从低压管灌典型设计论县域境内节水灌溉发展前景

杨 红

（蒲城县水务局 陕西 蒲城 715500）

1 县域基本情况

蒲城县地处关中东部渭北旱源，总面积1584km2，耕地面积151万亩（其中麦田面积92万亩），是典型的农业大县，也是重要的商品粮及优质小麦生产县。同时，该县又是一个水资源贫乏县，素有“十年九旱”之称，全县辖17个镇359个行政村。截止2014年底,全县总人口78万人，其中城镇人口10万人，乡村人口68万人。全县多年平均降雨量553mm，且时空分布差异较大；地表水仅有一条过境洛河，也因近年流量锐减难以继续开发利用；地下水埋藏较深，开采量也尽极限。全县水资源总量1.9亿m3，其中地表水0.4亿m3，地下水1.5亿m3，人均占有水资源量260m3，亩均116m3，远远低于省、市的平均水平，所以，干旱缺水历来是制约蒲城县农业发展的重要因素。

2 低压管灌发展现状

至2014年底，该县有效灌溉面积达到97.03万亩，占全县151万亩耕地面积的64.26%，灌溉方式以大水漫灌、渠道、低压管灌为主，其中低压管灌43.5万亩（含渠、井双灌区），主要作物为苹果、酥梨、瓜果蔬菜等经济作物。受经济条件、作物种植结构、对节水灌溉技术的发展资金投入不足等因素的限制，低压管灌占有效灌溉面积比重偏低，现有的灌溉设施、灌水方式难以满足农业发展需要。为了科学利用水资源，更好实现节水灌溉工程的普及，科学利用水资源，大力发展以低压管灌为主、其他形式灌溉补充的工程措施。

3 低压管灌典型区工程设计

3.1 基本情况

椿林镇万兴村、汉村和孙镇的黄寨村项目区位于县城东约10km，西禹路两边，交通便利。涉及6个自然村12个村民小组5100人。人均纯收入4000元以上。项目区位于我县中部黄土台塬区，地势西北高东南低，海拔高程480m～500m，地形高差20m，塬区地形平坦，土层深厚，土地肥沃。属暖温带大陆性季风气候区，多年平均降雨量530.8mm，且降雨时空分布不均匀，60%降雨集中在7、8、9三个月，多年平均蒸发量1214mm，日照时数2459h，光热资源充沛。光热和地形条件均利于复种和高效作物生长，近几年酥梨、苹果、葡萄等高效农业发展迅猛，成为当地的主要产业。项目区地下水含水岩组为中更新统黄土状土夹古土壤层，下更新统、上更新统细粉砂，多年平均地下水位埋深80m～100m。水质较好，满足农业灌溉用水要求。

目前项目区作物为酥梨，灌溉水源为洛河水和黄河水，属石羊抽水站和二黄的双灌区，但两个水源在干旱年份，特别是用水高峰期，均无法保障农作物对水量的需求。再加之河水灌溉的果品质量差，当地群众多年经验以井水作为补充灌溉的酥梨果品产量高、品质好，商品率、经济效益特别显著。

3.2 典型区选择原则

一是因地制宜，从实际出发的原则；二是突出重点，先易后难的原则；三是集中连片，规模开发的原则；四是注重效益，整合项目的原则。椿林镇在近年来的发展模式、灌溉方式、规模、水资源条件和所在区域的地形地貌、规划工程结构具有一定的代表性。依据当地农业规划、作物种植结构和项目区现有资源优势，决定以酥梨为重点发展当地经济作物。

3.3 工程规划和管网布置

规划项目区涉及的果园面积3100亩，长×宽为1700m×1220m。区内地势平坦，田间最大高差一般在20cm以内。项目区内现有6眼机井，计划新打机井4眼，新打井的出水量30m3/s，单井控制面积为155亩，共控制1550亩。渠灌区新建20m3蓄水池1座，控制1550亩，根据区内作物种植现状配套布设管网。种植酥梨，果树株距3m，行距4m。

工程总体布置包括水源工程、首部枢纽和田间管网工程。水源分为地表水和地下水。地表水的灌溉水源为洛河水和黄河水，从灌区斗渠引10m渠道（D60U型）到蓄水池，通过水泵提水到田间管道；低压管灌系统的水源为机井，井水以自压方式向作物供水。首部枢纽包括计量设施、控制设施等。输配水管网依据项目区作物种类和布局，结合机井位置，本着节能、省工的原则，通过方案比较，确定本系统设置干管、支管两级配水。输配水干管沿地势较高位置布设，支管垂直干管或分干管布置。管网采用树枝状布置。

