新型出水口保護體在小農(nóng)水工程中的應用

蘇東虎

（山東省水利工程局有限公司，山東 濟南 250014）

目前，國家投入大量資金用于加強農(nóng)田水利基礎設施建設，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平。實現(xiàn)農(nóng)田灌溉便利程度大幅度提高，水資源配給及時，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展和農(nóng)業(yè)增效明顯。但是，水資源利用不合理、農(nóng)田灌溉出水口保護體施工難度大、農(nóng)田灌溉時管理困難、維修困難、出水口保護體因外界因素易破壞等，這一系列問題都亟待解決。

1　創(chuàng)新原由及研發(fā)目標

在2016年以前，莒縣農(nóng)田水利工程中所使用的出水口保護裝置主要為混凝土預制構(gòu)件，但是采用這種防護結(jié)構(gòu)，混凝土結(jié)構(gòu)一般要高出地面50~60 cm，很容易遭到田間農(nóng)耕機械的碰撞破壞，并且混凝土出水口保護體重量在300~400 kg之間，施工、維修大約需要6人工，施工、維修都較為不方便。

通過對莒縣2013年度高效節(jié)水灌溉試點縣建設項目調(diào)查，選取7個分控室范圍內(nèi)的562個出水口進行調(diào)查，3年內(nèi)其中有71個出水口保護體被農(nóng)耕機械損壞，平均每年損壞率為4.21%，機械損壞率較高。

綜上所述，針對以上兩種主要問題，研發(fā)目標設定為，通過創(chuàng)新研發(fā)新型出水口保護體，使田間出水口遭農(nóng)田機械損壞率降低到1%以下；減小保護體重量，把原先自重350 kg的出水口保護體重量控制在50 kg以內(nèi)，需要6人工才能維修的出水口保護體通過創(chuàng)新，變?yōu)?人工就可以輕松維修的新型出水口保護體。

2　方案制定及研發(fā)

通過調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)收割機、拖拉機等農(nóng)田機械在田間工作時，對低于30 cm的物體可以直接通過，轉(zhuǎn)彎或者掉頭都不會破壞出水口保護體，因此考慮利用燒結(jié)磚砌筑出水口底座，出水口底座高出地面15 cm左右，在出水口底座安裝嵌入式鍍鋅鐵件保護體。可以有效的防止了農(nóng)田機械損壞，保護體裝置重量輕，設計重量約3.5 kg，施工以及后期管護方便，大大降低了施工成本。保護體鎖體采用山東省水利工程局有限公司自行研制的特殊鎖體，防盜效果好。

由于漿砌磚出水口底座結(jié)構(gòu)簡單，下面主要敘述鍍鋅鐵件出水口保護體的構(gòu)造原理，見圖1和圖2。

具體實施方式：結(jié)合圖1和圖2所示，農(nóng)田灌溉用出水口保護體的框架1上蓋有門板2，門板2的一邊通過合頁3與框架1的一側(cè)壁鉸接，框架1的側(cè)壁上開設有通孔9，開設的通孔9作為鎖孔，通孔9處固定連接有導向螺母5，導向螺母5一般固定連接在連接在框架1的內(nèi)壁上，可以直接將導向螺母5焊接在框架上，當然，也可以通過其他常規(guī)的連接方式將它們固定連接在一起。在門板2上固定連接有鎖環(huán)8，鎖環(huán)8可以是帶有封閉孔或者不封閉孔的鐵塊，可以直接將鎖環(huán)焊接在門板上，當然，也可以采用其他常規(guī)的連接方式將它們固定連接在一起。還包括與導向螺母5螺紋連接的絲杠6，并且絲杠6同時穿過鎖環(huán)8，鎖環(huán)8一般設置在門板2的內(nèi)壁上。在使用這種結(jié)構(gòu)時，將出水口包圍在框架1的內(nèi)部，出水口的上端被門板2封住，再將門板2鎖起來，就可以有效地防止盜用及堵塞。

絲杠6靠近導向螺母5的一端為多邊形結(jié)構(gòu)，在鎖緊保護體或者打開保護體時，可以使用管鉗等工具直接作用于多邊形結(jié)構(gòu)上，擰動絲杠6運動。

框架1為鍍鋅框架，并且門板2為鍍鋅門板，可以有效地防止保護體被腐蝕。在框架1的側(cè)壁的通孔內(nèi)設置有套管4，導向螺母5與套管4固定連接，便于放置絲杠6。

絲杠6上固定設置有限位件7，限位件7位于導向螺母5與鎖環(huán)8之間。限位件7可以為限位環(huán)或者限位片，在確保能夠打開保護體的前提下，使得絲杠6不至于移動過多。

在框架1的下方設置有支撐腿11，支撐腿11的下部開設有鉚釘孔111，在整套保護體安裝完成后，可以通過使用鉚釘把出水口保護體固定在已經(jīng)砌筑好的出水口磚砌結(jié)構(gòu)上，結(jié)構(gòu)整體牢靠美觀、簡潔。并且本實用新型的保護體安裝完成后，整體露出地表15 cm左右，能夠有效防止農(nóng)耕機械的碰撞而導致的破壞。

綜上所述，本出水口保護體具有結(jié)構(gòu)簡單、施工方便、裝置耐用，不易破壞，而且可以有效防止水資源盜用。

3　效果驗證

新型出水口保護體運用在莒縣2016年涉水涉地資金整合項目工程，并且根據(jù)實際投入使用效果得出以下結(jié)論。

1）田間機械損壞率：在莒縣2016年涉水涉地資金整合項目工程中，為了更直觀的對比新舊兩種出水口保護體，在同一種植區(qū)域分別安裝526個舊式出水口保護體，1 106個新式出水口保護體，通過一個春季耕種和麥收周期的考驗，經(jīng)過統(tǒng)計，舊式出水口保護體被農(nóng)田機械損壞21處，損壞率為3.99%，與以往統(tǒng)計數(shù)據(jù)4.21%基本一致，新型出水口保護體被農(nóng)田機械損壞2處，損壞率為0.18%。

2）保護體自重：舊式出水口保護體自重約350 kg，新型出水口保護體自重約3.5 kg。

3）最少施工人數(shù)：舊式出水口保護體安裝需要約6人工，新型出水口保護體1人工就可以輕松安裝。

綜合上述3項數(shù)據(jù)對比，通過新型出水口保護體在工程中的實際應用可以得知，新研發(fā)的出水口保護體施工方便，裝置耐用，不易損壞，降低了施工成本，相對于舊式出水口保護體各方面都有了很大提高，達到了當初研發(fā)、創(chuàng)新新型出水口保護體的預期效果，并且本次研發(fā)的出水口保護體以山東省水利工程局有限公司為專利權(quán)人成功申請了國家實用新型專利，并獲得批準（專利號：ZL 201720336080.7）。