針對節水灌溉滴灌系統設計及施工

傅強

摘 要：在農田水利工程中，節水灌溉是非常重要的一項工作，根據方式的不同，其也分為很多種，其中，滴灌技術是應用較為廣泛的一種，非常適合應用在水資源緊缺以及氣候干燥區域，能夠有效實現其技術優勢的發揮。在本文中，將就節水灌溉滴灌系統設計及施工進行一定的研究。

關鍵詞：節水灌溉 滴灌系統 設計及施工

1.引言

我國是一個農業大國，在農業生產中，對水具有著較大的需求量，在該種情況下，做好節水灌溉技術的研究與應用則在我國農業可持續發展實現方面具有著十分積極的意義。其中，滴灌是一種較為先進的節水灌溉技術，且具有較好的應用優勢，需要在實際生產中做好該技術的應用與把握。

2.滴灌技術優勢

在現今農業生產中，滴灌技術具有著較為廣泛的應用，其在實際應用中的特點有：第一，能夠節肥節水。滴灌屬于局部微量以及全管道輸水，以此使水的損失以及滲漏降至最低。同時也能夠適時做好作物根區水量的供應，在沒有發生外圍水損失的情況有效提升水的利用效率。在具體滴灌當中，也能夠有效的同施肥進行結合，即在將化肥溶解后在灌溉系統中注入，在兩者結合的情況下以均勻、直接的方式將肥料施加在作物根系，在對水肥同步進行實現的基礎上提升肥料利用率。同時，因其是小范圍局部控制，在水肥滲漏方面則較少，以此在實現化肥用量減少的基礎上降低污染。在整個系統中，僅僅以閥門進行控制即可，能夠在有效節約勞力的基礎上降低生產成本；第二，科學控制土壤的濕度。在傳統作物溝灌方式中，以此具有較大的灌水量，地表在較長時間內一直保持濕潤，并因此存在地溫降低快、回升滿、濕度高以及蒸發量大等特點，很可能因此導致作物發生病害。而對于滴灌方式來說，因其屬于局部微灌，大部分土壤則會處于干燥狀態，在澆灌過程中，滴頭將以均勻的方式為作物根系位置土壤供水，在保持低溫、回升以及水分蒸發減少方面都具有較好的效果；第三，保持土壤結構。在傳統澆灌方式中，在較大灌水量的影響下，土壤將受到嚴重的壓實、重刷以及侵蝕，如果不能夠及時做好松土處理，則將使土壤在板結、通氣性下降的情況下破壞土壤結構。同其相比，滴灌屬于微量灌溉，水分將以均勻、緩慢的方式滲入到土壤當中，在保護土壤結構的情況下營造良好的水肥環境。

3.工程概況

該項目處于我國西部，地形開闊平坦，整體向東北方向傾斜，東西寬2.8km，南北長4.3km。項目區域地貌為沖積平原，巖性持力層主要為粉土，地形結構較為單一。灌溉工程面積為420m2，地下水源灌溉工程50萬m2，工程PVC管道為60124m，并包括一定數量的沉砂池、檢查井、首部泵房、排水井以及修復配套機井設備。

4.滴灌系統設計資料

4.1作物資料

該區域種植業灌溉面積480萬m2，主要種植作物有棉花、玉米、番茄以及林地。

4.2土壤資料

項目區域土地類型為潮土，主要為壤土，具有較高的肥力。地下數為較高，部分區域存在輕微鹽堿化情況，田間持水量23%，容重1.7g/cm3，主要以壤土為耕地種類，為宜農宜牧土地。

4.3水源資料

種植區域農作物由管網實現水源的提供，主干管徑為別為0.25、0.2m，水硬度280mg/L，礦化度小于1400mg/ L。經現場檢測，水質情況良好，可以應用在農作物灌溉當中。

5.滴灌系統規劃施工

5.1設計參數

利用系數η=0.9，土壤容重1.4g/ cm3，土壤濕潤比65%，日耗水強度Ea=5.5mm/d。

5.2管道布設

根據滴灌工作需求，使用管道同承插進行連接，保證承壓等級在0.6mPa以上，主管道材料使用U-PVC管，以此對局部灌溉需求進行滿足。為了避免因機械作業或者冬季溫度過低損壞管道，在地下1.8m位置對主管進行布設，并做好控制以及保護裝置的安裝，以此對管網系統運行的有效性進行保證。具體安裝步驟，即在水泵出水口位置對排氣閥、壓力表以及過濾器進行安裝，將控制閥、壓力表以及泄水管放置在干管當中。該方式的特點，即主管同分管按照垂直方式布置，使用三通螺紋接頭連接，在主管連接頭位置安裝控制閥。分干管方面，在地下1.8m位置設置，同樣以承插以及U-PVC管方式布置，間距設置為2.4m，并將支管埋入在地下。

