低壓管道灌溉在小型農(nóng)田水利工程中的應(yīng)用

王延麗

摘 要 水資源日益緊缺的現(xiàn)狀嚴(yán)重制約了我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，為此我國(guó)加大了農(nóng)田水利的研究力度，其中低壓管道灌溉就是最新研究出的農(nóng)田節(jié)水灌溉模式。該模式改變了我國(guó)小型農(nóng)田的灌溉方式，既能夠節(jié)約水資源、提高水資源的利用率，還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)農(nóng)田的科學(xué)合理灌溉、提高灌溉效率，改善了農(nóng)田灌溉中蒸發(fā)水分流失與浪費(fèi)水的情況，也順應(yīng)了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的需求，有助于我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展更好地實(shí)現(xiàn)規(guī)模化與集中化。基于此，闡述小型農(nóng)田水利工程中低壓管道灌溉模式的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 小型農(nóng)田水利工程;低壓管道灌溉;灌溉方式

中圖分類號(hào)：S275 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2021.17.100

近年來(lái)，我國(guó)各級(jí)政府在農(nóng)田水利工程建設(shè)上投入大量的資源，不斷擴(kuò)大水利工程的建設(shè)規(guī)模和數(shù)量，旨在進(jìn)一步完善農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施，建立現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展機(jī)制，有效應(yīng)對(duì)當(dāng)前水資源短缺對(duì)農(nóng)業(yè)正常生產(chǎn)活動(dòng)造成的不利影響，并不斷提升農(nóng)業(yè)抵御自然災(zāi)害的能力。然而縱觀整體情況，農(nóng)田水利工程灌溉依然存在很多問(wèn)題，如灌溉效率較低、水資源浪費(fèi)嚴(yán)重、灌溉不均勻等[1]。基于此，我國(guó)需要積極尋求一種更加高效高質(zhì)的農(nóng)田水利灌溉模式，將其應(yīng)用到小型農(nóng)田水利工程中，較好地處理現(xiàn)存問(wèn)題。而低壓管道灌溉模式能夠達(dá)到這一目的，這一新型灌溉模式通過(guò)聚氯乙烯（PVC）塑料管道科學(xué)調(diào)度灌溉水源，既能夠提高灌溉水源的調(diào)配能力，還能夠大大減少水分蒸發(fā)，節(jié)約水資源。

1 低壓管道灌溉的概述

1.1 組成

低壓管道灌溉系統(tǒng)主要由電動(dòng)機(jī)與動(dòng)力設(shè)備、PVC塑料管道、給水栓、水泵、輸水管網(wǎng)及塑料軟管組成。1）對(duì)于電動(dòng)機(jī)與動(dòng)力設(shè)備的選用，需要結(jié)合農(nóng)田水利工程輸水灌溉的具體電力供應(yīng)需求，堅(jiān)持節(jié)約資源的原則，選擇適宜的電動(dòng)機(jī)型號(hào)與功能，且需選擇具備良好節(jié)能性的動(dòng)力設(shè)備。2）PVC塑料管道作為低壓管道灌溉系統(tǒng)的重要組成部分，其一般由專門的生產(chǎn)廠商提供，水利工程施工單位應(yīng)盡量選擇PVC塑料管道，其主要優(yōu)勢(shì)在于重量較輕、使用簡(jiǎn)便，且具體應(yīng)用中具備良好的穩(wěn)定性和抗腐蝕性。3）給水栓通過(guò)運(yùn)用建筑機(jī)械升降原理，扳動(dòng)扳手來(lái)旋轉(zhuǎn)螺旋桿，讓水源直接從管道中流出來(lái)，而給水栓處于下降狀態(tài)時(shí)，水流會(huì)停止，且增強(qiáng)水量控制能力，對(duì)灌溉水利進(jìn)行合理把握，從而更好地滿足農(nóng)田的灌溉需求?？梢?jiàn)，給水栓的應(yīng)用可有效保障水源的壓力，從而提高灌溉效率。4）水泵屬于低壓管道灌溉系統(tǒng)中極為關(guān)鍵的設(shè)備之一，常用的水泵為潛水電泵、離心泵等，在具體應(yīng)用中需要結(jié)合水利工程的實(shí)際情況選擇最為適宜的水泵類型，若水利工程要求水泵吸水深度是8 m，則需選擇具備較強(qiáng)動(dòng)力的潛水電泵和長(zhǎng)軸井泵;若水利工程對(duì)距離存在硬性要求，可選擇離心泵。5）輸水管網(wǎng)在低壓管道灌溉系統(tǒng)中的應(yīng)用，需采用合適的輸水管道，通過(guò)設(shè)施的管道與管道配件來(lái)構(gòu)筑系統(tǒng)化的輸水管網(wǎng)，從而更好地提高低壓管道的灌溉效率。6）塑料軟管的應(yīng)用，需提前在地面布設(shè)移動(dòng)導(dǎo)管，再有效銜接起塑料軟管與低壓管道輸水灌溉體系;常用的塑料軟管有薄膜塑料軟管、維綸圖塑料管[2]。

