低压管道灌溉技术在小农水项目中的应用

2015-04-05孙新华王荣明于春香

山东水利 2015年1期

关键词：节水灌溉

孙新华，王荣明，于春香

（1.垦利县水利局，山东垦利 257500；2.垦利县水利工程公司，山东垦利 257500）

低压管道灌溉技术在小农水项目中的应用

孙新华1，王荣明2，于春香1

（1.垦利县水利局，山东垦利 257500；2.垦利县水利工程公司，山东垦利 257500）

【摘要】通过对垦利县2013年小农水重点县节水灌溉项目的实施过程及实际运行效果进行分析，总结了低压管道灌溉技术在垦利县运用的建管模式及技术要点，以期达到广泛推广该技术的目的。

【关键词】垦利县；低压管道；节水灌溉；给水栓

垦利县位于山东省东北部，黄河三角洲的最下游，农作物灌溉多采用黄河水，由于黄河水含泥沙量大、易淤积，农田多采用渠道灌溉。近几年，垦利县基本完成了主要干渠及部分分干渠的衬砌，但末级渠系大多仍为土渠。筑渠材料多为粉土、粉质壤土，土质疏松、易坍塌，导致输水过程中边坡坍塌、渗漏问题突出；黄河水泥沙含量高，大多输送至末级渠系，导致支渠、斗渠、农渠淤积，每年需进行大量清淤工作，工程管护费用高；喷灌灌溉节水、省地，但由于本地区地下水埋深浅、含盐量大，喷灌极易造成土壤次生盐碱化，农业灌溉没有得到大面积推广；同样，渗灌技术也仅在少量的温室大棚经济作物生产中应用。

1　低压管道灌溉布置

1.1工程概况

垦利县2013年小型农田水利重点县项目位于黄河大堤右岸，控制面积1620hm2，项目区沿五七干渠两侧分布，通过管道输水至田间后接软管进行灌溉。

1.2平面布置

项目区分布在五七干渠两侧，五七干渠为主水源，规划在五七干渠南侧布设泵站1座，北侧布设泵站5座，项目区共设泵站6座。项目区为低压管道灌溉，泵站提升出水后连接主管道，然后经主干管分流至分干管，分干管下设支管，支管沿排沟布设，间距100m，支管上设防盗给水栓，给水栓间距50m。

2　低压管道灌溉规划设计

2.1典型区选择及总体布局

本次工程选取1#泵站作为典型区进行规划设计，该地块面积适中、水源及作物种植情况具有较好的代表性。典型区总面积约213.67hm2，地面坡降大致为1:6000，土壤质地为砂土和砂壤土，土壤平均容重1.43g/cm3，田间持水率为23%（占土重）。该区域农作物以小麦、玉米和棉花为主，东西向种植。五七干渠，常年有水，水量有保证；沿干渠设有10kV高压线路，供电有保证。

规划管道呈“梳子”形布置，主干管沿现状排沟布设，分出4条分干管，分干管下设支管，支管沿田间排水沟布置，间距100m，给水栓在支管布设，间距50m，双向分水控制灌溉，给水栓连接移动式输水软管，每个给水栓控制5000hm2左右。在管线最高点、末端均设置排气阀，管道过排水沟时，改用钢管并加支撑；在管道最低端、末端均设置自动排水阀，每条灌溉支管首部设控制阀门。

2.2设计参数

1）设计灌水定额及灌水周期。设计灌水定额：经计算，m为645m3／hm2。灌水周期：T为10.7d，为提高灌溉保证率，取8d。

2）灌溉设计流量。经计算：Q设1为973m3／h。

3）低压管道灌溉系统工作制度。毛灌水定额：W毛为759m3／hm2。一次灌水的延续时间t次为14.5h。轮灌组的划分：N为11.6，确定分为10个轮灌组。

4）系统管网水力计算。流量的确定：经计算，各级管线的流量分别为：0.031m3/s、0.042m3/s、0.086m3/s、0.104m3/s、0.262m3/s。管径的确定：管径的大小按经济流速法确定，计算管径分别为：174mm，202mm，290mm，319mm，496mm，确定管径分别为：200mm，300mm，500mm。管网水力计算：沿程水头损失计算得，hf为12.5m；局部水头损失，在最不利轮灌组运行时，管网总水头损失为13.8m。水泵扬程确定：按使用要求规定，给水栓出口富余压力为5.0m，则水泵总扬程为18.5m，最终确定水泵扬程为20.0m，配套电动机功率为55kW。

5）水泵运行流量、压力控制。采用智能卡开启防盗给水栓电磁阀门，并准确控制出水量，达到计划用水、节约用水的目的；水泵动力电动机采用软启动，通过主供水管道上的压力传感器反馈信号，采用变频控制技术，使管线压力保持在设定的20.0m压力工作点上恒压供水。

2.3管材选择

田间地下输水管道选用管材现多为PVC管、PE管、玻璃钢管、钢管或铸铁管。据已建工程和市场价格材料分析，管道直径≥300mm采用玻璃钢管材，直径＜300mm采用PVC管材，该方案经济、技术指标最优。玻璃钢管刚度为SN5000，压力为0.6MPa；PVC管压力为0.4MPa。

2.4主要工程量及投资

1#泵站控制面积213.67hm2，共新建提升泵站1座，铺设低压管道25.07km，泵站及管网工程投资258万元，亩均投资约805元。