滴灌技術(shù)在農(nóng)田水利建設(shè)中的設(shè)計與應(yīng)用

【摘要】隨著新疆社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，水資源緊缺問題十分突出，在此背景下，人們逐漸提升了對滴灌技術(shù)的重視程度。本文主要通過介紹新疆兵團滴灌設(shè)計與運行中發(fā)現(xiàn)的問題，對該技術(shù)在農(nóng)田水利建設(shè)中的設(shè)計和應(yīng)用進行了分析。

【關(guān)鍵詞】節(jié)水灌溉；滴灌技術(shù)；農(nóng)田水利建設(shè)；滴灌系統(tǒng)設(shè)計

滴灌屬于一種現(xiàn)代化、先進的節(jié)水灌溉技術(shù)，灌水均勻是滴灌技術(shù)最為突出的特點，滴灌技術(shù)能夠在新疆缺水環(huán)境下創(chuàng)造較好的經(jīng)濟價值。滴灌技術(shù)成功與否關(guān)鍵在于前期設(shè)計和后期運行管理，在新疆已實施滴灌技術(shù)存在諸多問題。

1、滴灌技術(shù)存在的問題

1.1系統(tǒng)低壓運行

新疆兵團滴灌系統(tǒng)管網(wǎng)常存在低壓運行情況：運行管理人員未按照設(shè)計輪灌運行；管件制造標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，按扣三通規(guī)格不標(biāo)準(zhǔn)，直徑入口7.5-9mm不等；管網(wǎng)設(shè)計漏算管件局部水頭損失等。

1.2首部設(shè)備運行不良

滴灌水泵長期不在高效期運行，造成水泵檢修頻繁；過濾器選型不當(dāng)、水質(zhì)復(fù)雜等因素，造成過濾器濾網(wǎng)堵塞、反沖洗頻繁影響灌水時間；啟動設(shè)備操作不當(dāng)，造成電路短路影響灌溉；灌水高峰期管理人員操作不當(dāng)造成變電設(shè)備負荷較大，經(jīng)常停電維修。

1.3滴灌首部沉沙池淤積嚴重

新疆兵團水源復(fù)雜，沉沙池類型較多，大部分團場水質(zhì)泥沙含量較多、水中有機質(zhì)、蟲卵漂浮物含量高、新疆楊樹毛絮等等，這些都造成滴灌首部沉沙池淤積嚴重，造成一系列過濾器反沖洗頻繁、滴灌帶堵塞等問題。

2、地下滴灌技術(shù)設(shè)計

2.1田間系統(tǒng)及首部設(shè)計

2.1.1田間管網(wǎng)布置

結(jié)合項目田、林、路、渠等的實際分布狀況對管網(wǎng)進行布置，正常情況下，管網(wǎng)均是梳狀布置。管網(wǎng)一般分為支管、分干管、輸水干管。在田間管網(wǎng)布置時應(yīng)盡少量的變徑，在地形坡度變化較大的分干管開始設(shè)置自動排氣閥，以減少水錘影響。增加驗算管件的局部水頭損失，以保證管道運行中流量及壓力的要求。田間干管一般應(yīng)埋設(shè)于凍土層之下。每個分干尾部必須設(shè)置排水井，以便于灌溉期結(jié)束后采用空壓機排空管道余水。在分干尾部有排水渠條件下，可不設(shè)排水井，并將排水閥設(shè)置在排水渠內(nèi)。

2.1.2首部設(shè)備設(shè)計

水泵選型設(shè)計：根據(jù)水泵（Q-H）特性曲線選擇陡降型水泵，可保證揚程變化較大時流量變化較小，設(shè)計流量及設(shè)計揚程要在水泵特性曲線的高效區(qū)內(nèi)運行，設(shè)計流量及設(shè)計揚程應(yīng)取額定流量和額定揚程的10%左右為宜。

水泵安裝高度設(shè)計：水泵軸線在吸水水面以下的地下式結(jié)構(gòu)形式，不會產(chǎn)生汽蝕和汽化；水泵軸線在吸水水面以上的地上式結(jié)構(gòu)形式，容易產(chǎn)生汽蝕和汽化；因水泵工作時會不斷震動，吸水管與墻體止水不易處理，所以建議采用地上式的安裝形式，為保證地上式水泵不產(chǎn)生汽蝕和汽化，可參照水泵參數(shù)—不產(chǎn)生汽蝕、汽化高度NPSH（25℃、清水、一個大氣壓），設(shè)計時需要根據(jù)工程當(dāng)?shù)厮疁亍⑺|(zhì)、大氣壓進行修正。

