山區灌溉技術與渠道規劃建設要點探析

盛斌國

高臺縣紅崖子水利管理所，甘肅高臺 734300

在全球范圍內，山區地帶擁有著重要的自然資源和生態功能，但其復雜的地形和氣候條件也影響著當地的農業生產。因此，引進山區灌溉技術與渠道規劃建設十分重要。相關工作開展后，可以有效地解決山區農田的水資源匱乏、土壤侵蝕、作物生長不良等問題，不僅能夠實現農業的可持續發展，還能促進山區的生態保護和可持續發展。

1 山區灌溉技術與渠道規劃建設關系分析

在山區的復雜地形和氣候條件下，科學、合理的灌溉技術與渠道規劃建設能夠有效解決水資源匱乏、土壤侵蝕、作物生長不良等問題，有利于實現農業可持續發展。

山區灌溉技術在渠道規劃建設中發揮著至關重要的作用。通過采用雨水收集、地下水開發、人工降雨等創新性技術，可實現灌溉水源的多樣化利用，減輕對有限水資源的過度依賴。科學、合理的灌溉技術能夠根據不同作物的需水量、生長階段以及土壤水分情況，制定精準的灌溉方案，避免因不當灌溉引發的水資源浪費和土壤鹽堿化等問題。因此，山區渠道規劃建設必須充分考慮灌溉技術的要求，確保渠道的布局、設計和施工與灌溉需求相協調，實現資源的最優配置。

渠道規劃建設為山區灌溉技術的實施提供了堅實的物質基礎。合理規劃的灌溉渠道網絡能夠保障水源的穩定供應，確保灌溉水能夠高效地輸送到每塊農田。通過修建引水渠、分水渠、排水渠等，不僅能夠解決山區地勢復雜所帶來的排水問題，還可實現水資源的合理分配，使每片農田都能受益。渠道的維護和管理也為灌溉技術的長期穩定運行提供了保障，確保灌溉效果持續優良，最終提升農田產量和質量。

2 山區灌溉技術類型

山區灌溉技術在解決水資源稀缺、地形險峻等問題方面，呈現出多樣化的類型，其中包括以下4種主要技術：

2.1 滴灌技術

作為一種高度精確的灌溉方式，滴灌技術通過在作物根部滴灌流水，充分減少了水分的蒸發和浪費，在灌溉過程中提高了水資源的有效利用。這種技術的實現依賴于滴灌系統，它可根據作物的需水量、土壤濕度等關鍵因素自動控制水量，確保每株作物都能夠獲得適量的水分，對水源有限的山區尤為重要。

2.2 噴灌技術

噴灌技術是一種基于高壓噴嘴原理的灌溉方式，通過將水霧噴灑在農田上，類似于自然的降雨過程，為作物提供水分，尤其適用于小面積的農田，能夠有效地覆蓋作物的生長區域。然而，在實際應用中，噴灌技術也面臨一些問題。例如，高壓噴嘴存在堵塞的風險，噴灑的水霧受到風速的影響而偏移，容易造成不均勻的灌溉效果；噴灌技術在山區地勢較陡峭的情況下，由于水霧的飄散性，導致部分水分無法有效到達作物根部，影響灌溉效果。為了克服這些問題，需要采取適當的技術和管理策略，以確保噴灌技術在山區的應用能夠穩定、有效地應用[1]。

2.3 液肥灌溉技術

在農田灌溉中，不僅要考慮水的供給，還需要關注作物所需的營養元素。液肥灌溉技術通過在灌溉的同時施加肥料，能夠為作物提供所需的養分，滿足其生長發育的需求。然而，在實際應用中，液肥灌溉技術也面臨一些問題。例如，當肥料的施加量和配比不當，會導致作物吸收過多或過少的養分；肥料的選擇不合理，無法滿足不同作物的特定需求；肥料的施用方式存在浪費或不均勻的問題。為了最大限度地發揮液肥灌溉技術的效益，需要科學、合理地制定肥料的使用方案，確保養分供給與作物需求相匹配，從而促進健康的作物生長。

2.4 移動式高揚程提水設備技術(如YG型)

液肥灌溉技術可通過一種特殊的移動式設備(YG型移動式高揚程提水設備)實現將低處的水源提升到高處進行灌溉的目標。這種設備依靠壓力的原理，將水資源進行高效輸送，適用于山區地形起伏大、水源分布分散的復雜情況。然而，在實際操作中，移動式設備也面臨一些問題。例如，設備的移動和操作受到地形條件的限制，無法靈活應對不同的灌溉需求；設備的運行穩定性受到外界因素影響，導致水資源輸送不穩定。為了確保移動式設備的順利運行，需要考慮到地形、氣候等因素，制定合理的操作計劃和應急預案，以確保設備能夠穩定高效地為山區農田提供灌溉服務。

