眉縣萬畝微噴灌工程建設(shè)與推廣應(yīng)用

付有全 孟寶生 于亞旺

（眉縣水利局 陜西 眉縣 722300）

眉縣地處關(guān)中西部秦嶺北麓，近幾年來以獼猴桃為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，發(fā)展面積29.4萬畝。獼猴桃灌水次數(shù)較一般農(nóng)作物多，且灌水集中，周期短，要求高，因此發(fā)展高效節(jié)水灌溉勢在必行。2013年在小型農(nóng)田水利重點(diǎn)縣項(xiàng)目建設(shè)中，集中連片實(shí)施了10900畝微噴灌工程，取得了良好的效果，為全縣農(nóng)田水利現(xiàn)代化發(fā)展起到了巨大的推動(dòng)作用。

1 微噴灌工程概況

眉縣萬畝微噴灌工程位于首善鎮(zhèn)第五村、楊千戶村和五坳村，涉及3個(gè)村10900畝耕地。項(xiàng)目區(qū)地處渭河南岸二級(jí)階地區(qū)，屬石頭河水庫西干灌區(qū)末端，長年不能供水灌溉。地下水含水層厚度較大，透水性良好，埋深4m～10m，地下水資源量為985萬m3，可開采利用量690萬m3。該區(qū)獼猴桃面積占90%以上，為農(nóng)民增收主要途徑。

項(xiàng)目區(qū)水源全部采用地下水，以井為單元，共設(shè)計(jì)和實(shí)施微噴灌系統(tǒng)49處，其中自動(dòng)化微噴灌工程11處，手動(dòng)微噴灌工程38處。工程共新打和改造機(jī)井49眼，建設(shè)樞紐控制工程49處，埋設(shè)φ110～φ63主支管道 274.19km，架設(shè) φ20毛管1020.61km，地埋信號(hào)線25.37km，微噴頭17.94萬套。

2 微噴灌工程推廣應(yīng)用技術(shù)要點(diǎn)

2.1 工程方案的比選

眉縣在2009年～2012年先后實(shí)施了噴灌、天插式微噴灌、倒掛式微噴灌、滴灌等形式節(jié)水灌溉工程3處，共2640多畝。通過以上實(shí)施工程比較分析，噴灌和天插式微噴灌可以對(duì)作物葉面進(jìn)行噴灌，但蒸發(fā)量大，水損嚴(yán)重，作物根部不能得到及時(shí)灌溉；滴灌只能對(duì)作物根系進(jìn)行局部灌溉，適合西瓜、草莓、葡萄等不能向葉面噴水作物的灌溉，可避免病菌感染，但耕作影響較大；倒掛式微噴灌不僅能使農(nóng)作物根系充分吸收水分，夏季高溫時(shí)還可降溫，改善田間小氣候，提高作物品質(zhì)，冬季還可防霜凍。通過對(duì)比，結(jié)合獼猴桃生長習(xí)性，認(rèn)為在獼猴桃地里使用倒掛式微噴灌比較科學(xué)合理。

2.2 水源工程

水源工程都采用機(jī)井，主要是新打機(jī)井和改造利用原有機(jī)井。機(jī)井深度一般在120m～150m左右，單井出水量要求不于少50m3/s。新打機(jī)井的布局根據(jù)村組灌溉面積、周圍井位的距離確定新打水源井位置，確保分布均勻，規(guī)劃合理。改造機(jī)井要充分考慮出水量，出水量須達(dá)到設(shè)計(jì)要求，在此基礎(chǔ)上對(duì)機(jī)泵設(shè)備進(jìn)行更換和配套，滿足工程運(yùn)行要求。

2.3 管道工程技術(shù)

2.3.1 溝槽開挖

溝槽深度主要滿足管道及設(shè)備安裝的要求，并盡量避免傷及獼猴桃根系。溝槽應(yīng)順直開挖，溝槽內(nèi)不能有堅(jiān)硬雜物；過路溝槽的深度應(yīng)符合路基承壓要求，并應(yīng)安裝大于管道口徑的砼管道予以保護(hù)。

2.3.2 管道安裝

主管道設(shè)計(jì)一般平行于獼猴桃種植方向，支管道應(yīng)垂直于獼猴桃種植方向，特別注意的是應(yīng)在管道最高處根據(jù)地形和管道長度設(shè)置進(jìn)排氣閥、在管道最低處或末端設(shè)置排水閥，管道安裝后必須做通水試驗(yàn)，試驗(yàn)合格無漏水時(shí)才能回填管溝。主管道采用PVC管材，支管道采用PE管材，承壓不小于0.6Mpa；毛管采用灌溉用低密度PE管材，承壓為0.4Mpa。PVC管材采用承插膠粘式安裝，PE管材采用熱融對(duì)接式安裝。

