農田滴灌技術的施工管理及運行管理

甘肅省武威市涼州區水務局 魯福祥

前言

近年來，滴灌技術在干旱缺水的西部地區農業生產中得到廣泛應用，與傳統的大水漫灌模式相比，滴灌技術優勢顯著：（1）節約水量。利用滴灌進行灌溉時，灌溉水利用管網系統直接將水滴到農作物根系部分土壤，不但減少了水分蒸發，而且在輸水過程減少水的滲漏損失，與傳統的灌溉模式相比可節省水量約80%。（2）增加農作物產量。滴灌技術是根據農作物需水規律適時、適量進行灌溉，農作物根部的土壤保持了最佳的水分，因而作物產量得以增加。（3）增加肥效，節省勞力。由于滴灌時水分僅濕潤農作物根部土壤，在日光溫室條件下，土壤含水低，濕度減少，雜草不易生長。同時施肥時，肥料可攪拌均勻，不僅節省肥料，而且省工省力。

滴灌技術雖然優勢顯著，但也存在造價較高、不易推廣、滴頭容易堵塞、灌溉均勻度不易保證等缺點。因此規范的施工和科學的管理對滴灌系統正常發揮效益起著重要作用。

涼州區位于甘肅省河西走廊東端，是以生產糧食為主的農業區，全區耕地面積179.85 萬畝。在石羊河流域重點治理項目中，涼州區大力推廣了滴灌技術，經幾年運行，效益顯著。滴灌技術涉及設計、施工、運行全過程，每個程序環環相扣，缺一不可。規范施工可保證工程質量，科學管理可延長系統使用壽命，工程效益才能正常發揮。

1 滴灌系統的組成

滴灌系統包括水源工程、首部設備、輸水管網等。

滴灌系統水源工程一般采用機井，無機井的地區可由沉淀池代替。滴灌對灌溉水質要求較高，灌溉水需凈化處理，不得含有泥沙、雜草等雜物。水質總含鹽量小于2000ppm，含鐵量水大于0.4ppm，總硫化物含量小于 0.2ppm，pH 值在 5.5～8.0 范圍。

滴灌系統首部設備包括水泵、過濾設備、施肥罐、控制閥、排氣閥、壓力表等，其作用是將水源灌溉水處理到符合要求后輸入滴灌系統中進行灌溉。

水泵是在無壓水源取水時加壓給管網，當水源為沉淀池時選用離心泵，水源為機井時，選用潛水泵。過濾設備是將水中的顆粒物、漂浮物等過濾，以防止系統堵塞。過濾設備有沉淀池、砂石過濾器、離心過濾器、篩網過濾器等。離心過濾器為初級過濾，主要分離水中的沙子和石塊，網式過濾器作為末級過濾設備，一般安裝在首部樞紐的末端。施肥罐是將水性肥料、除草劑等直接輸入滴灌系統，進行施肥。水表安裝在系統首部，控制系統流量。過濾器前和施肥裝置后各安裝一塊壓力表，觀測系統壓差。控制器由中央控制器、自動閥組成，作用是對系統進行自動控制。

輸水管網包括主管、支管、分干管、滴灌帶等。輸水管網替代了渠系結構，可以隨地形鋪設。主管、支管、分干管選用PVC 管，由管件連接，埋在地下。滴灌帶鋪在膜下，播種機改裝后可鋪膜、鋪管、播種一次完成。滴灌系統灌溉流程：水源（水泵加壓）→過濾器→施肥罐→網式過濾器→干管→分干管→支管→滴頭。

2 滴灌系統的施工管理

2.1 土建工程的施工

2.1.1 施工前的準備工作

工程施工前，施工企業根據項目工程實際編制詳細的施工組織設計，明確工程質量的控制目標。組建施工項目部，配齊相應工作人員，制定施工安全措施，落實質量責任，制定應急預案。施工項目部按施工組織設計擬定施工順序，編制進度計劃，制定檢查方法。施工前要對作業人員進行思想教育和技術培訓，使作業人員熟悉施工圖紙，掌握施工方法和程序，使作業人員認識到施工工序質量控制的重要性。作業人員要仔細查看設計文件和設計圖紙的完整性，確定設計文件與項目區實際情況是否相符。發現需要設計變更的及時向監理及業主提出變更方案，業主組織設計單位及時出具設計變更，以免耽誤工期。

2.1.2 首部工程施工放樣

首部工程施工放樣時，機井依據《給水排水構筑物施工驗收規范》GB50141-2008 有關規定執行。建筑物按《室外給水工程規范》有關規定執行。技術人員要熟悉施工圖紙，對構筑物的設計尺寸做到爛熟于心，構筑物放線從首部開始，首先確定出構筑物的主軸線，管理房的輪廓線及管道進水口位置，先確定干管主軸線，再確定支管主軸線。每隔30m 管線設一標注，標明構筑物設計高程。在彎道、分水和變徑處加設標樁。

