田間管網(wǎng)配套，推動(dòng)高效節(jié)水大發(fā)展

唐國(guó)幫 徐開坤 張小輝

摘 要：瀘縣位于四川省南部邊緣，屬淺丘地貌，是全省糧食產(chǎn)量大縣、100萬(wàn)人口大縣。在農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)中，結(jié)合該縣實(shí)際，對(duì)渠道輸水采用高效節(jié)水灌溉技術(shù)，在田間溝渠布置PE塑料管道，PE塑料管道輸水不占地、放水易控制、便于日常維護(hù)等特點(diǎn)，通過廣泛運(yùn)用，得到項(xiàng)目區(qū)干部群眾歡迎。

關(guān)鍵詞：田間水利；塑料管道；高效節(jié)水；瀘縣

中圖分類號(hào)：S275.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）21-0128-02

1 高效節(jié)水發(fā)展現(xiàn)狀

瀘縣位于四川省南部邊緣，屬淺丘地貌，是全省糧食產(chǎn)量大縣、100萬(wàn)人口大縣，是四川省第一批擴(kuò)權(quán)強(qiáng)縣試點(diǎn)縣之一。轄19個(gè)鎮(zhèn)、1個(gè)街道，總?cè)丝?08.46萬(wàn)人，耕地面積67.68萬(wàn)畝，糧食總產(chǎn)51.98萬(wàn)t，全縣水稻播種面積59.92萬(wàn)畝，產(chǎn)量37.67萬(wàn)t，畝產(chǎn)628.67 kg，水稻單產(chǎn)和總產(chǎn)均居全省第一。2014年國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值237.03億元，人均GDP27935元，農(nóng)民人均純收入10 455元。

從上世紀(jì)九十年代起，我縣便開展了節(jié)水灌溉，在糧專資金項(xiàng)目、農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)項(xiàng)目及地方水利糧資金項(xiàng)目建設(shè)中，運(yùn)用了漿砌條石、砼管道輸水等節(jié)水灌溉技術(shù)，初顯了節(jié)水灌溉成效。近年來(lái)，通過大力開展中型灌區(qū)渠道配套、農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)項(xiàng)目、小農(nóng)水重點(diǎn)縣項(xiàng)目、土地整理等農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目，廣泛推廣管道輸水等節(jié)水灌溉技術(shù)，到2015年，全縣節(jié)水灌溉面積已有46.28萬(wàn)畝，其中高效節(jié)水灌溉面積16.79萬(wàn)畝。

2 適用條件及運(yùn)用

PE塑料管道適用于高水頭、小流量渠道輸水，利用高壓供水或泵站加壓，渠線能很好的跨溝谷，上下游高差大，適宜丘陵地區(qū)。特別是灌區(qū)末端渠段的倒虹管，基本不受地形、地貌影響，渠線短，投資省，灌溉效益好；管道輸水與漿砌條石明渠輸水相比較，管道輸水具有不占耕地，施工技術(shù)難度小，建設(shè)成本不高，施工進(jìn)度快，運(yùn)行管理方便，維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)用少，節(jié)水灌溉效果好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛適用于小流量末級(jí)渠道建設(shè)。

我縣實(shí)施農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目中，根據(jù)高效節(jié)水灌溉的發(fā)展情況和結(jié)合項(xiàng)目區(qū)實(shí)際，主要是通過泵站提水，利用PE管材將灌溉水輸送到田間地頭，在示范區(qū)內(nèi)實(shí)施高效節(jié)水技術(shù)，保證每塊田都能直接管道灌溉，避免串灌、漫灌，提高水利用系數(shù)，減少水資源浪費(fèi)，在項(xiàng)目區(qū)及至于全縣起到示范作用。

3 工程布局和設(shè)計(jì)

3.1 工程布局

充分利用泵站加壓，采用PE塑料管將輸水，輸水沿程不設(shè)置消力池，設(shè)置分水閘閥井，線型布置選就近線路，不受地形地貌的限制。在渠道布置及灌溉分布方面，先布置主要渠線，后布置分支渠線，在機(jī)泵能承擔(dān)的情況下，管線盡量沿高處布置管道，在集中灌面處留分水口，并延伸管道至指定田塊。

