眉县万亩微喷灌工程建设与推广应用

付有全 孟宝生 于亚旺

（眉县水利局 陕西 眉县 722300）

眉县地处关中西部秦岭北麓，近几年来以猕猴桃为主导产业，发展面积29.4万亩。猕猴桃灌水次数较一般农作物多，且灌水集中，周期短，要求高，因此发展高效节水灌溉势在必行。2013年在小型农田水利重点县项目建设中，集中连片实施了10900亩微喷灌工程，取得了良好的效果，为全县农田水利现代化发展起到了巨大的推动作用。

1 微喷灌工程概况

眉县万亩微喷灌工程位于首善镇第五村、杨千户村和五坳村，涉及3个村10900亩耕地。项目区地处渭河南岸二级阶地区，属石头河水库西干灌区末端，长年不能供水灌溉。地下水含水层厚度较大，透水性良好，埋深4m～10m，地下水资源量为985万m3，可开采利用量690万m3。该区猕猴桃面积占90%以上，为农民增收主要途径。

项目区水源全部采用地下水，以井为单元，共设计和实施微喷灌系统49处，其中自动化微喷灌工程11处，手动微喷灌工程38处。工程共新打和改造机井49眼，建设枢纽控制工程49处，埋设φ110～φ63主支管道 274.19km，架设 φ20毛管1020.61km，地埋信号线25.37km，微喷头17.94万套。

2 微喷灌工程推广应用技术要点

2.1 工程方案的比选

眉县在2009年～2012年先后实施了喷灌、天插式微喷灌、倒挂式微喷灌、滴灌等形式节水灌溉工程3处，共2640多亩。通过以上实施工程比较分析，喷灌和天插式微喷灌可以对作物叶面进行喷灌，但蒸发量大，水损严重，作物根部不能得到及时灌溉；滴灌只能对作物根系进行局部灌溉，适合西瓜、草莓、葡萄等不能向叶面喷水作物的灌溉，可避免病菌感染，但耕作影响较大；倒挂式微喷灌不仅能使农作物根系充分吸收水分，夏季高温时还可降温，改善田间小气候，提高作物品质，冬季还可防霜冻。通过对比，结合猕猴桃生长习性，认为在猕猴桃地里使用倒挂式微喷灌比较科学合理。

2.2 水源工程

水源工程都采用机井，主要是新打机井和改造利用原有机井。机井深度一般在120m～150m左右，单井出水量要求不于少50m3/s。新打机井的布局根据村组灌溉面积、周围井位的距离确定新打水源井位置，确保分布均匀，规划合理。改造机井要充分考虑出水量，出水量须达到设计要求，在此基础上对机泵设备进行更换和配套，满足工程运行要求。

2.3 管道工程技术

2.3.1 沟槽开挖

沟槽深度主要满足管道及设备安装的要求，并尽量避免伤及猕猴桃根系。沟槽应顺直开挖，沟槽内不能有坚硬杂物；过路沟槽的深度应符合路基承压要求，并应安装大于管道口径的砼管道予以保护。

2.3.2 管道安装

主管道设计一般平行于猕猴桃种植方向，支管道应垂直于猕猴桃种植方向，特别注意的是应在管道最高处根据地形和管道长度设置进排气阀、在管道最低处或末端设置排水阀，管道安装后必须做通水试验，试验合格无漏水时才能回填管沟。主管道采用PVC管材，支管道采用PE管材，承压不小于0.6Mpa；毛管采用灌溉用低密度PE管材，承压为0.4Mpa。PVC管材采用承插胶粘式安装，PE管材采用热融对接式安装。

毛管安装平行于猕猴桃种植方向，每6m布设一条，实行隔行布设。安装时应在猕猴桃架上提前安装固定毛管的钢绞线。毛管应用专用捆扎绳或细铁丝固定在钢绞线上，捆扎时松紧应合适，防止变形和脱落。

2.3.3 微喷头安装

微喷头设计出水量为120L/h、喷洒半径为4.5m的喷头，配备40cm长的φ6微管及连接口、防滴器、重锤等。安装微喷头之前，应对所有干、支、毛管注水冲洗，清除管内的泥砂和异物，避免杂物堵塞喷头。喷头安装间距为5m，喷洒达到全覆盖。微喷头区域边界和特殊点喷头的安装位置应考虑定位的合理性，防止出现边界漏喷或喷洒出界现象。

2.4 首部枢纽工程技术

首部主要由控制系统、过滤系统、加压装置等组成。枢纽工程是整个微喷灌工程的核心，设备的选用、相互间的配套等直接影响着工程的使用和效果，

2.4.1 控制系统技术要点

控制系统是整个灌溉工程的操作系统，又分为手动控制系统和自动化控制系统。手动控制系统主要考虑启动设备、控制房各种电气设备，比如水泵、加压泵、变频器等，确保这些设备正常运行，并在电压不稳时及时保护，在灌溉时需要人工打开田间灌溉区域控制阀门；自动化控制系统增加了自动控制装置，装置控制计算机，管道上利用电磁阀自动控制，将喷灌灌溉系统输入操作系统，开启电源后由计算机自动控制相关设备，并安装出水量传感器、压力传感器、信号线、电磁阀，整个控制系统可按设计程序进行区域灌溉、自动加压、自动冲洗过滤器等，装置温度传感器和湿度传感器后，可以根据温度和土壤湿度进行适度灌溉。

