節水灌溉技術及其應用要點

馬同元

（甘肅省武威市涼州區永昌水利管理所，甘肅 武威 733000）

我國可用水資源總量匱乏，尤其是農業生產水資源供需矛盾突出，且部分地區水資源浪費嚴重，制約了農業經濟的可持續發展，給我國的糧食安全造成了不利影響。發展節水農業、推行節水灌溉技術是降低灌溉用水總量、緩解水資源供需矛盾、提高水資源利用率和農業生產效益、促進農業綠色可持續發展的根本措施，也是保障我國糧食安全和水生態安全的重要舉措。本文分別就噴灌技術、渠道防滲節水灌溉技術的優勢及其應用要點進行詳細介紹。

1 噴灌技術

噴灌是將有壓水流經管道輸送到需要灌溉的田地，然后利用噴頭對農作物進行均勻灌溉的方法。噴灌系統由水源工程（河流、水庫、機井等）、動力設備（多為水泵）、管道系統（干支管、豎管等）、噴頭、附屬設備及其相關建筑物組成。由于是管道輸水，輸水過程中基本無水量損失，相對于地面灌溉可節約40%～50%的灌溉用水。

1.1 噴灌技術的優勢

一是節約用工。噴灌系統不需要配套輸水溝渠，不需要花費勞力修建田間工程，不僅可提升灌溉的機械化程度，還可大幅度減輕灌溉的勞動強度。同時，噴灌過程中可施加化肥和農藥，即可實現水肥一體化，進而可節省大量的勞動力。二是節約耕地。由于是利用地下管道輸水，田間不需布置灌溉渠道和田埂，可增加約10%的耕種面積。三是增產增收效果明顯。噴灌可根據農作物的用水規律進行淺澆勤灌，進而嚴格控制土壤含水量，將土壤濕度控制在最適宜作物生長的范圍內，使土壤保持疏松、透氣性能良好，不會對土壤團粒結構造成破壞，有利于農作物充分吸收土壤中的養分和水分，從而確保農作物長勢良好，為豐產增收奠定基礎。

1.2 噴灌技術應用要點

第一，系統選型。根據水源工程、地形地貌及作物種類等進行噴灌系統選型。一般來說噴灌次數頻繁、經濟效益較好的蔬菜、林果生產區，及坡度較大、地塊形狀不規則的山區應選擇固定管道式噴灌系統，噴灌次數較少的大田作物生產區應選擇半固定管道式或移動管道式噴灌系統。

第二，管道布置。根據地形地貌、水源、耕種方向及風向等布設管道，為了便于設計、施工及管理，應使干支管相互垂直，支管規格及長度一致且與耕作方向一致。坡地上為了減少水頭損失、確保水流均勻，要求干管垂直于等高線、支管平行于等高線；多風地區支管應和主風向垂直，并適當縮小支管上的噴頭間距，以彌補風力因素造成的噴頭橫向射程縮減的問題。

第三，管道安裝。嚴格按照設計圖紙定線、放樣，管槽盡量挖的窄些，確保底面平整，以減少土方量和不均勻沉陷。按照先干管、后支管，從低向高的安裝順序，將干支管埋在最大凍土層深度以下。塑料管道須裝有伸縮節，以適應溫度變形；金屬管道須進行防銹處理。豎管須鉛直、穩定。安裝過程中要確保管道連接處不漏水，防止砂石等雜物進入管道。

第四，管理維護。調蓄水池等水源工程，每年在非灌溉季節進行一次維修，清理干凈池底的泥沙等污物。泵站工程進水池的水位須在最低設計水位以上，運行前須對閘閥、調節池及管路等進行檢查、修復，灌溉結束后及時排除管中的存水，并將閥門井封好。每年開始灌溉前和灌溉結束后對輸水渠道及管道進行全面檢查、清障及修復，并在灌溉結束后排除余水、封堵進水口和檢查井。噴頭運轉時加強巡查監視，發現進口連接部和密封部漏水嚴重、噴頭轉動不正常、噴嘴脫落或堵塞等問題時要及時解決，并在噴頭運轉期間，定期對各運轉部位加注適量潤滑油。噴灌結束后將噴頭清洗干凈，及時更換修復損壞部件。

2 渠道防滲節水技術

2.1 漿砌石襯砌防滲技術

第一，漿砌石襯砌防滲的優勢。漿砌石耐久、耐磨蝕，堅固性和抗凍性好，且施工方便，被廣泛應用于灌溉渠道防滲施工。漿砌石防滲不僅可防止滲漏，還具有加固渠堤、穩定渠形等功能。可減少75%～80%的滲漏損失；抗沖流速度達6米/秒，可大幅度縮減過水斷面；漿砌石比較密實，抵抗溫度變形的能力強，凍害變形小；施工技術和工藝簡單，不需要先進的施工機械及設備。

