节水灌溉技术在木垒县照壁山荒山绿化项目中的应用

桑成虎

（新疆昌吉方汇水电设计有限公司 新疆 昌吉 831100）

新疆远离海洋，气候干燥少雨，属于典型的温带大陆型干旱气候，年均天然降水量仅有171mm。根据新疆最严格水资源管理制度“三条红线”要求，大力发展高效节水灌溉，加强节水型社会建设，合理配置生活、生产和生态用水，实现水资源优化配置，降低农业用水比重，支持新型工业化和新型城镇化发展，预留生态用水，满足经济社会可持续发展及生态环境保护需水要求，控制经济社会总需水量在自治区下达的“三条红线”以内。高效节水灌溉工程的实施是进一步提高水资源利用率，进一步改善灌溉设施条件，减轻劳动力强度，发展地方经济，改善地下水超采现状的有力举措。现阶段节水灌溉也成为新疆进行荒山绿化主要采用的灌水方式。本文以工程设计实例，对节水灌溉技术在荒山绿化项目中的应用进行阐述。

1 项目简介

项目区位于木垒县照壁山。本次设计主要为解决植树造林的灌溉问题，灌溉方式的选取为滴灌。

项目区实施滴灌面积3312亩，根据项目区的地形条件，项目区分为十二个灌水分区。系统设计流量为666.67m3/h。

根据对项目区地理位置、地形地貌、地层岩性和主要用途等情况，本次设计滴灌系统的管网由输水干管、干管、分干管、支管四级管道组成。管网结构主要包括：沉沙池—离心泵—输水干管—干管—分干管—支管（φ63PE管）—毛管（φ20PE管）。林带种植模式为行距×株距=3.0m×2.0m。

2 水源工程

本次设计的水源是从木垒河渠首引水，泥沙含量较大，为保证滴灌系统使用寿命，设计采用两级沉沙池进行过滤，第一级为条形渠式沉沙池，拆除现有渠道进行修建，条形沉沙池长70m。初次沉淀后引入滴灌系统用沉沙池，即第二级沉沙池。第二级沉沙池采用双向斜跨式重力式沉沙池，池长40m，池宽7m。双向斜跨式重力式沉沙池采用水力冲沙。沉沙池工作池段前接长8.0m，宽10m，深3.0m的吸水池，吸水池采用为C20F200W6现浇钢筋砼结构，吸水池底板以上设置2排φ250～φ315PVC滤管。吸水池底板厚度500mm。各道吸水管距吸水池底排板600mm，距吸水池边墙900mm。各道吸水管通过相对应的离心泵加压进入滴灌系统的输水管，形成整体的加压滴灌供水管网系统。

净化后水通过3台离心泵（Q=224m3/h，扬程105m，功率90kW）加压后并联压入输水干管后为滴灌系统供水。

3 滴灌系统

本项目根据作物种植方面、水源情况、地势坡降等自然条件，并考虑到今后运行管理和小区灌水均匀度等因素，选择最佳管网布置方式。管网结构主要包括：加压设备—输水干管—干管—分干管—PE支管—毛管。

水源经沉沙池沉淀处理后，通过离心泵加压后，将水送入输水干管。

3.1 输水干管

输水干管东西向布置，平行等高线，输水管干管长5.6km。管径从400mm渐变到250mm。

3.2 分区干管

分区干管垂直等高线，布置在山脊线上，起到为系统分区配水的作用。

3.3 分区分干管

分区分干管也尽量垂直等高线布置，起到划分灌水小区的作用，一般间距100m。分干管末端安装相应管径的排水阀。

3.4 分区支管

支管平行于分干管布置，垂直于等高线，单向布置长50m。支管首端安装φ63PE球阀。

3.5 毛管

毛管垂直于支管，平行于等高线，双向布置，长100m，毛管间距3m。灌水器（稳流器）间距为2m，流量20L/h，工作水头为10m。一棵树保证一个灌水器。

4 针对节水建设问题提出解决方案

本次工程设计结合昌吉州及自治区已建和在建高效节水工程的实际情况，从工程的设计、施工到运行管理的各个环节，总结出存在的问题，并提出解决的方案，为今后高效节水工程建设提供参考。