3.2 PE管流量計(jì)算

①參數(shù)選用：灌溉用水定額m=80 m3/畝；灌溉用水周期T=15天；灌溉水利用系數(shù)PE塑管η=ηsηf=0.79x0.95=0.75。

②流量公式：

設(shè)計(jì)流量

Q=mA/（tTη）（m3/s）

式中：A為渠道控灌面積（畝）；t為渠道日運(yùn)行時(shí)間t=15×3 600=54 000（s）。

項(xiàng)目區(qū)各灌溉渠道按渠道控灌面積A分別用以上公式計(jì)算， 計(jì)算結(jié)果見表，灌溉渠道設(shè)計(jì)流量計(jì)算成果表。

③按照以上參數(shù)選定和計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)灌溉渠道按上表選定灌面A、流量Q能夠滿足控灌面積要求。項(xiàng)目區(qū)各灌溉渠道按控灌面積A、對(duì)應(yīng)上表選定流量Q，結(jié)果見PE管輸水工程設(shè)計(jì)計(jì)算成果表。

3.3 PE管道設(shè)計(jì)

公式選用，單位管長(zhǎng)水頭損失：

式中，Q為設(shè)計(jì)流量（m3/s），d為PE管內(nèi)徑（m）。計(jì)算結(jié)果：結(jié)果，見表1。

當(dāng)輸水管道為低壓水流時(shí)按上表選定管內(nèi)徑d、充許水頭損失i、流量Q是能夠滿足設(shè)計(jì)流量要求的。各段輸水管道設(shè)計(jì)工作壓力按正常運(yùn)行工作壓力的1.4倍取值設(shè)計(jì)。輸水管線距800 m左右位置較高處設(shè)置進(jìn)排氣閥，位置較低處設(shè)置放空帶分水閥。距150 m左右設(shè)置灌溉分水閥。所有閘閥設(shè)置閘閥井保護(hù)，閘閥井墻面用M7.5砂漿漿砌磚砌筑，井底澆C20砼，井頂用鋼筋砼蓋板。

4 PE管的優(yōu)點(diǎn)

我縣大量推廣的塑料管材是PE塑料管，PE管材在運(yùn)用中，具有良好的經(jīng)濟(jì)性，施工簡(jiǎn)便、節(jié)水、節(jié)約投資、減少占地、建設(shè)進(jìn)度快、便于維護(hù)等一系列優(yōu)點(diǎn)：

①施工簡(jiǎn)便。PE管道比混凝土管道、鍍鋅管和鋼管更輕，它容易搬運(yùn)和安裝。管道的安裝采用電熱熔方式連接，只要一名通過簡(jiǎn)單培訓(xùn)的技術(shù)人員就能操作，施工搬運(yùn)和安裝十分簡(jiǎn)便。

②節(jié)水。PE管屬塑料管材，糙率低，管道壁光滑不阻水，水量沿程損失小，安裝焊接好的管道不漏水，從而渠系水利用系數(shù)高， PE管的渠系水利用系數(shù)為0.95以上，而漿砌條石渠或砼材料的渠系水利用系數(shù)都不及0.85，從而采用PE管材輸水能節(jié)約了水資源。

③節(jié)約投資。我縣屬淺丘地形，一般高差在30 m以內(nèi)，選用PE管材可用0.8 MPa即完全滿足要求，在流量條件滿足的情況下充分利用PE管灌，與漿砌條石渠道相比，能大量減少工程量，低壓力PE管單位造價(jià)低，從而大幅降低了工程投資。

④節(jié)約土地。PE管道一般直徑在200 mm以下，斷面尺寸小，在安裝完畢后回填復(fù)耕，除施工中臨時(shí)性占用耕地外，基本上不占土地，因此比石渠少占地，有利于保護(hù)土地資源。

⑤建設(shè)進(jìn)度快。管道安裝技術(shù)簡(jiǎn)便，電熱熔方式連接時(shí)間短，因此施工進(jìn)度快，以我們常用PE直徑在200 mm以下的管道為例，只需7名工人就能操作，每天安裝管道長(zhǎng)度大約在300 m以上，從而減少了工程施工工期。

⑥便于維護(hù)。明渠每年在放水前進(jìn)行起淤、檢查、治漏，年年都要?dú)q修，每次放水都要派人進(jìn)行分段放水管理等工作。利用管灌輸水，只需對(duì)管道分水井進(jìn)行控制和維護(hù)，減少渠道起淤、日常維修、放水管理等工作。

