節(jié)水灌溉技術(shù)及其應(yīng)用要點(diǎn)

馬同元

（甘肅省武威市涼州區(qū)永昌水利管理所，甘肅 武威 733000）

我國(guó)可用水資源總量匱乏，尤其是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水資源供需矛盾突出，且部分地區(qū)水資源浪費(fèi)嚴(yán)重，制約了農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，給我國(guó)的糧食安全造成了不利影響。發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)、推行節(jié)水灌溉技術(shù)是降低灌溉用水總量、緩解水資源供需矛盾、提高水資源利用率和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益、促進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展的根本措施，也是保障我國(guó)糧食安全和水生態(tài)安全的重要舉措。本文分別就噴灌技術(shù)、渠道防滲節(jié)水灌溉技術(shù)的優(yōu)勢(shì)及其應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)介紹。

1 噴灌技術(shù)

噴灌是將有壓水流經(jīng)管道輸送到需要灌溉的田地，然后利用噴頭對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行均勻灌溉的方法。噴灌系統(tǒng)由水源工程（河流、水庫(kù)、機(jī)井等）、動(dòng)力設(shè)備（多為水泵）、管道系統(tǒng)（干支管、豎管等）、噴頭、附屬設(shè)備及其相關(guān)建筑物組成。由于是管道輸水，輸水過(guò)程中基本無(wú)水量損失，相對(duì)于地面灌溉可節(jié)約40%～50%的灌溉用水。

1.1 噴灌技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

一是節(jié)約用工。噴灌系統(tǒng)不需要配套輸水溝渠，不需要花費(fèi)勞力修建田間工程，不僅可提升灌溉的機(jī)械化程度，還可大幅度減輕灌溉的勞動(dòng)強(qiáng)度。同時(shí)，噴灌過(guò)程中可施加化肥和農(nóng)藥，即可實(shí)現(xiàn)水肥一體化，進(jìn)而可節(jié)省大量的勞動(dòng)力。二是節(jié)約耕地。由于是利用地下管道輸水，田間不需布置灌溉渠道和田埂，可增加約10%的耕種面積。三是增產(chǎn)增收效果明顯。噴灌可根據(jù)農(nóng)作物的用水規(guī)律進(jìn)行淺澆勤灌，進(jìn)而嚴(yán)格控制土壤含水量，將土壤濕度控制在最適宜作物生長(zhǎng)的范圍內(nèi)，使土壤保持疏松、透氣性能良好，不會(huì)對(duì)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)造成破壞，有利于農(nóng)作物充分吸收土壤中的養(yǎng)分和水分，從而確保農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)良好，為豐產(chǎn)增收奠定基礎(chǔ)。

1.2 噴灌技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

第一，系統(tǒng)選型。根據(jù)水源工程、地形地貌及作物種類(lèi)等進(jìn)行噴灌系統(tǒng)選型。一般來(lái)說(shuō)噴灌次數(shù)頻繁、經(jīng)濟(jì)效益較好的蔬菜、林果生產(chǎn)區(qū)，及坡度較大、地塊形狀不規(guī)則的山區(qū)應(yīng)選擇固定管道式噴灌系統(tǒng)，噴灌次數(shù)較少的大田作物生產(chǎn)區(qū)應(yīng)選擇半固定管道式或移動(dòng)管道式噴灌系統(tǒng)。

第二，管道布置。根據(jù)地形地貌、水源、耕種方向及風(fēng)向等布設(shè)管道，為了便于設(shè)計(jì)、施工及管理，應(yīng)使干支管相互垂直，支管規(guī)格及長(zhǎng)度一致且與耕作方向一致。坡地上為了減少水頭損失、確保水流均勻，要求干管垂直于等高線(xiàn)、支管平行于等高線(xiàn)；多風(fēng)地區(qū)支管應(yīng)和主風(fēng)向垂直，并適當(dāng)縮小支管上的噴頭間距，以彌補(bǔ)風(fēng)力因素造成的噴頭橫向射程縮減的問(wèn)題。

第三，管道安裝。嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙定線(xiàn)、放樣，管槽盡量挖的窄些，確保底面平整，以減少土方量和不均勻沉陷。按照先干管、后支管，從低向高的安裝順序，將干支管埋在最大凍土層深度以下。塑料管道須裝有伸縮節(jié)，以適應(yīng)溫度變形；金屬管道須進(jìn)行防銹處理。豎管須鉛直、穩(wěn)定。安裝過(guò)程中要確保管道連接處不漏水，防止砂石等雜物進(jìn)入管道。

