滴灌技術(shù)在農(nóng)田水利節(jié)水灌溉中的應(yīng)用探討

，，

(河南省人民勝利渠管理局節(jié)水灌溉試驗(yàn)站，河南 新鄉(xiāng) 453000)

在節(jié)水灌溉技術(shù)中包含許多技術(shù)類型，像滴灌技術(shù)就是其中一種，它能有效解決水資源所存在的固有污染問題，特別是在淡水資源相對匱乏的工程項(xiàng)目中具有較高實(shí)用性，有效降低農(nóng)業(yè)作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。另外，滴灌技術(shù)也能為農(nóng)田水利工程克服地區(qū)客觀因素影響，強(qiáng)化農(nóng)田中農(nóng)作物的抗旱能力，保證農(nóng)作物灌溉水源始終充沛，為我國三農(nóng)建設(shè)提供了強(qiáng)有力的保障。

1 農(nóng)田水利工程中滴灌技術(shù)施工流程

在農(nóng)田水利工程中實(shí)施滴灌技術(shù)，其技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)問題涉及多個(gè)方面，本文結(jié)合實(shí)際的農(nóng)田水利工程滴灌技術(shù)施工應(yīng)用流程展開分析，解讀其中的若干應(yīng)用要點(diǎn)問題。

1.1 滴灌施工前的準(zhǔn)備工作

在滴灌施工前需要做好若干準(zhǔn)備工作，例如首先透徹分析圖紙，結(jié)合設(shè)計(jì)要求與相關(guān)材料、設(shè)備內(nèi)容滿足施工質(zhì)量控制條件，做好地質(zhì)水文條件勘察工作，科學(xué)計(jì)算施工現(xiàn)場的滴灌工程各項(xiàng)重要參數(shù)。一般來說，在農(nóng)田水利工程的滴灌技術(shù)實(shí)施過程中主要就包含了放線、開挖、管道安裝等重要環(huán)節(jié)，這其中要講求環(huán)環(huán)相扣，每一環(huán)節(jié)都不能出現(xiàn)任何細(xì)節(jié)方面的技術(shù)差錯(cuò)。在做好滴灌施工前各項(xiàng)技術(shù)、人員及設(shè)備準(zhǔn)備后便正式開始施工。

1.2 滴灌施工中的技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

1)在滴灌施工過程中需要把握每一個(gè)技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)環(huán)節(jié)，解決相應(yīng)技術(shù)問題。首先是放線工作，它要保證放線施工精確性，然后為滴灌工程展開加壓泵施工，利用測試儀器配合施工現(xiàn)場加壓泵站進(jìn)行基坑橫縱軸線開挖以及建筑物外部開挖。在施工放線過程中還要首先明確基坑的開挖范圍，了解建筑物本身的建筑覆蓋范圍，做好現(xiàn)場標(biāo)注記錄。在施工中需要注意基坑挖掘過程可能存在的誤差問題，所以要保持在每20～40 m做一次打樁標(biāo)記，確保管道安裝線路能夠滿足設(shè)計(jì)圖紙實(shí)際要求。必要時(shí)還要在施工現(xiàn)場安裝設(shè)置測量控制網(wǎng)，該控制網(wǎng)直到項(xiàng)目竣工后才可以完全撤除。

2)開挖施工工作，放線工程一結(jié)束就要實(shí)施開挖，開挖位置主要根據(jù)具體的放線位置而定，在開挖作業(yè)中需要保證每一個(gè)樁號完整，以便于后期鋪設(shè)農(nóng)田水利建筑管道，同時(shí)在挖掘過程中還要合理測量實(shí)際挖掘深度、長度以及寬度，保證開挖施工技術(shù)內(nèi)容準(zhǔn)確無誤。一般情況下，農(nóng)田水利工程中的滴灌深度應(yīng)該保持在凍土層與耕耘層下方位置，大約0.8 m或以上深度，滴灌寬度要控制在0.6 m以上。

