滴灌工程管網建設規模影響因素淺析

□肖 璐（新疆農業大學水利與土木工程學院）

滴灌工程管網建設規模影響因素淺析

□肖 璐（新疆農業大學水利與土木工程學院）

滴灌已成為一項舉世矚目的最有效的節水灌溉技術，而且已發展成為高效農業的重要組成部分，由于工程投資大，滴灌技術被視為一種昂貴的灌溉技術，使得滴灌技術主要用于經濟效益較高的作物，工程造價昂貴成為其大面積推廣的瓶頸。因此，滴灌管網建設規模的優化將在很大程度上決定滴灌系統的工程費用。文章主要介紹了新疆滴灌工程管網建設規模發展過程回顧和管網建設規模的影響因素。

滴灌；管網；建設規模；影響因素

1 新疆滴灌工程管網建設規模發展過程回顧

新疆滴灌工程建設經歷了幾十年的發展歷程，建成了大小不同的各種數量級的管網工程。

2000年前，全疆滴灌工程主要以機井為水源，管網建設規模取決于水源機井的流量。當時機井建設的水平，單井流量通常為125～200 m3/h，也有個別機井達到250 m3/h，滴灌作物多為寬行單一品種，一眼機井為一個管網，管網的建設規模通常為33～47 hm2，也有極個別管網建設規模達到53～60 hm2。

2000年以后，滴灌工程的水源逐步開始使用渠道水，或渠道加機井的混合水，水源流量大了，管網的建設規模也隨之大了。在以渠水為水源的初期，渠道水中的泥沙處理技術還處于摸索、研究階段，管網建設規模較小，通常為67～167 hm2。在當時的技術條件下，不少業內人士認為，以渠道水為水源的滴灌管網的建設規模應以不超過200 hm2為宜。

隨著渠道泥沙處理技術的不斷發展，日趨成熟，管網建設規模逐步加大，突破13 hm2的界限，達到333～667 hm2，甚至超過了667 hm2。2006年水利廳水科院承擔的莎車縣新留渠灌區巴達木滴灌管網工程設計建設規模為1267 hm2，2011年共青團建成了灌溉面積為1333 hm2的滴灌管網，2012年瑪納斯縣建成了灌溉面積為2000 hm2的滴灌管網，并總結了“大首部、大管網、小單元”的成功經驗，使新疆滴灌管網建設規模在認識上推進到了一個新階段。

2 管網建設規模主要影響因素

總結已建的滴灌工程，影響管網建設規模的主要因素有：工程造價、工程運行管理水平、工程安全運行保證，常用管材承壓性能等。

2.1 管網建設規模與平均公頃造價的關系

為了使建設規模大小不同的管網在工程造價方面有可比性，文章采用平均公頃造價為工程造價的分析指標。

按照管網結構各部造價劃分，平均公頃造價由場外工程造價和場內工程造價兩部分組成。場外工程：自壓系統包括：沉砂池進水渠、沉砂池及場外輸水總干管（含管溝，土建）三部分組成。加壓系統包含：沉砂池進水渠、沉砂池、水源加壓設備及輸變電設備四部分組成。場內工程包括：系統首部工程、各級管道工程（含管溝土建）、灌水器及管道配套工程四部分組成。

就場外工程造價講，管網建設規模大，設計流量大，工程造價高；反之，管網建設規模小，工程造價低。但是，工程造價的變化與建設規模的變化并不成比例，建設規模小，造價與規模的比率大，建設規模大，造價與規模的比率小，也就是說，建設規模小，場外工程造價部分分攤的平均公頃造價高，反之，建設規模大場外工程造價部分分攤的平均公頃造價低。

就場內工程造價講，管網建設規模大，管網結構復雜，管道級別多，管線長，管道壓力等級高，管網配套設備多，場內工程造價分攤的平均公頃造價高，反之，管網建設規模小，場內工程造價分攤的平均公頃造價低。

考慮場內、場外的總工程造價，分攤到公頃均造價，管網規模大，平均公頃造價高；管網規模小，平均公頃造價低。如果管網規模過小，場外工程造價分攤的平均公頃造價部分過高，也會造成總平均公頃造價偏高。

2.2 管網建設規模與工程管理的關系

2.2.1 管網建設規模大，管網結構復雜

管道級別多，管線長，管材壓力等級高，配套設備多，類別多，工程管理難度大。

2.2.2 管網建設規模大，灌溉面積大

灌區內作物品種多，各種作物灌溉制度不同，工作制度繁雜，灌溉管理難度大。

2.2.3 由于工程管理，灌溉管理難度大

運行期易于出現事故，一旦出現事故，影響面大，事故損失大，事故處理的制約條件多，處理事故的難度大。因此說，管網建設規模大，為滿足運行管理的要求，充分發揮工程效益，對工程的組織管理、工程管理、灌溉管理、效益管理要求高，對管理人員的技術素質、業務素質、思想素質要求高。反之，管網建設規模相對較小，管理難度相對較小，對工程管理和管理人員的要求相對較低。

