充分有效利用水資源 開發(fā)管道灌溉節(jié)水新模式

翟明

在農(nóng)業(yè)節(jié)水工程中，管道灌溉是節(jié)水灌溉技術(shù)之一，能有效利用水資源，實現(xiàn)灌溉、施肥雙結(jié)合，可大幅度提高灌溉效率。對于相對貧困的農(nóng)村來說，一次性投入高效節(jié)水技術(shù)，投資大，群眾難以承受，適應(yīng)性差。如果先將渠灌發(fā)展成管道灌溉，利用管道“輸水速度快、損耗小”的特點，結(jié)合其他田間節(jié)水灌溉技術(shù)，在主、分管道不投入的前提下，再分期投資，逐步改造成噴灌或滴灌等高效節(jié)水模式，即可大幅度提高農(nóng)田灌溉水的利用效率，實現(xiàn)高效節(jié)水灌溉。

1.管道灌溉技術(shù)的優(yōu)、劣勢

1.1優(yōu)勢 灌溉水利用率高，節(jié)約用水，在水資源缺乏地區(qū)可以實現(xiàn)高產(chǎn)；管道因可埋入地下，節(jié)省土地，對管線沿途地面環(huán)境影響??；利用管道壓力，可以一定程度地適應(yīng)高低不同的地形變化；使用壽命長，日常維護(hù)量??；利用高新科技和技術(shù)，可以實現(xiàn)高度自動控制運行和管理，大幅度提高灌溉效率；可以實現(xiàn)灌溉、施肥等農(nóng)業(yè)綜合措施的一體化。

1.2劣勢 雖然長期看效益可觀，但先期一次性投資較大，對經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)，特別是在普通農(nóng)民小規(guī)模的常規(guī)品種種植模式中推廣難度較大；由于采用了一些新材料和先進(jìn)技術(shù)，對運行和管理人員的素質(zhì)和要求，比傳統(tǒng)灌溉方式要高，設(shè)計、施工、管材及相關(guān)設(shè)備的安裝需要專業(yè)隊伍，正常的維護(hù)及檢修也需要一定的專業(yè)知識。

2.管道灌溉的重要環(huán)節(jié)

2.1主管道 低壓管道（低于0.2MPa，主要針對井灌區(qū)），設(shè)計可以參照低壓管道輸水灌溉工程技術(shù)規(guī)范；高壓管道，參照水電站壓力鋼管規(guī)范和市政給排水相關(guān)規(guī)范；主管道設(shè)計，重點解決水錘、管道材質(zhì)及經(jīng)濟(jì)管徑比選問題?，F(xiàn)在離水源較近的土地都已開發(fā)完成，對偏遠(yuǎn)地塊的開發(fā)及低產(chǎn)田的改造已經(jīng)逐步展開，長距離、高壓管道輸水灌溉項目大量增加。這不僅豐富和擴(kuò)展了管道輸水灌溉的內(nèi)容和概念，也增加了設(shè)計難度。

2.2支管及管網(wǎng) 主要參照市政給排水相關(guān)規(guī)范，設(shè)計時重點解決水頭損失、壓力平衡（支管與管網(wǎng)的壓力銜接、二次加壓）、過濾及沉淀、經(jīng)濟(jì)管徑及材質(zhì)問題。在灌區(qū)形狀復(fù)雜、狹長等情況下，為不浪費水頭，需要詳細(xì)比較、分析支管及管網(wǎng)布置方案，充分利用地形地勢。一般采用壓力調(diào)節(jié)池、二次加壓，管網(wǎng)串、并、環(huán)聯(lián)合布置等綜合措施，能較好地減少水頭損失、平衡管網(wǎng)的壓力。

2.3田間灌溉 主要解決管灌、噴灌、滴灌（膜下滴灌） 各種方式下，壓力銜接及平衡、水量控制、機(jī)械配備及使用效率等問題。田間設(shè)計要結(jié)合天然降水過程，充分考慮農(nóng)作物的農(nóng)時、生長特點及灌水過程線，科學(xué)制定田塊的灌溉方式及時機(jī)，最大限度地提高灌溉機(jī)械的使用效率。

3.管道灌溉與其他田間灌溉的結(jié)合形式

3.1管道灌溉與膜上灌溉相給合 利用管道灌溉出水口由軟帶將水引入覆膜的溝內(nèi)，使水通過地膜覆蓋的放苗孔進(jìn)入作物的主根區(qū)，灌溉水沿主根下滲，四周擴(kuò)展，局部灌溉，與膜下滴灌的效果相同，可提高灌溉水利用率達(dá)到90%以上。

3.2管道灌溉與集雨灌溉相結(jié)合 如果灌溉水水源為集雨工程，水量還有一部分沒有得到利用，同時附近有地勢較低的受灌面積，并且水源與灌溉地自然落差形成的水壓可以滿足灌溉所需壓力，就可以發(fā)展成自壓管灌或自壓噴灌，如壓力足夠可與單跨自動噴灌機(jī)組結(jié)合，將部分壓力轉(zhuǎn)化為噴灌機(jī)組前進(jìn)的動力。此項技術(shù)無需耗能，節(jié)省了動力設(shè)備投資，是農(nóng)田高效節(jié)水灌溉技術(shù)之一。

3.3管道灌溉與滴灌相結(jié)合 這種方式就是在管道出水口連接與種植作物行相垂直的耐老化塑料支管，并與若干條鋪設(shè)在作物行的滴灌帶相連，利用管道出水口提供的壓力，滿足滴灌帶滴水所需的能量。系統(tǒng)總揚程=動水位+首部損失+管道輸水損失+滴頭額定壓力。例如與膜下滴灌的組合，首先對泵進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證出泵水壓力在2.5～3之間。原系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為：水源——水泵——離心式或砂石過濾器——施肥罐——網(wǎng)式過濾器——主干管——分干管——支管——毛管——滴水帶。其中水源、水泵、離心式或砂石過濾器、施肥罐和網(wǎng)式過濾器是首部工程，只需一次性投資，而主干管和分干管利用管道灌溉的地埋管，在管道灌溉的出水口再連接支管、毛管和滴水帶，支管和毛管可以重復(fù)利用，每年只需更換滴水帶，與管道灌溉相比，減少了軟帶的投資。

3.4管道灌溉與噴灌相結(jié)合 這種組合形成半固定噴灌模式，噴灌的噴頭工作壓力和噴嘴壓力要求達(dá)到0.35MPa，水泵配套功率0.16Hz，地埋管道的壓力必須保證在0.8MPa以上，水泵揚程在管道灌溉的基礎(chǔ)上再加上噴嘴壓力，系統(tǒng)總揚程=動水位+首部損失+管道輸水損失+噴頭額定壓力。