低壓管道輸水灌溉配套田間閘管技術應用

□胡志遠 □趙東生 □沈 瑋（許昌市農田水利技術推廣站）

低壓管道輸水灌溉配套田間閘管技術應用

□胡志遠 □趙東生 □沈 瑋（許昌市農田水利技術推廣站）

通過低壓管道輸水灌溉配套的田間閘管技術研究，采用系列化的分體式給水栓，半圓環(huán)刀型開孔器、快速活堵頭、滾移式卷放棄、推拉式閘板、噴水帶快速活接頭等關鍵設備，集成成套田間閘管系統(tǒng)連接技術，與田間閘管配套的噴水帶噴微灌溉系統(tǒng)連接技術，提出與之配套的規(guī)劃設計，地面灌水和運行管理等應用技術。該技術采用硬件與軟件有機結合，技術可靠性強，解決了長期困擾低壓管道輸水灌溉和渠道防滲的田間節(jié)水難題。

低壓管道；配套；閘管；應用

經過多年的發(fā)展，低壓地埋管道灌溉方式具有深厚的群眾基礎，以許昌市為例，低壓管道輸水技術應用占節(jié)水灌溉應用面積的92%，農民普遍接受使用廣泛。該技術經過多年的推廣應用，發(fā)現存在不少問題，比如出水口閘閥型號規(guī)格標準不統(tǒng)一，型式繁雜，有的體積大易損毀，使用中堵塞、被盜丟失等。出水口連接管技術落后，漏水等問題亟待改善提高。而對其使用中的關鍵技術完善提高，有利于提高生產效率，群眾積極性高，易接受，有較強的可行性。選擇推廣系列化定型的給水栓，田間成套的田間閘管系統(tǒng)連接技術是一項急需開展的工作，對完善提高低壓管道輸水灌溉有很大的現實意義;技術細節(jié)的完善提高對解決農民生產中的困難，提高生產效率都有很大作用。另外，高壓管道輸水技術節(jié)水效率較低，它只解決了從水源到田間的水損失，出水口間距一般為40～60m，出水口到田壟還是地面輸水，水損耗較大；低壓管道輸水灌溉田間閘管技術不但完善提高了給水栓、出水口、出水口銜接、出水口防堵等技術環(huán)節(jié)，更重要的是較好解決了上述問題，提高了節(jié)水效率。低壓管道輸水灌溉配套的田間閘管技術運用條件與我市類似，能較好的解決我市的低壓管道技術升級，實踐證明技術實用、成熟，有利于我市該技術的升級改造，有著很大推廣應用潛力。

一、示范應用地點

示范推廣地選定在許昌市許昌縣蘇橋鎮(zhèn)曹塞村苗木示范園，示范面積40hm2。示范區(qū)屬半城半農的典型城郊型農村，農業(yè)生產條件良好，水利化程度較高，具備運用管理較先進水利設施的基本條件。

示范區(qū)內耕地地勢平坦，土壤為粉質土壤，土地肥沃，地下水埋深5m，水資源豐富，光照充足，氣候溫和，四季明顯，多風，無霜期214d，多年平均降雨量675mm，年內分配不均。

根據示范區(qū)具體情況土壤容量取1.46g/cm3,田間持水量為24%,計劃濕潤層深度按種植苗木的根系平均深度50cm,適宜土壤含水量上限取田間持水量的80%,適宜土壤含水量下線取持水量60%,噴灑利用系數取0.9。

示范區(qū)內有機井6眼，井深40m，井徑42cm，水質潔凈，水井出水量20～32m3/h，抽水含砂量均＜1/10000(體積比)。

該示范區(qū)為不規(guī)則南北狹長地帶，南北長3260m，東西寬95m左右，苗木沿東西方向種植，為三年生石楠木。

二、示范應用情況

（一）田間閘管系統(tǒng)組成

1.輸水軟管

在軟管的材料配方中加入淺性低密度聚乙烯，經權威檢測部門測試，閘管輸水軟管的各項指標均能滿足使用要求。根據閘管灌溉系統(tǒng)產品的技術性能及田間應用考核結果，閘管灌溉系統(tǒng)軟管的抗老化能力、抗穿刺和撕裂能力及抗低溫能力等都能滿足要求。

2.配水閘門結構

配水閘門是閘管灌溉系統(tǒng)的核心部件，其作用是將水均勻而又穩(wěn)定地分配到溝畦，配水閘門的主要組成部分是閘口、壓環(huán)、閘窗和閘板。配水閘門采用吸水性小，表面光澤性好的工程塑料，配水閘門中各部件與軟管的連接關系是在輸水軟管任意指定的開孔處安裝上閘口及閘窗，通過螺紋絲扣上緊壓環(huán)，閘窗四方對稱處及閘板端部設有卡定位置用的凸沿，灌溉時，閘板與閘窗靠小凸沿卡住使二者不能分離以免閘板丟失。配水閘門的結構設計使水流順暢、阻力小、安裝拆卸方便，可以控制流量大小、堅固耐用、安裝后不漏水。配水閘門的質量直接影響到閘管灌溉系統(tǒng)的工作情況，使用壽命及灌水質量。閘管灌溉系統(tǒng)配套的開口器操作簡單方便，卷放設備，能快速鋪設軟管，用完后方便軟管收起。