3)管道安裝應(yīng)用內(nèi)容，它是整個(gè)農(nóng)田水利工程滴灌施工中的最后一步，要根據(jù)之前設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行管材裁剪安裝，然后再完成管道連接與鋪設(shè)相關(guān)施工工作。滴灌施工要根據(jù)埋深差異進(jìn)行地下管道及地面管道兩部分管道的鋪設(shè)，而兩條管道的分支連接則統(tǒng)一采用滴灌工程中的“冷接模式”。該模式的特點(diǎn)就是保證了農(nóng)田水利管道接口的密實(shí)性，提高安全等級。在地下管道部分，可采用承插式連接，為地下管道安裝三通、閘閥、彎頭以及地面支管。地面管道鋪設(shè)部分則要將支管與地管合理連接，連接過程中結(jié)合農(nóng)作物的標(biāo)準(zhǔn)行距與株距明確毛管的正確安裝間距與安裝范圍，在支管管壁位置再打孔安裝三通，保證毛管連接穩(wěn)定性。另外就是控制地面管道孔距，避免孔距過大或過密，最終目的還是要保證毛管與三通、旁通連接良好，提高管道安裝施工工程完成度。在管道施工安裝中還需要注意以下3點(diǎn)問題，解決管道安裝過程中可能出現(xiàn)的三通球閥脫落漏水問題，也就是要做好提前防漏水，保證農(nóng)田水利工程運(yùn)營安全性。(1)要及時(shí)清理支管孔眼中可能存在的殘?jiān)镔|(zhì)，并安裝與孔眼相匹配的止水橡膠閥，在安裝過程中需要注意避免膠圈與管材接觸而出現(xiàn)漏水等不良現(xiàn)象；(2)要將滴灌管套在旁通位置，如果滴灌管壁相對較厚，則要對滴灌管套管口位置進(jìn)行預(yù)熱，在熱脹后再嘗試連接；(3)如果在施工中出現(xiàn)了地管漏水問題，還要在地管周圍準(zhǔn)備一個(gè)1 m深度深坑，并將管道連接口露出來，再拆卸地管。如果有損壞部位需要及時(shí)更換，更換后要在管道損壞位置纏上生膠，最后擰緊管道。

1.3 滴灌施工后的驗(yàn)收工作

在滴灌施工后要進(jìn)行驗(yàn)收工作，以滿足相關(guān)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)、迎合質(zhì)量要求為基準(zhǔn)，避免后期農(nóng)田水利工程二次返工問題出現(xiàn)，影響工程正產(chǎn)運(yùn)營及生產(chǎn)功能發(fā)揮。在滴灌工程驗(yàn)收工作環(huán)節(jié)所涉及的內(nèi)容就包括了對滴灌設(shè)備、施工質(zhì)量的驗(yàn)收，更細(xì)致的驗(yàn)收環(huán)節(jié)還包括了管道復(fù)查、管道試壓、滴灌系統(tǒng)合理性復(fù)查等等。在各個(gè)部門審查驗(yàn)收無誤后生成驗(yàn)收工作合同，各方代表簽字完成驗(yàn)收工作。滴灌工程驗(yàn)收工作的意義在于最大限度降低農(nóng)田水利工程安全事故的發(fā)生可能性，同時(shí)它也有延長工程項(xiàng)目使用壽命的重要作用。

總體來講，當(dāng)前大中小型農(nóng)田水利工程中都有采用滴灌這一節(jié)水灌溉技術(shù)的實(shí)踐先例，它能夠有效解決某些地區(qū)因水資源匱乏而導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品灌溉不到位的問題，保證農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量始終處于一個(gè)較理想的平穩(wěn)狀態(tài)中。同時(shí)，滴灌技術(shù)也作為我國農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉體系中的核心技術(shù)參與到了某些項(xiàng)目的石漠化治理、退耕還林、基本糧食統(tǒng)籌規(guī)劃以及土地整理工作中，它結(jié)合創(chuàng)新技術(shù)組織形式與地方政策已經(jīng)取得了一定的應(yīng)用成效，對地方農(nóng)田水利工程的健康建設(shè)發(fā)展非常有益[1]。

2 農(nóng)田水利工程中運(yùn)用滴灌技術(shù)的案例分析

2.1 項(xiàng)目概述

滴灌技術(shù)是目前發(fā)展迅速的高效節(jié)水灌溉技術(shù)之一，它具有灌水深度、范圍、灌水量控制良好、灌水均勻、節(jié)水效益明顯等等優(yōu)點(diǎn)，且它不會受到外界因素影響，對土壤的適應(yīng)性也較強(qiáng)，利用滴灌技術(shù)完全可以實(shí)現(xiàn)農(nóng)田水利工程中對節(jié)水灌溉過程的全自動(dòng)化智能控制，確保了節(jié)水灌溉與化肥、化控劑以及農(nóng)藥的同步灌入，提高土壤養(yǎng)分吸收率。某鄉(xiāng)鎮(zhèn)的2 000 hm2農(nóng)田水利工程項(xiàng)目正在建設(shè)中，它就采用到了地下滴灌技術(shù)，滴灌面積達(dá)到1 500 hm2，滴灌水源主要采用的是地表水配合地下水，全面控制項(xiàng)目中所涉及的15個(gè)地表水滴灌系統(tǒng)。

2.2 地下滴灌技術(shù)的運(yùn)用解讀

2.2.1 對田間系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

對田間系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要涉及田間管網(wǎng)、首部以及干管等等部位，以下將作出逐一分析。