第四，管理維護(hù)。調(diào)蓄水池等水源工程，每年在非灌溉季節(jié)進(jìn)行一次維修，清理干凈池底的泥沙等污物。泵站工程進(jìn)水池的水位須在最低設(shè)計(jì)水位以上，運(yùn)行前須對(duì)閘閥、調(diào)節(jié)池及管路等進(jìn)行檢查、修復(fù)，灌溉結(jié)束后及時(shí)排除管中的存水，并將閥門(mén)井封好。每年開(kāi)始灌溉前和灌溉結(jié)束后對(duì)輸水渠道及管道進(jìn)行全面檢查、清障及修復(fù)，并在灌溉結(jié)束后排除余水、封堵進(jìn)水口和檢查井。噴頭運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)加強(qiáng)巡查監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)進(jìn)口連接部和密封部漏水嚴(yán)重、噴頭轉(zhuǎn)動(dòng)不正常、噴嘴脫落或堵塞等問(wèn)題時(shí)要及時(shí)解決，并在噴頭運(yùn)轉(zhuǎn)期間，定期對(duì)各運(yùn)轉(zhuǎn)部位加注適量潤(rùn)滑油。噴灌結(jié)束后將噴頭清洗干凈，及時(shí)更換修復(fù)損壞部件。

2 渠道防滲節(jié)水技術(shù)

2.1 漿砌石襯砌防滲技術(shù)

第一，漿砌石襯砌防滲的優(yōu)勢(shì)。漿砌石耐久、耐磨蝕，堅(jiān)固性和抗凍性好，且施工方便，被廣泛應(yīng)用于灌溉渠道防滲施工。漿砌石防滲不僅可防止?jié)B漏，還具有加固渠堤、穩(wěn)定渠形等功能。可減少75%～80%的滲漏損失；抗沖流速度達(dá)6米/秒，可大幅度縮減過(guò)水?dāng)嗝妫粷{砌石比較密實(shí)，抵抗溫度變形的能力強(qiáng)，凍害變形小；施工技術(shù)和工藝簡(jiǎn)單，不需要先進(jìn)的施工機(jī)械及設(shè)備。

第二，應(yīng)用要點(diǎn)。首先，砂漿拌制。選擇質(zhì)量和性能滿(mǎn)足施工要求的原材料，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)配合比拌制。20～28℃條件下砂漿從出料到使用完的時(shí)間須控制在1.5小時(shí)內(nèi)，砂漿因放置時(shí)間長(zhǎng)而變得干稠時(shí)，須按廢品處理，禁止再次加水拌制。其次，砌筑。梯形明渠按先渠底、后渠坡的順序砌筑，渠坡從坡腳開(kāi)始從下向上砌筑；U形明渠和拱形暗渠以渠底中線(xiàn)為對(duì)稱(chēng)軸向兩邊砌筑。砌筑前將石料表面附著的泥土、銹漬等雜質(zhì)清理干凈，并適量灑水使渠基保持濕潤(rùn)。漿砌石間接縫的不平整度控制在1厘米以?xún)?nèi)。砌筑砂漿初凝前須進(jìn)行勾縫處理，先用水沖洗，使接縫干凈、濕潤(rùn)，然后少量分次填塞砂漿，直至接縫密實(shí)。

漿砌塊石渠道施工常選擇坐漿法。先在渠道基礎(chǔ)上鋪一層厚度為石料高度1/3～1/2的水泥砂漿，然后再安裝砌石料，表面石定位后用手錘敲擊，確保其平穩(wěn)后再砌填腹石。砌填腹石時(shí)根據(jù)石塊形狀交錯(cuò)放置，合理控制石塊間的縫隙，尤其需要注意的是石塊間不能完全沒(méi)有間隙。砌好的石塊砂漿初凝后，為了保證砌體的整體性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，禁止錘擊、撬動(dòng)及在其上拖拉重物。砌筑砂漿初凝前及時(shí)勾縫，條件允許時(shí)隨砌筑隨勾縫，確保砌筑砂漿與勾縫砂漿緊密結(jié)合。為了不影響水流速度，勾縫形式多采用平縫，勾縫砂漿的強(qiáng)度不低于砌體砂漿，并多次壓抹，確保勾縫表面平整。勾縫完成后清理干凈殘余的石渣和砂漿，對(duì)砌體進(jìn)行不少于2周的灑水養(yǎng)護(hù)。

