浦城縣某合作社高效節(jié)水灌溉工程施工規(guī)劃設(shè)計(jì)與分析

呂云英

（福建省浦城縣蓮塘鎮(zhèn)人民政府水利工作站，福建 南平 353000）

1 工程概況

浦城縣某專業(yè)合作社業(yè)務(wù)范圍主要是組織成員開(kāi)展蔬菜、瓜果、山藥、苗木、林下經(jīng)濟(jì)作物的種植收購(gòu)和銷售；提供成員所需的初級(jí)農(nóng)產(chǎn)品、林木的貯藏、加工包裝服務(wù)；引進(jìn)種植技術(shù)，組織成員養(yǎng)殖蜜蜂、家禽、畜牧并組織銷售。該合作社初期出資總額為105 萬(wàn)元，承包經(jīng)營(yíng)該村山場(chǎng)370 畝， 周?chē)鷶U(kuò)展經(jīng)營(yíng)面積3 000 畝。由于場(chǎng)地地理?xiàng)l件等原因限制，柑橘及楊梅樹(shù)等作物涉及灌片的總面積237 畝左右，初步計(jì)劃將滴灌區(qū)納入一個(gè)系統(tǒng)，灌區(qū)內(nèi)擬埋設(shè)干管8 條，支管13 條、毛管324 條。

2 施工規(guī)劃

2.1 水源工程施工規(guī)劃

本滴灌系統(tǒng)利用山澗水供水，計(jì)劃設(shè)置3 個(gè)攔水坎，1、2 號(hào)攔水坎攔水進(jìn)3 號(hào)沉淀池（高程：1 號(hào)353 m；2 號(hào)353m；3 號(hào)352 m），3 號(hào)攔水坎進(jìn)8 號(hào)沉淀池（高程：3 號(hào)345.1 m；8 號(hào)344.1 m），13 號(hào)池為飲用水池前的過(guò)濾池，14 號(hào)水池為6 t 飲用水池。水質(zhì)符合農(nóng)田灌溉水標(biāo)準(zhǔn)，可用于農(nóng)作物滴灌，但懸浮泥沙含量大，需設(shè)置沉淀池進(jìn)行初級(jí)沉淀處理，去除部分泥沙，以防堵塞管道。

2.2 輸配水管網(wǎng)施工規(guī)劃

工程規(guī)劃灌溉水流程為：水源工程（山澗水、沉淀池）——輸配水管網(wǎng)（干管、支管、毛管）——灌水器——根層土壤。工程管網(wǎng)由干管、支管、毛管三級(jí)管道構(gòu)成，一條支管與其控制的毛管構(gòu)成一個(gè)灌水小區(qū)，單行毛管沿作物種植方向布置。采用微灌管、灌水器結(jié)合的灌溉方式，支管垂直于毛管布置，間距由毛管的實(shí)際鋪設(shè)長(zhǎng)度決定。干管采用PE 管，埋設(shè)在地下；支管用PE 軟管，毛管用微灌管，毛管、支管、干管依次成垂直布置。見(jiàn)圖1。

圖1 配水管網(wǎng)布置示意圖

2.3 管道施工規(guī)劃

管道施工綜合性強(qiáng)、復(fù)雜性高、技術(shù)性強(qiáng)，管道施工必須找專業(yè)技術(shù)人員。呂石磊[1]等基于雙頻蝙蝠算法以管網(wǎng)投資費(fèi)用最低為目標(biāo)， 建立了改進(jìn)的自壓樹(shù)狀灌溉管網(wǎng)規(guī)劃模型，對(duì)樹(shù)狀灌溉管網(wǎng)進(jìn)行了規(guī)劃。季光武[2]闡述了低壓管道灌溉輸水在灌區(qū)工程建設(shè)中的意義，結(jié)合實(shí)例對(duì)低壓管道灌溉輸水在灌區(qū)工程建設(shè)中的應(yīng)用進(jìn)行分析。本灌溉工程管道系統(tǒng)由干管、支管和毛管組成。主要的施工流程有：測(cè)量放樣、開(kāi)挖溝槽，排水、基礎(chǔ)整平、測(cè)量標(biāo)高、安管、立模、澆筑管座混凝土、在管道轉(zhuǎn)角處澆筑混凝土鎮(zhèn)墩、接口，抹帶、拆模、砌筑檢查井、水壓試驗(yàn)（管道水壓試驗(yàn)的目的是檢驗(yàn)管道連接的密實(shí)性）、回填壓實(shí)等。管道溝槽開(kāi)挖應(yīng)按施工放樣中心線和槽底設(shè)計(jì)標(biāo)高開(kāi)挖。管道溝槽開(kāi)挖應(yīng)按施工放樣中心線和槽底設(shè)計(jì)標(biāo)高開(kāi)挖。

