節(jié)水灌溉滴灌工程田間管網(wǎng)設(shè)計(jì)

吳衛(wèi)江

（額敏縣額敏水庫(kù)管理站 新疆 額敏 834600）

滴灌是按照作物需水要求，通過低壓管道系統(tǒng)與安裝在毛管上的灌水器，將水和作物需要的養(yǎng)分均勻、緩慢地滴入作物根區(qū)土壤中的灌水方法。該方法不產(chǎn)生地面徑流，不破壞土壤結(jié)構(gòu)，蒸發(fā)損失小，且?guī)缀鯖]有深層滲漏，易于在土壤內(nèi)部營(yíng)造適宜作物生長(zhǎng)的水、肥、氣、熱良好環(huán)境，是當(dāng)前廣泛推行的一種節(jié)水灌溉模式。新疆額敏縣郊區(qū)鄉(xiāng)農(nóng)業(yè)高效節(jié)水建設(shè)項(xiàng)目實(shí)施方案主要實(shí)施滴灌系統(tǒng)26個(gè)，共計(jì)22184畝。

滴灌系統(tǒng)主要由首部樞紐、田間管網(wǎng)和滴頭三部分組成。首部樞紐主要指水泵、過濾器等，完成抽水、施肥、過濾，并以一定的壓力將一定數(shù)量的水送入干管；田間管網(wǎng)包括干管、支管、毛管以及必要的調(diào)節(jié)設(shè)備(如壓力表、閘閥、流量調(diào)節(jié)器等)，其作用是將加壓水均勻地輸送到滴頭；最終通過滴頭的微小孔道，將水分和養(yǎng)分以點(diǎn)滴的形式滴入土壤中。田間管網(wǎng)的布置是滴灌工程的中心，其投資占整個(gè)工程的大部分，而且管網(wǎng)布置不僅要達(dá)到管路短、投資省、效果好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、利于管理操作的要求，還要適應(yīng)農(nóng)作物的種植生長(zhǎng)需水要求，并且要保證運(yùn)行安全。所以管網(wǎng)布置要因地制宜進(jìn)行鋪設(shè)，要考慮地塊形狀、坡度、水源位置，以及作物種植結(jié)構(gòu)、氣候條件等因素，因此，其優(yōu)化設(shè)計(jì)頗為復(fù)雜。

1 工程概況

額敏縣郊區(qū)鄉(xiāng)農(nóng)業(yè)高效節(jié)水建設(shè)項(xiàng)目實(shí)施方案主要實(shí)施滴灌系統(tǒng)28個(gè)，共計(jì)22184畝。根據(jù)項(xiàng)目區(qū)的地形特點(diǎn)，將原有的條田進(jìn)行集中連片，根據(jù)不同形式劃分系統(tǒng)，能引用地表水的盡量引用地表水，現(xiàn)已打好機(jī)電井拉好電纜的進(jìn)行地下水灌溉。其中地下水加壓13946畝，地表水加壓8238畝，主要分布在額敏縣郊區(qū)鄉(xiāng)巴爾魯克庫(kù)熱一村、三里莊村兩個(gè)生產(chǎn)隊(duì)，其中巴爾魯克庫(kù)熱一村16個(gè)滴灌系統(tǒng)，面積11200畝，其中地下水加壓系統(tǒng)14個(gè)，地表水加壓系統(tǒng)2個(gè)；三里莊村12個(gè)滴灌系統(tǒng)，面積10984畝，其中地下水加壓系統(tǒng)8個(gè)，地表水加壓系統(tǒng)4個(gè)。項(xiàng)目區(qū)主要種植打瓜、玉米、甜菜、番茄等作物，全部采用滴灌灌溉方式，林帶采用地面灌方式。

2 滴灌管網(wǎng)布置

2.1 管材比選

管材的發(fā)展已有多年的歷史，各種管材均有其不同的應(yīng)用領(lǐng)域及適用范圍，本階段初步選用的管材有PVC-M管、PVC-U管、PE管?，F(xiàn)分述如下：

2.1.1 PVC-M管

該管材通過對(duì)原材料的改性，在保持PVC材料高強(qiáng)度特性的同時(shí)，增強(qiáng)了材料的延展性和抗開裂性，具有更好的韌性和高承壓能力，采用無鉛配方和先進(jìn)的加工工藝擠出成型的具有高抗沖擊性能的新型管道。

①該管材有優(yōu)異的韌性和抗沖擊性能。與同規(guī)格的普通PVC-U管材相比，抗沖擊性能顯著提高，能更有效地抵抗點(diǎn)荷載和地基不均勻沉降。②重量更輕，更便于安裝。與同規(guī)格同壓力等級(jí)的普通PVC-U管相比，產(chǎn)品壁厚更薄，更方便搬運(yùn)、安裝、運(yùn)輸和維修。③抗水錘能力提高?？梢杂行У氐挚顾N，杜絕管線在運(yùn)營(yíng)過程中的破壞。④耐環(huán)境開裂的性能提高。有效抵抗安裝和運(yùn)輸過程中對(duì)管材的外力沖擊。⑤耐化學(xué)腐蝕性能強(qiáng)。管材具有較強(qiáng)的耐化學(xué)腐蝕性，可用于任何適用于普通PVC-U管道的場(chǎng)合，但PVC-M管造價(jià)比PVC-U管高。

