基于自壓管道灌溉技術(shù)及應(yīng)注意的問題探討

普繼忠

【摘要】自壓輸水管道灌溉技術(shù)具有節(jié)水、節(jié)能、省地、省工、輸水便捷、適應(yīng)性強等特點，因此在節(jié)水灌溉工程中，在條件滿足的情況下，應(yīng)大力推廣這種技術(shù)，在節(jié)約水資源的同時，進一步優(yōu)化農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)，增加農(nóng)業(yè)產(chǎn)出，提高管灌效益。文章重點對自壓輸水管道灌溉技術(shù)在水利節(jié)水灌溉中的應(yīng)用及應(yīng)注意的問題進行了探討。

【關(guān)鍵詞】自壓管道；灌溉技術(shù)；節(jié)水灌溉

1、前言

近年來，我國對水資源的合理利用非常重視，大力發(fā)展節(jié)水灌溉，節(jié)水灌溉工程正在全國各地陸續(xù)建設(shè)并投入使用。目前已經(jīng)成熟的節(jié)水灌溉技術(shù)主要有噴灌、滴灌、滲灌和管灌等。在無力發(fā)展噴灌和微灌的地方，采用管灌是一個方向，低壓管道輸水灌溉在井灌區(qū)發(fā)展很快。在某節(jié)水灌溉工程設(shè)計中，提出了自壓管道輸水灌溉方案。

2、節(jié)水灌溉工程規(guī)劃方案

2.1節(jié)水灌溉工程規(guī)劃

該工程項目區(qū)灌溉面積約1500畝，其北部為低山、丘陵，南部為傾斜坡地，地勢北高南低，最大高差52m。規(guī)劃根據(jù)地形高差大小，利用水庫的有利地形，將項目區(qū)分為兩個大區(qū)。一為水庫放水洞通過總干管將水引至各干管、支管，自流到農(nóng)田；二為水庫揚水到北部約500m外的山丘頂部已建有的蓄水池，高程為246m，向區(qū)內(nèi)自壓管道輸水灌溉，東側(cè)塘壩作為補充水源，在水庫水量不足時備用，并敷設(shè)連接管道與總干管連通。

2.2管道系統(tǒng)布置

管網(wǎng)布置、管材選用及灌溉制度。總干管大致平行于等高線布設(shè)，由北至南依次設(shè)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分干管。分干管沿嶺脊大致垂直于地面等高線布設(shè)，田間支管大致平行于等高線布置。原混凝土涵管控制其南部以下約300畝茶樹灌溉，敷設(shè)6條支管，自壓管道輸水灌溉。干管、支管進口設(shè)閘閥控制，并根據(jù)實際田塊劃分，安裝水表計量水量。干管采用PVC管材，給水栓采用省水利科學(xué)研究院研制的G1Y4-H/L（LSG）系列給水栓。項目區(qū)屬半干旱缺水區(qū)，種植作物全部為旱作，規(guī)劃以地面灌水方法為主，根據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范》（GB50288-99）規(guī)定，選取灌溉設(shè)計保證率75%，灌溉水利用系數(shù)0.8。

3、自壓管道灌溉技術(shù)和渠道防滲灌溉技術(shù)的對比

自流灌區(qū)進行節(jié)水改造一般可通過實施管道灌溉和渠道防滲來進行。兩種技術(shù)經(jīng)過對比得出以下結(jié)論：

（1）灌溉水利用系數(shù)。自壓管道灌溉的水綜合利用系數(shù)可達(dá)到0.85，而渠道防滲方案只能達(dá)到0.55，故自壓管道灌溉的節(jié)水效益顯著。

（2）土地利用率。灌區(qū)進行管道化后，原有渠道逐步恢復(fù)成耕地，提高了土地的利用率，而渠道方案仍需加密興建部分渠道，反而需新占用部分耕地。

（3）輸水時間。在一般情況下，管道可以不放空管內(nèi)水，只要打開控制閥門就可以用水，而渠道則需長時間的輸水，才能達(dá)到用水地點，這樣輸水時間上管道明顯優(yōu)于渠道。

（4）維修管理。從管理角度上來講，一般的地下管道只要合理使用是不易損壞的，而渠道則受人為、氣侯因素影響比較大，損壞嚴(yán)重，維修管理費用高。但是由于管道閘閥、水表等存在，整個管網(wǎng)的管理仍需很好的在實踐中總結(jié)，不斷提高。

