基于南方丘陵山區(qū)噴灌形式及其管材探究

文/袁澤宇 婁底市水利水電工程建設(shè)有限責(zé)任公司 湖南婁底 417000

1、南方丘陵山區(qū)灌溉的特點分析

我國南北地區(qū)氣候特點具有顯著的差距，南方地區(qū)的降雨量較為豐富，但是相對分配不均。一般南方降雨量平均在1000mm左右，但是大多集中在當(dāng)年的5-9月份（占全年降雨量的70%-80%），并且此階段的雨量相對較大。大雨天氣之后就會出現(xiàn)連續(xù)的高溫天氣，容易引發(fā)階段性以及地區(qū)性的干旱。但是這一階段往往都是農(nóng)作物非常需要水分的時間，若是缺少充分的灌溉就會造成農(nóng)作物的缺水枯萎以及減產(chǎn)，嚴(yán)重情況下會絕收。雖然噴灌技術(shù)屬于較為先進(jìn)的灌溉技術(shù)之一，但是其應(yīng)用在南方地區(qū)也只是對于降水不足的補(bǔ)充，也就是說南方地區(qū)的噴灌設(shè)備利用率不足，絕大部分時間并不需要，只要在關(guān)鍵時間通過幾次的噴灌就可以實現(xiàn)增產(chǎn)的目的。所以南方地區(qū)，特別是丘陵山區(qū)由于地貌特征特殊，沒有必要為了運行的方便將大量的噴灌設(shè)備長時間埋設(shè)到田間，這樣反倒容易受到自然環(huán)境或者人為影響而破壞，所以從灌溉需要的情況來看，半固定式的噴灌系統(tǒng)更加適合南方丘陵山區(qū)應(yīng)用。

2、南方丘陵山區(qū)噴灌形式分析

相對于全固定式噴灌系統(tǒng)采取的是固定支管來說，半固定式噴灌系統(tǒng)采取的是移動支管，此種方式能夠有效降低管道用量，能夠最大程度節(jié)約資金投入。對于丘陵山區(qū)來說，在農(nóng)作物種植區(qū)域采取移動噴灌管道是否具有可行性是半固定式噴灌技術(shù)在丘陵山區(qū)廣泛應(yīng)用的核心問題。例如在丘陵山區(qū)進(jìn)行果園建設(shè)時，為了確保移動噴灌管道的有效應(yīng)用，相關(guān)農(nóng)業(yè)部門要按照如下方式進(jìn)行技術(shù)實施：要將坡地修筑成為水平梯地，同時要將果樹種植在臺地中間位置。此種方式就可以在兩行樹之間形成比較寬的行距，會在每個臺階邊沿形成人行通道，可以確保噴灌管道的有效移動。在該地區(qū)的某園藝場采用薄壁鋁合金管材作為移動支管的“定噴位半固定”噴灌系統(tǒng)，使用后獲得了較好的效果。

半固定式噴灌系統(tǒng)相對來說比較容易管理，并且系統(tǒng)中所用的設(shè)備具有較長的使用壽命。在進(jìn)行農(nóng)業(yè)種植過程中需要定時的實施松土、施肥以及除草等相應(yīng)工作，若是采用全固定式的噴灌工程，一旦不注意就會造成地面噴灌設(shè)備或者埋設(shè)相對較淺管道的破壞，從而造成噴灌系統(tǒng)無法正常使用。另外，全固定式的噴灌系統(tǒng)也容易受到人為的破壞，容易造成盜竊事件的發(fā)生，對于工程管理機(jī)構(gòu)造成較大影響。而“全移動半固定”以及“定噴位半固定”噴灌系統(tǒng)相對靈活，可以在不使用的情況下收回進(jìn)行保管，只有在灌溉的時間才會應(yīng)用到田間，并且會在工作過程中進(jìn)行人為看管，這樣就大大降低了人為損壞以及盜竊噴灌設(shè)備的可能性。所以此種形式比較適合用于丘陵山區(qū)的噴灌。