(1)是對田間管網(wǎng)的布置設(shè)計(jì)，它充分結(jié)合了當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)田、農(nóng)林、道路等等分布狀況，按照地形條件進(jìn)行管網(wǎng)布置，主要采用梳狀單向布置，依據(jù)東高南低的基本地勢分別設(shè)置了輸水干管、分干管、支管以及毛管4級輸配水管管網(wǎng)，結(jié)合滴灌系統(tǒng)的均勻滴灌特性布置了首部及管網(wǎng)細(xì)節(jié)內(nèi)容。

(2)首部設(shè)計(jì)主要圍繞泵房設(shè)計(jì)展開，該項(xiàng)目中的泵房采用到了彩鋼板房，其中還布置了閥門、管道、過濾器、施肥箱等等重要設(shè)施，整體設(shè)計(jì)相對簡單整潔，非常易于加裝各種設(shè)備和日后維修操作。整體機(jī)組設(shè)計(jì)呈現(xiàn)一列式樣式。

(3)管網(wǎng)布置方面，項(xiàng)目中的干管布置采用了UPVC材質(zhì)管道，在地下埋設(shè)布設(shè)，管道埋深大約為+0.8 m左右，配合三通為分干管供水。另外，該干管布置與首部泵房過濾器相互銜接，可借助干管實(shí)現(xiàn)不同農(nóng)田田塊之間的相互協(xié)作灌溉[2]。

2.2.2 對滴灌系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

該項(xiàng)目對滴灌系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要包括了對滴灌水頭滴頭的選擇與偏差分配，以及對干管、支管的水利計(jì)算。

2.2.3 對滴灌水頭低頭的選擇與偏差分配

該項(xiàng)目在滴灌工程設(shè)計(jì)方面選用擁有管上壓力的補(bǔ)償式滴頭，它同時(shí)還具有農(nóng)田水灌溉壓力調(diào)節(jié)能力和水流量補(bǔ)償能力，它的水頭偏差允許范圍寬度設(shè)計(jì)在10 m左右。整個(gè)滴灌系統(tǒng)主要以支管與毛管為核心，二者共同形成灌水小區(qū)，其中會將壓力補(bǔ)償式低頭及水頭偏差分配給毛管部位，毛管的允許水頭偏差同樣為10 m。

2.2.4 對干管、支管的水力計(jì)算

該農(nóng)田水利工程項(xiàng)目中的滴灌工程地面支管采用了0.25 MPa的防老化薄壁PE管，它的壁厚可達(dá)到1.7 mm，為了保證滴灌技術(shù)正常發(fā)揮，需要對它的干管與支管流量水力各方面參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算。

1)計(jì)算滴灌水頭損失，因?yàn)榈喂喙こ讨胁捎昧硕嗫坠?，所以它的滴灌水頭損失應(yīng)該如下：

(1)

在公式(1)中，S表示滴灌帶實(shí)際間距，而S0表示滴灌水頭干管進(jìn)水口到首孔的實(shí)際間距，f表示摩阻系數(shù)，d表示毛管內(nèi)徑，K表示水頭損失的擴(kuò)大系數(shù)，qd表示干管單孔設(shè)計(jì)流量。

2)分析計(jì)算支管流量，支管是在分干管上所開啟的一條節(jié)水灌溉線路，所有支管流量總和應(yīng)該等于干管流量。該項(xiàng)目中要結(jié)合干管設(shè)計(jì)流量確定支管的滴灌運(yùn)行方案，再根據(jù)經(jīng)濟(jì)流速來制作管徑，校核支管管段壓力，最終確定系統(tǒng)干管的管徑尺寸。該工程中所采用的支管管材為PVC材質(zhì)，強(qiáng)度為0.4 MPa，它的水頭損失計(jì)算如下：

(2)

公式(2)計(jì)算了滴灌工程中支管管道的沿程水頭損失hf(m)，而它的PVC管水流力量應(yīng)該為Q(L/h)，m為常規(guī)指數(shù)，L為支管管長(m)，d為管道內(nèi)徑(mm)，b也為常規(guī)指數(shù)。

綜上所述，該滴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要根據(jù)農(nóng)田水利工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)流速來展開計(jì)算分析，希望滴灌節(jié)水灌溉技術(shù)能夠在工程中被得到合理運(yùn)用。對干管、支管的水頭損失計(jì)算則希望最大限度減小管段壓力，保證系統(tǒng)管道水流流量損失降到最低水平，實(shí)現(xiàn)節(jié)約用水目標(biāo)[3]。

3 結(jié)語

本文重點(diǎn)分析了農(nóng)田水利工程中的節(jié)水灌溉技術(shù)——滴灌，滴灌可完全從節(jié)約用水目標(biāo)出發(fā)，結(jié)合地方農(nóng)田水利工程實(shí)際狀況進(jìn)行系統(tǒng)配套優(yōu)化管理，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)工程內(nèi)容優(yōu)化，改良農(nóng)田水利灌溉方法與相應(yīng)指標(biāo)，直接提高地方農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量及最終經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值，有效提高地方農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。