機電井節水灌溉工程技術要點分析

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摘要：機電井節水灌溉工程在緩解張掖市甘州區水資源危機、保障農業正常生產方面發揮著重要作用。為進一步提高機電節水灌溉工程的建設效益、運行效益，本文對機電井節水灌溉工程施工建設技術要點與管理要點展開探討，以供借鑒參考。

關鍵詞：機電井；節水灌溉工程；技術要點；管理措施

張掖市甘州區地處河西走廊中部、古絲綢之路南北兩線和“居延古道”交匯點上，是西北地區重要的生態保護戰略屏障區，河西走廊經濟發展的戰略通道區，全國重要的節水型社會示范區和特色農副產品生產加工循環經濟基地。甘州區總面積4240km2，人口51.91萬人，灌溉面積10萬hm2，是典型的灌溉農業區，黑河多年平均徑流量16.54億m3，地下水凈補給量3.13億m3，水資源總量19.67億m3。甘州區水資源總量雖然豐富，由于黑河分水方案的實施，黑河向內蒙古額濟納調水解決下游生態用水，因此全區可供地表水量為6.74億m3；全區地下水允許開采量為2.69億m3。全區可利用水資源量為9.43億m3，人均占有水資源量1800m3，平均占有水資源量12360m3/hm2，分別為全國平均水平的82%和46%，屬中度缺水地區。缺水是制約全區經濟社會發展的重要制約因素之一。張掖市人民政府辦公室印發《關于下達張掖市縣級行政區2015年、2020年、2030年水資源管理控制指標的通知》（張政辦發〔2014〕101號），確定甘州區2015年控制用水總量為7.79億m3、2020年控制用水總量為6.81億m3、2030年控制用水總量為7.02億m3。截至2022年，甘州區共有規模以上機電井3263眼，其中農業用水井2854眼，人飲井265眼，工業用水井55眼，其他機井89眼。隨著高新技術農業的發展，節水灌溉技術不斷改進。機電井節水灌溉工程也是節約水資源的有效途徑，目前機電井節水灌溉工程的施工建設有一定的復雜性，技術難度較高。在進行機電井節水灌溉工程施工建設時，施工人員要依據有關技術標準與施工地點具體情況科學設計施工方案，不斷優化施工工藝，以保證最終的施工質量?，F結合實際就機電井節水灌溉工程施工技術要點進行分析論述。

1機電井工程施工技術要點及項目區土地平整要求

1.1機電井施工準備

進行機電井施工時，先按照設計圖紙、工程合同等確定機電井平面布置方案，然后再進行工程測量、施工放樣等工作。為確保施工活動的順利進行，在施工前要使用物探技術對施工現場進行勘探，了解現場地形地勢、水文地質，然后選出地下水最豐富的位置進行鉆井施工。施工前按照合同要求將各類施工工具、施工機械都準備齊全，并進行多次檢查，確保機械設備的型號、種類、數量等準確無誤。施工前根據實際情況合理安排施工進度，確保工程能順利完工[1]。

1.2機電井鉆井施工

進行鉆井施工時，先將鉆機安裝到位。將鉆機的基礎平好、夯實，基礎不能有凹凸不平的情況。施工時如果施工場地地勢較低或是坑洼較多，應先澆筑鉆井基臺，然后開始鉆井。在鉆井前要將各項機械設備安裝運輸到位。需要用到的機械設備有攪泥機、泥漿機、抽泥機、鉆機等。各種機械設備的安裝要做到水平、周正、牢固。施工前做好各項安全防護工作，如對皮帶傳動部分設置安全罩或防護欄桿，雷雨季施工時做好防雷措施，將電動機外殼接好接地線等，避免在正式施工過程中出現安全事故。操作鉆機鉆進時，施工人員要結合施工區域的地層特征、機井鉆井深度要求等合理選擇鉆進技術以及鉆頭類型，確保機井施工質量能達到標準要求[2]。