3 YG型移動式高揚程提水設備

3.1 主要結構及技術參數

(1)在結構設計階段，根據具體用途界定適當的技術參數，以確保各項數據符合實際現場需求。設備的組成包括動力機、水泵、機架、輸水管道以及分水系統等元素。在投入運用后，動力機通過傳動裝置帶動水泵運轉，隨后經由輸水管道將水源輸送至使用地點，為現場的澆筑施工提供水源。該技術廣泛應用于山區的植樹造林、果園等經濟作物的灌溉，也可用于遠距離水源輸送、人畜飲水等方面。各項技術參數見表1。

表1 YG型設備性能參數

3.2 設計依據與配套方案

(1)設計依據。位于山區地帶的干旱區，地形陡峭，種植區海拔約200 m，坡度達20°。水源水位在該區域較低，山腳下分布著山泉、小溪和水庫等水源，然而距離種植區較遠，一般超過400 m。此外，山谷和溝壑錯綜復雜地穿插其中，增加了飲水和灌溉的困難度。綜合考慮山區的自然環境和植物的澆水需求，種植區的系統必須滿足揚程較低、流量較小、重量輕、便于拆裝等多重要求，以確保現場的澆水工作能夠順利完成。

(2)配套方案。根據現場需求，篩選適宜的灌溉方案，挑選最優的澆水機械設備，以最小化設備投資，提升設備利用率，并降低系統的運行成本。①制定作業流程：結合山區種植的灌溉標準，設備運行時，動力機搭載傳動裝置推動水泵運轉，通過高壓裝置直接將水輸送至目標區域，隨后借助分水開關調控管道輸水，從而完成澆水任務。②采用快速接頭技術：在山區種植澆水設備的設計中，管道快速連接成為關鍵，因此開發了快速接頭，使得拆卸操作更為便捷，從而降低現場施工難度[2]。

4 SYD型移動式滴灌系統

4.1 系統組成及特點與作用

(1)系統構成。①YG型提水裝置：此設備用于將山腳下的水源提升至澆水區域，通過施加特定壓力以實現水資源輸送，滿足灌溉的水量和流量需求。②壓力調節裝置：通過微滴灌系統進行灌溉，以滿足系統所需的運行壓力。③壓力計：實時顯示系統的運行壓力，為操作人員提供控制基礎。④施肥器：結合不同肥料濃度需求，可添加適量的可溶性化肥或農藥。⑤過濾器：對灌溉用水進行過濾處理，防止引起管道堵塞的物質影響系統運行。⑥配套水管網絡：直接輸送灌溉水或化肥溶液至作物生長區域，并按系統設置標準分配到各滴灌頭。⑦滴灌頭：此部分將支管內積累的壓力水經微小孔道傳送至預定位置，確保充分利用水資源，為農作物提供充足生長水源，同時防止水資源浪費的發生。

(2)移動滴灌的應用效果。①優化土壤濕度控制以滿足實際灌溉需求。引入移動滴灌系統后，能夠精準控制用水量，確保周圍土壤達到理想的濕度，為作物提供適宜的生長環境，從而有效促進作物健康發展。②智能化施肥的滴灌方式。移動滴灌系統不僅為植物根系提供水源，還精確注入所需的化肥，以實現水肥一體化的灌溉方式，提升施肥效率，確保化肥均勻、精準地輸送至植物根部，提高施肥效果。③實現均勻灌溉。移動滴灌系統能夠實現高度均勻的灌溉，滿足灌溉均勻性要求達到90%～95%，具有其他灌溉方式所不具備的優勢。

4.2 山丘區滴灌工程設備研制

(1)加壓設備。加壓設備能有效增加供水壓力，主要通過供水水泵及其驅動機構實現。在水泵選擇階段，需根據滴灌流量、揚程等參數進行精確匹配，確保滿足實際需求。鑒于山區地勢復雜，高差較大，選擇適宜揚程的水泵尤為重要。為此，在SYD滴灌系統中，采用YG型移動式高揚程提水設備進行加壓處理，以滿足灌溉需求。

(2)壓力調節器。滴灌操作時，滴頭所需壓力通常在0.03～0.12 MPa之間，初步調節通常較為粗略。然而，SYD系統通過壓力調節器實現微調，確保各滴頭保持恒定壓力，完全符合灌溉操作標準。

(3)施肥設備。該部分用于儲存充足的肥料，通常采用壓差注入方法進行化肥投入操作。

(4)過濾器。SYD系統主要采用濾網式過濾器，這是整個滴灌系統不可或缺的組成部分。過濾器能有效去除水中雜質、污泥等，防止滴頭堵塞，確保灌溉順利進行。在選擇過濾裝置時，需結合實際情況，確保不影響水資源傳輸，同時能夠有效過濾，提升系統運行的穩定性[3]。

