高效節水灌溉工程優化設計要點分析

【摘要】在進行農業生產的過程中，農田水利建設工作十分重要，但是，傳統的農田灌溉技術已經無法跟上時代發展的步伐，所以，為了能夠滿足時代發展與農業發展的需要，節水灌溉技術應運而生。特別是在較為干旱地區，加強節水灌溉工程建設具有重要的意義。通過高效節水灌溉工程的建設，可以有效的對水資源進行利用，同時，減少水資源浪費的情況出現，使農民增產增收，增加農民的收入，提升農民生產效益，最終達到促進農民可持續發展的目的。為了能夠讓高效節水灌溉工程的作用最大化的發揮出來，就應該對高效節水灌溉工程的設計要點進行優化，下面就對相關內容進行探討。

【關鍵詞】灌溉工程；高效節水；設計要點

引言：

在目前的農業發展過程中，機械化應用率較差，高新技術的運用還略顯不足，使得農業經濟的發展受到了限制。在農業發展的過程中，水利工程是不可缺少的一項內容，但在很多地區，農業發展依靠的是大水漫灌這種傳統灌溉方式，這就使得灌溉效率降低，甚至造成水資源浪費。所以，建立并使用高效節水灌溉工程是農業朝著科技化發展的重要步驟。與傳統灌溉方式相比，高效節水灌溉前期需要較大投資，無形當中給農業發展造成負擔，也限制了高效節水灌溉工程的普及和應用，因此，就需要優化設計環節，降低各環節的資金投入，從而提高節水工程的經濟合理性。

一、高效節水灌溉的優點

高效節水灌溉是除了土渠輸水和地表漫灌形式外的農業輸水、灌水形式的統稱。高效節水灌溉工程不斷發展，逐漸形成了多種多樣的形式，包括灌溉、微灌和噴灌等，具體可以細分為微噴灌、滴灌、涌泉罐、滲灌和重力滴灌等。與傳統灌溉方式相比，高效節水灌溉工程具有較多優點，最主要的就是能夠有效的節水、省工，還能減少土地占用量。高效節水灌溉通過有效減少水流蒸發的方式來減少資源浪費，同時，該項技術的運用還能夠減少水土流失，提升農產品產量。除此之外，高效節水灌溉與傳統灌溉相比，土體實用性更高。

二、高效節水灌溉工程設計范圍

（一）田間管道

高效節水灌溉工程中田間管道可以分為兩個部分，其一是干管，其二是支管。在進行高效節水灌溉工程設計的時候，灌溉面積、制度與管理需求是決定干管輸水量的主要因素，同時，還需要綜合考慮管道的直徑、公頃壓力等級和水力計算結果，并且，要想確定最后的布局，還需要布置管道匹配水資源、灌溉區位置。支管間距應該控制在80-100m內，而給誰控制管口的間距則應該不超過50m。在進行灌水的時候，灌水方式可以選擇雙向灌水，管道布置按直線進行，減少彎道、起伏情況，還要將流動阻力減少。支管體系分為兩部分，分別是一級支管和二級支管，一級支管與干管直接相連，而二級支管的確定則是依據各管區域，通常正交連接在一級支管上。二級支管的數量決定著一級支管的流量，且各管段毛管數量影響著支管的流量。

（二）輔助工程

雖然，管路是高效節水灌溉工程重要的部分，但輔助工程也是必不可少的，能夠支撐高效節水灌溉工程的建設和運行。輔助工程主要內容包括以下幾個部分：鎮墩、支墩、安全閥、進排氣閥、閥門井等。鎮墩是由混凝土構筑，還需要用混凝土填充管道和溝壁間隙，高度與管道外徑相同。同時，管內壓力水頭>6m，則管軸線轉角要≥15°；管內壓力水頭>3m，則管軸線轉角應大于等于30°。支墩的設置要在較長管段或者管道基礎差部位，支墩數量要適當。安全閥應該安裝在管路較低位置，這樣才能夠在超壓時對其進行保護。

三、高效節水設計如何優化探討

（一）對田間管道設計進行優化

田間管道優化設計的主要內容包括支管和干管，設計的重點在于輸水流程和管道布置。管道布置應參考罐區位置和水源位置，并且，結合管道流量與輪灌組情況，這樣才能夠使高效節水灌溉工程覆蓋足夠的面積。為了優化設計管道輸水流量，在進行干管設計時要綜合考慮灌溉面積、工程調度管理方式和灌溉制度以及工程管道壓力級別、直徑和水力計算結果。而在支管設計的時候，需要將支管水栓間距控制在50m。高效節水灌溉工程為了提升節水效果，還需要使用節水設備，如，微灌管、微灌帶等設備。微灌管的應用可以根據灌溉物要求來進行灌溉。除此之外，還有滴管方式，是通過低壓管道向田間輸送水，將孔口、滴頭和灌溉帶安裝到毛管上，這樣就能夠使水慢慢的、均勻的滴入到土壤中。該灌溉方式效率高達95%。除此之外，滴灌帶還有迷宮式滴灌帶、貼片式滴灌帶等等，將其運用到農業灌溉中，可以最大限度的發揮出節水效果。

（二）對流量進行優化

管道灌溉流量設計應該進行嚴密的計算，要想最終確定主管流量和干管流量，就需要依據各區域最大輪灌組流量。通常情況下，想要利用高效灌溉系統進行田間輸水，就需要使水栓與出水口進行有效配合。而且，影響灌溉效果的還包括系統工作時間，為了提高工作效率，可以在進行優化設計時，將軟管連接到出水口位置，實現借助人力灌溉。實際優化設計時，還需要考慮現場灌溉區面積，根據實際情況將人工灌溉與自流灌溉有效結合。

（三）對管材進行優化

高效灌溉工程管材的選擇十分重要，當前，主要采用的是無縫鋼材、石英玻璃管、焊接鋼管和鍍鋅鋼管等，不同材料管道各有優點。目前，使用較多的管材為硬聚氯乙烯管道，該材料質量較輕，可以方便運輸，并且，還不會生銹，相比于其他材料，硬聚氯乙烯管道穩定性和耐腐蝕性更好。將其推廣到高效灌溉工程中，可以充分發揮出其價格低廉的優勢，更好的滿足當前農業高效節水灌溉工程的需求。

結語：

現如今，農業灌溉技術得到了快速的發展，在農田水利建設過程中，高效節水灌溉技術得到了廣泛應用，使得水資源利用率提高，降低水資源浪費。但是，在大范圍推廣高效節水灌溉工程的過程中，需要花費較多的資金，使得推廣難度增加。因此，就需要對對田間管道設計、流量及管材進行優化，從而使高效節水灌溉工程效用提升，提高高效節水灌溉工程的經濟效益，使其能夠得到大力的推廣。

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作者簡介：杜建軍，男，漢族，新疆哈密，1963年，大學本科，高級工程師，主要從事水利工程設計。