2.1.3 管槽開挖注意事項

管槽開挖一般采取小型挖掘機作業，施工地形復雜時可采取人工作業，人工作業注意管槽開挖深度，保證作業人員安全。開挖時按管槽軸線和槽底高程開挖，保證坡度均勻，管槽無積水。開挖深度依據當地氣象資料，開挖在凍土層以下，以保證管網在冬季不被凍脹破壞。管槽寬度大于管道外徑，并預留作業面，開挖后清除底部雜物并整平。開挖土料堆置管槽同側。在卵石等堅硬基礎處開挖時，為保證管道安裝質量，槽底超挖10cm～15cm，開挖后清除卵石，用細土夯填實至設計高程[2]。

2.1.4 管槽回填注意事項

管道安裝完成后，管道注水試壓，試壓合格后方可回填。回填前清除管槽雜物、積水，在管道兩側同時進行，回填土不能有礫石等堅硬物質，以免回填時損壞管道。管道安裝時分段覆土固定，回填至高于原地面15cm 以上分層夯實。

2.2 設備安裝注意事項

2.2.1 安裝前的準備

土建工程完工驗收合格后，開始設備安裝工作。設備進場后，施工企業及時提請監理驗收，驗收合格后方可使用，嚴禁使用不合格設備。安裝前工作人員準備好安裝工具和測試儀表。按設計文件和供貨清單核對設備數量，檢查設備性能、技術參數、熟悉說明書，掌握安裝方法。

2.2.2 首部設備的安裝

首部設備安裝按《機電設備安裝工程施工質量標準及驗收規范》GB50231-98 規定執行。工作人員熟悉說明書，掌握安裝技術方法。水泵用螺栓固定在基座；過濾器安裝時注意不能裝反，按輸水水流方向標記后安裝；施肥罐安裝在過濾器前，進出水管要連接牢固。儀表安裝前清除封口和接頭油漬[3]。

2.2.3 管網的安裝及維修

管道安裝前檢查管內是否清潔，套管與膠圈規格是否匹配。管道插口外緣加工成斜口，涂潤滑劑，正對膠圈，用木錘輕打至規定深度，膠圈安裝不得扭曲和卷邊。管道安裝后發生漏水時，采用粘接方法修補。管材大面積損壞時，采用雙承口連接件更換，首先切掉損壞管段，雙承口連接件到管端，插入連接間的端部。閥門安裝時，法蘭中心線與管件軸線保持重合，止水墊不得阻擋過水，連接牢固不漏水。管材及配件運輸堆放時注意：運輸裝卸中，嚴禁激烈碰撞，堆放時放置于棚庫內，放平墊實，堆放高度不宜超過1.5m，避免陽光暴曬以防變形老化。承插式管材堆放時，管材承口應相互錯開，讓出承口，以免承受集中荷載。橡膠圈保存在低于40℃的室內，不宜長期受日光照射，距離熱源不小于1m，不能與橡膠有害的酸、堿、鹽等物質一起存放。

2.2.4 滴灌帶的鋪設

滴灌帶鋪設時，滴灌帶播種機輪轉動靈活，確保滴灌帶在鋪設中不被掛傷。連接時要緊固、密封，地膜開口處用土蓋緊，防止被風吹開。迷宮式滴灌帶鋪設時應將流道凸起面向上。

2.3 管道沖洗和試運行

管道安裝后，自上而下逐級沖洗，隨時檢查，并做好記錄。沖洗時先開總閥和待沖洗閥門，沖洗至管道末端出清水為止。然后關閉末端管道閥門，沖洗支管至末端出清水為止。最后關閉支管閥門沖洗毛管，以此類推。滴灌系統完工并初驗合格后，系統開始試運行。首先關閉所有閥門，逐段試壓。試壓前認真檢查管道接口、支墩等構筑物的外觀以及回填情況，檢查管道能否正常放水；檢查設備、壓力表等設施，保證試壓系統的嚴密性。經檢查確保系統合格后，向管道注水，同時排除空氣。滿水后，無壓情況下保持12 小時，檢查各部位是否滲漏。管道內水壓到0.35MPa，保持2 小時，檢查各部位是否有滲漏，在2 小時中無滲漏，說明密封合格。強度試驗時管內壓力保持在0.5MPa～1.5MPa 倍設計壓力，2 小時漏水量不超過規范規定，強度試驗合格。系統連續運行4 小時，運行正常，進行管道回填[4]。

3 運行管理

3.1 組織管理

工程竣工經驗收合格，建設單位交付運行管理單位，運行管理單位建立管理機構，統一領導，分級管理，健全規章制度，實行產業化管理。運行管理單位提高管理水平，加強人員培訓，明確工作人員職責和任務。

3.2 首部樞紐的運行管理

首部樞紐在運行時，設備管理人員要熟知設備工作原理及操作流程，按要求進行規范操作，確保系統安全運行。

3.2.1 沉淀池的運行管理

滴灌系統在運行前，首先清除沉淀池中雜物，水質混濁時，先關閉進水至水清后入池，以免對沉淀池濾網造成負擔。開啟水泵前，先檢查濾篩網有無雜物堵塞篩網眼，篩網是否破損。系統運行時，撈除篩網的雜物，以免影響篩網過水，停泵后用清水沖洗篩網。