4.1 施工建设存在的问题

（1）固定管道埋填不能按规范要求施工，造成管道内伤较多，对管道的使用造成隐患。

（2）由于小厂生产的管材价格比大企业低，施工单位为降低成本，往往购买小厂生产的管材和价格低廉的管件、阀门等，存在以次充好现象。造成管材的运行安全性差，管件的使用寿命短，无形中增加了维修更换的成本。

（3）管材任意抛掷、拖拉、暴晒，影响管材的使用寿命。

4.2 管理运行方面存在的问题

（1）项目受益时间短，售后服务体系不完善。

（2）灌溉设施投资产权不明晰，导致工程有人建、无人管。

（3）不能严格按设计的轮灌制度开启关闭阀门，人为造成灌水定额偏大，滴灌周期延长。

（4）灌溉期结束，管道不排水，造成管网冻裂。

4.3 管材设备方面存在的问题

（1）管道质量存在问题。

（2）管道上阀门及配件质量差，使用寿命短。

4.4 解决方案

（1）本次设计工程由于在山区，地形复杂，输水干管、分区干管、分区分干管、分区支管和毛管均采用PE100级管材。PE管具有较好的韧性和抗老化性能，采用PE管可以延长工程使用寿命。

因项目区地形、地质条件，造成管沟开挖困难，输水干管、分区干管、分干管全部铺设于地表，采用支墩固定，支墩基础低于地面500mm，支墩沿管道横向宽400mm+管道直径，沿管道纵向长800mm。管道由管箍固定在支墩上。

（2）项目属于山区绿化，地形坡度较大，为保证滴灌系统灌溉保证率和灌水均匀度，输水干管沿等高线布置，分区干管、分区分干管均垂直等高线布置，分干管末端安装相应管径的排水阀。支管平行于分干管布置，垂直于等高线，单向布置长50m，支管首端安装φ63PE球阀。毛管垂直于支管，平行于等高线，双向布置，长100m，毛管间距3m。灌水器（稳流器）间距为2m，流量20L/h，工作水头为10m。一棵树保证一个灌水器，这样的布置型式很好的利用了地形坡度，较好的保证了灌水均匀度。

（3）由于地形坡度较大，分干管上经过计算布置了减压阀，起到了控制水压力的作用，满足了管材的耐压要求。

（4）在分干管上增设球阀，控制水流因为坡度较大的原因，在重力的作用下都流向地势低的地方，而地势高的地方水量较小。在分干管上增设球阀，可以控制水量大小，以保证地势高的地方的灌水均匀度。

（5）为了系统管网安全，防止发生水锤破坏，在离心泵控制器上安装变频器，以控制闸阀缓慢启闭；在输水干管首部安装自动进排气阀，在首部蝶阀后设逆止阀。

（6）在项目招投标中明确了“灌溉企业等级制度”，保证了施工单位的施工能力和经验能够满足工程施工要求。

（7）在施工过程中，购买的管材由通过水利部节水产品认证公司认证的企业生产的产品，可以保证施工质量、材料合格。

（8）要求施工单位对管材的装卸、安装要符合施工要求。

（9）项目建成后交付木垒县林业局管理，对运行管理人员进行专业培训。

5 结束语

该项目于2013年5月底施工完毕，一次性试水成功，后期运行正常，达到了预期的效果。

随着社会的发展，水资源短缺现象日益突出，节水灌溉是灌溉方式改革必然的发展方向。高效节水工程涉及各行各业，千家万户，单靠政府行为，没有市场推动，节水必然动力不足，行之不远；单靠市场推动，没有政府引导，节水也必然难见成效。强有力的政府推动和切实有效的广大用水户的积极自觉行动相结合，才可能开创节水工作的新局面。

目前，节水灌溉工程推广取得了一定的经济效益和社会效益，希望进一步推广高效节水灌溉。将节水推向社会的各行各业，早日建成节水型社会。※

[1]王栋.节水灌溉产业存在问题及对策研究.中国水利2014（5）.13～16.