岳 雯  王艷麗 

徐州市農(nóng)業(yè)資源開發(fā)規(guī)劃設(shè)計室  221006

摘  要：本文闡述了在徐州市水資源緊缺特別是農(nóng)業(yè)灌溉水源面臨的緊張形勢下，推行節(jié)水灌溉的必要性及必然趨勢。依據(jù)在推行的多種節(jié)水灌溉技術(shù)上，對投資少、效益突出、深受農(nóng)民歡迎的低壓管道灌溉技術(shù)，從規(guī)劃設(shè)計、具體設(shè)備造型到工程實施作了系統(tǒng)的介紹，對適用范圍、選用條件做了詳實的總結(jié)，對推行低壓管道灌溉技術(shù)有一定的借鑒作用。

關(guān)鍵詞：低壓管灌 農(nóng)業(yè)開發(fā)  應用

徐州市地處中緯度地區(qū)，位于沂沭泗流域的下游，屬于暖溫帶半濕潤季風氣候區(qū)，光照充足，冷暖變化明顯，年平均氣溫14.2c。多年平均降雨量為825.5mm，年最高為1360mm，最低僅259.3mm，且時間和空間上分布不均勻。我市地表水多年平均可利用量為20.30億m³，地下水為20.25億m³，扣除多年平均河川徑流量與多年平均地下水補給量之間的重復量后，我市多年平均水資源總量約為35.63億m³，人均擁有水資源量為394 m³，低于江蘇省平均470 m³/人的水平，僅為全國2190m³/人的17.8%，徐州是我國40個嚴重缺水的城市之一。

隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，特別是改革開放以來城市生產(chǎn)生活用水和鄉(xiāng)、鎮(zhèn)現(xiàn)代化建設(shè)速度日新月異，城鎮(zhèn)人口成倍增長，生活水平日益改善提高，工業(yè)和城市用水量激劇增加，形成了農(nóng)業(yè)用水量所占比重逐年降低的嚴峻形勢，農(nóng)業(yè)用水供需矛盾日益突出，干旱缺水成為制約我市農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要因素之一。解決水資源缺乏的矛盾無非是走開源、節(jié)流兩條路，徐州市在開源上從南水北調(diào)到中水利用，在增加總的水資源量上取得了成效，但要改變農(nóng)業(yè)用水量不足，則必須從改變灌溉方式上入手，目前農(nóng)業(yè)灌溉上的現(xiàn)狀是：一方面農(nóng)業(yè)缺水，另一方面用水浪費的現(xiàn)象又普遍存在，因此推廣科學合理的節(jié)水灌溉，解決水資源不足已是農(nóng)田基本建設(shè)的首要任務(wù)，為了適應這一形勢的需要，我市農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)多年來逐步加大節(jié)水技術(shù)推廣的力度，項目區(qū)推廣多種節(jié)水新技術(shù)，包括渠道防滲技術(shù)，低壓管灌技術(shù)，噴灌技術(shù)，微灌技術(shù)及非工程措施的應用，形成了以節(jié)水農(nóng)業(yè)為中心的農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)新格局，現(xiàn)就節(jié)水新技術(shù)之一 ―― 低壓管灌技術(shù)在我市農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)的實踐應用介紹如下：

1 管道系統(tǒng)布置的基本原則:

1、管道系統(tǒng)布置應做到灌溉與排水、道路、林網(wǎng)、供電等系統(tǒng)的緊密結(jié)合，統(tǒng)籌安排，并充分利用原有水利和其他工程措施。