第二，應用要點。首先，砂漿拌制。選擇質量和性能滿足施工要求的原材料，嚴格按照設計配合比拌制。20～28℃條件下砂漿從出料到使用完的時間須控制在1.5小時內，砂漿因放置時間長而變得干稠時，須按廢品處理，禁止再次加水拌制。其次，砌筑。梯形明渠按先渠底、后渠坡的順序砌筑，渠坡從坡腳開始從下向上砌筑；U形明渠和拱形暗渠以渠底中線為對稱軸向兩邊砌筑。砌筑前將石料表面附著的泥土、銹漬等雜質清理干凈，并適量灑水使渠基保持濕潤。漿砌石間接縫的不平整度控制在1厘米以內。砌筑砂漿初凝前須進行勾縫處理，先用水沖洗，使接縫干凈、濕潤，然后少量分次填塞砂漿，直至接縫密實。

漿砌塊石渠道施工常選擇坐漿法。先在渠道基礎上鋪一層厚度為石料高度1/3～1/2的水泥砂漿，然后再安裝砌石料，表面石定位后用手錘敲擊，確保其平穩后再砌填腹石。砌填腹石時根據石塊形狀交錯放置，合理控制石塊間的縫隙，尤其需要注意的是石塊間不能完全沒有間隙。砌好的石塊砂漿初凝后，為了保證砌體的整體性和結構強度，禁止錘擊、撬動及在其上拖拉重物。砌筑砂漿初凝前及時勾縫，條件允許時隨砌筑隨勾縫，確保砌筑砂漿與勾縫砂漿緊密結合。為了不影響水流速度，勾縫形式多采用平縫，勾縫砂漿的強度不低于砌體砂漿，并多次壓抹，確保勾縫表面平整。勾縫完成后清理干凈殘余的石渣和砂漿，對砌體進行不少于2周的灑水養護。

2.2 瀝青混凝土防滲

第一，瀝青混凝土防滲的優勢。瀝青混凝土以瀝青為膠結料，將礦粉、石料等加熱、攪拌、壓實后得到的防滲材料，可減少85%～95%的滲漏損失，且防水性能良好；具有一定的黏附性，出現裂縫時具備一定的自愈能力；適應變形能力強，尤其是溫度較低時能很好的適應凍脹變形而不會出現裂縫，特別適合北方冬季寒冷的地區；耐久性好，不易老化，使用壽命達30年之久；造價低，維修方便，出現缺陷時只需進行局部加熱、擊打。

第二，應用要點。首先，瀝青混凝土拌合。嚴格按照設計方案規定的配比配料，瀝青、石料、礦粉等原料均以質量計，為了確保防滲效果須嚴格控制原料稱量誤差，通常要求瀝青小于±5%、石料和砂子均小于±2%、礦粉小于±1%。砂石料的加熱溫度控制為180℃左右，嚴禁加熱溫度超過200℃。砂石料用量不大時在炒盤上直接加熱，并加強攪拌，以防局部過熱。瀝青的加熱溫度控制為150～170℃，礦粉不需要加熱。原料準備好后用強制式攪拌機拌合，先將礦粉與骨料干拌，然后加入熱瀝青拌合均勻。其次，瀝青混凝土現場澆筑施工。攤鋪：先進行放樣，實地畫出攤鋪地帶的寬度，然后按攤鋪試驗確定的厚度沿渠道方向水平攤鋪，攤鋪條幅寬4±1米。由于瀝青混凝土的壓實系數為1.2～1.5，因此攤鋪厚度為設計厚度的1.2～1.5倍。最好能夠連續攤鋪，以減少施工冷縫，實在不能連續攤鋪時，須將已鋪好的鋪筑層修成斜坡，下次攤鋪前在其上涂一層適當厚度的熱瀝青或對其進行預熱，確保上下層結合緊密。碾壓：嚴格按照攤鋪試驗確定的壓實溫度、碾壓次數，用振動碾進行壓實，先靜壓2次，再振動壓實。沿渠道邊坡方向上下碾壓時，上行時振動，下行時不振動，以防表面出現水平裂縫。施工接縫處及碾壓帶之間需重疊碾壓12厘米左右。一些特殊部位須人工攤鋪、碾壓。封閉：碾壓完成后，須在其表面涂刷3毫米左右的瀝青瑪蹄脂作為封閉層，涂刷時溫度控制為160～170℃。

3 結束語

農業灌溉是水資源的最大用戶，同時水資源短缺是我國農業經濟可持續發展的制約因素之一。基于當前農業灌溉水資源利用率低、節水灌溉技術未全面覆蓋的實際情況，須綜合考量農業經濟發展和生態環境改善，根據農作物的需水規律和當地的供水條件，因地制宜地推廣應用節水灌溉技術，實現水資源的合理開發和高效利用。