2.4.2 过滤器系统技术要点

该项目区全部采用地下水，水质较好，但地下水含砂量较多。过滤器设置为两级过滤装置，第一级为离心式过滤器，将较大的砂石通过水运动的离心力过滤在沉砂罐中；第二级是筛网式过滤器，通过120目筛网将细小的砂粒过滤，定期要对筛网进行冲洗或自动反冲洗。

天然气作为优质一次能源，具有能效高、污染物排放少等优点。天然气发电与燃煤机组大气污染物实际排放量对比见表2。

2.4.3加压设备配套要点

微喷头运行工作压力为0.25Mpa，因此一般在过滤装置后配备加压设备，即在首部工程主管道上安装一台加压泵，加压泵靠近泵入口处安装真空表和出口处安装压力表，这些仪表有利于检查加压泵的实际运行状况。

3 微喷灌工程建设经验

3.1 强化项目技术管理

在施工中，要求施工单位、监理单位人员加强对节水技术的学习，对节水设备与产品使用性能全面了解和掌握，严格按技术规范要求施工。在技术服务措施上，我县与西北农林科技大学水利水电学院签订了《技术支持与合作协议书》，由西农大节水灌溉专家组进行技术指导。同时，组织建设单位、施工单位、监理单位在杨凌现代农业示范园等参观学习，面对面的向专家了解微喷灌工程技术要求。

3.2 材料与设备的质量是工程建设成败的关键

制定了相关质量管理办法，要求使用的管材必须是国家节水产品认证的厂家管材，材料进场后由材料厂家、施工单位、监理单位、建设单位共同抽检，送省级质量检测机构检验，检测结果合格方可使用。主要设备如水泵、控制系统、过滤器、加压泵等采购时，严把采购关，由施工单位、项目办、监理三方共同认定，不合格的设备坚决不得使用。

3.3 按程序要求认真验收

在验收时严格按照程序规范检查，对电气设备工程逐一试运行，在规定的时间内查看运行情况；对管道工程通水试验，检查有无跑漏现象，闸阀控制是否灵敏；对首部枢纽工程进行运行检查，查看控制系统、过滤系统、加压及变频装置运行是否正常，能否满足工程运行需要，保证整个微喷灌工程建设良性正常运行。

3.4 加强运行管理

工程建成后，将工程移交镇村，由镇村成立用水组织，制定具体的管理制度、灌溉管理办法、水费计收与使用管理规定等制度，并对管理人员进行培训。一是各村组以村组干部为主，确定管理人员成立专管机构。管理人员要固定，特别是微喷灌工程，每个灌溉系统至少确定2名管理人员。二是管理组织要制定详细、可行的管理制度，确保微喷灌能正常发挥效益。必须接受水行政管理部门和镇村监督，根据实际情况确定合理水价，水价应含水费成本、管理人员工资及日常维修养护基金。三是村组落实的管理人员，要有服务意识，责任心强，服从管理，维护灌溉秩序，做到灌溉公平公正、安排合理，必须爱护水利工程，管理期间确保工程安全。四是印制了《眉县微喷灌工程操作手册》，对工程管理人员进行集中培训、现场操作培训，确保工程正常运行。

4 工程建设成效

4.1 节水效益显著

4.2 灌溉周期缩短

未建设微喷灌工程前，灌溉每亩地需要1.5小时左右，200亩耕地轮灌一次需要12天～15天。但使用微喷灌工程后，一次一个轮灌区可开启15亩～20亩，每个轮灌区灌溉6个小时，灌溉200亩猕猴桃不到3天时间，大大减少了灌溉时间，缩短了灌溉周期。

4.3 灌溉成本降低

采用微喷灌灌溉后，省时省人省钱，节约了大量的劳动力。微喷灌工程以一个井为独立单元，可控制150亩200亩耕地，灌溉时一个管理人员完全可以操作，无须像过去大水漫灌时看水、放水、田间浇地都需要人，节省的人力可以干别的农活，在人力、电力、水资源等方面大幅降低，社会效益非常显著。

4.4 作物产量与品质提高

微喷灌工程能适时适量灌溉，适合猕猴桃喜水但怕水的习性，有利于猕猴桃生长，可提高产量10%以上。同时对改善田间小气候有明显作用，夏季高温时，可增加田间湿度，降低温度，减少果实日灼，果实品质得到提高；冬季使用增加田间湿度后，可降低霜冻对作物的损害。采用微喷灌灌溉后猕猴桃果实表面干净、奇形果少，商品率提高。

经过实践，微喷灌工程技术的应用，给当地群众带来了实惠，不但解决了灌溉困难问题，还提升了果实品质，有力地推动了农田水利现代化的发展，通过实践应用，猕猴桃园地建设微喷灌灌溉技术值得全面推广。陕西水利