根据项目区分布，项目区低压管灌面积3100亩由10眼机井和渠道供水的1座蓄水池控制。从水源处向南、北两个方向分别布设干管 (井灌 Ф110PVC、渠灌Ф200PVC管道)，干管走向与作物种植行平行，支管(井灌Ф75PVC、渠灌Ф160PVC管道)垂直于干管，东西方向布置，沿干管每50m～150m布设一条支管，支管上每60m～62m布置出水桩一个。单井控制范围共布设干管1条，干管南北走向，支管垂直于干管布置，为东西走向。每条干管共布置支管三条，支管上间隔60m布设出水桩一个，每条支管5个出水桩，共18个出水桩。干、支管为PVC管，均埋设于地下。干管为Φ110PVC管道，支管为Φ75PVC管道，典型单井详见图1。

渠灌区蓄水池控制范围内共布设干管1条，干管南北走向，支管垂直于干管布置，为东西走向，支管上间隔62m布设出水桩一个。干、支管为PVC管，均埋设于地下。干管为Φ110PVC管道，支管为Φ75PVC管道。典型渠灌详见图2。

3.4 灌溉工作制度和流量确定

图1 典型单井布置详图

典型区为渠井结合灌区，其中1550亩由地表水进行管灌，其余1550亩为井灌区。根据项目区酥梨的灌溉制度和灌水时间要求，井灌区单井控制155亩，10眼机井共控制1550亩，单井控制范围内布设干管1条，支管垂直于干管，沿东西布置支管三条，共18个出水桩，同时开启3个出水口，每个出水口设计流量为10m3/h，轮灌顺序见下表1。渠灌区分南、北两区，由1个蓄水池控制1550亩，沿南北布设干管1条，支管垂直于干管，南区沿东西各布置支管7条，87个出水桩，同时开启7～8个出水口，每个出水口设计流量为20m3/h。渠灌区南区轮灌顺序见表2，北区渠灌区轮灌参照南区。

图2 典型渠灌布置详图

表1 单井低压管灌区轮灌顺序表

表2 渠灌区单蓄水池低压管灌区轮灌顺序表

4 低压管灌灌溉方案优点

该项目区选择低压管灌的高效节水灌溉方式，与原渠水漫灌相比具有成本低、耗能少、简便易行等特点，是一项提高灌溉水利用率、节约灌溉水量的工程形式。主要体现在：（1）节水节地，低压管灌集合了管道灌溉的全部优点，一方面由于输水损失少，从而大大提高了灌溉水利用余数，同土渠相比，灌溉水利用系数一般可提高30%以上；另一方面由于改明渠为暗灌，不仅节约了耕地且减少了明渠交叉建筑物的配套，经测算同其他明渠相比，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）节能高效，低压管灌最大特点是采用低压输水(系统最大工作压力一般不超过0.2MPa)与喷微灌相比节能在50%以上。此外，由于水流速度快，灌水效率高，进一步缩短了灌水周期。（3）适应性强，受气候、地形、作物分区、灌水时间等因素干扰少，且同喷灌、滴灌相比，单位面积投资较低、使用技术简单，运行费用少，易于推广。（4）利于保护生态环境，由于低压管灌输水管道全部埋于地下，不存在明渠硬质化后有益生物被分隔和难以愈越而造成的死伤现象。

5 节水灌溉的发展前景

蒲城县的灌溉水源主要以黄河、渭河、洛河水为县域境内的主要灌溉水源，机井为补充灌溉水源。在干旱年份，特别是用水高峰期，河水和井水均均无法保障农作物对水量的需求。且由于近年来由于大量开采地下水，导致地下水位持续下降，在集中开采的区域形成的地下水位下降漏斗逐年扩大，境内的袁家坡、温汤、常乐泉群流量已完全消失，更由于过量开采，开始出现水位持续下降和水质不良变化。而低压灌溉适应性强，实现了节水节地、节能高效的社会效益、有利于保护生态环境，因此发展低压管灌成为蒲城县解决水源问题发展经济的一个有力举措。陕西水利