2.3.1 管網(wǎng)布置標(biāo)準(zhǔn)

1）Φ20PE 為進(jìn)戶管和戶內(nèi)安裝管，只能安裝1戶，單根長(zhǎng)度不超過(guò)20 m。

2）引水管長(zhǎng)小于300 m，管徑不小于Φ32；引水管長(zhǎng)大于300 m，管徑不小于Φ40。

3）長(zhǎng)度超過(guò)上述范圍的用戶壓力要重新計(jì)算；大于20 戶要通過(guò)計(jì)算水壓合格才能用Φ40PVC（PE）管；大于等于Φ50PVC（PE）管均應(yīng)通過(guò)水壓計(jì)算確定管徑。

2.3.2 管網(wǎng)埋設(shè)標(biāo)準(zhǔn)（管子全部暗埋）

1）戶外山地直管管頂以上蓋土厚度大于30 cm，轉(zhuǎn)彎處管頂以上蓋土厚度大于50 cm。

2）過(guò)機(jī)動(dòng)車(chē)道的PVC（PE）管應(yīng)采用鋼管或混凝土管套埋。

3）過(guò)田間PVC（PE）管管頂以上蓋土厚度大于60 cm。

4）如采用混凝土覆蓋PVC（PE）管，則混凝土蓋管厚度應(yīng)大于5 cm。

5）戶外出地面和戶內(nèi)全部采用PE 管， 并暗埋或包扎處理。

6）分戶水表、閘閥均應(yīng)裝在戶內(nèi)，水平安裝，且高于地面50～90 cm。

7）三池溢水管出口均應(yīng)在池邊10 m 外。

2.3.3 三池（沉淀池、過(guò)濾池、清水池）基礎(chǔ)施工標(biāo)準(zhǔn)

1）沉淀池基礎(chǔ)應(yīng)盡量選在巖基上，如沒(méi)有巖基至少也要選在抗沖刷能力較強(qiáng)的基礎(chǔ)之上，如果選在土基上建池，基礎(chǔ)外圍應(yīng)采用砌石或混凝土護(hù)砌。

2）過(guò)濾池和清水池基礎(chǔ)應(yīng)選在實(shí)地基礎(chǔ)上，并且基礎(chǔ)性質(zhì)相同、抗壓強(qiáng)度應(yīng)大于1 kg/cm2。水池周?chē)鶓?yīng)做好排水溝，確?；A(chǔ)不被雨水浸泡。

2.4 首部樞紐施工規(guī)劃

首部樞紐主要由過(guò)濾器、施肥罐、閘閥井、檢查井、沉淀池、攔河壩、清水池等建筑物和控制量測(cè)設(shè)施與保護(hù)裝置組成。過(guò)濾器采用網(wǎng)式過(guò)濾器DFS-2NV/M，適用于流量30 m3/h，最大工作壓力10 kg/cm2，過(guò)濾器和篩網(wǎng)過(guò)濾器水頭損失為8 m，閘閥、逆止閥等首部連接件局部水頭損失取3 m，合計(jì)取11 m。

滴灌系統(tǒng)采取直接向水池、水箱加施肥料的裝置。每個(gè)支管進(jìn)口處應(yīng)當(dāng)設(shè)置閘閥井，用以啟動(dòng)當(dāng)前該支管灌溉。該滴灌系統(tǒng)閘閥置于地表以上20～30 cm，擬用磚砌將暴露地表部分圍起并加蓋，以免暴曬和人為破壞。排水井的設(shè)置可以在該系統(tǒng)停止灌溉的情況下放空管道里面的水，以保護(hù)管材。所以干管、分干管最末端都應(yīng)當(dāng)設(shè)置排水井，井內(nèi)鋪設(shè)砂石墊層等排水效果比較好的材料，用以快速排凈管內(nèi)流出的水。并宜用磚砌將暴露地表部分圍起并加蓋，以免暴曬和人為破壞。采用漿砌石做攔河壩，壩高1.0 m 左右，采用Φ75PVC 管引水到沉淀池，管長(zhǎng)10～15 m 左右。

