平湖市农田地下灌溉渠道疏通新技术

屠慧林,施宁宁

(1.平湖市独山港镇农技水利服务中心,浙江 平湖 314200;2.浙江水利水电专科学校,浙江 杭州 310018)

1 地下灌溉渠道概况

平湖市地处浙江省杭嘉湖平原,20世纪70年代,全市农业灌溉实现机电化;80年代中期开始,大力发展低压输水地下管道,至2000年底,基本实现农田灌溉地下管道化,成为全国第一个灌溉地下管道化县(市),累计建成混凝土地下输水管道2410 km,控制节水灌溉面积3.033万ha,占全市有效灌溉面积的96.8%.农田地下灌溉管道的建成,大大提高了农田灌溉效率,有效的降低了灌溉成本.有利于农时季节计划用水、合理用水、科学用水;同时消除或极大地减少了灌溉渠道的坍、漏、溢、堵[1]等难题.近年来,平湖市一如既往的把节水灌溉作为一项革命性措施来抓,大力推进以节水灌溉工程为重点的灌区改造,最终实现了全市农田灌溉地下管道化.

2 现阶段存在的问题

平湖市基本实现农田灌溉地下管道化至今已有10年之余,在这期间里,对地下灌溉管道网出现的严重老化、破损,采取了重新铺设地下管道对其改造,但由于管道铺设在地下,日常无法清理,经过几年时间,就会给地下管道造成一定的淤积,而经过长年累月地持续冲刷,管道内壁积淤越来越严重,灌溉水无法顺畅地输送.近期通过调查显示:农民灌0.067 ha田的速度比5年前多用2～3 h,每月电量也比原先净增50～80 kW◦h,生产成本逐年增加,而效率却逐年下降,给增产增收造成了负担.这表明地下管道的淤积大大降低了灌溉效率和农业效益.

地下灌溉管道出现严重淤积后,就会产生恶性循环,农田离灌溉泵站较远田块,无法供给足够的灌溉用水,导致灌溉泵站电机超时运作甚到损坏,大大增加了用电费用和维修费用,同时也会造成部分田块严重缺水,影响耕种时间,导致农作物减产减收甚至死亡.前期针对存在的淤积严重的管道,采取的措施是重新铺设地下灌溉管道.由于部分管网浇筑在水泥路下而无法取出,需要在道路二边铺设二条地下管道,一方面增加了一倍的地下管道费用,另一方面浪费了耕地面积.目前新铺设地下管道每公里价格约6万元,这笔费用对于经济较薄弱的村是一笔相当可观的数目,致使部分严重淤积管网改造受到很大的制约[2].

3 地下管道疏通新技术

3.1 新技术设计原理

地下管道疏通新技术的是由一台3.2 kW高转速电动机、几根钢丝、电缆、牵引绳、滑轮以及一些附属小配件组成[3],见图1.主要是在电动机的转动轴端安装搅动装置,电动机外廓装上4个滑轮,滑轮可以装卸,直径有7.5～16 cm不等,主要为适合各种管道尺寸施工,在电动机的未端连接电缆.施工中利用电动机转轴转动搅动装置,搅动装置把淤泥搅烂,实现泥、水混合,在水流的作用下带动泥浆流出管道.

图1 地下灌溉管道清淤机

3.2 新技术的施工方法

新技术的施工方法主要有以下几方面:第一步,施工前一天先对计划清淤的管道灌水以达到软化淤泥的目的.第二步,是对计划清淤管道的起始端用铁锹把管中的淤泥清理1米左右的距离,便于清淤设备的安放.第三步,将牵引绳的一端固定在塑料泡沫球上,并把泡沫球放入管道起始端,然后再用灌溉泵站进行灌水,使塑料泡沫球随着水流牵引着牵引绳到达管道未端,完成绳串渠的步骤.第四步,用牵引绳未端与清淤设备顶端拉环完成固定连接,并将清淤设备放入管道内.第五步,通过控制开关开启电机,电机顶端的搅动装置快速旋转,迅速搅烂淤泥,淤泥与事先灌入管道内的清水混合,形成泥浆水,流出管外.第六步,清淤过程中,机器的行走采用人力牵引向前,通过人力的缓慢拉动使清淤设备向前走动,直到管道未端,清淤完成.第七步,完成管道清理后,在渠道的未端将牵引绳等拆除,把清淤设备抬出管道并对其进行清理[4].

3.3 新技术的成功应用

2010年年初,通过较长时间的认真研究,进而进行设备配件采购,并着手制作设备,经过多次改装、调试与技术改进,于2月底终于完成第一台地下管道清淤机,并在独山港镇韩庙村高家浜灌区试验成功.该灌区灌溉面积12.6 ha,主管道为18寸地下管道,全长275 m,清淤前淤泥厚度为16 cm.进行清理后,管道恢复原有断面形状,恢复了管道的过水能力,清理效果得到了水利主管部门的肯定.在试验期间,同时组建了2个施工班组,对20名施工人员进行技术培训和安全教育.3～6月期间,共于独山港镇的周圩村、赵家桥村等7个灌区内淤积严重的地下管道进行清理,共完成清淤长度5531 m,管道直径0.4～0.9 m,涉及灌溉面积140 ha.

3.4 新技术的效益评估

经地下管道清淤后,在灌溉期间,对清淤长度为5531 m,灌溉面积140 ha的7个灌区灌溉情况进行了统计分析,具体数据分析见表1～表3.

根据上述统计表格得出以下结论:

(1)清理后,7个灌区140 ha,管道长度5531 m每年节约电耗40110 kW◦h,计16044元;节约修理费3990元;二项合计节约金额20034元,平均每公里每年可节约电费和修理费3622.13元.以清理一次可以利用12年计,每公里可节约电费和修理费43465.56元.

(2)如果5531 m渠道重新建设,按平均每公里6万元计算,需要重建费用33.18万元.

(3)清理5531m渠道物质成本82556元,加上利润和税金后为127301元,平均每公里23016元.

修理费和重建费用共计10.35万元,减去每公里一次性清理成本2.3万元,每公里可节约投入8.05万元.对全市而言,目前共有影响灌溉需要疏通的地下管道约540 km,这样算来,共节约投入为4347万元.而对于农民来说,疏通后大大节约了灌溉成本,灌溉效率也大大提高了近40%.如此一比较,表明此项新技术的发明充分发挥了巨大的经济效益和社会效益.

表1 灌区管道疏通前后数据比较表 元/0.067 ha

表2 灌区管道疏通费用节约计算表

表3 灌区管道疏通成本分析表

4 结 语

此项疏通新技术的成功研发和使用,对平湖的排灌事业是一次质的飞跃,改变了以往重复建设和巨额投资的现象,大大节约了耕地面积和工程投资.

在地下灌溉管道疏通的地下渠道淤积物中,除了淤泥外,还有相当数量的农耕瓶、塑料袋等,这些都是农户平时遗弃,也是造成管道堵塞的一个重要原因.因此,也呼吁农户不要随意丢弃此类物品.

[1]中华人民共和国水利部.SL56-2005农田水利技术术语[S].北京:中国水利水电出版社.

[2]李宗尧,于纪玉.农田灌溉与排水(农业水利技术专业)[M].北京:中国水利水电出版社.2003.

[3]彭宏才.电机原理与拖动[M].沈阳:东北大学出版社,1997.

[4]关 德,张树德,于 达.运用清洗技术疏通海底输水管道[J].管道技术与设备,2001(2):42-44.