大興區(qū)節(jié)水灌溉技術(shù)設(shè)計(jì)

劉 燕

（湖北省水利水電規(guī)劃勘測設(shè)計(jì)院北京分院，北京 100054）

大興區(qū)節(jié)水灌溉技術(shù)設(shè)計(jì)

劉 燕

（湖北省水利水電規(guī)劃勘測設(shè)計(jì)院北京分院，北京 100054）

大興區(qū)用水構(gòu)成所占比例最大的是農(nóng)業(yè)用水，做好農(nóng)業(yè)節(jié)水工作，是節(jié)水工作的重點(diǎn)之一。通過農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉工程的建設(shè)，可節(jié)約寶貴的水資源，減少農(nóng)業(yè)用水量，挖掘節(jié)水潛力，引導(dǎo)廣大農(nóng)民群眾發(fā)展節(jié)水灌溉，促進(jìn)農(nóng)業(yè)豐收。

農(nóng)業(yè)；節(jié)水灌溉；選比

大興區(qū)2013年農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉工程分布在青云店鎮(zhèn)、長子營鎮(zhèn)、魏善莊鎮(zhèn)和采育鎮(zhèn)4個(gè)鎮(zhèn)的9個(gè)行政村22個(gè)地塊。本項(xiàng)目有果樹、大田的節(jié)水灌溉，通過對節(jié)水灌溉系統(tǒng)進(jìn)行選比，選擇適合作物的灌溉方式，最大程度方便鄉(xiāng)鎮(zhèn)水務(wù)部門和農(nóng)民管理的灌溉系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)節(jié)約地下水、農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收。

1 工程節(jié)水技術(shù)選型

節(jié)水灌溉技術(shù)有：滴灌、地下滴灌、微噴灌、小管出流、滲灌、管灌等。本工程設(shè)計(jì)通過分析、比較各類節(jié)水灌溉技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件，并調(diào)查農(nóng)民對各類節(jié)水灌溉技術(shù)的接受程度，綜合分析確定采用何種節(jié)水灌溉技術(shù)。

對于設(shè)施農(nóng)業(yè)，采用微灌節(jié)水和增產(chǎn)效果較好。微灌常用的技術(shù)有滴灌、微噴灌，其中微噴灌適合于溫室內(nèi)的葉菜類蔬菜、花卉和食用菌，滴灌適用于各種蔬菜和果樹。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，對于種植果菜類蔬菜的溫室采用滴灌灌溉方式。

對于露地種植的作物，常用節(jié)水灌溉方式有滴灌、小管出流和管灌。對項(xiàng)目區(qū)內(nèi)露地種植的果樹采用小管出流的灌溉方式，大田作物采用管灌的灌溉方式。

在微灌工程中，根據(jù)毛管在田間的布置方式劃分為3種微灌系統(tǒng)，即：地面固定式、地下固定式、移動(dòng)式。地面固定式安裝、維護(hù)方便，也方便檢查與維修，在果園、溫室、大棚中應(yīng)用較廣；地下固定式耐用，檢查、維修困難；移動(dòng)式雖然能提高設(shè)備利用率，降低了投資成本，但操作管理比較麻煩，管理運(yùn)行費(fèi)用較高，一般用于干旱缺水、經(jīng)濟(jì)條件較差的地區(qū)使用。通過比較各類系統(tǒng)的適用條件，本次采用地面固定式微灌系統(tǒng)。

