低壓管道灌溉輸水在灌區工程建設中的應用研究

高 婕

（甘肅省定西市安定區引洮工程建設管理局，甘肅 定西 743000）

低壓管道灌溉輸水在灌區工程建設中的應用，是改善水資源消耗過度、實現灌區節水建設的重要內容。低壓管道灌溉輸水可以使灌區工程建設實現灌溉靈活調整，在一定程度上有效調整了傳統農業結構，對農業發展來講意義重大。在認識到低壓管道灌溉輸水價值的基礎上，加大灌區工程建設中低壓管道灌溉輸水的應用研究力度，可增強其實用性與技術性。

1 灌區工程建設項目概況

以山東菏澤灌區工程建設項目為例，灌區主要包括水田、旱田、天然草場，灌溉面積分別為873.3 km2、826.7 km2、200 km2，總灌溉面積為1 900 km2。當前灌區已有耕地面積為83.1 km2，農作物以玉米為主。根據產量統計發現，近年來產量逐漸遞減，尤其是旱田區域作物產量減幅明顯，面對這種情況，及時分析原因，結果顯示，缺水、鹽漬化最為突出。基于此，積極對該灌區進行低壓管道輸水灌溉處理，改善灌區存在的問題，有效協調水源，提高灌區作物產量。

2 低壓管道灌溉輸水系統構成

低壓管道灌溉輸水系統在配水、輸水以及取水時使用低壓力管網，以此確保灌溉工作的順利完成。通常情況下灌溉系統包括水源、首部樞紐、輸水配水系統、田間灌水系統四部分。

2.1 水源

進行農田灌溉時，農作物對于水質有不同的需求標準，水源中不能含有過多的泥沙或者雜草，水源盡可能選擇水庫與河湖，有效預防農作物污染問題[1]。

2.2 首部樞紐

首部樞紐的主要作用是在水源位置進行取水，同時還可通過水質、水量、水壓等方面進行水處理，要根據水源實際需求綜合分析，選擇合理的首部樞紐。受客觀因素影響，首部樞紐應與水源工程相鄰。施工期間若灌溉區域與水源工程的距離相對較遠，則需要在灌溉區域中心或灌溉需求地附近安置首部樞紐。與此同時，為了進一步節省輸水工程施工成本，要在水質、水量相同時將灌溉區域的水源和首部樞紐建設在同一處，可有效降低輸水距離[2]。

2.3 輸水配水系統

灌溉系統的防護設施、附屬設備以及輸水管道共同組成了輸水配水系統。

2.4 田間灌水系統

當前控制灌溉量通常會應用地面節水灌溉方法。地面移動管線輸水是田間灌水系統的一種模式，其不需要設置大量輸水管線，可有效控制施工成本。

3 低壓管道灌溉輸水技術

3.1 壓力來源

3.1.1 機壓式灌溉 水源相對水平面低的情況下，水源重力達不到田間灌水壓力標準，這種情況下采取機壓式灌溉技術，結合水的重力加以配比。該技術電能消耗較大，并且相關設備管理會增加一些費用。

3.1.2 自壓式灌溉 水源地水面相對高的情況下，根據周圍地形落差，以水源地本身所產生的重力便可以完成灌溉管網配水，及時進行田間灌水。這種技術節省電能消耗，管理費用相對較少。

3.2 灌溉管道

3.2.1 固定式灌溉技術 灌溉處理的核心在于“固定”，將灌溉管道固定處理，實際應用中需要大量管材，單位投資面積增多，投入資本也會增加。

3.2.2 移動式灌溉技術 水源固定條件下，只需將首部樞紐進行固定處理，灌溉所需的輸配管網可以靈活調整。整體上提升灌溉效率，并適用于各種灌溉區，適應性比較強，管材要求標準相對寬松，為灌溉賦予更多靈活性。

4 低壓管道灌溉輸水在灌區工程建設中的應用

4.1 管網布置規劃

灌區工程建設中低壓管道灌溉輸水的應用，涉及干管、支管。其中，干管主要埋于地下，支管位置位于干管之上，布置形式以移動式為主，如此能夠確保灌溉期及時進行資源回收。綜合分析灌區工程建設地質條件與自然條件，選定低壓管道灌溉輸水區域后，主水源設定為灌區的支渠道，選擇適合位置設置好首部樞紐[3]。結合圖1對管網布置規劃詳細了解。

圖1 管網布置規劃圖

4.1.1 管網布置原則 管網布置原則主要包括2 個方面：一是首部樞紐以及排水系統、灌溉管道等都必須做到協調統一，打造完整的管道布設模式。二是灌溉管道系統通過水泵加壓的方式完成供水，在作物種植區域垂直布置干管，平行布置支管。

4.1.2 管網布置形式 管網布置中提前對水源位置確定，并且測量控制范圍，為固定管網布置提供準確參考，當然不能忽略田塊形狀。管網布置常選形式為樹枝狀管網，若灌溉水源為地表水，主水源為渠道水，灌溉管網整體布置由地塊邊緣、首部樞紐以及水源形成整體[4]。

4.1.3 輸水管網布置 輸水管網布置過程中，因為選擇的灌溉區域地形為長方形，所以首部取水樞紐位置設置干管首端，連接輸水干管，在水泵的支持下完成輸水干管抽水，隨后輸送至支管進行灌溉。干管供水為雙向，支管作為其上下級管道，支管必須以垂直形態進行布置，供水同為雙向，兩者間隔距離必須控制在適當范圍之內，根據干管數量控制支管布置數量，且支管長度、出水口、縱向間距等都必須結合干管數據提前計算好。

4.1.4 選擇管材 管材的選擇是保證低壓管道灌溉輸水順利的重要保障，同時也是基本組成，因此其質量的保證至關重要。常用管材為塑料管材，以聚氯乙烯管以及聚乙烯管為主。聚乙烯管應用中，管材重量相對較輕，并且柔韌性好，不管是在地面還是地下均有很好的抗腐蝕性。受到壓力變壓影響，聚乙烯管材會不斷調整輸水面積，壓力增加的同時，整體的輸送能力明顯提高。聚乙烯管道相較聚氯乙烯管材具有更好的抵抗能力，尤其是在抗沖擊性方面，很大程度上延長低壓管道灌溉輸水系統運行壽命。

4.1.5 排水與田間道路布置 及時設置泄水閥，集中在干管末端位置，根據泄水閥位置設置排水溝。干管水在非灌溉期間會將水排入，有效預防冬季干管存水期間受溫差變化影響而出現凍脹。對應干管的位置還需增設排水溝2 條，控制好排水溝與干管位置，排水溝位于田間道路旁邊。

4.2 低壓管道灌溉輸水設計參數

結合工程實際要嚴格控制灌溉設計流量，理想參數值為318 m3/h。灌溉管道系統需要支管的支持，數量為30 條。支管需要給水栓的控制，單個支管需要給水栓6 個。根據低壓管道灌溉系統需要，干管的管徑與流量分別為Φ315 mm、318 m3/h。支管的管控與流量分別為Φ125 mm、53 m3/h。

5 結束語

低壓管道灌溉輸水是幫助灌區有效解決灌溉問題的重要措施，低壓管道灌溉輸水系統的構建、管材的選擇、管道的規劃，必須結合灌區具體情況科學選擇與設計，統計相關設計參數，明確設計原則，保證低壓管道灌溉輸水系統運行順利。