基于南方丘陵山區噴灌形式及其管材探究

文/袁澤宇 婁底市水利水電工程建設有限責任公司 湖南婁底 417000

1、南方丘陵山區灌溉的特點分析

我國南北地區氣候特點具有顯著的差距，南方地區的降雨量較為豐富，但是相對分配不均。一般南方降雨量平均在1000mm左右，但是大多集中在當年的5-9月份（占全年降雨量的70%-80%），并且此階段的雨量相對較大。大雨天氣之后就會出現連續的高溫天氣，容易引發階段性以及地區性的干旱。但是這一階段往往都是農作物非常需要水分的時間，若是缺少充分的灌溉就會造成農作物的缺水枯萎以及減產，嚴重情況下會絕收。雖然噴灌技術屬于較為先進的灌溉技術之一，但是其應用在南方地區也只是對于降水不足的補充，也就是說南方地區的噴灌設備利用率不足，絕大部分時間并不需要，只要在關鍵時間通過幾次的噴灌就可以實現增產的目的。所以南方地區，特別是丘陵山區由于地貌特征特殊，沒有必要為了運行的方便將大量的噴灌設備長時間埋設到田間，這樣反倒容易受到自然環境或者人為影響而破壞，所以從灌溉需要的情況來看，半固定式的噴灌系統更加適合南方丘陵山區應用。

2、南方丘陵山區噴灌形式分析

相對于全固定式噴灌系統采取的是固定支管來說，半固定式噴灌系統采取的是移動支管，此種方式能夠有效降低管道用量，能夠最大程度節約資金投入。對于丘陵山區來說，在農作物種植區域采取移動噴灌管道是否具有可行性是半固定式噴灌技術在丘陵山區廣泛應用的核心問題。例如在丘陵山區進行果園建設時，為了確保移動噴灌管道的有效應用，相關農業部門要按照如下方式進行技術實施：要將坡地修筑成為水平梯地，同時要將果樹種植在臺地中間位置。此種方式就可以在兩行樹之間形成比較寬的行距，會在每個臺階邊沿形成人行通道，可以確保噴灌管道的有效移動。在該地區的某園藝場采用薄壁鋁合金管材作為移動支管的“定噴位半固定”噴灌系統，使用后獲得了較好的效果。

半固定式噴灌系統相對來說比較容易管理，并且系統中所用的設備具有較長的使用壽命。在進行農業種植過程中需要定時的實施松土、施肥以及除草等相應工作，若是采用全固定式的噴灌工程，一旦不注意就會造成地面噴灌設備或者埋設相對較淺管道的破壞，從而造成噴灌系統無法正常使用。另外，全固定式的噴灌系統也容易受到人為的破壞，容易造成盜竊事件的發生，對于工程管理機構造成較大影響。而“全移動半固定”以及“定噴位半固定”噴灌系統相對靈活，可以在不使用的情況下收回進行保管，只有在灌溉的時間才會應用到田間，并且會在工作過程中進行人為看管，這樣就大大降低了人為損壞以及盜竊噴灌設備的可能性。所以此種形式比較適合用于丘陵山區的噴灌。

3、南方丘陵山區噴灌系統所用管材分析

對于噴灌系統來說，管道是最為重要的組成部分，管道的材料以及質量直接決定著整個噴灌系統的有效性。雖然很多材料的管道（例如鋼管、鑄鐵管、鋼管混凝土管、塑料硬管等）從物理性能指標方面能夠符合基本噴灌技術的要求，但是半固定式噴灌系統中的移動管道還存在某些不如意的地方。對于丘陵山區來說，在噴灌管道鋪設時需要充分考慮到防凍方面的因素，所以埋設時要保證其深度超出所在區域的最大凍土層。另外，在丘陵山區進行管道鋪設時需要充分考慮排氣方面的問題，確保排氣的通暢性，避免空氣造成的管道破損。

高頻焊接的薄壁鋁合金管材由于具有重量輕、承壓高、耐磨損等優點得到了人們的關注和重視。為了能夠將薄壁鋁合金管材應用到丘陵山區半固定式噴灌系統當中，要加強如下幾方面的工作。

（1）需要為此種鋁合金管設計出特殊的快速接頭，從而確保其能夠實現快速的裝卸，這樣才可以滿足丘陵山區地形地貌的快速變化，能夠減少彎頭的用量，從而有效降低工程造價。

（2）半固定式噴灌系統最主要的優勢就是可以移動管道管件，為了能夠減少管件的移動數量可以將快速接頭、三通等管件和薄壁鋁合金管道焊接在一起，從而形成直管總成或者三通總成。

（3）在進行工程設計過程中，需要按照實際地形情況控制主干管和支管，確保主干管和等高線垂直，支管和等高線平行。在進行管道鋪設過程中不能任意的改變管道路線。

（4）可以在干管分水三通位置設置閘閥，以此來控制支管的流量，以便于調整支管首部的壓力。對于干支管來說，要根據連接位置情況采取不同方式。例如連接位置地勢平坦的情況下可以通過快速接頭直接連接即可，連接地勢變化較大的情況下可以通過軟管總成進行過渡，如圖1所示。

圖1 軟管總成連接示意

（5）一般情況下，常常采取Φ50.8的管作為移動支管，要確保其長度控制在90m以內。為了能夠保證噴頭處在額定工作壓力情況，可以在支管的首部位置設置壓力表，要確保在同一條支管上共同工作的ZY型噴頭數量在3個以下。另外，在同個噴灌區域內，要保證兩根支管交替輪流進行工作。

（6）可以通過鋼筋混凝土墩來代替半固定式噴灌的常用噴架，此種方式不但可以降低移動管道的數量，同時也可以提升噴頭位置，從而避免了ZY型全圓噴灑噴頭使用過程受到山區地形的限制，能夠增加支管的間距，從而降低移動支管的數量。同時，也能夠確定好混凝土墩埋入地下之后噴點的具體位置，能夠提升噴灌的質量。

（7）在將鋁合金噴頭豎管插入到鋼筋混凝土墩之后，需要通過專門的設備確保其穩定性，保證其處于豎直狀態，之后通過軟管總成過渡和移動支管進行連接，如圖2所示。

圖2 鋁合金噴頭豎管連接

采取了上述措施之后可以將薄壁鋁合金管材成功應用到噴灌移動管道當中。除此之外，通過相應的參考文獻能夠得知，采用了薄壁鋁合金管的半固定式噴灌系統，一畝果園全年可以灌溉8次左右，只需要消耗勞動工日1.3個左右。相對于全固定噴灌系統來說，雖然用工的指標超出了1倍多，但是按照每畝來計算，半固定式噴灌系統只比全固定噴灌系統多4元左右。以投入產出作為基本的分析原則，稍增加一定的勞動力的優勢要高于一次性過大投入。

結語：

本文主要分析了南方丘陵山區噴灌的形式，同時對于噴灌系統所用的管材進行了相應的闡述。通過本文的介紹能夠對丘陵山區噴灌系統的建設提供一定參考和幫助。