2、根據(jù)當?shù)刈匀粻顩r、水源、交通、能源、材料供應條件、經(jīng)濟技術(shù)及勞力等情況，因地制宜選擇管灌設(shè)備及材料。

3、管網(wǎng)布局力求優(yōu)化，實現(xiàn)在管線長度短、控制面積大并做到管線平順減少拐彎、起伏等現(xiàn)象，達到投資少，效益高的目的。

4、支管（田間末級地埋管道）走向應與作物種植走向和地形坡度相適應。

5、根據(jù)現(xiàn)行生產(chǎn)管理體制，確定出水口分布，使之適應用戶管理，有利于輪灌，達到節(jié)水、節(jié)能的目的。

2 低壓管灌的組成與布置：

2.1系統(tǒng)組成：

低壓管道輸水系統(tǒng)一般由以下幾個部分組成：

1、水源：主要是機井或河、湖、庫、塘等清水水源。

2、首部取水工程：主要是泵房、水泵、動力機及其配電設(shè)施。

3、輸配水管道：一般設(shè)有Ⅰ級―Ⅱ級固定輸水主、支管道，并由支管道上設(shè)置豎管通向地面的出水口。

4、給水裝置：出水口的給水裝置一般采用消防用給水栓。

5、安全保護裝置：常在管道的首端或特殊部位設(shè)置排氣閥或調(diào)壓閥。

2.2管網(wǎng)的布置

現(xiàn)水源以機井為例，根據(jù)井的位置、控制范圍、地面坡度、田塊形狀、作物種植方向等條件，一般布設(shè)主要有以下幾種形式：
    1、水源（機井）位于田塊的一側(cè)，常采用“―”字形、“T”字形、“L”字形三種形式。這三種形式適合單井出水量在20～40m³/h，控制灌溉面積50～100畝(旱作物)，田塊的長寬比不大于3的地塊。

2、水源位于田塊中心
　　常采用“H”形，亦可采用環(huán)形。這兩種形式適用于單井出水量40～60m³/h，控制面積100～150畝，田塊的長寬比≤2的地塊。當長寬比＞2時，宜采用長“一”字形布置。
　　3、水源位于田塊一側(cè)，但控制面積較大成近似方形地塊，作物種植方向與灌水方向不同時，可布置成梳齒形(或環(huán)狀網(wǎng))、魚骨形(或環(huán)狀網(wǎng))兩種形式。適用于單井出水量60～100m³/h，控制面積150～300畝，田塊的長寬比約等于1的情況。

3 管道輸水灌溉的設(shè)計流量

管道輸水灌溉設(shè)計流量是指灌水時期管道所需通過的最大流量，它是由水源條件、作物灌溉制度、管道工作制度、灌溉面積、作物種植結(jié)構(gòu)等因素綜合考慮確定，它是管網(wǎng)布置、管徑選擇、管材強度復合、管道水力計算等主要依據(jù)。

4 管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計與管徑的選擇

管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計主要是優(yōu)化管網(wǎng)布置與各級管道管徑的選擇（包括各級管道的布置、走向、間距、條數(shù)、長度、分水口個數(shù)及田間分布與各級管道的管徑作為優(yōu)化分析的決策因素）。各級管道、管徑的多種組合中，從中可篩選出一種最優(yōu)管徑的組合，使之實現(xiàn)效率最高總投資最低的效果。

優(yōu)化設(shè)計師分析社會投入及產(chǎn)出大小的一種手段可以采用不同的經(jīng)濟指標作為優(yōu)化分析的目標，如在費用一定的情況下，效益最大或在經(jīng)濟效益一定的前提下，投資最小，經(jīng)濟效益與費用比最大。

5 設(shè)備及材料

1、主要設(shè)備。包括水泵、電動機，根據(jù)灌溉控制規(guī)模一般配備2臺套，以提高灌溉保證率，自動化監(jiān)控變頻系統(tǒng)一套。
　　2、管材與管件。是系統(tǒng)輸配水管網(wǎng)重要組成部分，根據(jù)低壓管灌特點，要求管材與管件須承受一定的內(nèi)水壓力（一般選用０.６MPa），又耐腐蝕抗老化性能好、價格低廉、施工安裝簡便的管材。目前低壓管道系統(tǒng)中的管材、管件普遍選用聚氯乙烯(UPVC)材料，其耐壓性能高，且價格也較合理適中。主要管件有：接頭、三通、彎頭、堵頭、給水栓等。