毛管安裝平行于獼猴桃種植方向，每6m布設(shè)一條，實(shí)行隔行布設(shè)。安裝時(shí)應(yīng)在獼猴桃架上提前安裝固定毛管的鋼絞線。毛管應(yīng)用專用捆扎繩或細(xì)鐵絲固定在鋼絞線上，捆扎時(shí)松緊應(yīng)合適，防止變形和脫落。

2.3.3 微噴頭安裝

微噴頭設(shè)計(jì)出水量為120L/h、噴灑半徑為4.5m的噴頭，配備40cm長的φ6微管及連接口、防滴器、重錘等。安裝微噴頭之前，應(yīng)對(duì)所有干、支、毛管注水沖洗，清除管內(nèi)的泥砂和異物，避免雜物堵塞噴頭。噴頭安裝間距為5m，噴灑達(dá)到全覆蓋。微噴頭區(qū)域邊界和特殊點(diǎn)噴頭的安裝位置應(yīng)考慮定位的合理性，防止出現(xiàn)邊界漏噴或噴灑出界現(xiàn)象。

2.4 首部樞紐工程技術(shù)

首部主要由控制系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)、加壓裝置等組成。樞紐工程是整個(gè)微噴灌工程的核心，設(shè)備的選用、相互間的配套等直接影響著工程的使用和效果，

2.4.1 控制系統(tǒng)技術(shù)要點(diǎn)

控制系統(tǒng)是整個(gè)灌溉工程的操作系統(tǒng)，又分為手動(dòng)控制系統(tǒng)和自動(dòng)化控制系統(tǒng)。手動(dòng)控制系統(tǒng)主要考慮啟動(dòng)設(shè)備、控制房各種電氣設(shè)備，比如水泵、加壓泵、變頻器等，確保這些設(shè)備正常運(yùn)行，并在電壓不穩(wěn)時(shí)及時(shí)保護(hù)，在灌溉時(shí)需要人工打開田間灌溉區(qū)域控制閥門；自動(dòng)化控制系統(tǒng)增加了自動(dòng)控制裝置，裝置控制計(jì)算機(jī)，管道上利用電磁閥自動(dòng)控制，將噴灌灌溉系統(tǒng)輸入操作系統(tǒng)，開啟電源后由計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制相關(guān)設(shè)備，并安裝出水量傳感器、壓力傳感器、信號(hào)線、電磁閥，整個(gè)控制系統(tǒng)可按設(shè)計(jì)程序進(jìn)行區(qū)域灌溉、自動(dòng)加壓、自動(dòng)沖洗過濾器等，裝置溫度傳感器和濕度傳感器后，可以根據(jù)溫度和土壤濕度進(jìn)行適度灌溉。

2.4.2 過濾器系統(tǒng)技術(shù)要點(diǎn)

該項(xiàng)目區(qū)全部采用地下水，水質(zhì)較好，但地下水含砂量較多。過濾器設(shè)置為兩級(jí)過濾裝置，第一級(jí)為離心式過濾器，將較大的砂石通過水運(yùn)動(dòng)的離心力過濾在沉砂罐中；第二級(jí)是篩網(wǎng)式過濾器，通過120目篩網(wǎng)將細(xì)小的砂粒過濾，定期要對(duì)篩網(wǎng)進(jìn)行沖洗或自動(dòng)反沖洗。

天然氣作為優(yōu)質(zhì)一次能源，具有能效高、污染物排放少等優(yōu)點(diǎn)。天然氣發(fā)電與燃煤機(jī)組大氣污染物實(shí)際排放量對(duì)比見表2。

2.4.3加壓設(shè)備配套要點(diǎn)

微噴頭運(yùn)行工作壓力為0.25Mpa，因此一般在過濾裝置后配備加壓設(shè)備，即在首部工程主管道上安裝一臺(tái)加壓泵，加壓泵靠近泵入口處安裝真空表和出口處安裝壓力表，這些儀表有利于檢查加壓泵的實(shí)際運(yùn)行狀況。

3 微噴灌工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)

3.1 強(qiáng)化項(xiàng)目技術(shù)管理

在施工中，要求施工單位、監(jiān)理單位人員加強(qiáng)對(duì)節(jié)水技術(shù)的學(xué)習(xí)，對(duì)節(jié)水設(shè)備與產(chǎn)品使用性能全面了解和掌握，嚴(yán)格按技術(shù)規(guī)范要求施工。在技術(shù)服務(wù)措施上，我縣與西北農(nóng)林科技大學(xué)水利水電學(xué)院簽訂了《技術(shù)支持與合作協(xié)議書》，由西農(nóng)大節(jié)水灌溉專家組進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)。同時(shí)，組織建設(shè)單位、施工單位、監(jiān)理單位在楊凌現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園等參觀學(xué)習(xí)，面對(duì)面的向?qū)＜伊私馕姽喙こ碳夹g(shù)要求。