2 節(jié)水工程技術(shù)方案比選

2.1 控制系統(tǒng)比選

節(jié)水灌溉系統(tǒng)有手動(dòng)、半自動(dòng)和全自動(dòng)控制。手動(dòng)控制系統(tǒng)由人工完成所有操作，如水泵、閥門的開啟、關(guān)閉，灌溉時(shí)間的長短，何時(shí)灌溉等等。系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是成本較低，維護(hù)簡單，適合目前在我國廣大農(nóng)村推廣；不足之處是使用的方便性較差，不適宜控制大面積的灌溉。半自動(dòng)控制系統(tǒng)在灌溉區(qū)域不設(shè)傳感器，灌水時(shí)間、灌水量和灌溉周期等均是根據(jù)預(yù)先編制的程序，而不是根據(jù)作物和土壤水分及氣象資料的反饋信息來控制的。這類系統(tǒng)的自動(dòng)化程度較全自動(dòng)系統(tǒng)低，有部分實(shí)行自動(dòng)控制，其他部分則由人工進(jìn)行控制。全自動(dòng)控制系統(tǒng)是通過預(yù)先編制好的控制程序，根據(jù)反映作物需水的某些參數(shù)，可以自動(dòng)啟閉水泵并按一定的輪灌順序進(jìn)行灌溉。管理人員只是調(diào)整控制程序和檢修控制設(shè)備。這類系統(tǒng)中，除灌水器、管道、管件及水泵、電機(jī)外，還包括中央控制器、自動(dòng)閥、傳感器（土壤水分傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、水位傳感器和雨量傳感器等）及連線等。

根據(jù)項(xiàng)目區(qū)各地塊的水源條件、地理位置、經(jīng)濟(jì)條件和發(fā)展趨勢以及現(xiàn)有的生產(chǎn)方式、管理水平，本次設(shè)計(jì)中水泵起停均為手動(dòng)控制，大棚微灌井房變頻供水系統(tǒng)根據(jù)管道出水壓力的變化自動(dòng)調(diào)整水泵出水流量實(shí)現(xiàn)恒壓供水，田間管網(wǎng)的灌溉采用人工管理、手動(dòng)控制系統(tǒng)。此外，所有機(jī)井配套機(jī)井計(jì)量管理器與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、抄表管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)和水務(wù)基層管理隊(duì)伍相接合，組成完善、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠?jì)量、收費(fèi)、管理體系，便于用戶用電管理、灌溉用水管理，通過科技管理，促進(jìn)資源節(jié)約。

2.2 過濾器比選

常用產(chǎn)品有砂石、離心、篩網(wǎng)、疊片過濾器等。

2.2.1 離心過濾器

離心過濾器主要用于含沙水流的初級過濾，靠近水井和水泵安裝，適宜去除水中泥沙和石屑。當(dāng)泥沙顆粒在60～150目時(shí)，清除效果為98%～92%。缺點(diǎn)是在開泵與停泵的工作瞬間，由于水流失穩(wěn)，過濾效果欠佳。

2.2.2 砂過濾器

砂過濾器利用砂石作為過濾介質(zhì)，水從殼體上部的進(jìn)水口流入，通過在介質(zhì)層孔隙中的運(yùn)動(dòng)向下滲透，雜質(zhì)被隔離在介質(zhì)層上部。砂過濾器處理水中有機(jī)雜質(zhì)和無機(jī)雜質(zhì)最為有效，這種過濾器濾出和存留雜質(zhì)的能力很強(qiáng)，并可不間斷供水。只要水中有機(jī)物含量超過10mg/L時(shí)，宜選用砂石過濾器。

2.2.3 篩網(wǎng)過濾器

篩網(wǎng)過濾器中的不銹鋼濾網(wǎng)能攔截水中較大的雜質(zhì)顆粒，可提高濾速，簡化設(shè)備，但是水中較小的顆粒和纖維仍能穿過濾網(wǎng)，如果雜質(zhì)過濾時(shí)恰好卡在或纏繞在濾網(wǎng)上，就會(huì)造成清洗困難；另外濾網(wǎng)壽命短，維護(hù)麻煩，可靠性不高。通常用在灌溉水質(zhì)較好，或水質(zhì)較差時(shí)與其他過濾器組合適用，作為末級過濾設(shè)備。