3、費用測算。

根據(jù)我市2011年新沂市土地治理項目區(qū)實施情況，以低壓管道灌溉300畝，管道、配件及配套的水泵相關(guān)費用約10.2萬元，土方約0.5萬元，安裝費、管理費用及稅金合計2.2萬元，總計投入資金12.9萬元，畝均投資為430元，作為一種節(jié)水、節(jié)能、節(jié)地的灌溉方式是比較理想的。
6 作用與效果
　　低壓管灌是介于管灌輸水和地面灌溉之間的一種輸水灌溉技術(shù)。其輸水方式是采用耐壓較低的管道，將低壓力水從水源輸送到田頭，然后進行地面灌溉的技術(shù)。發(fā)展低壓管道灌溉不僅具有明顯的經(jīng)濟效益，且對保護農(nóng)田生態(tài)環(huán)境十分有益，其產(chǎn)生的社會效益也是十分顯著的。
　　1、節(jié)水節(jié)地。低壓管灌集合了管道灌溉的全部優(yōu)點，一方面由于輸水損失少，從而大大提高了灌溉水利用系數(shù)，同土渠相比，灌溉水利用系數(shù)一般可提高30%以上，按平均年灌溉定額680m³/畝計，則年畝節(jié)水量達到200方以上；另一方面由于改明渠為暗灌，不僅節(jié)約了耕地且減少了明渠交叉建筑物的配套，經(jīng)測算同其他明渠相比，一般可提高耕地利用率5～8%，降低交叉建筑物配套成本30%以上。
　　2、節(jié)能高效。低壓管灌最大特點是采用低壓輸水(系統(tǒng)最大工作壓力一般不超過0.2MPa)與噴微灌相比壓力水頭大大降低，因而節(jié)能可在50%以上。此外，由于水流速度快，灌水效率高，也進一步縮短了灌水周期。
　　3、適應性強。受氣候、地形、作物分區(qū)、灌水時間等因素干擾少，且同噴灌、滴灌相比，單位面積投資較低、使用技術(shù)簡單，便于管理，運行費用少，易于推廣。
　　4、利于保護生態(tài)環(huán)境。由于低壓管灌輸水管道全部埋于地下，不存在明渠硬質(zhì)化后有益生物被分隔和難以愈越而造成的死傷現(xiàn)象。
 7 結(jié)論與建議
　　綜上所述，由于低壓管灌經(jīng)濟實用，加之產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整，隨著經(jīng)濟類作物的面積不斷增加，其在農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)項目區(qū)推廣的面積比例逐年增大，給農(nóng)民帶來了不少經(jīng)濟效益，因而在今后的農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)工程實施的道路上，低壓管灌必因其優(yōu)越性將繼續(xù)發(fā)揮在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中起到的示范作用而得到推廣。但從該灌溉技術(shù)本身特點看，低壓管灌技術(shù)也存在一定的局限性，這主要表現(xiàn)在：一是與襯砌渠道相比，控制灌溉面積比較小，能耗相對較高(一般高出10～20%)；二是低壓管灌是集機電系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和輸配水系統(tǒng)于一體的綜合性技術(shù)，其機電安裝、管道鋪設(shè)技術(shù)要求較高；三是受管道流量限制，必須實行輪灌，配水灌溉管理要求較高。為此在適用范圍上建議。
　　1、區(qū)域范圍 應更多地應用于井灌區(qū)和砂土地區(qū)小型提水灌區(qū)，控制灌溉面積在200～300畝左右為宜。
　　2、使用對象優(yōu)先用于農(nóng)業(yè)示范園區(qū)，尤其適用蔬菜設(shè)施大棚以及經(jīng)濟作物育苗基地等。
　　3、必須明確專人管護，做到統(tǒng)一調(diào)配用水。

作者簡介：王艷麗，女，1978年1月生， 大學本科畢業(yè)，現(xiàn)在徐州市農(nóng)業(yè)資源開發(fā)規(guī)劃設(shè)計室工作，工程師，郵箱： xzacdwyl@163.com