低压管道输水灌溉配套田间闸管技术应用

□胡志远 □赵东生 □沈 玮（许昌市农田水利技术推广站）

低压管道输水灌溉配套田间闸管技术应用

□胡志远 □赵东生 □沈 玮（许昌市农田水利技术推广站）

通过低压管道输水灌溉配套的田间闸管技术研究，采用系列化的分体式给水栓，半圆环刀型开孔器、快速活堵头、滚移式卷放弃、推拉式闸板、喷水带快速活接头等关键设备，集成成套田间闸管系统连接技术，与田间闸管配套的喷水带喷微灌溉系统连接技术，提出与之配套的规划设计，地面灌水和运行管理等应用技术。该技术采用硬件与软件有机结合，技术可靠性强，解决了长期困扰低压管道输水灌溉和渠道防渗的田间节水难题。

低压管道；配套；闸管；应用

经过多年的发展，低压地埋管道灌溉方式具有深厚的群众基础，以许昌市为例，低压管道输水技术应用占节水灌溉应用面积的92%，农民普遍接受使用广泛。该技术经过多年的推广应用，发现存在不少问题，比如出水口闸阀型号规格标准不统一，型式繁杂，有的体积大易损毁，使用中堵塞、被盗丢失等。出水口连接管技术落后，漏水等问题亟待改善提高。而对其使用中的关键技术完善提高，有利于提高生产效率，群众积极性高，易接受，有较强的可行性。选择推广系列化定型的给水栓，田间成套的田间闸管系统连接技术是一项急需开展的工作，对完善提高低压管道输水灌溉有很大的现实意义;技术细节的完善提高对解决农民生产中的困难，提高生产效率都有很大作用。另外，高压管道输水技术节水效率较低，它只解决了从水源到田间的水损失，出水口间距一般为40～60m，出水口到田垄还是地面输水，水损耗较大；低压管道输水灌溉田间闸管技术不但完善提高了给水栓、出水口、出水口衔接、出水口防堵等技术环节，更重要的是较好解决了上述问题，提高了节水效率。低压管道输水灌溉配套的田间闸管技术运用条件与我市类似，能较好的解决我市的低压管道技术升级，实践证明技术实用、成熟，有利于我市该技术的升级改造，有着很大推广应用潜力。

一、示范应用地点

示范推广地选定在许昌市许昌县苏桥镇曹塞村苗木示范园，示范面积40hm2。示范区属半城半农的典型城郊型农村，农业生产条件良好，水利化程度较高，具备运用管理较先进水利设施的基本条件。

示范区内耕地地势平坦，土壤为粉质土壤，土地肥沃，地下水埋深5m，水资源丰富，光照充足，气候温和，四季明显，多风，无霜期214d，多年平均降雨量675mm，年内分配不均。

根据示范区具体情况土壤容量取1.46g/cm3,田间持水量为24%,计划湿润层深度按种植苗木的根系平均深度50cm,适宜土壤含水量上限取田间持水量的80%,适宜土壤含水量下线取持水量60%,喷洒利用系数取0.9。

示范区内有机井6眼，井深40m，井径42cm，水质洁净，水井出水量20～32m3/h，抽水含砂量均＜1/10000(体积比)。

该示范区为不规则南北狭长地带，南北长3260m，东西宽95m左右，苗木沿东西方向种植，为三年生石楠木。

二、示范应用情况

（一）田间闸管系统组成

1.输水软管

在软管的材料配方中加入浅性低密度聚乙烯，经权威检测部门测试，闸管输水软管的各项指标均能满足使用要求。根据闸管灌溉系统产品的技术性能及田间应用考核结果，闸管灌溉系统软管的抗老化能力、抗穿刺和撕裂能力及抗低温能力等都能满足要求。

2.配水闸门结构

配水闸门是闸管灌溉系统的核心部件，其作用是将水均匀而又稳定地分配到沟畦，配水闸门的主要组成部分是闸口、压环、闸窗和闸板。配水闸门采用吸水性小，表面光泽性好的工程塑料，配水闸门中各部件与软管的连接关系是在输水软管任意指定的开孔处安装上闸口及闸窗，通过螺纹丝扣上紧压环，闸窗四方对称处及闸板端部设有卡定位置用的凸沿，灌溉时，闸板与闸窗靠小凸沿卡住使二者不能分离以免闸板丢失。配水闸门的结构设计使水流顺畅、阻力小、安装拆卸方便，可以控制流量大小、坚固耐用、安装后不漏水。配水闸门的质量直接影响到闸管灌溉系统的工作情况，使用寿命及灌水质量。闸管灌溉系统配套的开口器操作简单方便，卷放设备，能快速铺设软管，用完后方便软管收起。