3 施工成本預(yù)算

施工成本預(yù)算主要有四個(gè)作用：明確工作目標(biāo)；協(xié)調(diào)部門(mén)關(guān)系；控制日?；顒?dòng)；考核部門(mén)業(yè)績(jī)。

施工成本預(yù)算及控制的主要對(duì)策是：加強(qiáng)建材管理及預(yù)算控制；提升成本預(yù)算及控制的標(biāo)準(zhǔn)性；注重施工成本預(yù)算的細(xì)化、量化。

依據(jù)福建省水利廳（閩水計(jì)財(cái)[2011]98 號(hào)）文頒發(fā)的《福建省水利水電建筑工程預(yù)算定額》、《福建省水利水電設(shè)備安裝工程預(yù)算定額》、《福建省水利水電施工機(jī)械臺(tái)班費(fèi)定額》，建筑工程費(fèi)為26.9 萬(wàn)元，安裝費(fèi)用為5.5 萬(wàn)元，設(shè)備費(fèi)用為36.2 萬(wàn)元，合計(jì)68.9 萬(wàn)元（表1 所示）。

表1 浦城縣某合作社高效節(jié)水灌溉工程施工成本預(yù)算表

4 對(duì)節(jié)水灌溉工程的思考

農(nóng)田灌溉，由傳統(tǒng)的溝灌、畦灌發(fā)展到澆灌再到現(xiàn)代化的一些科學(xué)灌溉方式，包括噴灌、滴灌、微灌、滲灌等。中國(guó)大江大河上修建的大壩已接近飽和。當(dāng)下我國(guó)水利事業(yè)越來(lái)越偏向于農(nóng)田水利、生態(tài)水利、城市水利等，農(nóng)田高效節(jié)水灌溉將擺在更加突出的位置，受到越來(lái)越多的重視。農(nóng)田的節(jié)水灌溉工程也將迎來(lái)更深層的變革。

以“灌溉”為檢索詞，采用文獻(xiàn)[3]所用的專利檢索網(wǎng)站進(jìn)行檢索，發(fā)現(xiàn)“灌溉”從1985 年的0 件到2005 年271 件，一直增長(zhǎng)平緩；從2007 年開(kāi)始，“灌溉”的專利申請(qǐng)量暴增，從2008 年的392 件一直增長(zhǎng)到2018 年的9 028 件，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)田灌溉研究所的申請(qǐng)量最多，目前為716 件。

灌溉工程也正向著信息化[4]和智能化的方向發(fā)展，未來(lái)灌溉應(yīng)該是由微機(jī)自動(dòng)根據(jù)植物種類、土壤條件、天氣情況等來(lái)選擇判斷決定什么時(shí)候澆水和澆多少水，對(duì)此相關(guān)學(xué)者也做了諸多研究，相關(guān)技術(shù)也已逐步投入工程實(shí)踐當(dāng)中。然而，目前灌溉工程也存在諸多問(wèn)題，比如節(jié)水目標(biāo)不明確；節(jié)水水平不平衡；節(jié)水意識(shí)不高等。

5 結(jié) 語(yǔ)

高效節(jié)水灌溉技術(shù)在我國(guó)應(yīng)用前景廣闊。通過(guò)推廣高效節(jié)水增加了農(nóng)民的收益，改變了農(nóng)民靠天吃飯的命運(yùn)，節(jié)約了水資源，保護(hù)了生態(tài)。節(jié)水綜合技術(shù)的開(kāi)發(fā)利用，是提高水資源利用率和利用效率的重要途徑，也是今后節(jié)水灌溉的發(fā)展方向。浦城縣某合作社高效節(jié)水灌溉工程采用了科學(xué)的滴灌技術(shù)，充分利用了攔水坎到管理房之間的水頭差（73 m），沿程沒(méi)有使用水泵，從取水地到用水地，全程采用管道輸水，有效避免了水量損失和水質(zhì)污染，設(shè)計(jì)科學(xué)合理，節(jié)約了水資源的同時(shí)為合作社的股東創(chuàng)造了可觀的效益。該工程可為類似節(jié)水灌溉工程提供借鑒和參考。