2.3 管網建設規模與運行安全的關系

滴灌管網為壓力流，水錘破壞是造成管網不安全的主要因素。為防止水錘破壞力，除了在管網中設置安全設備外，主要的是加強管理，制定嚴格的操作運行制度，慢開、慢關閘閥，務必使閘閥全開、全關歷時不＞Tt(水錘相時為水錘類型的判別標準)，避免發生直接水錘，避免最大水錘破壞力，盡量使閘閥全開、全關歷時不小于安全(開啟時間Ts)，不計水錘破壞力。

由上所述，水錘相時為水錘類型的判別標準Tt和安全開啟時間Ts是研究避免水錘破壞力的兩個重要的技術指標。該兩個指標與管網規模存在著密切的關系。

管網規模大，控制管線長，必然造成水錘相時為水錘類型的判別標準Tt值大，水錘相時大，必然造成安全開啟時間Ts長。

在管網中安裝了大量的球閥和蝶閥，這兩種閥門都屬于快速閥門，快速閥門很輕便，如不嚴加控制，快速閥門開啟和關閉速度非常快。由此分析，管網建設規模越大，控制管線越長，水錘相時為水錘類型的判別標準Tt值越大，安全開啟時間Ts越大，在管網中設置大量快速閥門的條件，發生直接水錘，出現最大水錘破壞力的機率越大。因此說，管網建設規模大，不安全因素的隱患大，反之，管網建設規模小，不安全因素的隱患小。

2.4 管網建設規模與常用管材承壓特性的關系

為了保證管網安全運行，管材的額定工作壓力不應小于運行期的最大壓力。

常用的PVC管材、PE管材通常≤1 MPa，最近幾年，采用PE軟管作為支管，其額定工作壓力為0.25 MPa。

管網建設規模應與常用管材的額定工作壓力相協調。自壓系統，最大靜水壓力為管網中的最大壓力，管網的建設規模遵循PVC管材最大額定工作壓力1.00 MPa的要求，應采用100 m地形落差分級由此確定管網建設規模。加壓系統，靠近水泵的節點壓力大，遵循PE軟管額定工作壓力為0.25 MPa的要求，靠近水泵的支管入口工作壓力應≤0.25 MPa，由此確定水泵最大揚程，由水泵的最大揚程確定管網的建設規模。

3 管理水平是確定管網建設規模的決定性因素

如前所述，與管網建設規模相關的影響因素較多，綜合分析各種因素與管網建設規模的關系，可以看出，管理水平是決定工程能否正常運行的根本因素，因此說，管網建設規模的大小應取決于管理水平。管理水平高，可以管好，用好較大建設規模的滴灌工程，能使工程充分發揮效益的地方可建設較大規模的管網；管理水平低，無法管理好用好較大規模的滴灌工程，不能使工程發揮效益，甚至可能使工程遭受損壞的地方，不宜建設較大規模及管網。

在當前農村實行家庭聯產承包責任制的條件下，存在著諸多與大規模生產不相適應的影響因素：如：第一，農田規劃建設水平低，大部分地方未實現以水利為中心的“五好條田規劃”相對整齊的田塊，在以前高效節水建設中已經使用了，選定的高效節水項目區田塊不集中。田塊不規則，使得管網布置十分復雜，零亂，既增加了設計難度也增加了灌溉管理難度，不利于建設大規模管網；第二，不少地方，農民對高效節水的認識較差，積極性參差不齊，不利于建設大規模管網；第三，當前，不少農村農民文化程度低，技術水平低，管理水平低，缺乏管理大規模高效節水工程的能力，不利于建設大規模管網。

由于以上原因，從管好、用好、充分發揮好工程效益的基本原則出發，滴灌管網的建設規模應因地制宜，不益盲目推行“大首部，大管網”。對于當前農村的現實條件，筆者認為管理水平尚未提高，管理條件尚不具備的情況下，應推行建設規模較小，如67～167 hm2左右的管網為宜。

4 總結

新疆滴灌工程經過二十多年的發展，把管網系統和現有的管理模式相結合，建設規模從工程建設和運行管理等方面做優化設計，為新疆滴灌工程的良性發展提供借鑒作用和指導意義，但仍需進一步對滴灌管網的面積與滴灌系統的投資成本、運行管理成本等要素進行合理分析及論證，在考慮經濟方面的因素下合理確定最佳控制面積，使滴灌效益最大化。為地表水滴灌管網建設規模提供事實依據，使新疆滴灌管網建設規模在認識上有所改變，確保新疆滴灌工程向良性、正常軌道發展。

（責任編輯：符 蕾）

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1673-8853（2016）12-68-02

2016-10-19