5.3滴灌管選型布置

根據項目區域農作物水源以及種植情況，考慮到未來灌水均勻度以及管理因素，對最佳布置方式進行選擇。即東西方向布設2條主干管道，其總長為1605m，管徑為0.25、0.2m，在干管北側位置對12條分干管布置，按照南北方向布置，同主干管垂直，并在其尾部做好排水閥的設置。支管方面，按照東西方向布置，同分干管垂直，總長5003m，管徑為90mm。滴灌帶則按照南北方向布置，在支管的兩側位置按照對稱方式分布，鋪設長度115m，其中順坡長度69m，逆坡長度46m，在地膜下鋪設毛管，其間距為1.1m，平均流量3L/h。

5.4滴灌帶鋪設

滴灌帶方面，需要根據工程所處條件合理做好鋪設方式的選擇，如在平原區域，可以使用流量小、低壓的高效節水模式施工，并根據具體灌溉農作物進行布置方式的選擇。對于不同作物類型，在實際灌溉當中在管道布設方面也具有不同的要求，在實際設計管道布置情況時，需要對路線的長度進行盡可能的縮短，并保證滴灌帶鋪設方向同作物具有一致的生長方向。此外，在設計管道布置情況時，需要對不同用水單元的需求進行充分考慮，保證管道在管理當中也具有較好的便捷性，以此為輪灌的組織提供便利，并在布置時對運行當中的可靠性以及經濟性進行充分考慮。

5.5水泵選擇

水泵設計揚程、流量以及型號的選擇需要充分聯系水力情況確定，經過計算，支管水頭損失為1.078m，對此，初步選擇離心泵的流量為200m3/h，電機功率55kW，揚程35m。首部樞紐方面，包括有過濾器、控制量測設施、保護裝置以及施肥灌溉設施這幾方面。其中，在對過濾器進行安裝時，要保證按照輸水流量標記進行安裝，避免出現反向情況。傳感器等元件，則需要按照產品應用需求安裝，并在安裝完畢后通電，對其運轉情況進行檢查。施肥裝置方面，需要在過濾器之前、逆止閥之后安裝，在安裝當中嚴格聯系說明書要求，在檢查合格之后再通電運行。保護設備以及量測儀表方面，在具體安裝前對接頭以及封口位置存在的雜物以及油污進行清除，之后進行安裝。此外，根據流向標記以及設計要求安裝水表，保證其具有良好的水平性。

輪灌組的數目方面，需要根據不同級別管道以及水源流量計算獲得的輸水能力、作物需水情況以及經濟管徑進行確定，保證水源水量能夠同計劃灌溉面積相互協調。根據該項目區域地塊以及面積情況，為了更好的開展管理工作，根據管網布置形式將其劃分為27輪灌組，每天4個，每次時間持續為5h，灌水周期7d。

6.其余要點

除了根據需求做好滴灌系統設計之外，以下兩個方面的內容同樣關鍵：首先，是系統投資估算。在實際設計水利工程滴灌系統時，需要對整個系統的經濟效益以及投資情況進行評價與估算，對工程施工中對農作物產生的影響以及施工便捷性進行全面的考慮。同時，需要做好工程造價的充分計算與考慮，在合理情況下選擇更為經濟的滴灌設計方案；其次，滴灌管理制度。在灌溉系統中，灌溉管理制度是其中的重要部分，通過對灌溉管理制度的科學制定以及實施，將有效實現灌溉系統效能的提升。在實際制度制定前，需要對不同作物的灌水起點、次數、時間、上限以及定額進行明確，并對滴灌中在養分運移以及土壤鹽分方面的影響充分考慮。

7.結束語

在我國農業建設不斷發展的今天，做好灌溉工作成為了非常重要的一項工作內容。在上文中，我們對節水灌溉滴灌系統進行了研究與設計。對于滴灌工程來說，其施工以及設計方式在確定時需要對氣候、水源、農作物以及地形方面的影響充分考慮，以科學方式為指導做好水泵以及管線等部件結構的選擇，即在對農田水資源需求進行滿足的情況下選擇經濟滴灌設計方案。在實際工作中，也需要能夠做好上述重點的把握，以科學系統的設計不斷提升當地農業水平。

參考文獻：

[1]郭本軍.農田水利工程滴灌系統設計探析[J].南方農業，2015（12）：160-160.

[2]張耘.試析節水灌溉滴灌系統設計[J].中國新技術新產品，2014（22）：171-171.

[3]宋艷莉.淺談節水灌溉滴灌系統設計及施工技術[J].陜西水利，2013（05）：166-167.

[4]余尚劍.節水灌溉條件下作物經濟效益分析[J].現代經濟信息，2016（14）：77-78.

[5]趙秀杰.高效節水灌溉發展現狀及方向[J].吉林農業，2016（21）：11-12.

[6]王桂茹.探索節水灌溉發展中存在的問題及應對策略[J].福建農業，2015（05）：44-45.