浦城縣某合作社高效節水灌溉工程施工規劃設計與分析

呂云英

（福建省浦城縣蓮塘鎮人民政府水利工作站，福建 南平 353000）

1 工程概況

浦城縣某專業合作社業務范圍主要是組織成員開展蔬菜、瓜果、山藥、苗木、林下經濟作物的種植收購和銷售；提供成員所需的初級農產品、林木的貯藏、加工包裝服務；引進種植技術，組織成員養殖蜜蜂、家禽、畜牧并組織銷售。該合作社初期出資總額為105 萬元，承包經營該村山場370 畝， 周圍擴展經營面積3 000 畝。由于場地地理條件等原因限制，柑橘及楊梅樹等作物涉及灌片的總面積237 畝左右，初步計劃將滴灌區納入一個系統，灌區內擬埋設干管8 條，支管13 條、毛管324 條。

2 施工規劃

2.1 水源工程施工規劃

本滴灌系統利用山澗水供水，計劃設置3 個攔水坎，1、2 號攔水坎攔水進3 號沉淀池（高程：1 號353 m；2 號353m；3 號352 m），3 號攔水坎進8 號沉淀池（高程：3 號345.1 m；8 號344.1 m），13 號池為飲用水池前的過濾池，14 號水池為6 t 飲用水池。水質符合農田灌溉水標準，可用于農作物滴灌，但懸浮泥沙含量大，需設置沉淀池進行初級沉淀處理，去除部分泥沙，以防堵塞管道。

2.2 輸配水管網施工規劃

工程規劃灌溉水流程為：水源工程（山澗水、沉淀池）——輸配水管網（干管、支管、毛管）——灌水器——根層土壤。工程管網由干管、支管、毛管三級管道構成，一條支管與其控制的毛管構成一個灌水小區，單行毛管沿作物種植方向布置。采用微灌管、灌水器結合的灌溉方式，支管垂直于毛管布置，間距由毛管的實際鋪設長度決定。干管采用PE 管，埋設在地下；支管用PE 軟管，毛管用微灌管，毛管、支管、干管依次成垂直布置。見圖1。

圖1 配水管網布置示意圖

2.3 管道施工規劃

管道施工綜合性強、復雜性高、技術性強，管道施工必須找專業技術人員。呂石磊[1]等基于雙頻蝙蝠算法以管網投資費用最低為目標， 建立了改進的自壓樹狀灌溉管網規劃模型，對樹狀灌溉管網進行了規劃。季光武[2]闡述了低壓管道灌溉輸水在灌區工程建設中的意義，結合實例對低壓管道灌溉輸水在灌區工程建設中的應用進行分析。本灌溉工程管道系統由干管、支管和毛管組成。主要的施工流程有：測量放樣、開挖溝槽，排水、基礎整平、測量標高、安管、立模、澆筑管座混凝土、在管道轉角處澆筑混凝土鎮墩、接口，抹帶、拆模、砌筑檢查井、水壓試驗（管道水壓試驗的目的是檢驗管道連接的密實性）、回填壓實等。管道溝槽開挖應按施工放樣中心線和槽底設計標高開挖。管道溝槽開挖應按施工放樣中心線和槽底設計標高開挖。