2.2.4 疊片式過濾器

疊片過濾器的過濾元件由一組壓緊的帶有微細(xì)流道的環(huán)狀塑片組成，該過濾器用于有機(jī)質(zhì)和混合雜質(zhì)的過濾。其特點(diǎn)是過濾能力大，結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便。

根據(jù)項(xiàng)目區(qū)灌溉用井水含沙量比較大的情況，在設(shè)施農(nóng)業(yè)地塊的滴灌首部系統(tǒng)和果樹地塊的小管出流首部系統(tǒng)選擇二級過濾。對比上述各種過濾器的適用條件，確定過濾系統(tǒng)由離心過濾器加疊片式過濾器組成。此外還在大棚首部設(shè)置一套小的篩網(wǎng)式過濾器，以保證滴灌管不被堵塞。大田地塊管灌系統(tǒng)首部則不需要過濾。

2.3 小管出流灌水器比選

常用的小管出流灌水器有2種形式，Ф4PE塑料小管與Ф4塑料接頭連接插進(jìn)毛管而成；用一個(gè)穩(wěn)流器與Ф4塑料小管連接插入毛管而成。

利用摩阻損失調(diào)節(jié)壓力，穩(wěn)定出流。其適用于地形坡度小于0.001，壓力調(diào)節(jié)的幅度較小的平原地區(qū)，通過改變小管的長短或不同的小管孔徑，均衡輸水壓力，保證出流量穩(wěn)定。用穩(wěn)流器連接Ф4小管，穩(wěn)流器內(nèi)芯安裝有彈性膠片，借助水流壓力的不同，改變過水?dāng)嗝娴拇笮。ＷC出流均勻穩(wěn)定。對比上述2種方案確定采用第2種方案。穩(wěn)流器與小管的連接方式主要如下3種：

穩(wěn)流器上直接連接Ф4小管。這種方式毛管與穩(wěn)流器位于地下，Φ4小管延伸到地面，并在地面開挖滲水溝，分散水流。這種方法管道開挖、回填工程量較大，投資較高。

穩(wěn)流器通過三通或五通連接插桿式滴頭，用于分流和定位灌溉。這種方式主要適用于盆栽、袋栽作物。

穩(wěn)流器連接三通和Φ4分流管，分流管連成環(huán)狀，將植物根部圍起來。分流管的出水口可將穩(wěn)流器的流量均勻分到植物周圍，提高灌溉水的利用，使作物更充分的吸收水份及肥料。

通過比選，本項(xiàng)目果園選用第3種連接方式，在保證灌水效果的同時(shí)，減少工程投資。

3 結(jié)束語

充分利用項(xiàng)目區(qū)地塊實(shí)際情況結(jié)合各種灌水技術(shù)的特點(diǎn)，合理進(jìn)行各地塊的管網(wǎng)布置，地塊內(nèi)的現(xiàn)有完好機(jī)井，按照地塊水量需求來配置機(jī)井，優(yōu)化機(jī)井?dāng)?shù)量，合理使用水資源，提高灌溉質(zhì)量，保證作物及時(shí)得到灌溉，既要管網(wǎng)投資合理，又要降低能耗，確實(shí)做到使農(nóng)民增產(chǎn)增收。

[1] 王旭，孫兆軍，楊軍，焦炳忠. 幾種節(jié)水灌溉新技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀與研究進(jìn)展[J]. 節(jié)水灌溉， 2016(10).

[2] 陳新明，蔡煥杰，王占兵，劉立庫. 無壓根區(qū)地下灌溉技術(shù)試驗(yàn)研究[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2004(01).

[3] 羅萍. 農(nóng)田節(jié)水灌溉技術(shù)探討[J]. 水利科技與經(jīng)濟(jì)，2013(11).

S275

A

10.11974/nyyjs.20161118001

劉燕（1982-），女，大學(xué)本科，中級工程師，農(nóng)業(yè)水利工程專業(yè)。