江苏省低压管道灌溉技术发展关键问题探讨

陈文猛，钱　钧，陈　凤，张　华，王同顺，金　秋

（江苏省水利科学研究院，210017，南京）

一、江苏省低压管道灌溉发展历程

低压管道灌溉是一种将输水渠道替换成管道进行农业灌溉的工程形式，通过压力管道系统，把水输送到田间沟、畦，灌溉农田。目前低压管道灌溉技术已成为农业节水灌溉发展的重点。

低压管道灌溉技术在江苏省的研究和应用可以追溯到20世纪50年代。限于当时的材料和技术水平，主要采用的是三合土管、灰土管和瓦管，劳动强度高，使用寿命短，可靠性差，使用效果不理想。70年代后期至90年代初，苏南经济发达地区开始采用预制混凝土管作为农田地下输水管道，丰县、沛县等地则采用地埋式“小白龙”，但由于种种原因，推广效果也不理想。“十五”期间，沛县、丰县、如皋等地建成高标准示范区，并辐射推广到徐州、连云港、南通、无锡、常州、苏州等地，建成了一批5 000亩（1亩=1/15 hm2，下同）连片的低压管道输水灌溉样板区，涵盖了水稻灌区、旱作灌区和经济林灌区等不同形式的灌区。“十一五”以来，江苏各地大力加强节水灌溉工程建设，同时通过节水灌溉示范工程的实施，带动其他地区的低压管道灌溉工程建设，低压管道灌溉得到快速发展。

“十二五”期间，以低压管道灌溉为代表的高效节水灌溉技术得到进一步发展，尤其是2011年中央1号文件出台后，江苏省持续加大高效节水灌溉工程特别是低压管道灌溉工程建设力度，据统计，截至2017年年底，江苏省共发展高效节水灌溉面积652万亩，其中，管道灌溉455万亩，喷灌106万亩，微灌91万亩。常熟董浜在全省率先大规模推广水稻区智能化管道节水灌溉新技术，低压管道灌溉呈现出蓬勃发展的势头。

根据国家五部委2016年联合出台的《“十三五”新增1亿亩高效节水灌溉面积实施方案》，“十三五”期间江苏省要新增200万亩高效节水灌溉建设任务，其中管道灌溉145万亩，平均每年建设近30万亩，可见，低压管道灌溉在江苏省发展前景广阔。

二、江苏省低压管道灌溉技术发展关键问题探讨

在对江苏省低压管道灌溉调研的基础上，深入研究了管道灌溉工程适宜控制规模、发展模式、给水装置选用等，对在全省推广应用低压管道灌溉技术从7个方面提出建议：

1.适宜发展条件

低压管道灌溉在江苏省丘陵山区（坡度超过25°不能进行耕地开垦，因此25°以内是低压管道要考虑推广应用的范围）、沿江沙土区、通南高沙土地区、沿海垦区、黄河故道高亢地区以及其他小型机电提水灌区均可推广应用。

水源水位很高时，比如富余水头较高的水库灌区，或者当水源水位很低时，釆用泵站提水灌溉，都可以优先考虑发展低压管道灌溉。而当水源水位稍高于灌区、自流就可以满足灌溉要求时，可釆用渠道灌溉；自流灌区的灌溉末梢，用水不能满足需求时，可采用管道灌溉提高灌溉水利用率，保证作物灌溉。

优先在规模化、集中化种植管理区比如农业节水灌溉园区、大户承包种植区的节水改造中推广应用低压管道灌溉，优先在高亢地区等以往灌溉不到的地方、灌区灌溉末梢灌溉水资源不足地区推广应用管道灌溉。同时，不能因为要发展低压管道输水灌溉技术而废除现有运行良好的衬砌渠道，造成不必要的重复建设和浪费。

2.输水流量控制

一般灌溉面积小于1万亩的小型灌区，支、斗、农渠均可采用管道灌溉，大型灌区的斗、农渠适宜发展管道灌溉。从当前江苏省管道灌溉发展情况看，基本都采用塑料管灌。塑料管道干管管径不超过500 mm，根据测算，塑料管道适宜输水流量不超过0.3 m3/s，对流量大于0.3 m3/s的输水需求，可以采用混凝土管灌，因此在发展低压管道灌溉时，应根据流量控制要求进行规划。