2.1.2 PVC-U管

該管材有重量輕，搬運(yùn)裝卸便利，施工方便，降低施工費(fèi)用等特點(diǎn)。管材采用柔性連接，膠圈密封，安裝簡(jiǎn)便，節(jié)省費(fèi)用。管材內(nèi)外壁光滑，不宜結(jié)垢，節(jié)省輸水動(dòng)力費(fèi)；具有良好的耐酸、耐堿、耐化學(xué)腐蝕性能，使用中不會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)蝕現(xiàn)象；對(duì)水質(zhì)無污染，符合飲水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)；機(jī)械強(qiáng)度高，正常工作壓力下，使用壽命可達(dá)50年。但管材較脆，容易變形，韌性和抗沖擊性能較差。PVC-U管可滿足地埋管材的各種設(shè)計(jì)要求，造價(jià)較PVC-M管低。

2.1.3 PE管

PE管有卓越的耐腐蝕性能，可耐多種化學(xué)介質(zhì)的腐蝕，無電化學(xué)腐蝕，內(nèi)壁光滑，摩擦系數(shù)極低，介質(zhì)的通過能力相應(yīng)提高，并具有優(yōu)異的耐磨性能。PE管道可安裝在潮濕等易腐蝕的環(huán)境下。PE管還具有長(zhǎng)久的使用壽命，在正常條件下，壽命最少達(dá)50年。PE管道良好的柔韌性，使管道可以輕易地沿著管溝地勢(shì)安放，容易避開敷設(shè)過程中的障礙物。PE管采用電熔焊接和熱熔對(duì)接、熱熔插接技術(shù)，使接口強(qiáng)度高于管材本體，保證了接口的安全可靠，熔接縫不會(huì)由于土壤移動(dòng)或動(dòng)載荷的作用而斷開。PE管道質(zhì)量輕，具有便于運(yùn)輸安裝的特性。管材在本次項(xiàng)目實(shí)施中的比選見表1。

綜合考慮，本次設(shè)計(jì)地埋管選取PVC-U管材，地面管選取PE管。

2.2 田間管網(wǎng)布置方案比選

管網(wǎng)布置應(yīng)考慮地塊形狀、坡度、水源位置，以及作物種植結(jié)構(gòu)、氣候條件等因素。項(xiàng)目區(qū)總共分為了26個(gè)滴灌系統(tǒng)，本文以巴爾魯克庫(kù)熱一村地下水加壓的系統(tǒng)2為例，其滴灌工程面積573畝，就滴灌帶的田間管網(wǎng)布置，主要分析了以下兩種方案。

表1 管材比選對(duì)比表

表2 方案比選表

2.2.1 方案1

干管南北方向布置，分干管垂直于干管東西方向布置，支管平行于干管布置。此方案1條干管，5條分干管。工程建設(shè)內(nèi)容為：鋪設(shè)干管675m，分干管1.76km，支管5.08km，滴灌帶42.98km；土建部分：管道土方開挖6087.5m3，土方回填6622.5m3，細(xì)土回填365m3。首部管理室1座，閘閥井5眼，排水井5眼。

2.2.2 方案2

干管東西方向布置，分干管垂直于干管南北方向布置，支管平行于干管布置。此方案1條干管，2條分干管，干管全長(zhǎng)250m，分干管1.4km，支管3.8km，滴管帶42.58km，閘閥井2座，排水井2座，土方開挖4125m3，土方回填3877m3，細(xì)土回填 248m3。

從項(xiàng)目施工期工程量大小及工程投資費(fèi)用角度，對(duì)兩種方案進(jìn)行了比較，參見表2。

經(jīng)過方案比選，方案1投資比方案2大，但方案1與現(xiàn)狀的條田林帶布置相一致，施工便捷，綜合考慮后，推薦采用方案一的管網(wǎng)布設(shè)方案。

3 結(jié)語

額敏縣是一個(gè)農(nóng)牧業(yè)大縣，區(qū)域內(nèi)無大型工礦企業(yè)，農(nóng)業(yè)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有重要地位，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱。本次管網(wǎng)優(yōu)化節(jié)水項(xiàng)目實(shí)施后，可實(shí)現(xiàn)作物增產(chǎn)，提高當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶的經(jīng)濟(jì)收入；另外，本項(xiàng)目還可減少項(xiàng)目區(qū)地下水開采量，減少次生鹽堿化面積等，較大幅度地提高項(xiàng)目區(qū)農(nóng)戶的生活質(zhì)量，增大林地面積，有效地改善當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。陜西水利