低壓管道輸水灌溉技術在我國渠灌區的應用研究

滕安國

摘要：隨著經濟的發展、科學技術的進步，農業現代化成為時代的發展趨勢。但是農業作為用水大戶，如何節約用水受到人們的普遍關注。文章從低壓管道輸水灌溉技術在我國渠灌區的應用進行分析，通過闡述灌溉區的含義及特點，論述了渠灌區低壓管道輸水灌溉系統的構成和分類，同時分析了渠灌區低壓管道輸水灌溉技術的應用和前景。

關鍵詞：輸水灌溉技術;低壓管道;渠灌區;農業現代化;節約用水文獻標識碼：A

中圖分類號：S274文章編號：1009-2374（2016）04-0037-02DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.04.019

我國不僅是農業大國，同時也是水資源比較緊缺的國家。為了節約水資源，在農業節水灌溉領域，管道輸水灌溉技術得到廣泛的應用。近年來，隨著經濟的發展、科學技術的進步，在管道輸水灌溉技術方面我國實現了跨越式的發展，并且取得了理想的社會效益和經濟效益。隨著水資源的日趨緊缺，這項技術有待進一步深入研究分析。

1 渠灌區的含義及特點

所謂渠灌區通常情況下是指引水工程灌區、塘壩水庫工程灌區的總稱，在這些區域水資源比較豐富，并且常年有水。與井灌區相比，渠灌渠的特點主要表現為：

1.1 省水、省地和省工效益

在灌溉控制面積方面，渠灌區所能覆蓋的面積一般比較大，通常情況下在35～335hm2，在如此大的灌溉范圍內為了滿足灌溉需要，通常要配置較多的輸水配水管網，并且管道的管徑要粗一些，這樣其灌溉效果才更加明顯。

1.2 對農作物進行適時灌溉

利用灌溉區對農作物進行灌溉時，由于管網輸水和田間灌水速度比較快，進一步縮短輪灌時間，進而可以按照農作物的需水情況進行實時灌溉，在一定程度上提高農作物的產量，同時為發展節水型灌溉農業奠定基礎。

1.3 維修、養護簡單方便

與井灌區相比，對渠灌區進行維修、養護相對較為簡單方便，在這種情況下，可以進一步降低渠灌區的管理費用和灌水成本。

綜上所述，渠灌區的優勢毋容置疑，但是同樣存在一些不足，例如渠灌區需要較多的材料和設備，并且對建筑物要求比較高，進而增加了單位面積的投資數量，同時在用水管理、計劃用水等方面難以對渠灌區進行協調和控制。

2 渠灌區低壓管道輸水灌溉系統的構成

所謂低壓管道輸水灌溉系統是指通過較低的壓力管網進行取水、輸水、配水，最終對農作物進行灌溉，這種灌溉系統的構成主要包括：

2.1 水源

與其他灌溉系統相比，低壓管道輸水系統同樣需要水源，比較常用的水源如泉井、壩塘、水庫、湖泊河流等，對于這些水源，在灌溉過程中，需要考慮農作物水質的要求，避免出現農作物被污染的現象。與明渠灌水系統相比，低壓管道輸水灌溉系統對水質要求比較嚴，如果水中存在污泥、雜草等雜質，容易造成管網堵塞。在灌溉過程中，為了防止管網被堵塞，需要對水源地的水進行攔污、沉積處理。

2.2 首部樞紐

在進行輸水灌溉操作時，首部樞紐的作用是從水源取水，同時分別在水質、水壓和水量三個方面對水源地的水進行處理，所以在選擇首部樞紐時，需要綜合考慮水源的實際種類。

為了便于灌溉，通常將灌溉系統的首部樞紐與水源工程布置在一起。但是，在實際施工過程中，如果水源工程與灌區之間的距離比較遠，在這種情況下，可以在灌區附近或灌區中間布置相應的首部樞紐，在一定程度上為操作、管理提供方便。在布置首部樞紐的過程中，如果可用的水源比較多，這是需要綜合考慮水源地的水量、水位、水質等因素。按照減少輸水工程投資規模的原則，在水量、水質需求相同的條件下，盡量將首部樞紐與灌區水源布置在一起。

在布置首部樞紐的過程中，需要綜合考慮當地的地形、地質條件等因素，進一步確定與之相連的蓄水、供水建筑物的位置，同時需要采取相應的措施，確保抵制環境的穩固性，并最大限度地縮短輸水距離。在水質條件較差、需要修建沉淀池的灌區，需要聯合修建首部樞紐與蓄水池。

2.3 輸配水網管

在渠灌區低壓管道輸水灌溉系統中，低壓管道、管件及附屬管道裝置等共同組成輸配水網管。如果灌區覆蓋的灌溉面積比較大，在這種情況下，輸配水網管還要涉及到干管、支管等組成部分。反之，當灌區覆蓋的灌溉面積較小時，單機泵、單級管道等共同構成簡單的輸配水網管。對于井灌區輸配水管網來說，通常選擇地面移動管道，一般為1～2級，與之相比，渠灌區輸配水管網由多級管道組成，并且這些管道都屬于固定式的地埋管。在我國，混凝土管、硬塑料管、鋼管等是地埋管的首選材料。

2.4 田間灌水系統

對于渠灌區低壓管道輸水灌溉系統來說，其田間灌水系統的形式主要包括：

2.4.1 田間灌水管網輸配水。這種配水形式一般選擇地面移動管道取代田間毛渠和輸水壟溝，按照退管灌溉的方式進行灌溉。在灌溉過程中，這種灌溉方式能夠最大限度地節約用水，在一定程度上有效地避免了灌溉水的浪費，最重要的是，這種配水方式便于管理，節約土地，同時對耕作、田間管理等不產生任何影響。