2.2 瀝青混凝土防滲

第一，瀝青混凝土防滲的優(yōu)勢(shì)。瀝青混凝土以瀝青為膠結(jié)料，將礦粉、石料等加熱、攪拌、壓實(shí)后得到的防滲材料，可減少85%～95%的滲漏損失，且防水性能良好；具有一定的黏附性，出現(xiàn)裂縫時(shí)具備一定的自愈能力；適應(yīng)變形能力強(qiáng)，尤其是溫度較低時(shí)能很好的適應(yīng)凍脹變形而不會(huì)出現(xiàn)裂縫，特別適合北方冬季寒冷的地區(qū)；耐久性好，不易老化，使用壽命達(dá)30年之久；造價(jià)低，維修方便，出現(xiàn)缺陷時(shí)只需進(jìn)行局部加熱、擊打。

第二，應(yīng)用要點(diǎn)。首先，瀝青混凝土拌合。嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案規(guī)定的配比配料，瀝青、石料、礦粉等原料均以質(zhì)量計(jì)，為了確保防滲效果須嚴(yán)格控制原料稱(chēng)量誤差，通常要求瀝青小于±5%、石料和砂子均小于±2%、礦粉小于±1%。砂石料的加熱溫度控制為180℃左右，嚴(yán)禁加熱溫度超過(guò)200℃。砂石料用量不大時(shí)在炒盤(pán)上直接加熱，并加強(qiáng)攪拌，以防局部過(guò)熱。瀝青的加熱溫度控制為150～170℃，礦粉不需要加熱。原料準(zhǔn)備好后用強(qiáng)制式攪拌機(jī)拌合，先將礦粉與骨料干拌，然后加入熱瀝青拌合均勻。其次，瀝青混凝土現(xiàn)場(chǎng)澆筑施工。攤鋪：先進(jìn)行放樣，實(shí)地畫(huà)出攤鋪地帶的寬度，然后按攤鋪試驗(yàn)確定的厚度沿渠道方向水平攤鋪，攤鋪條幅寬4±1米。由于瀝青混凝土的壓實(shí)系數(shù)為1.2～1.5，因此攤鋪厚度為設(shè)計(jì)厚度的1.2～1.5倍。最好能夠連續(xù)攤鋪，以減少施工冷縫，實(shí)在不能連續(xù)攤鋪時(shí)，須將已鋪好的鋪筑層修成斜坡，下次攤鋪前在其上涂一層適當(dāng)厚度的熱瀝青或?qū)ζ溥M(jìn)行預(yù)熱，確保上下層結(jié)合緊密。碾壓：嚴(yán)格按照攤鋪試驗(yàn)確定的壓實(shí)溫度、碾壓次數(shù)，用振動(dòng)碾進(jìn)行壓實(shí)，先靜壓2次，再振動(dòng)壓實(shí)。沿渠道邊坡方向上下碾壓時(shí)，上行時(shí)振動(dòng)，下行時(shí)不振動(dòng)，以防表面出現(xiàn)水平裂縫。施工接縫處及碾壓帶之間需重疊碾壓12厘米左右。一些特殊部位須人工攤鋪、碾壓。封閉：碾壓完成后，須在其表面涂刷3毫米左右的瀝青瑪蹄脂作為封閉層，涂刷時(shí)溫度控制為160～170℃。

3 結(jié)束語(yǔ)

農(nóng)業(yè)灌溉是水資源的最大用戶(hù)，同時(shí)水資源短缺是我國(guó)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的制約因素之一。基于當(dāng)前農(nóng)業(yè)灌溉水資源利用率低、節(jié)水灌溉技術(shù)未全面覆蓋的實(shí)際情況，須綜合考量農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境改善，根據(jù)農(nóng)作物的需水規(guī)律和當(dāng)?shù)氐墓┧畻l件，因地制宜地推廣應(yīng)用節(jié)水灌溉技術(shù)，實(shí)現(xiàn)水資源的合理開(kāi)發(fā)和高效利用。