3、南方丘陵山區(qū)噴灌系統(tǒng)所用管材分析

對于噴灌系統(tǒng)來說，管道是最為重要的組成部分，管道的材料以及質(zhì)量直接決定著整個噴灌系統(tǒng)的有效性。雖然很多材料的管道（例如鋼管、鑄鐵管、鋼管混凝土管、塑料硬管等）從物理性能指標(biāo)方面能夠符合基本噴灌技術(shù)的要求，但是半固定式噴灌系統(tǒng)中的移動管道還存在某些不如意的地方。對于丘陵山區(qū)來說，在噴灌管道鋪設(shè)時需要充分考慮到防凍方面的因素，所以埋設(shè)時要保證其深度超出所在區(qū)域的最大凍土層。另外，在丘陵山區(qū)進(jìn)行管道鋪設(shè)時需要充分考慮排氣方面的問題，確保排氣的通暢性，避免空氣造成的管道破損。

高頻焊接的薄壁鋁合金管材由于具有重量輕、承壓高、耐磨損等優(yōu)點得到了人們的關(guān)注和重視。為了能夠?qū)⒈”阡X合金管材應(yīng)用到丘陵山區(qū)半固定式噴灌系統(tǒng)當(dāng)中，要加強(qiáng)如下幾方面的工作。

（1）需要為此種鋁合金管設(shè)計出特殊的快速接頭，從而確保其能夠?qū)崿F(xiàn)快速的裝卸，這樣才可以滿足丘陵山區(qū)地形地貌的快速變化，能夠減少彎頭的用量，從而有效降低工程造價。

（2）半固定式噴灌系統(tǒng)最主要的優(yōu)勢就是可以移動管道管件，為了能夠減少管件的移動數(shù)量可以將快速接頭、三通等管件和薄壁鋁合金管道焊接在一起，從而形成直管總成或者三通總成。

（3）在進(jìn)行工程設(shè)計過程中，需要按照實際地形情況控制主干管和支管，確保主干管和等高線垂直，支管和等高線平行。在進(jìn)行管道鋪設(shè)過程中不能任意的改變管道路線。

（4）可以在干管分水三通位置設(shè)置閘閥，以此來控制支管的流量，以便于調(diào)整支管首部的壓力。對于干支管來說，要根據(jù)連接位置情況采取不同方式。例如連接位置地勢平坦的情況下可以通過快速接頭直接連接即可，連接地勢變化較大的情況下可以通過軟管總成進(jìn)行過渡，如圖1所示。

圖1 軟管總成連接示意

（5）一般情況下，常常采取Φ50.8的管作為移動支管，要確保其長度控制在90m以內(nèi)。為了能夠保證噴頭處在額定工作壓力情況，可以在支管的首部位置設(shè)置壓力表，要確保在同一條支管上共同工作的ZY型噴頭數(shù)量在3個以下。另外，在同個噴灌區(qū)域內(nèi)，要保證兩根支管交替輪流進(jìn)行工作。

（6）可以通過鋼筋混凝土墩來代替半固定式噴灌的常用噴架，此種方式不但可以降低移動管道的數(shù)量，同時也可以提升噴頭位置，從而避免了ZY型全圓噴灑噴頭使用過程受到山區(qū)地形的限制，能夠增加支管的間距，從而降低移動支管的數(shù)量。同時，也能夠確定好混凝土墩埋入地下之后噴點的具體位置，能夠提升噴灌的質(zhì)量。

（7）在將鋁合金噴頭豎管插入到鋼筋混凝土墩之后，需要通過專門的設(shè)備確保其穩(wěn)定性，保證其處于豎直狀態(tài)，之后通過軟管總成過渡和移動支管進(jìn)行連接，如圖2所示。

圖2 鋁合金噴頭豎管連接

采取了上述措施之后可以將薄壁鋁合金管材成功應(yīng)用到噴灌移動管道當(dāng)中。除此之外，通過相應(yīng)的參考文獻(xiàn)能夠得知，采用了薄壁鋁合金管的半固定式噴灌系統(tǒng)，一畝果園全年可以灌溉8次左右，只需要消耗勞動工日1.3個左右。相對于全固定噴灌系統(tǒng)來說，雖然用工的指標(biāo)超出了1倍多，但是按照每畝來計算，半固定式噴灌系統(tǒng)只比全固定噴灌系統(tǒng)多4元左右。以投入產(chǎn)出作為基本的分析原則，稍增加一定的勞動力的優(yōu)勢要高于一次性過大投入。

結(jié)語：

本文主要分析了南方丘陵山區(qū)噴灌的形式，同時對于噴灌系統(tǒng)所用的管材進(jìn)行了相應(yīng)的闡述。通過本文的介紹能夠?qū)η鹆晟絽^(qū)噴灌系統(tǒng)的建設(shè)提供一定參考和幫助。