噴微灌技術(shù)在漳衛(wèi)南運河工程綠化中的應(yīng)用

張 軍，張潤昌，杜 平

（海河水利委員會漳衛(wèi)南運河管理局，山東德州 253009）

1 引言

漳衛(wèi)南運河堤防總長1536km，河道總長814km，由衛(wèi)河、漳河、衛(wèi)運河、漳衛(wèi)新河和南運河組成，是海河流域南系的重要防洪水系。堤防工程綠化體系是防止洪雨水對堤防工程沖刷侵蝕、維護堤防工程水土保持、改善工程面貌和沿河區(qū)域生態(tài)環(huán)境的重要工程措施，包括臨河防浪林、背河護堤林、堤頂行道林和堤坡草皮等。漳衛(wèi)南運河地處北方地區(qū)，降雨時空分布極不均衡，多數(shù)時期多數(shù)區(qū)域干旱少雨，為建設(shè)和維護工程綠化體系投入了大量的人力物力。多年來采取的措施有：當樹木和草皮缺水時，在每行樹下開挖澆水溝，從河道或附近村莊的井內(nèi)利用水泵抽水將水引至澆水溝內(nèi)，并對堤坡草皮進行大水漫灌。這種方式不僅浪費了水資源，投入了大量的人力物力，且對工程有一定程度的破損。因此，迫切需要應(yīng)用節(jié)水技術(shù)進行工程綠化灌溉。

2011—2012年，漳衛(wèi)南運河管理局申請了水利部科技推廣項目，在全國首次將噴微灌技術(shù)應(yīng)用到堤防工程綠化中，共建設(shè)噴微灌系統(tǒng)67 km，滴灌堤防行道林67 km、堤坡草坪5萬多m2。

2 噴微灌技術(shù)簡介

噴微灌技術(shù)是包括滴灌、微噴灌、涌流灌和滲灌等多種方式的節(jié)約灌水技術(shù)，由水源、首部樞紐、輸水管道和滴頭組成。該技術(shù)目前主要用于果園、溫室大棚和經(jīng)濟作物的灌溉，部分干旱缺水地區(qū)利用窯窖蓄水在大田糧食作物灌溉中也使用。

其主要技術(shù)優(yōu)勢為：

（1）省水：可以根據(jù)作物的需要精確地進行灌溉，采用管道輸水比地面灌溉省水30%～50%。

（2）灌水均勻：可以有效控制每個滴頭的出水量，灌水均勻度高，一般可達80%～90%。

（3）節(jié)能：灌溉水利用率高，減少了抽水量，相應(yīng)也減少了抽水的能量，在高揚程灌區(qū)效果更明顯。

（4）土壤和地形的適應(yīng)性強：可以適應(yīng)復(fù)雜的地形，灌水強度低；可以適應(yīng)入滲率低的黏性土壤，由于灌水時間長，勤澆勤灌，即使在透水性很大的砂性土壤上也不會造成嚴重的深層滲漏。

（5）省工：滴灌便于自動控制，節(jié)省勞動力，還可以用于施肥和噴灑農(nóng)藥，既省肥（藥），又省力。

3 系統(tǒng)布置

與果園、大棚不同，堤防工程一般高于地面5 m以上，且呈線性。因此，其布置與果園、大棚的網(wǎng)狀布置有所不同，為線性布置。

從機井引管道至首部樞紐，從首部樞紐引1條干管向堤頂延伸，到達堤頂后，向兩側(cè)沿堤頂行道樹布設(shè)滴灌支管各2條，由內(nèi)側(cè)堤頂向內(nèi)護坡底部延伸2.2 m，向兩側(cè)各引微噴支管1條；滴灌支管上布置穩(wěn)流器和滴頭；微噴灌支管上設(shè)置微噴頭。

3.1 水源

漳衛(wèi)南運河上游來水量較小，且年內(nèi)分配不均，非汛期時常斷流，水量不可靠，作為灌溉水源保證率較低，但兩側(cè)地下水位相對較高。因此，地下水是當?shù)刂饕┧?，大堤兩?cè)機井較多，為主要灌溉水源。

