭抗堵塞性能較好，但施工安裝較繁鎖。滴頭露于管外，易于損壞。內鑲式滴灌管(帶)采用迷宮式長而寬的曲徑式密封流道，在管內形成洶涌的紊流，因而抗堵性強,且每個滴頭可配備兩個出水口，當系統關閉時可避免土壤顆粒“吸回堵塞”的危險，使用壽命較長。技術參數如表1。

表1　灌水器技術參數

2.2滴灌系統參數設計

莎車縣荒地鎮屬于暖溫帶大陸性荒漠氣候，干燥少雨，項目區土壤主要是沖洪積粉土、黏土，含水量11.5%～23%、滲透系數K=2.3×10-3～4.3×10-5cm/s。入春后氣溫上升較快，農作物生長需水量較大，而此時降水不足，需要灌溉水補充，結合該地區實際狀況，確定設計參數。

2.2.1滴灌設計灌水定額

灌水定額依據式(1)進行計算：

(1)

式中：m為設計灌水定額，mm；γ為土壤干容重，g/cm3；z為計劃濕潤土層深度,m；p為滴灌設計土壤濕潤比,%；θmax、θmin為適宜土壤含水率上下限(占干土重量百分比)取90%和65%；η為灌溉水利用系數，0.92。

計算得：m=33.48 mm。

2.2.2設計灌水周期

灌水周期由式(2)計算：

(2)

式中：m為灌水定額，33.48 mm；Ea為灌溉時農作物最大日耗水強度，7.28 mm/d。

計算得：T=5 d。

2.2.3設計每次最大灌水時間

每次最大灌水時間由式(3)確定：

t=m SeSl/q d

(3)

式中：Se為苗圃株距，取0.46 m；SL為苗圃行距，取0.6 m；q為灌水器輸水流量，取2.2 L/h；d為單株苗圃下灌水器數量，取1。

計算得：t=4.2 h。

2.2.4滴灌帶布置

項目區棉花種植模式采用膜下滴灌，一膜四行，寬窄行，布設兩條滴灌帶，毛管間距為0.9 m,一管兩行，膜間距1.45 m,見圖1。

圖1　項目區滴灌帶布置

3　滴灌系統施工

滴灌灌溉系統施工主要包括首部系統、泵房施工安裝、管溝土方工程、田間管網鋪設工程施工。

3.1首部系統

抽水加壓設備安裝：電機外殼接地，機泵用螺栓固定在混凝土基座或專用機架上。過濾器安裝：過濾應按輸水流向標記安裝，不得反向。施肥裝置安裝位置應位于過濾器前方逆止閥后方，在安裝量測儀表和保護設備前應徹底除去接頭、封口位置處雜物和油污，安裝水表應嚴格按照設計要求和水流流向，且水表安裝保持水平。

3.2泵房安裝

施工前，根據所購水泵及電機型號，校核泵房尺寸。根據設計要求規定的泵房位置，測量并打固定樁控制泵房標高，按照設計要求定出泵房軸線，依設計要求進行放線開挖，開挖時由測量及施工人員依設計控制基底標高。基槽開挖完成后，及時進行基礎處理，施工時嚴格按照施工配合比拌制混凝土，磚砌體按照規范及設計進行施工。

3.3田間管網鋪設

管道安裝：密封橡膠圈必須與管道相匹配，密封圈務必裝入槽內，并不得扭曲；插頭外緣應加工成斜口，并涂潤滑劑，對正密封圈，另一端墊上木板，打入規定深度。閥門安裝：直徑大于65 mm的管道用不銹蝕的金屬法蘭連接；直徑小于65 mm(含65 mm)的管道可用螺紋連接，并應裝活接頭；塑料閥門安裝用力應均勻，不得敲碰。毛管安裝：毛管長度必須與栽種行相適應；安裝時毛管端應剪平，并防止混進雜物；毛管必須平順鋪設嚴禁打折。

4　結　論

通過對該項目的設計與施工，項目建成后，莎車縣荒地鎮水資源利用率提高30%以上，從現在的50%提高到80%以上，達到了節水、增產、提高農民收入、提高灌溉水利用率、提高單方水利用效率、減少地下水開發、提高土壤肥力、改善生態環境以及增加生態用水的目標。項目區的示范效應，為鄰近水資源匱乏地區的農業發展提供了良好的借鑒作用，促進了傳統農業向現代農業的飛速轉變。

[1]蔡榮,馬旺林,郭曉東.小型農田水利設施合作供給的農戶意愿實證分析——以鹽城市農田灌溉水渠改造為例[J].資源科學,2014(12):2594-2603.

[2]王金霞,黃季焜,Scott Rozelle.地下水灌溉系統產權制度的創新與理論解釋——小型水利工程的實證研究[J].經濟研究,2000(4):66-74，79.

[3]李國英.中國水利發展中的防洪與灌溉問題[J].人民黃河,2012(10):3-4.

[4]王全麗,鄭強,許丹,等.高效節水灌溉技術在徐水縣農田水利建設中的應用[J].南水北調與水利科技,2014(B02):231-232.

[5]鐘美玲.淺談農業水利灌溉模式與節水技術措施[J].農業開發與裝備,2015(9):93.

Design and construction of drip irrigation systems in Huangdi Town

GULIGENA·Tuohuda

(Wusuwaterdistricttownhoses,Wusu833300,China)

Drip irrigation system can not only meet the demand of crop irrigation, but also can reduce the land occupancy,which increase water use efficiency largely and it is the most effective scientific irrigation mode so far. According to water resource situation of Yarkant county of Xinjiang, combined with the existing irrigation and water conservancy irrigation facilities, this paper analyzes the design and construction of agricultural water conservancy irrigation drip irrigation systems. The research provides a strong guarantee for the area of farmland construction and ecological environment maintaining.

drip irrigation;pipe network; construction; design

古麗格娜·托乎達(1971-)，女，工程師，主要從事滴灌系統灌溉設計工作。

S275.6

B

2096-0506(2016)03-0055-03