3.适宜控制规模

适宜控制规模要通过分析影响工程规模优化的因素，建立管道输水灌溉工程规模优化模型，结合实际应用和工程造价、能耗、维修及管理费用寻求管道输水灌溉系统的适宜控制面积。通过对江苏省稻田低压管道灌溉的研究分析，管道灌溉单机适宜控制规模在200～600亩。同时，根据江苏省的自然地理条件和地形地貌特点，在丘陵山区和平原水网地区，地块相对较小，管道灌溉规模可以小一些，200～300亩即可采用；而在沿海垦区等农田集中连片、地势平坦的区域，管道灌溉规模可在300～600亩；如果采用管道灌溉与渠道相结合的方式，则灌溉规模可提高到1 000亩左右。

4.水泵选型

江苏省主要是平原和小型机电灌区，根据管网水力计算，平原区适宜控制规模下的塑料管道灌溉系统，其水泵扬程通常在10～15 m，面积小的则扬程小一些，面积大的则扬程大一些。在适宜控制规模情况下，根据灌溉设计流量和水泵扬程进行水泵选型，避免因规划不合理或者设计选型不合适造成灌溉不能保证或者功率过高，功率过高会增加灌溉用电费用，影响农民对管道灌溉技术推广应用的接受度。

5.重点发展区域

应根据江苏地区自然条件、地形地貌等特点，针对每个分区进行田块管道灌溉工程优化布置。结合分区特点，根据水源供水条件确定取水方式以及管网运行方式；根据田块规格和作物种类确定田间布置形式，以形成不同分区下包括水源、管系、田间工程等的工程布置模式。以徐淮片区为例，该片区耕地面积大，是全省水资源相对短缺的地区，且以往由于经济欠发达，管道灌溉发展相对较少，今后管道灌溉发展的空间和潜力最大。而江苏沿海平原地区多为渠道灌溉，该区域土质绝大部分为沙壤土和粉沙壤土，渠坡易坍塌，且渗漏水严重，灌溉水利用率很低，通过发展低压管道灌溉可以提高水资源利用效率。其他地区如沿江沙土区、通南高沙土地区、宁镇扬丘陵区以及其他小型机电提水灌区均可因地制宜推广应用。

6.配套给水装置选用

总体上，在选择配套给水装置时要综合各种因素，包括自然地理条件、地区经济状况、运行管理水平和灌溉作物种类、与管材的配套等。对大规模采用管道灌溉的地区或组织，如经过土地流转的农业节水灌溉园区、大户承包种植区等，尽量选用固定式给水装置，特别是近几年来苏南一些经济发达地区试点建设智能灌溉系统，可采用蝶阀对给水栓进行控制。铸铁给水栓、塑料给水栓都可使用，用保护罩保护塑料给水栓，既增加美观性又延长给水栓使用寿命。对小面积灌溉的个体农户，根据个人意愿或习惯，各种材质的固定式、半固定式、移动式给水装置都可采用。

7.配套节水灌溉技术

主要有小畦灌溉、水平畦田灌溉、波涌灌溉、隔沟灌溉、膜孔灌溉、水稻浅湿灌溉、浅湿调控灌溉、控制灌溉技术等。要根据区域、地形地貌、作物种类等，因地制宜采用相应的田间灌溉技术。比如，对沙性土地区，可采用江苏省水利科学研究院研究的密实土壤水稻节水灌溉技术进行田间工程措施节水，并进行格田合理布置，减少田间渗漏。另外，结合节水灌溉制度、农艺措施等形成综合的节水灌溉技术措施。同时，加强灌溉自控设备的应用，通过自控设备控制入田水量。输配水管道与自控设备组合形成田间灌水控制系统，可实现灌区输配水系统的自动化管理和地面灌溉的自动化控制。

三、低压管道灌溉技术发展展望

低压管道灌溉技术具有节水节地节能、便于农田机耕及运输、易于施工与管理、易于控制运行等优点，具有广阔的应用前景。影响低压管道输水灌溉工程技术应用的因素有很多，比如自然条件、工程建设条件、规划设计、运行管理、政策引导以及农民对新技术的接受程度等，因此要加强低压管道灌溉技术的宣传，做好调查研究、规划设计和工程建设，同时赢得群众认可，进一步扩大推广应用范围。另外，在加强低压管道灌溉工程的建后运行管理上，要积极探索并推广先进的模式，比如“合作社+专管人员管理”“农民用水户协会+专管人员管理”“村组+专管人员管理”“大户或私人农场自行管理”等模式，并积极探索其他科学管理模式。管护主体应建立各项运行管护制度，保证工程正常运转，长期发挥效益。

参考文献：

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