荒地镇滴灌系统设计与施工

古丽格娜·托乎达

(乌苏水利局城镇水管所，新疆 乌苏 833300)



荒地镇滴灌系统设计与施工

古丽格娜·托乎达

(乌苏水利局城镇水管所，新疆 乌苏 833300)

滴灌系统不仅能满足农作物灌溉需求，而且能减少对土地的占用，大大提高水资源的利用效率，是目前农田水利最为有效的科学灌溉方式。本文根据新疆莎车县水资源现状，结合现有农田水利灌溉设施，对荒地镇农田水利灌溉滴灌系统进行了设计和施工分析，为该地区的农田建设和生态环境保持提供了有力的保障。

滴灌；管网；施工；设计

1　项目区概况

我国传统农业灌溉模式普遍存在严重的水资源浪费、农业占地严重等现象，达不到农作物增产增收的效果[1-2]。新疆莎车县北面荒地镇，东西宽23 km，南北长28 km，耕地面积570万m2，项目区内基本平整，个别地方高低不平，有若干个大小不等的沙包和下潮地，沙包大的高3～4 m，小的高1～2 m，地势总的来讲无明显坡降，南向北坡降1/1000～1/1500，东西面几乎在同一高程面上，属典型的传统灌溉农业，且大风及沙尘暴灾害严重。长期以来，项目区地下水位较高，土壤盐碱化程度十分严重。项目区降雨量稀少，多年平均降雨量50 mm，叶尔羌河是本县唯一的地表水源，但是荒地镇地处叶尔羌河中下游，由于地势低而平坦，坡度小，排水困难。所以，大力发掘水资源利用潜力、优化供水结构、增加水资源利用效率显得非常重要。

按河流来水量对莎车县各乡镇分水比计算，该项目区在75%偏枯来水年份，分水比为3.43%，可利用地表水资源量为5300万m3。项目区用地表水进行灌溉，共有灌溉干渠23 km，支、斗渠 63 km。现有灌溉渠系网利用系数仅为37%，40%以上的支渠、斗渠直接输水进入农田，形成大水漫灌的粗放型灌溉，造成田间水量损失偏大。由于灌溉工程配套不完善，没有先进的灌溉技术，灌溉管理不科学。田间灌溉渠系大部分渠道年久失修，渠系建筑物已老化，当地农户自行修补后勉强使用。该地区原有灌溉系统存在严重的水资源利用效率低、农田占地严重以及灌溉设施落后等问题，亟待优化设计新型灌溉模式。

2　滴灌系统设计

2.1灌溉系统组成

项目区共规划200万m2棉花采用地面加压式滴灌，加压式滴灌系统包括水源设计、系统首部、管网工程、灌水器四个部分。

2.1.1水源设计

项目区以渠道水+井水为水源[3-5]，在临近的荒地渠干渠上引水，规划后更新的6眼机井布置在干渠和斗渠边上，采用混灌灌水，水源可以保证。系统设计流量是根据系统的灌水需要设计，在斗渠分水口边修建沉砂池，并在地表水不能满足灌溉需求时，采用地下水补充地表水灌溉来确保作物的灌溉要求。

2.1.2系统首部

系统首部建立在各系统条田的引水处附近，主要包括泵房、沉砂池等。设备有：加压离心泵、电动机、过滤设施、压差式施肥罐、压力表、空气阀、闸阀、水表，及安全保护和控制设施等。

2.1.3管网工程

项目区为老灌区，路、林、居民区、条田均已形成，管网按灌区地形条件条田布置，管网采用梳状单向布置，管网主要分为输水干管→分干管→支管→毛管四级结构布置。确定滴灌系统的结构为：首部→砂石+网式过滤器→施肥罐→干管→分干管→支管→毛管→滴头。干管、分干管为地埋管。

2.1.4灌水器选择

目前滴灌灌水器的形式主要有管上式和内镶式两大类。管上式滴头抗堵塞性能较好，但施工安装较繁锁。滴头露于管外，易于损坏。内镶式滴灌管(带)采用迷宫式长而宽的曲径式密封流道，在管内形成汹涌的紊流，因而抗堵性强,且每个滴头可配备两个出水口，当系统关闭时可避免土壤颗粒“吸回堵塞”的危险，使用寿命较长。技术参数如表1。

表1　灌水器技术参数

2.2滴灌系统参数设计

莎车县荒地镇属于暖温带大陆性荒漠气候，干燥少雨，项目区土壤主要是冲洪积粉土、黏土，含水量11.5%～23%、渗透系数K=2.3×10-3～4.3×10-5cm/s。入春后气温上升较快，农作物生长需水量较大，而此时降水不足，需要灌溉水补充，结合该地区实际状况，确定设计参数。

2.2.1滴灌设计灌水定额

灌水定额依据式(1)进行计算：

(1)

