水利灌溉工程中低壓管灌的應用

張 雷

（開封市通許縣水利局，河南 開封 475499）

低壓管灌在很大程度上不僅節(jié)約了水資源，而且也節(jié)省了很多的人力和物力。低壓管灌的工作原理是，機泵和管道系統(tǒng)兩者相結合把低壓水輸送到田間， 在田間各個部位設置一些防水口，防水口下面設置有效的流水溝，在這些流水溝中連接管子，利用管子把水輸送到各個區(qū)域，實現灌溉。 這種灌溉方式的好處很多，被很多地區(qū)廣泛應用，特別是在很多井灌地區(qū)得到廣泛應用。但是這種方式在澆地灌溉中有一個很大的限制，就是一次灌溉的資金投入很大，基于這個原因，沒有在全國大范圍長期推廣應用。我國完全可以利用這類項目發(fā)展管灌水田，以此節(jié)約水資源，保障我國的長期發(fā)展。

1 低壓管灌的組成和特性

1.1 低壓管灌系統(tǒng)的組成

低壓管灌系統(tǒng)分布相對復雜，它一般是由水源、首部樞紐、水管網系統(tǒng)、灌水器、保護設施、田間灌水設施5 個部分組成，這5 個部分組成了一個完整的低壓管灌系統(tǒng)。 其中，首部樞紐和水管網系統(tǒng)是5 個部分中最核心的環(huán)節(jié)， 負責調節(jié)水資源和對水資源進行合理分配。

1.2 低壓管灌系統(tǒng)特性

低壓管灌系統(tǒng)主要是針對農業(yè)灌溉，在農業(yè)灌溉中它的應用區(qū)域主要是井灌區(qū)和輸水系統(tǒng)比較缺乏的一些地區(qū)， 低壓管灌最適合應用在小型灌溉中。 低壓管灌系統(tǒng)有很多優(yōu)點，與灌溉渠道系統(tǒng)相比，主要有下面幾個優(yōu)點：（1）節(jié)水功能。 低壓管灌系統(tǒng)有很好的節(jié)水功能，在農田管灌中，可以更好地避免在輸送水資源時出現滲漏和蒸發(fā)的情況， 可以大大地提高農田灌溉中水資源的循環(huán)利用率。 （2）減少占地。 低壓管灌系統(tǒng)設備布設在地下，相應地減少了對土地面積的占用，可以增加5%—10%的耕地面積。 種植面積的增加，有利于農作物的增產。 （3）效率高。 低壓管灌系統(tǒng)的灌溉方式進行了技術創(chuàng)新，流速很大，可以節(jié)省很多灌溉時間。輸水快，不僅可以節(jié)省灌溉時間而且使用起來也很方便。（4）成本低。由于低壓管灌系統(tǒng)的安全系數很高，在很大程度上可以避免安全事故的發(fā)生。 由于它對農作物供水穩(wěn)定且及時，可以使農作物更好地生長，實現增產增收。

2 低壓管灌在水利灌溉中的應用

低壓管灌在農田水利灌溉中的應用非常廣泛，本文以某海島村低壓管灌規(guī)劃為例，對該區(qū)低壓管灌技術的應用進行分析。該區(qū)水資源嚴重短缺，綜合考慮各方面因素，運用低壓管灌技術進行改造應用。合理修建灌溉區(qū)域水塘，利用水泵對水塘的加壓把水通過輸水管道輸送到需要灌溉的區(qū)域。 各個支管相距150米設置水栓，灌區(qū)運用移動式管子對作物進行澆灌。

2.1 需要計算出灌水定額

m=1 000γsh（β1-β2）=56.03m3/666.7m2

其中，M 為灌水定額m3/hm2；ys為計劃濕潤層土壤干容重；h為土壤計劃濕潤層深度；β1為適宜土壤含水率上限；β2為適宜土壤含水率下限。

2.2 計算出灌水周期

T=m/Ed

式中，T 為灌水周期；m 為灌水定額；Ed為土壤水分最大消耗速度。

農作物在幼期和生長期階段對水的需求量很大，根據海島村的農作物面積，灌溉方式應該采用輪灌方式。 利用水泵低壓管灌15 個小時，對整個作物面積進行整體的灌溉。 制定合理的灌溉計劃，進行3 組灌溉，每一組設置15 小時的灌溉時間，灌溉的時候對農作物進行充足的澆灌。

2.3 計算出灌溉設計流量

Q0=m×A/η×T×t=66.06m3/h

式中，Q0為灌溉系統(tǒng)設計流量；A 為灌溉面積；η 為灌溉水利用系數；t 為每天工作時間。

2.4 計算出系統(tǒng)設計水頭

H=Zd-Zs-hs+∑hf+∑hj

式中，H 為系統(tǒng)設計水頭；Zd為最不利地面高程；Zs為供水地面高程；hs為預留水頭；∑hf為由水泵吸水管至最末級管道的沿程水頭損失； ∑hj為由水泵吸水管至最末級管道的局部水頭損失。

對各個管道中各個階段的水流速度進行最大限度的控制，將流速控制在1.50——2.00m/s，一定要大于管道不淤流速0.5m/s。 要把流水速度限制在管道最大流速以內，一般情況下限制在2.5——3.0m/s。 各種管線全部運用PVC－U 管材，這樣才可以更好地保持輸水的穩(wěn)定性。

3 結語

低壓管灌技術是我國現在農業(yè)灌溉中應用最廣的一種灌溉技術。 低壓管灌技術不但能夠在很大程度上對水資源進行節(jié)約利用，而且在很多情況下節(jié)約了大量的投入資金，使低壓管灌更好的運行。 低壓管灌以最低限度的用水量獲得最大的產量或收益， 也就是最大限度地提高單位灌溉水量的農作物產量和產值。 水資源是不可再生資源，采用低壓管灌技術可在很大程度上節(jié)約可利用資源，確保后代子孫有良好的生活資源，有助于我國制定長遠的經濟發(fā)展戰(zhàn)略。