針對(duì)節(jié)水灌溉滴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)及施工

傅強(qiáng)

摘 要：在農(nóng)田水利工程中，節(jié)水灌溉是非常重要的一項(xiàng)工作，根據(jù)方式的不同，其也分為很多種，其中，滴灌技術(shù)是應(yīng)用較為廣泛的一種，非常適合應(yīng)用在水資源緊缺以及氣候干燥區(qū)域，能夠有效實(shí)現(xiàn)其技術(shù)優(yōu)勢的發(fā)揮。在本文中，將就節(jié)水灌溉滴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)及施工進(jìn)行一定的研究。

關(guān)鍵詞：節(jié)水灌溉 滴灌系統(tǒng) 設(shè)計(jì)及施工

1.引言

我國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，對(duì)水具有著較大的需求量，在該種情況下，做好節(jié)水灌溉技術(shù)的研究與應(yīng)用則在我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展實(shí)現(xiàn)方面具有著十分積極的意義。其中，滴灌是一種較為先進(jìn)的節(jié)水灌溉技術(shù)，且具有較好的應(yīng)用優(yōu)勢，需要在實(shí)際生產(chǎn)中做好該技術(shù)的應(yīng)用與把握。

2.滴灌技術(shù)優(yōu)勢

在現(xiàn)今農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，滴灌技術(shù)具有著較為廣泛的應(yīng)用，其在實(shí)際應(yīng)用中的特點(diǎn)有：第一，能夠節(jié)肥節(jié)水。滴灌屬于局部微量以及全管道輸水，以此使水的損失以及滲漏降至最低。同時(shí)也能夠適時(shí)做好作物根區(qū)水量的供應(yīng)，在沒有發(fā)生外圍水損失的情況有效提升水的利用效率。在具體滴灌當(dāng)中，也能夠有效的同施肥進(jìn)行結(jié)合，即在將化肥溶解后在灌溉系統(tǒng)中注入，在兩者結(jié)合的情況下以均勻、直接的方式將肥料施加在作物根系，在對(duì)水肥同步進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上提升肥料利用率。同時(shí)，因其是小范圍局部控制，在水肥滲漏方面則較少，以此在實(shí)現(xiàn)化肥用量減少的基礎(chǔ)上降低污染。在整個(gè)系統(tǒng)中，僅僅以閥門進(jìn)行控制即可，能夠在有效節(jié)約勞力的基礎(chǔ)上降低生產(chǎn)成本；第二，科學(xué)控制土壤的濕度。在傳統(tǒng)作物溝灌方式中，以此具有較大的灌水量，地表在較長時(shí)間內(nèi)一直保持濕潤，并因此存在地溫降低快、回升滿、濕度高以及蒸發(fā)量大等特點(diǎn)，很可能因此導(dǎo)致作物發(fā)生病害。而對(duì)于滴灌方式來說，因其屬于局部微灌，大部分土壤則會(huì)處于干燥狀態(tài)，在澆灌過程中，滴頭將以均勻的方式為作物根系位置土壤供水，在保持低溫、回升以及水分蒸發(fā)減少方面都具有較好的效果；第三，保持土壤結(jié)構(gòu)。在傳統(tǒng)澆灌方式中，在較大灌水量的影響下，土壤將受到嚴(yán)重的壓實(shí)、重刷以及侵蝕，如果不能夠及時(shí)做好松土處理，則將使土壤在板結(jié)、通氣性下降的情況下破壞土壤結(jié)構(gòu)。同其相比，滴灌屬于微量灌溉，水分將以均勻、緩慢的方式滲入到土壤當(dāng)中，在保護(hù)土壤結(jié)構(gòu)的情況下營造良好的水肥環(huán)境。

3.工程概況

該項(xiàng)目處于我國西部，地形開闊平坦，整體向東北方向傾斜，東西寬2.8km，南北長4.3km。項(xiàng)目區(qū)域地貌為沖積平原，巖性持力層主要為粉土，地形結(jié)構(gòu)較為單一。灌溉工程面積為420m2，地下水源灌溉工程50萬m2，工程PVC管道為60124m，并包括一定數(shù)量的沉砂池、檢查井、首部泵房、排水井以及修復(fù)配套機(jī)井設(shè)備。