1.3井管安裝

砼井管安裝是機電井工程施工的關鍵環節，砼井管安裝時工作人員要嚴格按施工技術要點及標準順序進行施工。為保證最終的成井質量，施工過程中必須時刻檢查施工質量，并根據具體情況做好方案調整，確保機電井節水灌溉工程施工質量能夠達標[3]。

1.4機電井灌溉項目區土地平整

為了機電井節水灌溉發揮最大效益，項目區土地平整工程設計應滿足灌溉要求，且在項目投資方面最大限度節約成本，土地整理應做土方量平衡計算，盡量做到資金節約，與此同時做好水土保持工作，不破壞土壤良性結構，土地平整以地塊為平整單元，遵循“因地制宜，填挖土方量最小與農田水利工程相結合”的原則，田塊長度范圍以70～100m、寬度為50m左右為宜。地塊規劃方向和規格應滿足作物生長發育和灌溉排水的要求，盡量避免地塊方向雜亂，影響各類基礎設施的布設及日后的耕作。地塊田埂確定為平地起埂，埂頂寬30cm，埂頂高于田面30cm，邊坡1∶1。做到地盡其效，水盡其用。

2機電井節水灌溉輸水工程

2.1首部及管道工程布置

機電井成井以后，采用機電井取水灌溉，機井出水量良好，水泵工況良好，配電設施齊全，為保證滴灌系統出水揚程，增加1臺單級立式增壓泵、過濾設備及施肥灌，故首部系統工作模式為深井泵+增壓泵+過濾器+施肥灌+管道系統。

2.2控制面積復核

項目實施區域內大田滴灌工程以地下機井水為水源，供水流量穩定，土壤主要為砂壤土，因此大田滴灌的最大灌溉面積按《微灌工程技術規范》（SL103-95）確定：式（1）、式（2）中，A為灌溉面積（hm2）；Qs為水源可供水量（m3/h）；Ia為設計供水強度（mm/d）；Ea為設計耗水強度（mm/d），4.0；td為水泵日供水小時數（h/d），22；η為灌溉水利用系數，0.90。以《微灌工程技術規范》（SL103-95）規范來復核機井是否滿足控制區各系統灌溉要求。

2.3管網系統布置

根據實際地形條件，結合當地生產習慣以及已建工程布局情況，地下灌溉系統應設計干管、分干管2級管道進行輸水，地面灌溉系統設計支管、滴灌帶2級管道進行灌溉，地下輸水管道和地面配水管道應采用豎管和出水栓連接。修建機電井管理房，安裝首部系統，首部系統包括過濾器、電控設備、斷漏電保護器、計量設施、施肥罐、手電兩用控制閘閥等。滴灌管網一般由4級組成，管網呈“梳”子型布置。毛管及滴灌管應沿著作物種植方向平行布置，支管應垂直于毛管及滴灌帶布設，支管和毛管長度確定應滿足管道內水壓均衡、灌溉均勻。分干管應垂直于支管布設，干管應垂直分干管布置，以線路短、經濟為原則。分干管上每隔50米（雙向）或25米（單向）左右設1個豎管及雙向出水栓為宜，支管長度25m（雙向）或30m（單向）左右為宜，支管上每隔0.9米設1道滴灌帶，每條滴灌帶長不超過50m為宜，滴頭間距0.3m。