3.2 材料與設(shè)備的質(zhì)量是工程建設(shè)成敗的關(guān)鍵

制定了相關(guān)質(zhì)量管理辦法，要求使用的管材必須是國家節(jié)水產(chǎn)品認(rèn)證的廠家管材，材料進(jìn)場后由材料廠家、施工單位、監(jiān)理單位、建設(shè)單位共同抽檢，送省級(jí)質(zhì)量檢測機(jī)構(gòu)檢驗(yàn)，檢測結(jié)果合格方可使用。主要設(shè)備如水泵、控制系統(tǒng)、過濾器、加壓泵等采購時(shí)，嚴(yán)把采購關(guān)，由施工單位、項(xiàng)目辦、監(jiān)理三方共同認(rèn)定，不合格的設(shè)備堅(jiān)決不得使用。

3.3 按程序要求認(rèn)真驗(yàn)收

在驗(yàn)收時(shí)嚴(yán)格按照程序規(guī)范檢查，對(duì)電氣設(shè)備工程逐一試運(yùn)行，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)查看運(yùn)行情況；對(duì)管道工程通水試驗(yàn)，檢查有無跑漏現(xiàn)象，閘閥控制是否靈敏；對(duì)首部樞紐工程進(jìn)行運(yùn)行檢查，查看控制系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)、加壓及變頻裝置運(yùn)行是否正常，能否滿足工程運(yùn)行需要，保證整個(gè)微噴灌工程建設(shè)良性正常運(yùn)行。

3.4 加強(qiáng)運(yùn)行管理

工程建成后，將工程移交鎮(zhèn)村，由鎮(zhèn)村成立用水組織，制定具體的管理制度、灌溉管理辦法、水費(fèi)計(jì)收與使用管理規(guī)定等制度，并對(duì)管理人員進(jìn)行培訓(xùn)。一是各村組以村組干部為主，確定管理人員成立專管機(jī)構(gòu)。管理人員要固定，特別是微噴灌工程，每個(gè)灌溉系統(tǒng)至少確定2名管理人員。二是管理組織要制定詳細(xì)、可行的管理制度，確保微噴灌能正常發(fā)揮效益。必須接受水行政管理部門和鎮(zhèn)村監(jiān)督，根據(jù)實(shí)際情況確定合理水價(jià)，水價(jià)應(yīng)含水費(fèi)成本、管理人員工資及日常維修養(yǎng)護(hù)基金。三是村組落實(shí)的管理人員，要有服務(wù)意識(shí)，責(zé)任心強(qiáng)，服從管理，維護(hù)灌溉秩序，做到灌溉公平公正、安排合理，必須愛護(hù)水利工程，管理期間確保工程安全。四是印制了《眉縣微噴灌工程操作手冊》，對(duì)工程管理人員進(jìn)行集中培訓(xùn)、現(xiàn)場操作培訓(xùn)，確保工程正常運(yùn)行。

4 工程建設(shè)成效

4.1 節(jié)水效益顯著

4.2 灌溉周期縮短

未建設(shè)微噴灌工程前，灌溉每畝地需要1.5小時(shí)左右，200畝耕地輪灌一次需要12天～15天。但使用微噴灌工程后，一次一個(gè)輪灌區(qū)可開啟15畝～20畝，每個(gè)輪灌區(qū)灌溉6個(gè)小時(shí)，灌溉200畝獼猴桃不到3天時(shí)間，大大減少了灌溉時(shí)間，縮短了灌溉周期。

4.3 灌溉成本降低

采用微噴灌灌溉后，省時(shí)省人省錢，節(jié)約了大量的勞動(dòng)力。微噴灌工程以一個(gè)井為獨(dú)立單元，可控制150畝200畝耕地，灌溉時(shí)一個(gè)管理人員完全可以操作，無須像過去大水漫灌時(shí)看水、放水、田間澆地都需要人，節(jié)省的人力可以干別的農(nóng)活，在人力、電力、水資源等方面大幅降低，社會(huì)效益非常顯著。

4.4 作物產(chǎn)量與品質(zhì)提高

微噴灌工程能適時(shí)適量灌溉，適合獼猴桃喜水但怕水的習(xí)性，有利于獼猴桃生長，可提高產(chǎn)量10%以上。同時(shí)對(duì)改善田間小氣候有明顯作用，夏季高溫時(shí)，可增加田間濕度，降低溫度，減少果實(shí)日灼，果實(shí)品質(zhì)得到提高；冬季使用增加田間濕度后，可降低霜凍對(duì)作物的損害。采用微噴灌灌溉后獼猴桃果實(shí)表面干凈、奇形果少，商品率提高。

經(jīng)過實(shí)踐，微噴灌工程技術(shù)的應(yīng)用，給當(dāng)?shù)厝罕妿砹藢?shí)惠，不但解決了灌溉困難問題，還提升了果實(shí)品質(zhì)，有力地推動(dòng)了農(nóng)田水利現(xiàn)代化的發(fā)展，通過實(shí)踐應(yīng)用，獼猴桃園地建設(shè)微噴灌灌溉技術(shù)值得全面推廣。陜西水利