4、自壓管道灌溉技術(shù)應(yīng)注意的問題

4.1管網(wǎng)布置

在布置管網(wǎng)時，一定要遵循以下原則：結(jié)合原有渠系及灌水方向，有利工程分期實施，減少平整地塊工程量；干管應(yīng)垂直等高線布置，積聚水頭，保證支管供水壓力；分干管應(yīng)平行于等高線布置，保證各支管水頭穩(wěn)定，供水流量變化較小；支管垂直等高線，便于給各給水栓分水；給水栓控制面積應(yīng)均等。

4.2管網(wǎng)建筑物設(shè)置

為防止泥沙及雜物進入管道，管道進口管底高程要高于引水池池底高程，并且設(shè)置攔污柵；干管節(jié)制塔，其作用一方面切斷上下管段的水力聯(lián)系，另一方面為保證小流量供水，在小流量供水時，上下管段水流有一斷開段，容易產(chǎn)生負(fù)壓，故在節(jié)制塔頂應(yīng)設(shè)進排氣閥；干管、分干管節(jié)制塔二支底部應(yīng)用小斷面管道相接，并安有控制閥，以便冬季或檢修管道前使管道泄空。

4.3管材的選擇

由于PVC管價格低、使用壽命長，所以在管灌工程中比較常用，但是其只適用于500mm以下的管道。若管徑大于500mm時仍適用PVC管，易導(dǎo)致管道變形，降低運行的安全性。所以當(dāng)計算管徑大于500mm時，應(yīng)考慮選擇其他材質(zhì)的管材，如混凝土管等。

4.4運行管理

防淤、防凍、防外壓和消除水擊等問題亦是管灌系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，盡管引用水庫的水含沙量較少，在管網(wǎng)前如經(jīng)長距離的明渠輸水，水中仍會帶有大量雜草污物，因此必須考慮管道的淤積和污物堵塞措施。

5、管網(wǎng)系統(tǒng)安全運行保障措施

自壓管灌造成管網(wǎng)安全隱患的因素主要有：啟閉管網(wǎng)系統(tǒng)時，由于進排氣不暢使局部產(chǎn)生較大的水錘壓力或形成負(fù)壓；管網(wǎng)充水后承受靜水壓力，由于地形高差的原因，局部管網(wǎng)承受的壓力大于低壓管道的公稱壓力；管網(wǎng)運行過程中，由于誤操作引起的水錘壓力。針對這些因素，可采取以下幾項措施。

（1）設(shè)置進排氣閥。管網(wǎng)設(shè)置進排氣閥，可及時排除管網(wǎng)中的空氣，避免充水過程中局部空氣聚集壓縮，當(dāng)打開出水口時空氣突然釋放，導(dǎo)致管道中水體流速急劇變化造成水錘現(xiàn)象。另外，放空管網(wǎng)時可及時補充空氣不至于產(chǎn)生負(fù)壓，引起管網(wǎng)破壞。

（2）設(shè)置分級控制閥。山區(qū)自壓管灌系統(tǒng)根據(jù)管網(wǎng)的壓力分布特點，可設(shè)置分級控制閘閥，分區(qū)控制管網(wǎng)壓力，保證管網(wǎng)系統(tǒng)運行時管道承受的壓力小于低壓管材的公稱壓力。

（3）設(shè)置安全閥。設(shè)置安全閥是管網(wǎng)系統(tǒng)安全運行的重要保障措施，可避免誤操作對管網(wǎng)系統(tǒng)的破壞。應(yīng)根據(jù)管網(wǎng)布置，按最不利情況校核水錘壓力，采取相應(yīng)的安全保護措施。

（4）管網(wǎng)運行措施。當(dāng)管網(wǎng)系統(tǒng)有多個出水口同時工作時，可將支管分組輪灌，輪灌組內(nèi)每條支管每次僅打開1個出水口。這種工作方式可最大限度地減少誤操作，防止水錘對管道產(chǎn)生破壞作用。

6、結(jié)束語

自壓輸水管道灌溉技術(shù)是一種有效的節(jié)水灌溉措施，具有節(jié)水、節(jié)能、省地、省工、輸水便捷、適應(yīng)性強等特點，目前在我國灌區(qū)應(yīng)用較為普遍。本文結(jié)合山區(qū)節(jié)水灌溉工程設(shè)計，對自流灌區(qū)的技術(shù)進行了探討，并與渠道防滲灌溉技術(shù)進行比較，并提出了自壓管道輸水技術(shù)在節(jié)水灌溉工程中的應(yīng)用時應(yīng)注意的問題。

參考文獻(xiàn)：

[1] 肖漢朱海峰.自壓管道輸水灌溉技術(shù)在節(jié)水灌溉工程中的應(yīng)用[J].科技促進發(fā)展，2010（12）

[2] 楊周偉 張峰 李萍.東平縣自壓管道節(jié)水灌溉工程模式探討[J].山東水利，2016（09）