滴灌工程设计在新疆农田水利灌溉系统中的应用

2016-03-11王金超新疆瑞祥农牧工程咨询设计院有限公司

河南水利与南水北调 2016年1期

□王金超（新疆瑞祥农牧工程咨询设计院有限公司）

□王金超（新疆瑞祥农牧工程咨询设计院有限公司）

摘要：滴灌是一种先进的节水灌溉技术，滴灌技术具有省水、增加产出的特点，是我国目前在干旱地区推行农业灌溉的重点方向，它是我国农田水利灌溉系统重要组成部分。文章重点介绍了滴灌水利灌溉系统的设计，并从项目规划和设计的角度对相应的施工方法进行了概括和总结。

关键词：农田水利；灌溉系统；滴灌工程

0引言

伴随着我国经济的不断发展，农业用水也成为亟需解决的问题之一。在我国，现代化的高效节水灌溉技术对农业发展起着非常重要的作用。为了实现农业的可持续发展，必须大力发展节水灌溉技术。当前，滴灌技术作为一项现代化的灌溉方法被广泛运用到农田灌溉中，对改善我国土壤质量、提高粮食产量发挥着极其重要的作用。中国新疆地区气候干燥、缺水，因此滴灌技术在新疆地区有着广泛的运用价值。结合不同的农业灌溉技术，不断提高粮食产量，进而提升人们生活质量已经成为当前农村地区发展的重中之重。改善灌溉质量，保证耕地产出，改善灌溉条件，正确处理好这一问题便能够较好的实现上述目标。

1农田水利灌溉系统工程的基本概况

新疆地区极为干旱，而严重缺少降水，整个新疆地区全年降水为154.50 mm，只能达到全国平均数的23%，年平均径流深只有48.20 mm，只能达到全国平均数的17%，与之不同的是，新疆还存在着严重的蒸发现象，南疆地区拥有数量众多的耕地与倾斜平原，干旱指数可以达到30以上，农业生产只能依靠灌溉技术，属于明显的干旱灌溉农业区。新疆地区的灌溉已经发展了很长时期，有利于发展当地的农牧业。但存在的主要问题是水资源分布不均，严重缺少水资源。存在于灌区内的主要水利工程是在20世纪50年代修建的，这些水利工程由于建设时间长，标准低，水库和渠首设计安排不合理，工程质量不达标，没有后续的配套工程，不能实现水土保持与管理。此地区虽然在20世纪90年代进行了后期改造，但存在的问题依然很多。

1.1农田水利灌溉系统老化现象严重

大部分的农田水利灌溉系统工程建造于人民公社时期，所以其中很大的一部分没有任何的科技含量，渗漏问题十分严重，每一条沟渠中几乎都是杂乱的泥沙和杂草，这样的局面难以满足我国农业发展的迫切要求。

1.2重视农田水利灌溉系统工程的程度不高

如今，投资建设的大型农田水利灌溉系统很大一部分建设水平依然较低，远远不能满足现代农业水利灌溉系统的需求。如今，在农田灌溉系统工程中经常会出现偷水、抢水的现象，之所以会出现这样的局面，是因为部分县水利灌溉系统缺失，并且在建设水利工程方面资金缺乏，再加上农田水利灌溉系统年久失修。

2滴灌技术原理及特点

2.1滴灌技术原理

滴灌技术是一种非常先进的新型低压节水灌溉技术，滴灌技术把有一定压力的水资源过滤之后借助管道网络系统把水均匀地输送到每一个角落中。滴灌技术在机械化配套设施的帮助之下，主要采用与小直径管道相匹配的头，这样就可以把水滴到植被的根部。同时为了减少蒸发带来的损失，滴灌技术需要进一步强化其自动化控制技术。滴灌技术能够起到较好的节水效果，能够有效的提高植被的成活率，但是在运行的过程中可能会出现因污垢而堵塞的问题，所以滴灌技术中对水质的要求相对较高。

2.2滴灌技术的特点

2.2.1节水效果好

在滴灌技术中，水的利用率相对较高，使用滴灌技术可以有效地减少水分的蒸发。此外，滴灌直接作用于植被的根部，可以有效地防止杂草的生长。并且不会产生地表径流，防止水资源的浪费。

2.2.2有效降低农药的施用量

在滴灌中还可以注入肥料，确保为植被提供充足的水分和养分，从而满足作物的要求和低吸的状态。滴灌技术中地面蒸发面积相对较小，能有效地控制湿度的区域，减少作物病虫害发生的频率，从而也就减少农药的使用量。