1.2 優(yōu)勢(shì)

當(dāng)前低壓管道灌溉模式已逐漸取代了以往的明渠輸配水模式，并開(kāi)始大范圍應(yīng)用到農(nóng)田水利工程中，適用于純井灌溉，該灌溉模式的主要優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在以下6個(gè)方面。1）節(jié)水。低壓管道灌溉通過(guò)管道將水源輸送至農(nóng)田，可大大降低水資源的蒸發(fā)與滲漏，顯著提高水資源的利用效率。2）節(jié)能。管道輸水灌溉可減少水資源的使用量，縮短灌溉時(shí)間，這就在很大程度上節(jié)約能源[3]。3）節(jié)地。輸水管道大多埋于地下，不會(huì)占用到地上面積，故而可節(jié)約農(nóng)業(yè)耕地。4）省時(shí)省工。通過(guò)管道將水源輸送至農(nóng)田，不僅供水速度很快，且能夠保證供水及時(shí)，減少輪灌的時(shí)間，提高灌溉效率。同時(shí)，能夠有效解決以往明渠系統(tǒng)中存在的跑水與漏水問(wèn)題，節(jié)省管理成本。5）良好地形適應(yīng)性。低壓管道灌溉模式選擇有壓供水方式，能夠適用于各種地形條件，為渠道不能到達(dá)的農(nóng)田輸送水源，不僅能夠減少工程量，還能夠增加灌溉面積。6）經(jīng)濟(jì)效益好。低壓管道灌溉模式具體應(yīng)用中單位面積所需的管道數(shù)量很少，無(wú)需投入大量的成本，其中可移動(dòng)軟管的投資通常為60～80元/hm2，半固定形式的管道的投資通常為500～100元/hm2。此外，當(dāng)水源條件完全一致時(shí)，運(yùn)用管道灌輸方式既可以增大灌溉面積，更好地改善農(nóng)田的灌水條件，還能夠?qū)崿F(xiàn)適時(shí)適量的灌溉，故而能夠?yàn)檗r(nóng)作物健康生長(zhǎng)提供足夠的水源，并提高生產(chǎn)效率，達(dá)到增產(chǎn)增收的目的[4]。

2 小型農(nóng)田水利工程中低壓管道灌溉的具體應(yīng)用

2.1 基礎(chǔ)資料的收集

在小型農(nóng)田水利工程中運(yùn)用低壓管道灌溉系統(tǒng)時(shí)，為確保該系統(tǒng)的科學(xué)建設(shè)與有效應(yīng)用，相關(guān)人員必須做好基礎(chǔ)資料的收集和整理工作。在這一過(guò)程中，相關(guān)人員需要深入到工程建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面勘察，盡量收集灌溉水源的位置、灌溉定額量、灌溉面積、區(qū)域內(nèi)種植作物類型等多種信息，然后通過(guò)觀察、檢測(cè)與模型技術(shù)等方式來(lái)二次篩選基礎(chǔ)資料，最后有針對(duì)性地設(shè)計(jì)低壓管道灌溉系統(tǒng)，確保低壓管道安裝與施工等工作的科學(xué)性與合理性。

2.2 管道的布置

在低壓管道灌溉系統(tǒng)中主要用到輸水管道與配水管道，前者是將水源輸送至配管管道中，后者是按輪次要求適時(shí)適量的將輸水管道中的水分配輸送到農(nóng)田進(jìn)行灌溉。針對(duì)管道的布置，相關(guān)人員需注意以下5個(gè)方面：1）對(duì)水源位置、地質(zhì)地形條件、作物種植方向等進(jìn)行全面考慮，明確具體的管道布置方式;2）結(jié)合地質(zhì)地形條件和灌溉面積明確管道級(jí)別，選擇合適的管道;3）結(jié)合灌溉面積均衡布置出水口或是給水栓，各出水口之間的間隔距離應(yīng)在50～100 m，還需在出水口位置設(shè)置防沖池，而防沖池最好選擇預(yù)制混凝土進(jìn)行建造;4）將進(jìn)排氣設(shè)施布設(shè)到管道軸線起伏段的高處、向下彎處，將泄水閥與滲水井布設(shè)到管道軸線起伏段低處、管道系統(tǒng)最低位置;5）管道最好埋在凍層以下，一定情況下需設(shè)置柔性接頭[5]。在選擇輸水配管的過(guò)程中，需要充分考慮當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛驳染唧w情況與要求，盡量減少管道配置總數(shù)，將管道總長(zhǎng)控制合理范圍之內(nèi)，并在此基礎(chǔ)上盡量減少管徑。