3.2.2 水泵的運行管理

水泵啟動前，首先檢查各部件，打開排氣閥使水充滿泵體后將其關閉，合上空氣開關ZK，通過面板切換開關CKT 和電壓表檢查三相電壓，電壓平衡為380V。電流檢查及水泵充水正常時，切換成自動按鈕，啟動按鈕，觀察柜體表計及水泵工作狀態。水泵運轉10S～12S時，時間繼電器自動轉為“運行”狀態。若一次啟動失敗，等待7 分鐘后第二次啟動，以免使變壓器損壞。

在水泵運行期間，檢查電機溫度和噪聲是否正常，如有異常按停止鍵，禁止直接拉閘。電壓過低電機過流運行（Ig≤0.5%）時，連續運行時間≤4h，待冷卻后再投入運行。

要經常性維護水泵，運行時管道要充滿水，水泵禁止長期在氣蝕狀態下運行。長期運行后，機組由于磨損噪聲及震動增大，立即停機檢查。日常保持電機及電控柜清潔和干燥。定期給電機加鈣鈉基黃油。維修時，檢查設備接線加以堅固。維護及操作嚴格執行國家電氣設備工作安全措施，確保電氣設備不受損害及作業人員安全。

3.2.3 過濾器的運行管理

過濾器運行前，先關閉閥門，檢查各部件，抽出網芯檢查有無雜物和破損，確認無誤后啟動水泵。水泵開啟運轉3～5 分鐘，排出系統空氣后打開壓力表旋塞，檢查系統壓力，當壓力表針停止擺動，無噪聲時，過濾站可進入工作狀態。過濾器運行中，檢查儀表，做好記錄。出現事故時，立即關泵檢查，過濾器工作完畢后，緩慢關閉控制閥門。

當水中懸浮物堵住過濾網孔時，產生截流，網上積聚雜物后，過濾器進出口壓力差過大，壓力降為0.07MPa 時，應對網芯進行清洗。清洗時將網芯抽出，密封圈用清水沖洗，清洗干凈后，按要求裝配好。

3.2.4 施肥罐運行管理

施肥時，打開施肥罐，將肥料倒入施肥罐，打開閥門，進水至罐容量一半后停水，擰緊施肥罐蓋，壓力表差比原壓力差增加0.05MPa 時，將肥料帶入系統管網進行施肥。施完一輪灌組后，關閉兩側閥門，罐底球閥打開將水放盡，再進行下一輪灌組施滴。

施肥時注意，為防止滴施效果，堵塞罐體，肥料要充分溶解，輪灌區滴水1/3 時間后，才可滴施肥（藥），結束滴水前半小時，停止施肥（藥）。更換輪灌組前半小時沖洗管網，以免肥料在沉積。

3.3 管網的運行管理

管網第一次運行前，調整球閥的開啟度，調整各支管壓力均衡，毛管保證在0.6MPa～1.0MPa，調試完成后，用記號在球閥開啟位置標注，以便于下次操作。

管網運行前，首先檢查閘閥是否正常，管道是否漏水。要根據水質情況對系統進行沖洗，泥沙過多或磷肥遇鹽出現沉淀時易使毛管堵塞。先把所要沖洗的干管排水閥打開，然后緩慢開啟控制閥，讓水緩慢進入管道，嚴禁急速開啟閥門。順水流方向依次同時開啟兩側球閥，待流出清水后緩慢關閉，直到最后一個排水閥流出清水后關閉球閥。

管網運行過程中，定期巡視，檢查管網有無漏水，有漏水立即處理。為保證系統安全有效運行，運行時嚴格控制壓力表讀數，將系統控制在設計壓力下運行。

灌水時根據當地灌溉方案，打開對應灌溉小區的干支管球閥。每次只能開啟一個輪灌組，一個輪灌組結束后，應先開啟下一個輪灌組球閥，再關閉上一個輪灌組球閥，嚴禁先關后開。灌溉季節及時對管網檢查，灌溉結束及時維修，沖凈泥沙，排凈存水，防止凍管。

系統運行過程中，指導、監督農戶在定苗、除草時不要將滴灌帶損壞。管理人員認真做好記錄。便于總結經驗，提高管理水平。

4 結語

涼州區是一個農業大區，人口眾多，耕地偏少，人均耕地約1.9 畝。區內常年少雨且蒸發量大，年均降水量約100mm，蒸發量達2000mm。由于人均耕地少，加上干旱缺水，節水工作任重而道遠，滴灌技術符合當地農業生產的發展。近年來，當地經過滴灌技術應用，總結了許多實用經驗。普及溫室滴灌及大田滴灌，是當地農業經濟可持續發展的必然要求，在當地農業生產有很大的發展空間[5]。