4.3 滴灌工程的運行管理規范

(1)機泵運行與管理。機泵的正常運行是必要的，同時各項操作規程需符合標準要求，尤其需要注意出口壓力的控制。根據實際需要適度調整壓力參數，將滴灌裝置的首部壓力設定為0.2 MPa左右，以滿足滴灌作業需求，同時不會對管道和設備造成任何損壞。根據目前的灌溉經驗分析，去除過濾器和管網壓力后，滴灌作業部位的壓力應保持在0.05～0.1 MPa內。

(2)過濾器的運行與管理。水中的雜質容易引起壓差，若不及時清理，濾網兩側的壓差將會明顯增大，導致管道堵塞。因此，在灌溉過程中，需要每天進行1次清洗處理，其他時段可每2周進行1次清洗。具體清洗步驟為：關閉供水設施，拆卸壓蓋，取出濾芯，進行徹底清潔，使用清水沖洗后，再按規定重新安裝[3]。

(3)管道運行與管理。在管道投入使用的初期，應及時清洗干管、支管和毛細管的尾部，以防止在安裝過程中進入泥土、沙粒等物質造成堵塞。在灌溉操作中，需隨時檢查工作條件，對出現的損壞或漏水情況，應立即采取修復措施。SYD系統的滴灌頭需拆卸后進行人工清洗，同時應采取特殊保護措施，以避免在操作過程中造成結構損壞，從而影響整個系統的正常運行。

5 山區渠道建設順序

5.1 勘測

在進行勘測工作時，基于渠道建設的趨勢，明確規劃方案，以滿足系統運行需求。通常，需在地圖上標注渠道走向變化，并根據地貌特征選擇1～2條線路。在實地勘測階段，初步確定線路時，需要參考以往工程方案，綜合考慮地形、土質、水文等因素進行分析，以確立符合運行標準的渠道設計方案。

5.2 定線

在定線階段，設計人員有序地組織勘測工作，結合實際情況確定帶狀地形圖，將這些信息標注在圖紙上，以確保渠道的比降處于合理范圍內。通常，在再次測量的過程中，以渠道中心線作為起點，逐步向兩側延伸100～200 m。考慮到山區地勢的陡峭變化，設計人員會根據渠道中心線的高程進行計算和分析，從而精確確定渠道水位的變化數值，以提高數據的準確性。這一系列步驟確保了渠道設計與實際地形的緊密結合，為有效控制水流速度和排水能力提供了科學依據[4-5]。

5.3 實地打樁

在明確渠道中心線后，通過實地打樁的方法將線路走勢顯示在地面中，這一步驟對山區渠道建設的順利進行至關重要。樁點的準確布置能夠為后續工作提供清晰的方向和參考，而編號工作的嚴謹性則直接影響到整個打樁過程的效果。在實際操作中，如何合理布局樁點、確保樁點之間的準確距離以及規范編號，都需要經驗豐富的工程團隊精細地計劃和組織。此外，在渠道建設階段，加強對各個環節的控制是關鍵。

5.4 渠道維護和管理

渠道建設完成后，維護和管理工作的重要性同樣不可忽視。為了保障渠道的長期有效運行，必須建立定期維護制度，以確保渠道的水流暢通。定期的渠道檢查可以即時反饋渠道狀況，從而盡早發現問題。定期清除淤泥、雜草等雜質，可以防止水流受阻，確保渠道的正常排水能力。而對渠道的破損問題，及時進行修復將有助于防止問題進一步擴大。這需要維護團隊具備及時響應、緊急處理的能力，確保在出現意外時能夠迅速采取行動。

5.5 定期檢查和評估

渠道建設完成后，定期進行檢查和評估是確保其長期穩定運行的關鍵環節，直接關系到渠道的有效性、效益和持續性。檢查和評估的過程能夠揭示渠道在實際運行中出現的問題，并為未來的改進提供有力的依據。

第一，定期檢查有助于了解渠道的運行情況。通過定期走訪和實地觀察，相關人員可以掌握渠道是否存在漏水、破損、堵塞等問題及其程度和影響，可以使其盡早采取適當的措施進行修復。第二，定期檢查可以及時發現渠道對農田灌溉、生態環境等方面的影響，幫助決策者了解渠道是否達到了預期目標，是否滿足了農田灌溉需求，從而為后續的決策提供參考。

6 結束語

在山區采用科學的灌溉方案和灌溉技術，可以充分利用有限的水資源，最大限度地提高水資源利用率，確保作物得到足夠的生長水源，從而提高農田產量，改善農作物的品質。精心規劃的渠道建設為灌溉技術的順利實施提供了堅實基礎，可以確保灌溉水源的穩定供應和分配。在實際應用中，需充分考慮山區的地理特點、水資源分布以及農田需求等多方面因素，制定靈活、可行的技術和規劃方案。只有在不斷創新與實踐的基礎上，才能夠更好地發揮山區灌溉技術與渠道規劃建設的作用，有利于山區農業的可持續發展，保持生態平衡。