3.2 首部樞紐

在堤防戧臺上建磚砌保護池，將首部樞紐放在保護池內(nèi)。首部樞紐1條管道連接機井水源，1條管道通向堤頂，2條管道為直徑90 mmPVC管道，在2條管道中間安裝2個過濾器，在過濾器前后各設(shè)1只閥門、1個壓力表。

3.3 灌溉設(shè)備

（1）抽水設(shè)備：根據(jù)樹木需水量、機井出水量和堤防高度，經(jīng)過計算，選用了揚程70 m、流量15 m3/h的潛水泵。

（2）滴灌設(shè)備：滴灌穩(wěn)流器選用工作壓力為7～30 m水頭、流量為18 L/h的小管出流組合。滴灌系統(tǒng)組合包括穩(wěn)流器、滴灌管、滴頭三部分。每株樹下布設(shè)1個穩(wěn)流器、2條分水毛管，為防止臨時負壓吸泥堵塞毛管，在毛管末端包裹長為6～10 cm的土工布裹頭。

（3）微噴灌設(shè)備：根據(jù)堤坡草皮長度，草坪微噴頭選用工作壓力為20 m水頭、噴灑直徑為6.0 m、出水量為43 L/h的單側(cè)輪微噴頭。

3.4 管網(wǎng)布置

（1）滴灌部分布置：首部樞紐位于1.4 km河堤中部0.7 km處，從首部樞紐引1條干管向堤頂延伸，到達堤頂后，向兩側(cè)沿堤頂行道樹布設(shè)PE支管各2條，埋設(shè)于樹下0.7 m深，滴灌支管在每棵樹的位置處開孔安裝穩(wěn)流器，穩(wěn)流器間距為3 m，每個穩(wěn)流器引出2條滴灌毛管，埋在樹的兩側(cè)0.5 m深處，滴頭埋在地面下0.2 m深。滴灌灌溉系統(tǒng)毛管為直徑3 mmPE管。

（2）微噴灌部分布置：從首部樞紐引1條干管向堤頂延伸，到達堤頂后，由內(nèi)側(cè)堤頂向內(nèi)護坡底部延伸2.5 m，向兩側(cè)引PE微噴支管各1條。微噴支管每隔4 m引微噴灌水器1個。

4 系統(tǒng)運行

2011年5月進行了第1次灌溉試驗，灌溉時間9 h，堤坡草皮微噴直徑達7 m。灌溉完成后，對行道林滴灌進行了開挖檢查，發(fā)現(xiàn)滴灌均勻、土壤濕潤比為65%，噴微灌效果較好。

系統(tǒng)運行較為簡單，當需要灌溉時，把潛水泵放入機井內(nèi)，通上電源，就可進行滴灌和微噴；灌溉結(jié)束后，將潛水泵取出放在倉庫里。微噴頭不用時，取下放入管理單位倉庫，為防止微噴管口淤堵，平時用硬物將其覆蓋，用土掩埋。

5 應(yīng)用效益

項目實施后，提高了堤防行道林和堤坡草皮的成活率，避免了對堤防工程的經(jīng)常性破損，減少了水土流失，使堤防工程更利于完整，從而提高了堤防工程的防洪能力和堤坡草皮的防沖刷能力。

盡管滴灌設(shè)備需進行一次性投資，但其使用壽命長，設(shè)計壽命30年左右，除首部樞紐利用的潛水泵以外，其余的滴灌材料全部是塑料制品，投資成本低。傳統(tǒng)澆灌堤頂2行樹每遍需用水量400 m3左右，每次開挖50 cm×40 cm大小的水溝，澆灌完成后又需進行回填。實驗表明，實施滴灌后堤頂行道林每澆灌1次節(jié)約用水200多m3/km，同時避免土方開挖400 m3、土方回填400 m3左右；根據(jù)氣候特點，一般只需澆水4遍，其經(jīng)濟效益十分顯著。

6 結(jié)語

2011—2012年建設(shè)運行實踐表明，噴微灌技術(shù)應(yīng)用在水利工程綠化中，布置簡單，施工方便，技術(shù)可行，運行管理實用，綜合效益明顯，具有推廣價值。