2.2.3提高作物品质

由于滴灌技术及时的为作物提供了水分和肥料，这样就大大的提高了作物的产量，提高了农产品的质量，使农业经济价值的大大提升。

2.2.4适应能力强

滴灌技术对于地形以及土壤的适应能力相对较强。滴灌技术可以在较大的土壤范围进行灌溉，并且能够通过滴头提供均匀有序的灌溉，所以在广大的起伏地区都可以使用滴灌技术。

3农田水利灌溉系统滴灌工程的设计方案

滴灌系统的设计需要对地形、地质进行详细勘探，要考虑当地水资源的条件以及当地整体性的气候特点，然后采用科学的计算方法对滴灌系统进行设计。

3.1滴灌工程设计的相关参数

根据相关的规则对我国滴灌技术进行了重新认知，结合国内外滴灌的经验和技术总结如下，微灌土壤的湿度比约在40% ~50%。一般来说，微灌水的利用系数在0.90左右，设计灌溉水的均匀度约在90%~95%。

3.2滴灌工程设计的目标

滴灌工程设计的最终目标是选择合理的形式进行滴灌，真正意义上的滴灌系统需要使用典型的设计作为例子，然后对灌溉的面积进行合理化的布局。

3.3滴灌管线的特点

滴头内所用的是插入结构，这是其他的灌溉技术所不具备的，因为滴头是直接的焊接在滴管的内部，所以它可以最大限度地防止损害的发生，并且还节省了空间，所采用的管线其壁厚不应<0.50 mm。

3.4滴灌管线的布置形式

滴灌管道的安排以及农作物的生长与作物的类型以及栽培的方法有着密切的关系，对于不同的作物，要选择不同的滴头类型。同时也应该考虑滴管系统的建设、管理和其他的外部因素，它们都是影响农作物的生长的因子，例如玉米、蔬菜和其他作物都属于密集种植型作物，这些作物需要的水分相对较多，所以在滴线的安装上就要格外在意，在一膜中至少需要一到两根，为了确保最佳的灌溉效果，滴灌管适用于躺在地上。

4农田水利灌溉滴灌工程设计

4.1管网布置的原则

根据作物种植以及灌溉技术的相关要求，采用符合要求的灌溉技术；结合作物种植的方向要求，确保作物水分的需求，以确保水分转移的方便性，这样可以及时有效的维护灌溉面积。管道的纵向平面要光滑，要尽可能地防止热胀冷缩以及冬季霜冻害问题的发生。

4.2管网布置的形式

如今，我国的农业灌溉技术还相对较差，在很长的一段时间内严重制约经济的发展，为了更好的推动农业的发展，同时大力提升农民的生活质量，需要进一步完善农田灌溉系统的建设。过去相对落后的技术水平，严重影响了后续的长远发展。如今，我国滴管网总体布局的形式主要是水泵与支管，然后是管线，因为我国地形相对复杂，因此所有的干管一般都使用人字形进行布局，它可以最大限度的节约水源，防止水资源的浪费。

4.3输配水管道规格

农田水利灌溉系统是一个非常重要的民生系统，其施工必须安全可靠，所以在施工的过程中要对管道的规格和材质有一个明确的标准，这个标准应根据不同地区的设计流量而制定。在正常情况下，滴灌管的材料是由低密度聚乙烯拉制而成，它的化学配方可以有效地降低对外界的破坏。同时它也包含抗老化的添加剂成分，可以有效地防止管道的老化，延长管道的使用寿命。此外，为了确保每个灌区得到水资源，应该结合当地的实际情况，在每个灌溉区域中安装一个压力调节阀，设置统一的压力，保证稳定的滴灌技术。

4.4首部枢纽设计

首先要考虑的是过滤系统，因为过滤设备一直是制约滴灌系统能否安全运行的重要保证。任何一个水域中水资源都含有一定的沉积物以及藻类和碎片。在这些漂浮物中还存有一定量的化学成分，因此首先需要确定过滤结合是否符合系统设计的要求，是否有着坚固耐用的优点。

我国现阶段相对成熟的过滤技术主要有以下几种，离心力砂石分离器外加叠片过滤器组、介质过滤器外加网式过滤器组合以及离心式过滤器组等等，这些过滤器组能够较好的适用于没有藻类的水源中。如果水中含有大量的沉积物，那么就需要使用离心过滤器组，介质过滤器组对水中的浮游植物有着很好的过滤效果。如果水质很好，可以直接使用滤水器。事实上，无论选择什么样的过滤器，目的是为更好地减少阻塞状况的发生。

4.5滴灌工程设计时应该注意的问题

首先应该根据土壤的特点对管道进行选择，管道的壁厚要均匀，要尽量选用紊流滴头结构，选择合理的毛细管直径管道，因为它们的抗堵塞性能相对较好。在管道的设计上要重点考虑如何避免滴头堵塞的问题。在设计的过程中还应该重点考虑土壤的影响，土壤要与农作物相吻合，要使用合理的滴灌管。此外，在设计的过程中还应该重点考虑成本的问题，要尽量做到滴灌系统的经济性。