2.4管道選型設計

管材選擇遵循“經濟實惠、造價低且經久耐用”原則，根據對近幾年所建高新節水項目調查研究，建議選用PVC管和PE管為宜，地下輸水管道應選用PVC管，地面管、滴灌管應選用PE管。在管道設計時，選用管材的承壓力應為設計工作壓力的1.5倍為宜，且管道壓力應滿足項目區內用水戶的出水壓力要求，最大工作壓力應根據運行中可能出現的各種情況比較確定，并選用符合工作壓力設計要求的管材。經理論研究分析，管徑越大水頭損失越小，管徑越小，管道阻力就會增加，水頭損失越大，灌溉效率下降，運行成本顯著上升。但是管徑過大就會增加農業工程工程投資，浪費項目資金。因此，在設計方面要根據經濟流速計算出合理的管徑尺寸，管徑大小可按以下公式計算：以甘州區某村某社為列，干管流量為160m3/h，計算管徑為198mm，干管選擇PVC管，外徑DN200mm，壓力0.63MPa，壁厚4.9mm。分干管流量為80m3/h，計算管徑為156mm，干管選擇PVC管，外徑DN160mm，壁厚4mm。壓力0.63MPa。支管流量為35m3/h，計算管徑為91mm，支管選擇PE軟管，外徑DN75mm，壓力0.25MPa。干管和分干管應滿足GB/T10002.1-2006《給水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材》、GB/T13664-2006《低壓輸水灌溉用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材》的標準要求。

2.5輪灌組劃分

輪灌組劃分會直接影響到灌水效率、灌溉質量和灌水周期，且影響作物的適時生長。滴灌工程運行方式是由干管輸水到分干管，再由分干管輸水到支管，把支管所灌溉面積確定為1個灌水單元，再由若干個灌水單元組成1個輪灌組，輪灌組的劃分應遵循以下原則：一是輪灌組的組數應根據機電井泵的出水量以及各級管道的輸水能力和農作物灌水定額來確定。二是輪灌組劃分時，每個輪灌組的灌溉面積和農作物需用水量接近相等。三是輪灌組的灌溉順序應先遠后近或由下而上分組輪灌，以方便工作人員管理。

3機電井節水灌溉工程管理技術要點

經調查發現，機電井節水灌溉工程在運行管理方面還存在一些問題，如設備老化磨損嚴重，對工程的監測運維不及時，灌溉工程在施工建設與使用期間出現的一些質量問題、安全問題得不到及時發現與解決。一些機電井節水灌溉工程由于地理位置偏遠、交通不便，很難有高層次管理人才到此專門負責工程管理工作，工程建設與運行效益不高。鑒于此，相關部門應嚴格根據國家規定，結合工程具體情況對機電井節水灌溉工程的運行管理工作進行優化，使機電井節水灌溉工程能夠更好地運行。

3.1制定工程管理制度

為了使機電井節水灌溉工程更好地發揮作用，相關部門可針對灌溉工程實施項目法人責任制。項目法人（包括各級各類項目承建單位）對項目的建設全過程負責，制定項目年度投資和建設計劃，定期向項目建設領導小組報送項目建設情況，按照國家有關規定，審查或審定工程設計、概算和用款計劃。各項工程建設活動均應按國家發布的有關工程監理文件規定，在項目建設領導小組領導下進行工程建設與管理。項目建設單位要與施工單位簽訂合同，明確建設任務、質量要求和施工進度等，確保項目建設內容按時保質保量完成。合同要實行統一管理，及時存檔，以備檢查。在平時要加強對工程的監督管理，對工程的薄弱環節、容易發生問題的部位進行定期檢查檢修，對存在的問題及時處理，并分析問題發生的原因，并采取有效的措施，確保工程安全正常運行[4]。

3.2引進先進管理技術

在當前背景下，相關單位與部門要靈活運用先進技術，應用信息技術手段對機電井節水灌溉工程進行管理維護，全面降低工程故障發生概率，延長灌溉工程使用年限。具體如在工程建設與運行期間，相關部門可運用計算機、互聯網、GPS等技術手段構建信息化管理系統，建設工程管理數據庫，并于信息化管理系統中引進智能數據采集裝置以及數據處理軟件，利用各項先進的裝置與軟件對各項設計數據進行收集與處理，生成機電井節水灌溉工程運行報告，使運維管理人員能更及時、更直觀、更精準地掌握機電井節水灌溉工程運行情況、存在問題，在此基礎上及時進行處理，使機電井節水灌溉工程能夠安全穩定運行。