水泵特性設(shè)計：根據(jù)歐拉方程可知HT-QT為線性方程，水泵葉輪應(yīng)選取后彎式，后彎式葉輪不易產(chǎn)生汽蝕和汽化，HT-QT線性方程成正比，而前彎式葉輪HT-QT線性方程成反比。水泵比轉(zhuǎn)速（數(shù)）ns應(yīng)選擇同樣額定流量及揚程較小值，水泵比轉(zhuǎn)速（數(shù)）ns較小的水泵H-Q特性曲線變化較緩，反之，水泵比轉(zhuǎn)速（數(shù)）ns較大的水泵H-Q曲線變化較陡。離心泵變頻調(diào)速時只能往低速調(diào)，往高速調(diào)會產(chǎn)生水泵共振，破壞水泵基礎(chǔ)。根據(jù)水泵H-Q特性曲線通過折引后，水泵并聯(lián)后的特性曲線可知，同揚程下同流量并聯(lián)的水泵相加小于其單獨時的流量，其揚程小于其單獨工作的揚程。

過濾器選型：過濾器性能和應(yīng)用效果將影響著滴灌技術(shù)能否正常可靠運行的關(guān)鍵。國內(nèi)過濾器的類型很多，有砂石過濾器、水力旋流（離心式）過濾器、疊片式過濾器、濾網(wǎng)過濾器、組合式過濾器。過濾器選型設(shè)計應(yīng)根據(jù)水質(zhì)中的有機雜質(zhì)、無機雜質(zhì)、泥沙含量等因素選擇好的過濾器，同時可根據(jù)過濾器的工作狀態(tài)選擇半自動或全自動的過濾器。

施肥器：常用施肥器有壓差式和開敞式，設(shè)計施肥器應(yīng)根據(jù)滴灌系統(tǒng)控制的面積、操作習(xí)慣、管理水平等因素合理選擇施肥器的容積及形式。

2.1.3沉沙池設(shè)計

對于引用含有較少超過灌水器流道的有害粒徑泥沙的井水等水源進行滴灌的工程，這些有害的泥沙可有過濾器處理，即不造成灌水器堵塞，也不加重后續(xù)泥沙處理設(shè)備的負擔(dān)，可不考慮設(shè)置沉沙池。一般來說，水中泥沙含量大，尤其是灌溉季節(jié)同常為河流汛期，挾帶泥沙多、粒徑大，所以這些滴灌工程都必須設(shè)計沉沙池。沉沙池按結(jié)構(gòu)分為直線型、曲線型、沉沙條渠型、混合型、渦管式及特殊形式的沉沙池。沉沙池設(shè)計應(yīng)根據(jù)工程投資、工程水質(zhì)、灌水器流道孔徑等因素合理設(shè)計沉沙池。

2.2滴灌帶設(shè)計

在滴灌帶設(shè)計環(huán)節(jié)中，根據(jù)作物種類和土壤類別合理選擇滴灌帶的滴頭間距和滴頭流量，再對系統(tǒng)毛管極限孔數(shù)進行計算的過程中，應(yīng)對地形坡降較大的進行重點考慮。

2.3節(jié)點壓力均衡校核

在滴灌設(shè)計過程中，結(jié)合經(jīng)濟流速預(yù)選管徑，各部分水頭損失進行精準(zhǔn)計算，同時還要對各管段的壓力進行校核，之后對各管段管徑進行確定。結(jié)合系統(tǒng)輪灌的最不利組合，對系統(tǒng)壓力進行計算，最后確定系統(tǒng)揚程和系統(tǒng)流量。

3、結(jié)語

綜上所述，面對當(dāng)前新疆水資源緊缺，滴灌技術(shù)受到了人們的廣泛歡迎。通過節(jié)水灌溉工程的建設(shè)，不僅可有效解決現(xiàn)階段的農(nóng)業(yè)灌溉問題，同時也更加有助于和諧社會的建設(shè)，為社會主義新農(nóng)村發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)，為滴灌技術(shù)走向現(xiàn)代化得到更大范圍的推廣和普及，促進現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻：

[1]王強，韓文迪等. 第八師一四四團2016年高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田項目.2016

[2] 李明思.葉片泵相對性能曲線與比轉(zhuǎn)數(shù)的理論關(guān)系研究[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報，2013，44（9）

[3]李明思.滴灌泵站調(diào)速工況等效性理論分析[J] .中國農(nóng)村水利水電，2013，（5）