式中：m为设计灌水定额，mm；γ为土壤干容重，g/cm3；z为计划湿润土层深度,m；p为滴灌设计土壤湿润比,%；θmax、θmin为适宜土壤含水率上下限(占干土重量百分比)取90%和65%；η为灌溉水利用系数，0.92。

计算得：m=33.48 mm。

2.2.2设计灌水周期

灌水周期由式(2)计算：

(2)

式中：m为灌水定额，33.48 mm；Ea为灌溉时农作物最大日耗水强度，7.28 mm/d。

计算得：T=5 d。

2.2.3设计每次最大灌水时间

每次最大灌水时间由式(3)确定：

t=m SeSl/q d

(3)

式中：Se为苗圃株距，取0.46 m；SL为苗圃行距，取0.6 m；q为灌水器输水流量，取2.2 L/h；d为单株苗圃下灌水器数量，取1。

计算得：t=4.2 h。

2.2.4滴灌带布置

项目区棉花种植模式采用膜下滴灌，一膜四行，宽窄行，布设两条滴灌带，毛管间距为0.9 m,一管两行，膜间距1.45 m,见图1。

图1　项目区滴灌带布置

3　滴灌系统施工

滴灌灌溉系统施工主要包括首部系统、泵房施工安装、管沟土方工程、田间管网铺设工程施工。

3.1首部系统

抽水加压设备安装：电机外壳接地，机泵用螺栓固定在混凝土基座或专用机架上。过滤器安装：过滤应按输水流向标记安装，不得反向。施肥装置安装位置应位于过滤器前方逆止阀后方，在安装量测仪表和保护设备前应彻底除去接头、封口位置处杂物和油污，安装水表应严格按照设计要求和水流流向，且水表安装保持水平。

3.2泵房安装

施工前，根据所购水泵及电机型号，校核泵房尺寸。根据设计要求规定的泵房位置，测量并打固定桩控制泵房标高，按照设计要求定出泵房轴线，依设计要求进行放线开挖，开挖时由测量及施工人员依设计控制基底标高。基槽开挖完成后，及时进行基础处理，施工时严格按照施工配合比拌制混凝土，砖砌体按照规范及设计进行施工。

3.3田间管网铺设

管道安装：密封橡胶圈必须与管道相匹配，密封圈务必装入槽内，并不得扭曲；插头外缘应加工成斜口，并涂润滑剂，对正密封圈，另一端垫上木板，打入规定深度。阀门安装：直径大于65 mm的管道用不锈蚀的金属法兰连接；直径小于65 mm(含65 mm)的管道可用螺纹连接，并应装活接头；塑料阀门安装用力应均匀，不得敲碰。毛管安装：毛管长度必须与栽种行相适应；安装时毛管端应剪平，并防止混进杂物；毛管必须平顺铺设严禁打折。

4　结　论

通过对该项目的设计与施工，项目建成后，莎车县荒地镇水资源利用率提高30%以上，从现在的50%提高到80%以上，达到了节水、增产、提高农民收入、提高灌溉水利用率、提高单方水利用效率、减少地下水开发、提高土壤肥力、改善生态环境以及增加生态用水的目标。项目区的示范效应，为邻近水资源匮乏地区的农业发展提供了良好的借鉴作用，促进了传统农业向现代农业的飞速转变。

[1]蔡荣,马旺林,郭晓东.小型农田水利设施合作供给的农户意愿实证分析——以盐城市农田灌溉水渠改造为例[J].资源科学,2014(12):2594-2603.

[2]王金霞,黄季焜,Scott Rozelle.地下水灌溉系统产权制度的创新与理论解释——小型水利工程的实证研究[J].经济研究,2000(4):66-74，79.

[3]李国英.中国水利发展中的防洪与灌溉问题[J].人民黄河,2012(10):3-4.

[4]王全丽,郑强,许丹,等.高效节水灌溉技术在徐水县农田水利建设中的应用[J].南水北调与水利科技,2014(B02):231-232.

[5]钟美玲.浅谈农业水利灌溉模式与节水技术措施[J].农业开发与装备,2015(9):93.

Design and construction of drip irrigation systems in Huangdi Town

GULIGENA·Tuohuda

(Wusuwaterdistricttownhoses,Wusu833300,China)

Drip irrigation system can not only meet the demand of crop irrigation, but also can reduce the land occupancy,which increase water use efficiency largely and it is the most effective scientific irrigation mode so far. According to water resource situation of Yarkant county of Xinjiang, combined with the existing irrigation and water conservancy irrigation facilities, this paper analyzes the design and construction of agricultural water conservancy irrigation drip irrigation systems. The research provides a strong guarantee for the area of farmland construction and ecological environment maintaining.

drip irrigation;pipe network; construction; design

古丽格娜·托乎达(1971-)，女，工程师，主要从事滴灌系统灌溉设计工作。

S275.6

B

2096-0506(2016)03-0055-03