4工程管護

一些機電井節水灌溉工程在經過長時間的使用后會出現設備老舊、技術落后、工程殘破等問題，無法充分發揮作用，需要及時進行更新改造。在對舊井進行改造時，需綜合考慮當地自然環境特征以及人民群眾經濟條件設計科學可行的改造方案，使機電井節水改造取得更好的成效。對經濟來源比較單一、收入有限的用水單位，在改造機電井時先進行簡單、小規模改造，在盡可能壓低改造成本的基礎上完善機電井節水工程的功能，使機電井節水工程重新發揮出應有的作用。此外，還需科學改造舊井與建造新井的關系，避免造成資源浪費[5]。為了機電井工程在節水灌溉上發揮最大的效益，必須加強對工程管護，確保工程正常運行。

4.1管護主體

機電井節水工程運行后，工程權屬單位應成立相應的管理機構，負責對工程設施的管理和維護。管理機構的主要職責是保證工程設施的正常運行，對工程設施進行必要的養護和維修，并負責工程管理的對外事務以及收取相應的管理費用用于工程的維修費用。

4.2管護措施

機電井節水工程的質量不僅與設計和施工水平有關，更與工程建設后的運行管理直接相關。加強工程后期運行管理，進行工程灌溉效益評估，是促進水資源可持續利用、充分發揮機電井節水工程建設整體效益的關鍵。機電井節水工程的后期運行管理主要包括機電井及首部系統維護、管道設施維護、建筑物維護。機電井及首部系統維護要求機電設備正常運行和保養，發現問題及時更新維修，首部系統要經常性檢查和保養，確保正常運行。管道維護要求保持管道通暢，無污物雜質和泥沙淤淀。各類閘門、閘閥及安全保護裝置啟閉靈活。無滲水漏水現象，給水栓、出水口以及暴露在地面的連接管道保持完整。灌溉季節結束對壓力管道進行維修，及時排除管道內的余水，并做好防凍措施。管道系統中的連接控制和保護設備應符合設計和運行技術要求。建筑物如有塌陷、隆起，應查明原因及時修復，保證各建筑物完好無損。

5推廣機電井節水灌溉技術的重要性與必要性

隨著農業經濟的發展和土地種植結構的調整，灌水模式也發生了很大的變化，傳統的工程節水技術已經不能滿足社會發展的需要，要求有更高的節水技術來代替傳統的節水技術。為使機電井節水灌溉技術推廣并落地見效，需要培訓一批有文化、懂技術、會經營的新型農民參與節水工程管理，進行針對性的實用節水技術專題培訓，通過節水技術推廣，對加快發展全區農村經濟、提高農業綜合生產能力、有效促進節水農業發展、切實保護水生態健康起到積極的促進作用。節水灌溉技術是保障農業經濟發展的必然選擇，通過節水技術的大力推廣，發展高效節水農業，提高用水效率，節約水資源，為農業經濟發展提供更多的水資源支持。推廣節水技術是發展現代農業的重要內容，通過節水設施農業的建設，不斷完善和創新農業節水技術，逐步改進傳統農業，促進現代農業發展。

6結語

機電井灌溉工程是重要的民生工作，做好機電井灌溉工程的建設與管理對于提高農民生活品質、促進地區經濟發展具有重要意義。相關部門要提高對機電井灌溉工程的重視度，并能嚴格按照有關技術標準與建設要求科學設計機電井建造方案，嚴格控制機電井建造質量，并落實對機電井的運維管理，確保機電井充分發揮作用。

參考文獻

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[3]魯琳，李秀菊，黃喜良.河南省農業灌溉工程技術模式的構建[J].河南水利與南水北調，2017（3）：16-17.

[4]陳永林.農田灌溉機電井的現狀及建議對策[J].江西建材，2016（9）：110.

[5]張春生.機電井節水灌溉工程應注意的幾個問題[J].科技與企業，2013（7）：250.

作者：尹愛萍 單位：甘肅省張掖市甘州區抗旱防汛服務隊