5 PE管施工注意事項(xiàng)

①把好原材料關(guān)， PE管廠家眾多，部分廠家生產(chǎn)的管材質(zhì)量差，達(dá)不到技術(shù)指標(biāo)。在施工中，要檢驗(yàn)廠家合格證，檢查相關(guān)技術(shù)指標(biāo)，經(jīng)常性隨機(jī)抽取管件送質(zhì)量檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)。

②在搬運(yùn)、施工中應(yīng)加以保護(hù)，避免不適當(dāng)外力造成機(jī)械損傷。

③熱熔接時(shí)，管材與管材粘接其它異物時(shí)，必須清除干凈后熔接。熔接溫度不能過高，時(shí)間要達(dá)到設(shè)定時(shí)間。

④PE管底人工填細(xì)土墊層耕作土，土層厚田5 cm、荒石10 cm；管頂人工填土，埋深耕種土0.6～ 0.7 m，田0.7～0.8 m，荒土石0.5～0.6 m。過機(jī)耕道路需加鋼筋砼套管護(hù)管。

⑤在管道穿過山坡時(shí)，在位置較高處的下坡時(shí)要安裝排氣閥。管道盡量順直，有轉(zhuǎn)彎時(shí)，必須根據(jù)轉(zhuǎn)變角度設(shè)置彎頭。

⑥管道安裝后在封管（直埋）及復(fù)蓋裝飾層（非直埋暗敷）前必須試壓，渠系管道試壓壓力為系統(tǒng)工作壓力的1.4倍。

6 效 益

我縣在農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目中大量運(yùn)用PE管材，經(jīng)過多年的實(shí)踐證明，能產(chǎn)生巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)水、節(jié)約投資、減少占地、便于維護(hù)等效益。我縣2015年農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目包括農(nóng)綜項(xiàng)目、土地整理項(xiàng)目、小農(nóng)水項(xiàng)目、新增1 000億斤糧食項(xiàng)目等，現(xiàn)以本年度項(xiàng)目實(shí)施情況為例，簡(jiǎn)要敘述PE管材在渠系工程中的效益。

6.1 節(jié) 水

我縣2015年農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目中，管灌輸水面積為3.87萬(wàn)畝，根據(jù)實(shí)際測(cè)算水稻灌水定額為290 m3/畝，每畝節(jié)約29 m3，共節(jié)約水資源112.23萬(wàn)m3，利用PE管灌后，節(jié)約水資源相當(dāng)于新建1座?。?）型水庫(kù)。

6.2 節(jié)約投資

在項(xiàng)目實(shí)施規(guī)劃中，我們使用最大直徑為200 mm、壓強(qiáng)為0.8 MPaPE管材，按近期市場(chǎng)單價(jià)計(jì)算，以150元/m計(jì)，共使用管道長(zhǎng)度169.98 km，計(jì)2 549.7萬(wàn)元，如采用0.6×0.6的漿砌條石砌筑，以320元/m計(jì)算，需投資5 439.36萬(wàn)元，節(jié)約投資2 889.66萬(wàn)元。

6.3 減少占地

以0.6×0.6的漿砌條石砌筑相比較，石渠占地平均每千米為1 200 m2，我縣2015年農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目使用管道長(zhǎng)度169.98 km，共計(jì)占地203 976m2，為305.81畝，即利用管灌可節(jié)約耕地面積305.81畝。

6.4 便于維護(hù)

項(xiàng)目建設(shè)采用管道安裝，能減少渠道起淤、日常維修、放水管理等工作，以減少灌溉用工計(jì)算效益，按渠道長(zhǎng)度計(jì)算，按1元/m計(jì)算，169.98 km管道節(jié)約維護(hù)費(fèi)17.0萬(wàn)元。

因此，我縣2015年農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目實(shí)施后，大量使用PE管材輸水，節(jié)水、減少占地、省錢，施工方便，節(jié)約水資源112.23萬(wàn)m3，節(jié)約耕地面積305.81畝，每年節(jié)約維護(hù)費(fèi)17萬(wàn)元，采用PE管比石渠節(jié)約資金共計(jì)2 889.66萬(wàn)元。

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