（二）閘管灌溉系統(tǒng)安裝

一是從低壓輸水管道出水口引水，出水口的外徑小于輸水軟管的直徑，出水口靠近地面；二是將輸水軟管雙折加厚在出水口上，然后用管箍套上扎緊；三是鋪設閘管使其貼近畦口，盡量順直，鋪放閘管位置的地面平坦，沿管線整理出一凹槽，使管道鋪放在槽內，每隔5m在管道上壓放一點土，防止管道被風掀動或移位；四是根據輸水管進水流量大小確定打開閘門的個數，開始田間灌溉。

（三）閘管灌溉系統(tǒng)管理使用

一是根據出水口流量及水頭，可同時打開適當數量的配水閘門，在保證灌溉水入畦的單寬流量≥3L（s·m）下盡可能多開；二是閘管灌溉系統(tǒng)灌水時一般以離出水口的最遠端開始，分組進行澆灌，根據作物需水量確定灌水時間，兩組之間轉換時，先打開下一組閘門，然后再關閉上一組閘門；三是為保證配水閘門出水量均勻，應適當調節(jié)配水閘門開度，即最遠端開度最大，沿進口方向逐漸減小開度；四是嚴禁在運行過程中關閉所有閘門，以防止輸水軟管爆破；五是使用完畢后，簡單清洗閘管灌溉系統(tǒng)，用卷放器卷盤存放。

三、田間閘管系統(tǒng)應用經濟與效益

（一）閘管灌溉系統(tǒng)應用投資分析

1.閘管灌溉系統(tǒng)材料費

閘管灌溉系統(tǒng)的材料費包括軟管和閘門兩部分，以100m長的閘管灌溉系統(tǒng)為例，其閘門間距為1.5m,需要閘門66個，則一套閘管系統(tǒng)的材料費用如表。

閘管系統(tǒng)的材料費用表

2.每套閘管灌溉系統(tǒng)的控制面積

閘管灌溉系統(tǒng)的控制面積與閘管灌溉系統(tǒng)長度、灌水溝長、輪灌期內系統(tǒng)移動次數有關。根據初步試驗，在現在常規(guī)土地平整條件下灌水溝長度可達到100～150m。在一個輪灌期內一套閘管系統(tǒng)的移動次數越多，控制面積越大；相應移動次數增多，勞動強度增大，同時也容易損傷軟管；一般情況下，在一個輪灌期內閘管灌溉系統(tǒng)的移動次數應控制在2次之內。

3.投入分析

應用閘管灌溉系統(tǒng)的投資包括管道、閘門及低壓管道投資，低壓管道部分屬固定投資，一次投資，長期受益。這里僅計算閘管灌溉系統(tǒng)本身的投資。

計算閘管灌溉系統(tǒng)的投資，不僅要考慮自身的材料費用，移動次數，控制面積，還要考慮系統(tǒng)的使用年限。從國內外的經驗看，在正常使用和保管的條件下，閘管灌溉系統(tǒng)的使用年限為3年左右。

由以上可知，長度為100m的一套閘管系統(tǒng)，按使用年限3年，一個灌期內移動2次，灌水溝長度平均按75m計算，則每公頃投資為297元，則每年每公頃投入96元。

（二）產出分析

由于用閘管灌溉系統(tǒng)代替毛渠，減少了毛渠的滲漏損失，較好地實現了控制溝灌，避免了串灌和漫灌現象。初步示范結果表明，閘管灌溉系統(tǒng)與純低壓管道灌溉相比，每公頃每次灌水節(jié)水在60m3左右。該苗木基地為石楠林苗木，正常年度每年灌水3次，則每年每公頃節(jié)水180m3，按每噸水0.3元計算，則每年節(jié)約69元。

再者由于田間閘管灌溉系統(tǒng)有效地實現了田間控制灌溉，使田間水利用率達到80%，而且具有減少田間毛渠及田埂占地等優(yōu)點，按溝（畦）長50～100m，取中間值75m,則每公頃節(jié)省毛渠134m。按毛渠及田埂寬1m，則每公頃節(jié)約田地134m2，節(jié)約使用土地1.33%；按每頃每年苗木利潤3萬元，則可多產生效益399元。

此外閘管灌溉系統(tǒng)還具有減輕勞動強度，灌水速度快等優(yōu)點，如按每次灌溉一公頃苗木節(jié)省一個勞動力，每個勞動力日工資50元，每年可節(jié)省勞動力成本0.005×3=0.015萬元。

四、結語

通過新技術示范應用，整個技術體系水平有了整體提高，相比低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)節(jié)水率提高了11%，灌溉水利用系數提高0.09，節(jié)約使用土地1.33%。綜合以上投入、產出分析，應用閘管灌溉系統(tǒng)比單純用低壓管道輸水每公頃每年可產生經濟效益:0.015+0.0399+0.006-0.0096=507元。通過示范引路，帶動整體低壓管道灌溉技術有一個總的提高，更有不可估量的社會效益。

2010-06-30