剖析灌溉技術在農業節水工程中的應用

導語：剖析灌溉技術在農業節水工程中的應用一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：低壓管運輸水灌溉的簡介，適用條件，優點，組成，類型，布置，管材，運行管理

關健詞：灌溉；節水；工程

低壓管道輸水灌溉技術，簡稱“管灌”，它以管道代替明渠輸水。灌水時，使用較低的壓力水頭，通過壓力管道系統將水送入田間溝、畦，灌溉農田。其管理系統的壓力，一般不超過0.2MPa（2kg/cm2），在克服管道的輸水壓力損失之后，管道最遠處出水口壓力應控制的0.002~0.003MPa。由于管道內水壓力很低，故稱低壓管道輸水灌溉。

1、低壓管道輸水灌溉的適用條件

由于低壓管道輸水灌溉是在低壓條件下運行的，目前主要用于井灌區，也可用于大型灌區的田間配水系統。由于它不受地形的影響，揚水站灌區、水庫自壓灌區均可應用，但要注意壓力水頭和泥砂淤積問題。

2、低壓管道輸水灌溉的優點

灌溉管道系統與灌溉渠道系統相比較，一般有以下幾方面的優越性：

（1）節水效益顯著。管道輸水系統是利用管網輸配水和灌水，可以完全避免產生輸水損失和蒸發損失，節約用水，一般可比明渠系統節水30~50%，并可防止因渠系滲水而導致土壤鹽堿化、沼澤化和冷浸田等的發生。

（2）土地利用率高。管道輸水系統的輸配水管網大部分或全部埋設在地下，一般比明渠少占10%左右的耕地，方便交通。

（3）適應性強，便于實現自動化。管道輸水系統運用靈活方便，容易調節控制和實現自動化；可適用于各種地形和不同作物與土壤；不會影響機耕和田間管理，并可方便地與施肥拖農藥等相結合。

（4）輸水速度快，灌溉效率高。利用管道輸水配水和灌水，水流速度快，灌溉效率高，灌水勞動生產率高，節約灌水用工、用時，一般可比明渠系統的灌溉效率提高1倍以上，用工減少50%左右。

（5）維修養護省工、省時，管理方便。管道輸水系統不會滋生雜草，而且孔雀易進入管道，因此可去明渠清淤除草和整修維護渠道等繁重勞動。

（6）灌水及時，作物增產增收效果明顯。利用管道輸配水和灌水，有利于作物適時適量地及時供水灌水，提高作物產量和品質。

3、灌溉管道系統的組成

灌溉管道系統是指從水源取水，并通過壓力管網輸水、配水及向農田供水、灌水的工程系統。它通常由水源與首部樞紐、輸配水管網、田間灌水裝置以及附屬建筑物的附屬裝置等部分組成。

（1）水源。江、河、湖、井、泉、水庫、塘堰等均可作為管道灌溉的水源。與渠道系統比較，管道灌溉對水質要求較高，若水源含有大量污物、雜草和泥沙等雜質，則必須進行攔污、沉淀等。

（2）首部樞紐。商務部樞紐的作用是從水源取水，并進行適當的處理以條例輸配水管網在水量、水壓和水質三方面的要求。灌溉管道系統一般均可采用水泵機組加壓。若有自然地形落差可利用，也要采取自壓式灌溉管道系統。為使灌溉水質條例要求，通常采用過濾裝置，有時還需設置攔污柵、沉淀池等，以去除水中的固體雜質、微生物和藻類。

（3）輸配水管網。由管道、管件和附屬管道裝置相連接而成的輸配水管道網絡，擔負著全系統的輸水和配水任務。它通常由干管、支管和毛管三級管道組成。管網控制面積較大時，有時也在干管的上一級設置主管（或稱部干管）。

（4）田間灌水裝置。田間灌水裝置是灌溉管理道系統最終將灌溉水均勻分布于田間、濕潤土壤并轉化為田間土壤水分的裝置。綜隨灌水方法不同而不同。

（5）保護設備。為防止機泵突然關閉或其他事故等產生的水錘，致使管道變形、彎曲、破裂等現象，在管道系統首部或適當位置安裝高壓閥或進排氣閥保護設施，以保證管理系統安全運行。

4、低壓管理輸水灌溉系統的類型

管灌系統的類型隨各地條件的變化而異，大致可分為移動式、半固定式和固定式三種。

（1）移動式。即機泵和輸水管道均為移動的，它適合水源、小機組和水管徑的塑料飲管灌溉，工作壓力一般為0.02~0.04MPa。它具有設備利用率高，單位面積投資低，效益較高，適應性較強，適用方便的特點；但勞動強度大，若管理運用不當，設備易損壞。