2.3 管網(wǎng)的選材

低壓管道灌溉系統(tǒng)大多敷設(shè)于地下，故而對(duì)管道的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、變形能力均具有相應(yīng)的要求。再加上低壓管道灌溉系統(tǒng)的服務(wù)對(duì)象比較特殊，只有在具體建設(shè)過(guò)程中嚴(yán)格把控管網(wǎng)選材的工作質(zhì)量，才能夠盡量減少管網(wǎng)的故障發(fā)生率。管網(wǎng)的選材中，具體做到以下3點(diǎn)：1）選用的管網(wǎng)應(yīng)具備較高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度且不易變形，以此確保管網(wǎng)在具體運(yùn)行中具備良好的效能，為農(nóng)田作物生產(chǎn)提供足夠的水資源;2）結(jié)合小型農(nóng)田水利工程的實(shí)際覆蓋范圍，選用具有較好連接屬性的管網(wǎng)，且在低壓管道系統(tǒng)敷設(shè)中，施工人員應(yīng)盡量在較短時(shí)間內(nèi)完成相關(guān)管道的安裝與連接;3）充分考慮小型農(nóng)田水利工程的節(jié)水目的，選用具有較好防水能力的管網(wǎng)材料，以此盡量避免滲漏問(wèn)題的發(fā)生。

2.4 管網(wǎng)的布局

針對(duì)小型農(nóng)田水利工程中低壓管道灌溉系統(tǒng)的管網(wǎng)布局，施工人員應(yīng)做到以下4點(diǎn)。1）嚴(yán)格按照事先編制的規(guī)劃設(shè)計(jì)方案有序開(kāi)展布局工作，只有確保管網(wǎng)布局的科學(xué)性與合理性，才可確保整個(gè)低壓管道灌溉系統(tǒng)運(yùn)行的質(zhì)量和效率，并便于后續(xù)系統(tǒng)維護(hù)與管理工作的開(kāi)展。2）應(yīng)從小型農(nóng)田水利工程的建設(shè)要求出發(fā)，確定壓力水頭的基本屬性與合理參數(shù)、低壓管道灌溉系統(tǒng)的壓力設(shè)置狀況，還需準(zhǔn)確計(jì)算管道的長(zhǎng)度，合理控制低壓管道灌溉系統(tǒng)的灌溉面積，只有確保灌溉面積的合理性，才能夠獲得較為理想的應(yīng)用效果。3）立足于農(nóng)田灌溉用水的使用需求，應(yīng)秉持科學(xué)性、實(shí)用性的原則，結(jié)合相關(guān)規(guī)劃設(shè)計(jì)方案和PVC塑料管的材質(zhì)特征，合理明確低壓管道灌溉系統(tǒng)管網(wǎng)的走向與間距，以此確保最終的灌溉效果[6]。4）使農(nóng)田作物的種植方向和管網(wǎng)分支管道的走向相統(tǒng)一，以此保障供水的有效性;還需合理控制各支管之間的距離，避免低壓管道灌溉系統(tǒng)支管密度過(guò)小或是過(guò)大，既可以滿足低壓管道灌溉系統(tǒng)的使用需求，還能夠減少管網(wǎng)等材料的使用量，從而在很大程度上減少建設(shè)成本，提高資源的使用效率。

2.5 強(qiáng)化運(yùn)行管理與養(yǎng)護(hù)

為確保低壓管道灌溉系統(tǒng)在投入使用后運(yùn)行的穩(wěn)定性與有效性，相關(guān)部門必須制定切實(shí)可行的管理制度，并將這一制度落到實(shí)處，以免由于用戶欠缺對(duì)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)、管理水平低下等而影響到系統(tǒng)運(yùn)行的效果。同時(shí)，待完成系統(tǒng)建設(shè)后，需要盡快明確管理與養(yǎng)護(hù)主體及其責(zé)任，并組建用戶協(xié)會(huì)，鼓勵(lì)用戶積極參與到系統(tǒng)的管理與維護(hù)之中，從而切實(shí)提高管理效果。另外，為確保低壓管道灌溉技術(shù)得到有效應(yīng)用與長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，相關(guān)部門必須加大相關(guān)人員的培訓(xùn)力度，提高相關(guān)人員的技術(shù)水平與業(yè)務(wù)能力。

3 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前我國(guó)小型農(nóng)田水利工程建設(shè)步伐越來(lái)越快，進(jìn)一步拓展了低壓管道灌溉系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，也體現(xiàn)出該系統(tǒng)具備的節(jié)水、節(jié)能、節(jié)地等優(yōu)勢(shì)。為確保低壓管道灌溉系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)得到充分發(fā)揮，相關(guān)單位和部門必須切實(shí)做好低壓管道灌溉系統(tǒng)的建造、管理與維護(hù)工作。

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（責(zé)任編輯：劉寧寧）