4.滴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)資料

4.1作物資料

該區(qū)域種植業(yè)灌溉面積480萬m2，主要種植作物有棉花、玉米、番茄以及林地。

4.2土壤資料

項(xiàng)目區(qū)域土地類型為潮土，主要為壤土，具有較高的肥力。地下數(shù)為較高，部分區(qū)域存在輕微鹽堿化情況，田間持水量23%，容重1.7g/cm3，主要以壤土為耕地種類，為宜農(nóng)宜牧土地。

4.3水源資料

種植區(qū)域農(nóng)作物由管網(wǎng)實(shí)現(xiàn)水源的提供，主干管徑為別為0.25、0.2m，水硬度280mg/L，礦化度小于1400mg/ L。經(jīng)現(xiàn)場檢測，水質(zhì)情況良好，可以應(yīng)用在農(nóng)作物灌溉當(dāng)中。

5.滴灌系統(tǒng)規(guī)劃施工

5.1設(shè)計(jì)參數(shù)

利用系數(shù)η=0.9，土壤容重1.4g/ cm3，土壤濕潤比65%，日耗水強(qiáng)度Ea=5.5mm/d。

5.2管道布設(shè)

根據(jù)滴灌工作需求，使用管道同承插進(jìn)行連接，保證承壓等級(jí)在0.6mPa以上，主管道材料使用U-PVC管，以此對(duì)局部灌溉需求進(jìn)行滿足。為了避免因機(jī)械作業(yè)或者冬季溫度過低損壞管道，在地下1.8m位置對(duì)主管進(jìn)行布設(shè)，并做好控制以及保護(hù)裝置的安裝，以此對(duì)管網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的有效性進(jìn)行保證。具體安裝步驟，即在水泵出水口位置對(duì)排氣閥、壓力表以及過濾器進(jìn)行安裝，將控制閥、壓力表以及泄水管放置在干管當(dāng)中。該方式的特點(diǎn)，即主管同分管按照垂直方式布置，使用三通螺紋接頭連接，在主管連接頭位置安裝控制閥。分干管方面，在地下1.8m位置設(shè)置，同樣以承插以及U-PVC管方式布置，間距設(shè)置為2.4m，并將支管埋入在地下。

5.3滴灌管選型布置

根據(jù)項(xiàng)目區(qū)域農(nóng)作物水源以及種植情況，考慮到未來灌水均勻度以及管理因素，對(duì)最佳布置方式進(jìn)行選擇。即東西方向布設(shè)2條主干管道，其總長為1605m，管徑為0.25、0.2m，在干管北側(cè)位置對(duì)12條分干管布置，按照南北方向布置，同主干管垂直，并在其尾部做好排水閥的設(shè)置。支管方面，按照東西方向布置，同分干管垂直，總長5003m，管徑為90mm。滴灌帶則按照南北方向布置，在支管的兩側(cè)位置按照對(duì)稱方式分布，鋪設(shè)長度115m，其中順坡長度69m，逆坡長度46m，在地膜下鋪設(shè)毛管，其間距為1.1m，平均流量3L/h。

5.4滴灌帶鋪設(shè)

滴灌帶方面，需要根據(jù)工程所處條件合理做好鋪設(shè)方式的選擇，如在平原區(qū)域，可以使用流量小、低壓的高效節(jié)水模式施工，并根據(jù)具體灌溉農(nóng)作物進(jìn)行布置方式的選擇。對(duì)于不同作物類型，在實(shí)際灌溉當(dāng)中在管道布設(shè)方面也具有不同的要求，在實(shí)際設(shè)計(jì)管道布置情況時(shí)，需要對(duì)路線的長度進(jìn)行盡可能的縮短，并保證滴灌帶鋪設(shè)方向同作物具有一致的生長方向。此外，在設(shè)計(jì)管道布置情況時(shí)，需要對(duì)不同用水單元的需求進(jìn)行充分考慮，保證管道在管理當(dāng)中也具有較好的便捷性，以此為輪灌的組織提供便利，并在布置時(shí)對(duì)運(yùn)行當(dāng)中的可靠性以及經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行充分考慮。