2.4.2 通過常規畦灌、溝灌等明渠輸水壟溝進行輸水和配水。這種輸水配水方式會損失部分田間輸配水，進而損耗，甚至浪費田間灌水。無論是勞動強度，還是田間灌水工作量，這種配水方式都比較大，而且占用部分農田耕地。

2.4.3 地面移動管道輸配水。這種輸配水方式依然通過常規的溝灌、畦灌等方式進行地面灌水，其優缺點介于田間灌水管網輸配水和常規畦灌、溝灌等明渠輸水壟溝之間。由于這種輸配水方式不需要購置大量的輸水軟管，因此可以降低投資規模。另外，借助閘孔管道、虹吸管或一般引水管等可移動管向附近的畦、溝等進行輸配水。

3 渠灌區低壓管道輸水灌溉技術的分類

由于分類的選擇的角度不同，所以渠灌區低壓管道輸水灌溉技術的分類存在一定的差異性。

3.1 壓力來源

根據壓力來源，可以將渠灌區低壓管道輸水灌溉技術分為兩類：

3.1.1 機壓式灌溉。與灌溉區的水平面相比，如果水源的水平面較低或者略高一些，在這種情況下，水源地水的重力遠遠小于田間灌水所需要的壓力，因此需要借助水泵機組增加配水的壓力。與依靠水源地水的重力進行配水相比，機壓配水方式需要消耗一定的電能，進而增加了管理費用。機壓式輸配水在我國應用范圍比較廣。

3.1.2 自壓式灌溉。與灌溉區地面相比，當水源地的水面較高時，依靠地形落差，水源地水自身的重力就能滿足管網配水和田間灌水所需要的壓力。由于這種輸配水方式不需要額外的油料、電能等，因此可以降低工程投資。

3.2 灌溉管道

根據灌溉管道的構成不同，可以將渠灌區低壓管道輸水灌溉技術分為：

3.2.1 固定式灌溉技術。這種灌溉技術是指灌溉管道被固定，通常情況下，這種灌溉技術主要是指各級地埋管，與其他灌溉技術相比，固定式灌溉技術需要將灌溉管道固定在一處，因此對管材的需求量比較大，單位面積的投資也會相應增加。

3.2.2 移動式灌溉技術。這種灌溉技術是指除了水源和首部樞紐外固定外，其他的輸配管網都可以移動，進一步提高輸配管網的利用率，同時這些管網在不使用時可以集中保管。這種灌溉技術的優點是設備利用率高、投資小，具有較強的適應性，不足就是勞動強度比較大。

3.2.3 半固定式灌溉技術。這種灌溉技術被稱為半移動式灌溉技術。在灌溉操作過程中，整個灌溉系統一部分固定、一部分可以移動。在實際應用中，比較常見的是固定首部樞紐和主干管網，讓主干管網以外的支網可以移動。在這種灌溉技術中，由于首部樞紐、主干管網等比較重，通過將其固定，在一定程度上可以降低對其進行移動的勞動強度，同時可以節省投資。

目前，移動式灌溉技術在我國單井、群井匯流灌區以及規模小的提水灌區應用比較廣，利用塑料管或硬管等管材設置一級或兩級地面管網，確保其可以移動。對于提水灌溉區、水庫等灌溉面積較大的灌溉區，主要采用半固定式管灌技術，并且多對地埋暗管進行固定，而將地面軟管作為可移動管。

4 渠灌區低壓管道輸水灌溉技術的利用

研究分析渠灌區低壓管道輸水灌溉技術的最終目的就是對其進行應用。在應用渠灌區低壓管道輸水灌溉技術的過程中，首先需要對低壓管道輸水灌區的基本情況進行實地調查，同時對低壓管道輸水灌溉技術的必要性、可行性等進行科學論證，進而在一定程度上為應用該技術奠定理論基礎。另外，通過技術論證、水力計算，制定科學合理的低壓管道輸水灌溉方案，并且對整個項目的投資、效益等進行預算和分析。不斷提升當地的農業生產條件，為發展現代農業做好準備。

5 渠灌區低壓管道輸水灌溉技術的應用前景

從水資源總量方面來看，我國的水資源比較豐富，但是由于我國人口比較多，人均水資源占有量非常少，并且水資源在空間上存在分布不均以及水污染等現象。在用水量方面，由于我國的農業用水超過70%，因此，在農業灌溉方面，積極發展節水灌溉技術，對我國節水具有重要意義。作為一種灌溉方式，與傳統的土渠輸水灌溉方式相比，低壓管道輸水灌溉方式的節水率比較高，其節水效果一般達到30%。在我國積極推廣使用渠灌區低壓管道輸水灌溉技術，一方面可以有效增加耕地的耕種面積;另一方面可以節約水資源。據權威機構調查結果顯示，使用渠灌區低壓管道輸水灌溉技術每年的節水量為380～760億m3。渠灌區低壓管道輸水灌溉技術在一定程度上將會解決農業用水緊張的問題，對于水資源貧乏的國家來說，推廣渠灌區低壓管道輸水灌溉技術具有深遠意義。因此，將低壓管道輸水灌溉技術在渠灌區進行推廣性使用，充分發揮該技術的節水、省地、省工的作用，同時利用低壓管道輸水灌溉技術適用性強、維修養護簡單的特點，最大限度地降低管理、灌溉成本，這種灌溉技術在我國具有龐大的市場空間，而且隨著人們的節水意識不斷增強，這種灌溉方式將會受到廣大人民群眾的認可和歡迎。

參考文獻

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（責任編輯：陳 潔）