（二）闸管灌溉系统安装

一是从低压输水管道出水口引水，出水口的外径小于输水软管的直径，出水口靠近地面；二是将输水软管双折加厚在出水口上，然后用管箍套上扎紧；三是铺设闸管使其贴近畦口，尽量顺直，铺放闸管位置的地面平坦，沿管线整理出一凹槽，使管道铺放在槽内，每隔5m在管道上压放一点土，防止管道被风掀动或移位；四是根据输水管进水流量大小确定打开闸门的个数，开始田间灌溉。

（三）闸管灌溉系统管理使用

一是根据出水口流量及水头，可同时打开适当数量的配水闸门，在保证灌溉水入畦的单宽流量≥3L（s·m）下尽可能多开；二是闸管灌溉系统灌水时一般以离出水口的最远端开始，分组进行浇灌，根据作物需水量确定灌水时间，两组之间转换时，先打开下一组闸门，然后再关闭上一组闸门；三是为保证配水闸门出水量均匀，应适当调节配水闸门开度，即最远端开度最大，沿进口方向逐渐减小开度；四是严禁在运行过程中关闭所有闸门，以防止输水软管爆破；五是使用完毕后，简单清洗闸管灌溉系统，用卷放器卷盘存放。

三、田间闸管系统应用经济与效益

（一）闸管灌溉系统应用投资分析

1.闸管灌溉系统材料费

闸管灌溉系统的材料费包括软管和闸门两部分，以100m长的闸管灌溉系统为例，其闸门间距为1.5m,需要闸门66个，则一套闸管系统的材料费用如表。

闸管系统的材料费用表

2.每套闸管灌溉系统的控制面积

闸管灌溉系统的控制面积与闸管灌溉系统长度、灌水沟长、轮灌期内系统移动次数有关。根据初步试验，在现在常规土地平整条件下灌水沟长度可达到100～150m。在一个轮灌期内一套闸管系统的移动次数越多，控制面积越大；相应移动次数增多，劳动强度增大，同时也容易损伤软管；一般情况下，在一个轮灌期内闸管灌溉系统的移动次数应控制在2次之内。

3.投入分析

应用闸管灌溉系统的投资包括管道、闸门及低压管道投资，低压管道部分属固定投资，一次投资，长期受益。这里仅计算闸管灌溉系统本身的投资。

计算闸管灌溉系统的投资，不仅要考虑自身的材料费用，移动次数，控制面积，还要考虑系统的使用年限。从国内外的经验看，在正常使用和保管的条件下，闸管灌溉系统的使用年限为3年左右。

由以上可知，长度为100m的一套闸管系统，按使用年限3年，一个灌期内移动2次，灌水沟长度平均按75m计算，则每公顷投资为297元，则每年每公顷投入96元。

（二）产出分析

由于用闸管灌溉系统代替毛渠，减少了毛渠的渗漏损失，较好地实现了控制沟灌，避免了串灌和漫灌现象。初步示范结果表明，闸管灌溉系统与纯低压管道灌溉相比，每公顷每次灌水节水在60m3左右。该苗木基地为石楠林苗木，正常年度每年灌水3次，则每年每公顷节水180m3，按每吨水0.3元计算，则每年节约69元。

再者由于田间闸管灌溉系统有效地实现了田间控制灌溉，使田间水利用率达到80%，而且具有减少田间毛渠及田埂占地等优点，按沟（畦）长50～100m，取中间值75m,则每公顷节省毛渠134m。按毛渠及田埂宽1m，则每公顷节约田地134m2，节约使用土地1.33%；按每顷每年苗木利润3万元，则可多产生效益399元。

此外闸管灌溉系统还具有减轻劳动强度，灌水速度快等优点，如按每次灌溉一公顷苗木节省一个劳动力，每个劳动力日工资50元，每年可节省劳动力成本0.005×3=0.015万元。

四、结语

通过新技术示范应用，整个技术体系水平有了整体提高，相比低压管道输水灌溉系统节水率提高了11%，灌溉水利用系数提高0.09，节约使用土地1.33%。综合以上投入、产出分析，应用闸管灌溉系统比单纯用低压管道输水每公顷每年可产生经济效益:0.015+0.0399+0.006-0.0096=507元。通过示范引路，带动整体低压管道灌溉技术有一个总的提高，更有不可估量的社会效益。

2010-06-30