（2）固定式。即機泵、管道及出水口都是固定的，工作壓力約為0.04~0.1MPa。此種類型造價較高，須統一管理。

（3）半固定式。即移動式和固定式相結合的“復合式”，其水泵、地下管道和給水栓都是固定的，只是地面灌水管和附件是移動的。它兼有以上兩上兩種類型的優點，配套合理，運行方便，造價低廉，是一種較好的管灌類型，符合我國國情，宜于推廣應用。

5、管道系統的布置

管道系統布置時，應做到排水、道路、林帶、供電系統等統籌安排。管網布置力求管線長度短，控制面積大，管線平順，減少拐彎和起伏。出水口間距，應適用于用戶管理。根據水源位置、控制范圍、地面坡度、田塊形狀、作物種植方向，管網布設一般為樹枝狀或網環狀網兩類。當水源（機井）位于田塊一側，常采用“一”字型、“T”字型、“L”型三種。這三種形式適用于井的出水量20~40m3/h，控制灌溉面積3.33~6.67hm2的田塊。當水源位于田塊中心，常采用“H”型或環型布置，這兩種形式適用于井的出水量40~60m3/h，控制面積較大或近似方形地塊時，可布置成梳齒、魚骨型或環狀網型，它適用于出水量60~100m3/h，控制面積10~20hm2。

6、低壓輸水管道的管材

管材用量大，一般其投資要占到工程總投資的2/3以上，故對工程造價及效益的發揮影響很大，規劃設計時要慎重選用。

（1）管材

常用的管材有：

①水泥類管材。一般用做地埋暗管，如鋼筋混凝土管、素混凝土管、水泥土管以及石棉水泥管等。

②塑料類管材。有硬管和軟管兩類。硬管如聚氯乙烯管、聚乙烯管、聚丙烯管和雙壁薄紋管等，一般黨作為固定管道使用，但也可選用地面移動軟管。軟管如改性聚乙烯薄膜塑料管、涂塑布管等，主要用作地面移動管道。固定標準塑料管主要有聚氯乙烯管（PVC）、高密度聚乙烯管（HDPE）、低密度聚乙烯管（LDPE）、改性聚丙烯管（PP）。

③金屬材料管。如各種鋼管、鑄鐵管、鋁合金等、薄壁鋼管等，均為硬管材，可用作固定管道，也可作地面移動管道。

④當地材料管。如缸瓦管、陶瓷管、灰土管、石料圬工管等，均屬硬管，可作固定管道。

7、管道灌溉系統的運行管理

7.1水擊破壞管道的預防

當地埋固定管道放水或停水時，常會產生涌浪和水擊，很容易發生管道爆裂。為此，必須采取以下措施：

（1）開機時應首先打開進排氣閥和出水口，逐漸向管道內充水。當管道充滿水后，再緩慢關閉排氣閥和作為進排氣用的其他出水口。

（2）管道若為單條或單個出水口出流，當第一條管道或第一個出水口出水灌溉時，須先緩慢打開第二條管道或第二個出水口，然后再緩慢關閉第一個管道或第一個出水口，以防因突開、突關閘閥、給水栓引起水擊。

（3）日常運行時，嚴禁突然關閉閘閥、給水栓、出水口，以防炸管或擊壞水泵。

（4）灌水結束時，應先停機或先緩慢關閉進水閘閥，然后再緩慢關閉給水栓、出水口。有多個出水口停止運行時，應自下而上逐漸關閉給水栓。有多條管道停止運行時，也應自下而上逐漸關閉閘閥，并同時借助進排氣閥、安全閥或逆止閥向管內補氣，以防止出現水擊或負壓破壞水管。

7.2管道漏水的檢查

地理固定管如有漏水，不僅浪費水量，而且會影響管道和建筑物基礎的穩固。檢漏方法有直接觀察、聽漏和分區檢漏等方法，可根據具體條件運用。

（1）實地觀察。即從地面上觀察漏水跡象。

（2）聽漏法。一般需在夜間進行，以免受到車輛行駛和其它雜聲的干擾?？墒褂萌寺牷虬雽w檢漏儀檢聽的方法。

（3）分區檢漏。是按管道分級、分段或分小區，利用水表、量水堰或量水裝置測量管道的輸水損失量；若超過正常輸水損失量過多，就表明該條、該段或該小區內的管道有損壞。

7.3定時測定管網水壓和流量

在輸水、灌水時，應經常測定各級管道的水壓，了解管網的工作情況和水壓變化，防止發生水壓超過管道的承受能力，或因水壓過低導致產生負壓現象等。

8、工程實例

山東省臨沂市蘭山區在1999~2008年農業綜合開發工程中，共埋設低壓輸水管道19000米，新增和改善灌溉面積3畝，農業增收9午多萬元，綜合效益非常顯著。