节水灌溉滴灌工程田间管网设计

吴卫江

（额敏县额敏水库管理站 新疆 额敏 834600）

滴灌是按照作物需水要求，通过低压管道系统与安装在毛管上的灌水器，将水和作物需要的养分均匀、缓慢地滴入作物根区土壤中的灌水方法。该方法不产生地面径流，不破坏土壤结构，蒸发损失小，且几乎没有深层渗漏，易于在土壤内部营造适宜作物生长的水、肥、气、热良好环境，是当前广泛推行的一种节水灌溉模式。新疆额敏县郊区乡农业高效节水建设项目实施方案主要实施滴灌系统26个，共计22184亩。

滴灌系统主要由首部枢纽、田间管网和滴头三部分组成。首部枢纽主要指水泵、过滤器等，完成抽水、施肥、过滤，并以一定的压力将一定数量的水送入干管；田间管网包括干管、支管、毛管以及必要的调节设备(如压力表、闸阀、流量调节器等)，其作用是将加压水均匀地输送到滴头；最终通过滴头的微小孔道，将水分和养分以点滴的形式滴入土壤中。田间管网的布置是滴灌工程的中心，其投资占整个工程的大部分，而且管网布置不仅要达到管路短、投资省、效果好、结构简单、利于管理操作的要求，还要适应农作物的种植生长需水要求，并且要保证运行安全。所以管网布置要因地制宜进行铺设，要考虑地块形状、坡度、水源位置，以及作物种植结构、气候条件等因素，因此，其优化设计颇为复杂。

1 工程概况

额敏县郊区乡农业高效节水建设项目实施方案主要实施滴灌系统28个，共计22184亩。根据项目区的地形特点，将原有的条田进行集中连片，根据不同形式划分系统，能引用地表水的尽量引用地表水，现已打好机电井拉好电缆的进行地下水灌溉。其中地下水加压13946亩，地表水加压8238亩，主要分布在额敏县郊区乡巴尔鲁克库热一村、三里庄村两个生产队，其中巴尔鲁克库热一村16个滴灌系统，面积11200亩，其中地下水加压系统14个，地表水加压系统2个；三里庄村12个滴灌系统，面积10984亩，其中地下水加压系统8个，地表水加压系统4个。项目区主要种植打瓜、玉米、甜菜、番茄等作物，全部采用滴灌灌溉方式，林带采用地面灌方式。

2 滴灌管网布置

2.1 管材比选

管材的发展已有多年的历史，各种管材均有其不同的应用领域及适用范围，本阶段初步选用的管材有PVC-M管、PVC-U管、PE管。现分述如下：

2.1.1 PVC-M管

该管材通过对原材料的改性，在保持PVC材料高强度特性的同时，增强了材料的延展性和抗开裂性，具有更好的韧性和高承压能力，采用无铅配方和先进的加工工艺挤出成型的具有高抗冲击性能的新型管道。

①该管材有优异的韧性和抗冲击性能。与同规格的普通PVC-U管材相比，抗冲击性能显著提高，能更有效地抵抗点荷载和地基不均匀沉降。②重量更轻，更便于安装。与同规格同压力等级的普通PVC-U管相比，产品壁厚更薄，更方便搬运、安装、运输和维修。③抗水锤能力提高。可以有效地抵抗水锤，杜绝管线在运营过程中的破坏。④耐环境开裂的性能提高。有效抵抗安装和运输过程中对管材的外力冲击。⑤耐化学腐蚀性能强。管材具有较强的耐化学腐蚀性，可用于任何适用于普通PVC-U管道的场合，但PVC-M管造价比PVC-U管高。

2.1.2 PVC-U管

该管材有重量轻，搬运装卸便利，施工方便，降低施工费用等特点。管材采用柔性连接，胶圈密封，安装简便，节省费用。管材内外壁光滑，不宜结垢，节省输水动力费；具有良好的耐酸、耐碱、耐化学腐蚀性能，使用中不会出现点蚀现象；对水质无污染，符合饮水卫生标准；机械强度高，正常工作压力下，使用寿命可达50年。但管材较脆，容易变形，韧性和抗冲击性能较差。PVC-U管可满足地埋管材的各种设计要求，造价较PVC-M管低。

2.1.3 PE管

PE管有卓越的耐腐蚀性能，可耐多种化学介质的腐蚀，无电化学腐蚀，内壁光滑，摩擦系数极低，介质的通过能力相应提高，并具有优异的耐磨性能。PE管道可安装在潮湿等易腐蚀的环境下。PE管还具有长久的使用寿命，在正常条件下，寿命最少达50年。PE管道良好的柔韧性，使管道可以轻易地沿着管沟地势安放，容易避开敷设过程中的障碍物。PE管采用电熔焊接和热熔对接、热熔插接技术，使接口强度高于管材本体，保证了接口的安全可靠，熔接缝不会由于土壤移动或动载荷的作用而断开。PE管道质量轻，具有便于运输安装的特性。管材在本次项目实施中的比选见表1。

综合考虑，本次设计地埋管选取PVC-U管材，地面管选取PE管。

2.2 田间管网布置方案比选

管网布置应考虑地块形状、坡度、水源位置，以及作物种植结构、气候条件等因素。项目区总共分为了26个滴灌系统，本文以巴尔鲁克库热一村地下水加压的系统2为例，其滴灌工程面积573亩，就滴灌带的田间管网布置，主要分析了以下两种方案。

表1 管材比选对比表

表2 方案比选表

2.2.1 方案1

干管南北方向布置，分干管垂直于干管东西方向布置，支管平行于干管布置。此方案1条干管，5条分干管。工程建设内容为：铺设干管675m，分干管1.76km，支管5.08km，滴灌带42.98km；土建部分：管道土方开挖6087.5m3，土方回填6622.5m3，细土回填365m3。首部管理室1座，闸阀井5眼，排水井5眼。

2.2.2 方案2

干管东西方向布置，分干管垂直于干管南北方向布置，支管平行于干管布置。此方案1条干管，2条分干管，干管全长250m，分干管1.4km，支管3.8km，滴管带42.58km，闸阀井2座，排水井2座，土方开挖4125m3，土方回填3877m3，细土回填 248m3。

从项目施工期工程量大小及工程投资费用角度，对两种方案进行了比较，参见表2。

经过方案比选，方案1投资比方案2大，但方案1与现状的条田林带布置相一致，施工便捷，综合考虑后，推荐采用方案一的管网布设方案。

3 结语

额敏县是一个农牧业大县，区域内无大型工矿企业，农业在经济发展中占有重要地位，是国民经济的支柱。本次管网优化节水项目实施后，可实现作物增产，提高当地农户的经济收入；另外，本项目还可减少项目区地下水开采量，减少次生盐碱化面积等，较大幅度地提高项目区农户的生活质量，增大林地面积，有效地改善当地的生态环境。陕西水利