高效节水灌溉工程优化设计要点分析

【摘要】在进行农业生产的过程中，农田水利建设工作十分重要，但是，传统的农田灌溉技术已经无法跟上时代发展的步伐，所以，为了能够满足时代发展与农业发展的需要，节水灌溉技术应运而生。特别是在较为干旱地区，加强节水灌溉工程建设具有重要的意义。通过高效节水灌溉工程的建设，可以有效的对水资源进行利用，同时，减少水资源浪费的情况出现，使农民增产增收，增加农民的收入，提升农民生产效益，最终达到促进农民可持续发展的目的。为了能够让高效节水灌溉工程的作用最大化的发挥出来，就应该对高效节水灌溉工程的设计要点进行优化，下面就对相关内容进行探讨。

【关键词】灌溉工程；高效节水；设计要点

引言：

在目前的农业发展过程中，机械化应用率较差，高新技术的运用还略显不足，使得农业经济的发展受到了限制。在农业发展的过程中，水利工程是不可缺少的一项内容，但在很多地区，农业发展依靠的是大水漫灌这种传统灌溉方式，这就使得灌溉效率降低，甚至造成水资源浪费。所以，建立并使用高效节水灌溉工程是农业朝着科技化发展的重要步骤。与传统灌溉方式相比，高效节水灌溉前期需要较大投资，无形当中给农业发展造成负担，也限制了高效节水灌溉工程的普及和应用，因此，就需要优化设计环节，降低各环节的资金投入，从而提高节水工程的经济合理性。

一、高效节水灌溉的优点

高效节水灌溉是除了土渠输水和地表漫灌形式外的农业输水、灌水形式的统称。高效节水灌溉工程不断发展，逐渐形成了多种多样的形式，包括灌溉、微灌和喷灌等，具体可以细分为微喷灌、滴灌、涌泉罐、渗灌和重力滴灌等。与传统灌溉方式相比，高效节水灌溉工程具有较多优点，最主要的就是能够有效的节水、省工，还能减少土地占用量。高效节水灌溉通过有效减少水流蒸发的方式来减少资源浪费，同时，该项技术的运用还能够减少水土流失，提升农产品产量。除此之外，高效节水灌溉与传统灌溉相比，土体实用性更高。

二、高效节水灌溉工程设计范围

（一）田间管道

高效节水灌溉工程中田间管道可以分为两个部分，其一是干管，其二是支管。在进行高效节水灌溉工程设计的时候，灌溉面积、制度与管理需求是决定干管输水量的主要因素，同时，还需要综合考虑管道的直径、公顷压力等级和水力计算结果，并且，要想确定最后的布局，还需要布置管道匹配水资源、灌溉区位置。支管间距应该控制在80-100m内，而给谁控制管口的间距则应该不超过50m。在进行灌水的时候，灌水方式可以选择双向灌水，管道布置按直线进行，减少弯道、起伏情况，还要将流动阻力减少。支管体系分为两部分，分别是一级支管和二级支管，一级支管与干管直接相连，而二级支管的确定则是依据各管区域，通常正交连接在一级支管上。二级支管的数量决定着一级支管的流量，且各管段毛管数量影响着支管的流量。

（二）辅助工程

虽然，管路是高效节水灌溉工程重要的部分，但辅助工程也是必不可少的，能够支撑高效节水灌溉工程的建设和运行。辅助工程主要内容包括以下几个部分：镇墩、支墩、安全阀、进排气阀、阀门井等。镇墩是由混凝土构筑，还需要用混凝土填充管道和沟壁间隙，高度与管道外径相同。同时，管内压力水头>6m，则管轴线转角要≥15°；管内压力水头>3m，则管轴线转角应大于等于30°。支墩的设置要在较长管段或者管道基础差部位，支墩数量要适当。安全阀应该安装在管路较低位置，这样才能够在超压时对其进行保护。

三、高效节水设计如何优化探讨

（一）对田间管道设计进行优化

田间管道优化设计的主要内容包括支管和干管，设计的重点在于输水流程和管道布置。管道布置应参考罐区位置和水源位置，并且，结合管道流量与轮灌组情况，这样才能够使高效节水灌溉工程覆盖足够的面积。为了优化设计管道输水流量，在进行干管设计时要综合考虑灌溉面积、工程调度管理方式和灌溉制度以及工程管道压力级别、直径和水力计算结果。而在支管设计的时候，需要将支管水栓间距控制在50m。高效节水灌溉工程为了提升节水效果，还需要使用节水设备，如，微灌管、微灌带等设备。微灌管的应用可以根据灌溉物要求来进行灌溉。除此之外，还有滴管方式，是通过低压管道向田间输送水，将孔口、滴头和灌溉带安装到毛管上，这样就能够使水慢慢的、均匀的滴入到土壤中。该灌溉方式效率高达95%。除此之外，滴灌带还有迷宫式滴灌带、贴片式滴灌带等等，将其运用到农业灌溉中，可以最大限度的发挥出节水效果。

（二）对流量进行优化

管道灌溉流量设计应该进行严密的计算，要想最终确定主管流量和干管流量，就需要依据各区域最大轮灌组流量。通常情况下，想要利用高效灌溉系统进行田间输水，就需要使水栓与出水口进行有效配合。而且，影响灌溉效果的还包括系统工作时间，为了提高工作效率，可以在进行优化设计时，将软管连接到出水口位置，实现借助人力灌溉。实际优化设计时，还需要考虑现场灌溉区面积，根据实际情况将人工灌溉与自流灌溉有效结合。

（三）对管材进行优化

高效灌溉工程管材的选择十分重要，当前，主要采用的是无缝钢材、石英玻璃管、焊接钢管和镀锌钢管等，不同材料管道各有优点。目前，使用较多的管材为硬聚氯乙烯管道，该材料质量较轻，可以方便运输，并且，还不会生锈，相比于其他材料，硬聚氯乙烯管道稳定性和耐腐蚀性更好。将其推广到高效灌溉工程中，可以充分发挥出其价格低廉的优势，更好的满足当前农业高效节水灌溉工程的需求。

结语：

现如今，农业灌溉技术得到了快速的发展，在农田水利建设过程中，高效节水灌溉技术得到了广泛应用，使得水资源利用率提高，降低水资源浪费。但是，在大范围推广高效节水灌溉工程的过程中，需要花费较多的资金，使得推广难度增加。因此，就需要对对田间管道设计、流量及管材进行优化，从而使高效节水灌溉工程效用提升，提高高效节水灌溉工程的经济效益，使其能够得到大力的推广。

參考文献：

[1]胡贤群，杨操静.高效节水灌溉工程优化设计要点解析[J].南方农业，2017，11（36）：81-82.

[2]杨长林.固原市原州区寨洼高效节水灌溉工程设计要点及效益[J].中国水利，2017（03）：52-53.

[3]王勇.高效节水灌溉工程的设计技术要点探究[J].产业与科技论坛，2015，14（24）：63+66.

作者简介：杜建军，男，汉族，新疆哈密，1963年，大学本科，高级工程师，主要从事水利工程设计。