5.5水泵選擇

水泵設(shè)計(jì)揚(yáng)程、流量以及型號(hào)的選擇需要充分聯(lián)系水力情況確定，經(jīng)過計(jì)算，支管水頭損失為1.078m，對(duì)此，初步選擇離心泵的流量為200m3/h，電機(jī)功率55kW，揚(yáng)程35m。首部樞紐方面，包括有過濾器、控制量測設(shè)施、保護(hù)裝置以及施肥灌溉設(shè)施這幾方面。其中，在對(duì)過濾器進(jìn)行安裝時(shí)，要保證按照輸水流量標(biāo)記進(jìn)行安裝，避免出現(xiàn)反向情況。傳感器等元件，則需要按照產(chǎn)品應(yīng)用需求安裝，并在安裝完畢后通電，對(duì)其運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行檢查。施肥裝置方面，需要在過濾器之前、逆止閥之后安裝，在安裝當(dāng)中嚴(yán)格聯(lián)系說明書要求，在檢查合格之后再通電運(yùn)行。保護(hù)設(shè)備以及量測儀表方面，在具體安裝前對(duì)接頭以及封口位置存在的雜物以及油污進(jìn)行清除，之后進(jìn)行安裝。此外，根據(jù)流向標(biāo)記以及設(shè)計(jì)要求安裝水表，保證其具有良好的水平性。

輪灌組的數(shù)目方面，需要根據(jù)不同級(jí)別管道以及水源流量計(jì)算獲得的輸水能力、作物需水情況以及經(jīng)濟(jì)管徑進(jìn)行確定，保證水源水量能夠同計(jì)劃灌溉面積相互協(xié)調(diào)。根據(jù)該項(xiàng)目區(qū)域地塊以及面積情況，為了更好的開展管理工作，根據(jù)管網(wǎng)布置形式將其劃分為27輪灌組，每天4個(gè)，每次時(shí)間持續(xù)為5h，灌水周期7d。

6.其余要點(diǎn)

除了根據(jù)需求做好滴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)之外，以下兩個(gè)方面的內(nèi)容同樣關(guān)鍵：首先，是系統(tǒng)投資估算。在實(shí)際設(shè)計(jì)水利工程滴灌系統(tǒng)時(shí)，需要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益以及投資情況進(jìn)行評(píng)價(jià)與估算，對(duì)工程施工中對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)生的影響以及施工便捷性進(jìn)行全面的考慮。同時(shí)，需要做好工程造價(jià)的充分計(jì)算與考慮，在合理情況下選擇更為經(jīng)濟(jì)的滴灌設(shè)計(jì)方案；其次，滴灌管理制度。在灌溉系統(tǒng)中，灌溉管理制度是其中的重要部分，通過對(duì)灌溉管理制度的科學(xué)制定以及實(shí)施，將有效實(shí)現(xiàn)灌溉系統(tǒng)效能的提升。在實(shí)際制度制定前，需要對(duì)不同作物的灌水起點(diǎn)、次數(shù)、時(shí)間、上限以及定額進(jìn)行明確，并對(duì)滴灌中在養(yǎng)分運(yùn)移以及土壤鹽分方面的影響充分考慮。

7.結(jié)束語

在我國農(nóng)業(yè)建設(shè)不斷發(fā)展的今天，做好灌溉工作成為了非常重要的一項(xiàng)工作內(nèi)容。在上文中，我們對(duì)節(jié)水灌溉滴灌系統(tǒng)進(jìn)行了研究與設(shè)計(jì)。對(duì)于滴灌工程來說，其施工以及設(shè)計(jì)方式在確定時(shí)需要對(duì)氣候、水源、農(nóng)作物以及地形方面的影響充分考慮，以科學(xué)方式為指導(dǎo)做好水泵以及管線等部件結(jié)構(gòu)的選擇，即在對(duì)農(nóng)田水資源需求進(jìn)行滿足的情況下選擇經(jīng)濟(jì)滴灌設(shè)計(jì)方案。在實(shí)際工作中，也需要能夠做好上述重點(diǎn)的把握，以科學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不斷提升當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)水平。

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