2.3.1 管網布置標準

1）Φ20PE 為進戶管和戶內安裝管，只能安裝1戶，單根長度不超過20 m。

2）引水管長小于300 m，管徑不小于Φ32；引水管長大于300 m，管徑不小于Φ40。

3）長度超過上述范圍的用戶壓力要重新計算；大于20 戶要通過計算水壓合格才能用Φ40PVC（PE）管；大于等于Φ50PVC（PE）管均應通過水壓計算確定管徑。

2.3.2 管網埋設標準（管子全部暗埋）

1）戶外山地直管管頂以上蓋土厚度大于30 cm，轉彎處管頂以上蓋土厚度大于50 cm。

2）過機動車道的PVC（PE）管應采用鋼管或混凝土管套埋。

3）過田間PVC（PE）管管頂以上蓋土厚度大于60 cm。

4）如采用混凝土覆蓋PVC（PE）管，則混凝土蓋管厚度應大于5 cm。

5）戶外出地面和戶內全部采用PE 管， 并暗埋或包扎處理。

6）分戶水表、閘閥均應裝在戶內，水平安裝，且高于地面50～90 cm。

7）三池溢水管出口均應在池邊10 m 外。

2.3.3 三池（沉淀池、過濾池、清水池）基礎施工標準

1）沉淀池基礎應盡量選在巖基上，如沒有巖基至少也要選在抗沖刷能力較強的基礎之上，如果選在土基上建池，基礎外圍應采用砌石或混凝土護砌。

2）過濾池和清水池基礎應選在實地基礎上，并且基礎性質相同、抗壓強度應大于1 kg/cm2。水池周圍均應做好排水溝，確保基礎不被雨水浸泡。

2.4 首部樞紐施工規劃

首部樞紐主要由過濾器、施肥罐、閘閥井、檢查井、沉淀池、攔河壩、清水池等建筑物和控制量測設施與保護裝置組成。過濾器采用網式過濾器DFS-2NV/M，適用于流量30 m3/h，最大工作壓力10 kg/cm2，過濾器和篩網過濾器水頭損失為8 m，閘閥、逆止閥等首部連接件局部水頭損失取3 m，合計取11 m。

滴灌系統采取直接向水池、水箱加施肥料的裝置。每個支管進口處應當設置閘閥井，用以啟動當前該支管灌溉。該滴灌系統閘閥置于地表以上20～30 cm，擬用磚砌將暴露地表部分圍起并加蓋，以免暴曬和人為破壞。排水井的設置可以在該系統停止灌溉的情況下放空管道里面的水，以保護管材。所以干管、分干管最末端都應當設置排水井，井內鋪設砂石墊層等排水效果比較好的材料，用以快速排凈管內流出的水。并宜用磚砌將暴露地表部分圍起并加蓋，以免暴曬和人為破壞。采用漿砌石做攔河壩，壩高1.0 m 左右，采用Φ75PVC 管引水到沉淀池，管長10～15 m 左右。

3 施工成本預算

施工成本預算主要有四個作用：明確工作目標；協調部門關系；控制日常活動；考核部門業績。

施工成本預算及控制的主要對策是：加強建材管理及預算控制；提升成本預算及控制的標準性；注重施工成本預算的細化、量化。

依據福建省水利廳（閩水計財[2011]98 號）文頒發的《福建省水利水電建筑工程預算定額》、《福建省水利水電設備安裝工程預算定額》、《福建省水利水電施工機械臺班費定額》，建筑工程費為26.9 萬元，安裝費用為5.5 萬元，設備費用為36.2 萬元，合計68.9 萬元（表1 所示）。

表1 浦城縣某合作社高效節水灌溉工程施工成本預算表

4 對節水灌溉工程的思考

農田灌溉，由傳統的溝灌、畦灌發展到澆灌再到現代化的一些科學灌溉方式，包括噴灌、滴灌、微灌、滲灌等。中國大江大河上修建的大壩已接近飽和。當下我國水利事業越來越偏向于農田水利、生態水利、城市水利等，農田高效節水灌溉將擺在更加突出的位置，受到越來越多的重視。農田的節水灌溉工程也將迎來更深層的變革。

以“灌溉”為檢索詞，采用文獻[3]所用的專利檢索網站進行檢索，發現“灌溉”從1985 年的0 件到2005 年271 件，一直增長平緩；從2007 年開始，“灌溉”的專利申請量暴增，從2008 年的392 件一直增長到2018 年的9 028 件，中國農業科學院農田灌溉研究所的申請量最多，目前為716 件。

灌溉工程也正向著信息化[4]和智能化的方向發展，未來灌溉應該是由微機自動根據植物種類、土壤條件、天氣情況等來選擇判斷決定什么時候澆水和澆多少水，對此相關學者也做了諸多研究，相關技術也已逐步投入工程實踐當中。然而，目前灌溉工程也存在諸多問題，比如節水目標不明確；節水水平不平衡；節水意識不高等。

5 結 語

高效節水灌溉技術在我國應用前景廣闊。通過推廣高效節水增加了農民的收益，改變了農民靠天吃飯的命運，節約了水資源，保護了生態。節水綜合技術的開發利用，是提高水資源利用率和利用效率的重要途徑，也是今后節水灌溉的發展方向。浦城縣某合作社高效節水灌溉工程采用了科學的滴灌技術，充分利用了攔水坎到管理房之間的水頭差（73 m），沿程沒有使用水泵，從取水地到用水地，全程采用管道輸水，有效避免了水量損失和水質污染，設計科學合理，節約了水資源的同時為合作社的股東創造了可觀的效益。該工程可為類似節水灌溉工程提供借鑒和參考。