新型移動式114型管徑大田淋灌裝置應用分析

王俊野，劉玉艷，杜連營

（華雨灌溉設備制造有限公司，河北 滄州 061000）

20世紀前人類進行了一系列探索，研究出了開畦灌溉技術、筑渠引水技術和攔河蓄水技術，但由于用水效率低下，實際的灌溉面積受到限制。進入20世紀以來，地球上的水資源匱乏，迫使人類探索更節水的灌水技術。在此背景下，高效微噴灌技術的出現，為現代農業的可持續發展奠定了基礎。

采取微噴灌方式，可以根據不同作物不同生長階段的實際需水量進行更為科學的灌溉，其技術的優點有：一是減少水資源的使用，提供灌溉效率；二是節約引水支渠土地，土地資源利用率更高，經濟產物價值提升；三是采用覆蓋式噴灌，增強灌溉效率，同時能夠顯著減少單位農田的灌溉工作量，效率提升；四是提升農業管理效率；五是推動內需，拉動增長。

我國耕地多處于丘陵和盆地，灌溉十分受限。為了解決灌溉問題，最初采用圍繞農田修建水渠的方式，隨后采用便攜式塑料軟管從進水處引水灌溉的方式進行澆灌。由于塑料水管的長度有限，需要在接頭處采用鋁合金材料的接口進行對接，且鋁合金材料的成本高昂，而普通的材料使用壽命短。文章將對具有顯著優勢的熱鍍鋅管材在農業上的應用進行分析。

在熱鍍鋅材料出現前，一直是鋁合金材料占領著市場地位，而熱鍍鋅材料的出現打破了市場格局，為推動農業經濟發展帶來了新的發展動力。熱鍍鋅管道最大可以承受1 MPa的水壓力，完全滿足普通大田土地的需求。用熱鍍鋅材料代替傳統鋁合金，可以減少灌溉系統的成本投入，并且延長使用壽命。密封性快接頭的應用為管材的搬遷和安裝提供了方便。使用一套系統就可以在不同場所快速安裝和使用。

文章采用熱鍍鋅114型管材進行噴灌系統設計的研究。為了提升灌溉效率，需要根據大田土地的地貌特征和水源位置及水流大小，科學規劃噴嘴的位置，然后再根據噴嘴的位置布放114型管道。管道的組成包括主水管、支水管（支路），支路的材料為聚氯乙烯。采用熱鍍鋅材料的鞍座焊在支水管上面，對出水口起密封作用。整個方案的技術特點為：密封良好，不會出現中途漏水的情況；便于安裝，通過快接頭實現快速組裝；方便攜帶，整個管道系統的質量較小，普通的成年人即可方便攜帶；灌溉效率高，在安裝和部署之前，開展調研和規劃工作，按圖施工，采用最科學的方式實現大田噴灌系統覆蓋；材料重復利用性強，為噴灌系統的使用壽命提供了保障。

1 研究方法及路線

1.1 研究方法

通過調研分析傳統灌溉系統存在的問題，然后開展新型灌溉系統的設計，吸收傳統灌溉工作的有益經驗，結合新材料新模式應用于大田噴灌系統的研究。

1.2 技術路線

整個系統的研制包括管路材料研制→快接頭設計→輔部件設計→密封性研究→實驗環境測試→技術研究改進→重復測試→應用環境測試。

1.3 成果轉化方案

目前該方案已經投入到實際的生產環境中，且已經帶來了明顯的效益。

2 研究內容

2.1 管路連接及配合

噴灌系統的關鍵部件是管路和噴頭，管路的設計決定了噴灌的效率。為了提升管路之間的可靠性，避免水資源在田地運輸過程中發生漏水，同時也為了方便管道移動，采用可拆卸的接頭設計。在同一噴灌系統中，噴頭和水源是固定的，分布田地間的管道是移動的，在噴灌季節，可以使用一套管道在不同的地方進行灌溉，以此節約成本投入。灌溉結束之后，可以對管道進行收納整理，避免在田地間影響作物生長，也避免其他動物對管道造成破壞。

2.2 管路密封

移動式大田噴灌系統對密封性要求非常高，為了達到理想效果，本次研究進行了大量的分析和測試，最終選擇直徑為90 mm和75 mm橡膠密封圈結構。

2.3 管路測壓

為了保證噴灌系統的可靠性，需要在投入使用之前，對管道系統的抗壓能力進行測試，具體的測試內容如下。

2.3.1 管路爆破試驗

選擇長度為0.45 m，管壁厚度為2.5 mm的管道作為測試對象，組裝好試驗系統，排空管內空氣，在短時間內快速壓縮到管道爆開，此時管路壓力的最大值為60 MPa，即為最大壓力。

2.3.2 管道耐水壓試驗

選擇長度為500 m的管道，引入水源將水管充滿，并靜置24 h。保證實驗室溫度在超過5℃，讀取此時管內開始壓力為2.5 MPa，然后線性提升壓力，達到測試值并維持10 h后，若管道無泄露和變形即為合格。

3 結語

文章中的灌溉系統各項測試指標均較為優異，在提升水資源利用率的同時，提升了噴灌效率。同時，噴灌系統的建設和維護成本比傳統噴灌系統的成本更低，因此更受農民青睞。未來，隨著噴灌系統的進一步使用，將成為拉動內需，推動農業發展的核心要素。