浦城县某合作社高效节水灌溉工程施工规划设计与分析

吕云英

（福建省浦城县莲塘镇人民政府水利工作站，福建 南平 353000）

1 工程概况

浦城县某专业合作社业务范围主要是组织成员开展蔬菜、瓜果、山药、苗木、林下经济作物的种植收购和销售；提供成员所需的初级农产品、林木的贮藏、加工包装服务；引进种植技术，组织成员养殖蜜蜂、家禽、畜牧并组织销售。该合作社初期出资总额为105 万元，承包经营该村山场370 亩， 周围扩展经营面积3 000 亩。由于场地地理条件等原因限制，柑橘及杨梅树等作物涉及灌片的总面积237 亩左右，初步计划将滴灌区纳入一个系统，灌区内拟埋设干管8 条，支管13 条、毛管324 条。

2 施工规划

2.1 水源工程施工规划

本滴灌系统利用山涧水供水，计划设置3 个拦水坎，1、2 号拦水坎拦水进3 号沉淀池（高程：1 号353 m；2 号353m；3 号352 m），3 号拦水坎进8 号沉淀池（高程：3 号345.1 m；8 号344.1 m），13 号池为饮用水池前的过滤池，14 号水池为6 t 饮用水池。水质符合农田灌溉水标准，可用于农作物滴灌，但悬浮泥沙含量大，需设置沉淀池进行初级沉淀处理，去除部分泥沙，以防堵塞管道。

2.2 输配水管网施工规划

工程规划灌溉水流程为：水源工程（山涧水、沉淀池）——输配水管网（干管、支管、毛管）——灌水器——根层土壤。工程管网由干管、支管、毛管三级管道构成，一条支管与其控制的毛管构成一个灌水小区，单行毛管沿作物种植方向布置。采用微灌管、灌水器结合的灌溉方式，支管垂直于毛管布置，间距由毛管的实际铺设长度决定。干管采用PE 管，埋设在地下；支管用PE 软管，毛管用微灌管，毛管、支管、干管依次成垂直布置。见图1。

图1 配水管网布置示意图

2.3 管道施工规划

管道施工综合性强、复杂性高、技术性强，管道施工必须找专业技术人员。吕石磊[1]等基于双频蝙蝠算法以管网投资费用最低为目标， 建立了改进的自压树状灌溉管网规划模型，对树状灌溉管网进行了规划。季光武[2]阐述了低压管道灌溉输水在灌区工程建设中的意义，结合实例对低压管道灌溉输水在灌区工程建设中的应用进行分析。本灌溉工程管道系统由干管、支管和毛管组成。主要的施工流程有：测量放样、开挖沟槽，排水、基础整平、测量标高、安管、立模、浇筑管座混凝土、在管道转角处浇筑混凝土镇墩、接口，抹带、拆模、砌筑检查井、水压试验（管道水压试验的目的是检验管道连接的密实性）、回填压实等。管道沟槽开挖应按施工放样中心线和槽底设计标高开挖。管道沟槽开挖应按施工放样中心线和槽底设计标高开挖。

2.3.1 管网布置标准

1）Φ20PE 为进户管和户内安装管，只能安装1户，单根长度不超过20 m。

2）引水管长小于300 m，管径不小于Φ32；引水管长大于300 m，管径不小于Φ40。

3）长度超过上述范围的用户压力要重新计算；大于20 户要通过计算水压合格才能用Φ40PVC（PE）管；大于等于Φ50PVC（PE）管均应通过水压计算确定管径。

2.3.2 管网埋设标准（管子全部暗埋）

1）户外山地直管管顶以上盖土厚度大于30 cm，转弯处管顶以上盖土厚度大于50 cm。

2）过机动车道的PVC（PE）管应采用钢管或混凝土管套埋。

3）过田间PVC（PE）管管顶以上盖土厚度大于60 cm。

4）如采用混凝土覆盖PVC（PE）管，则混凝土盖管厚度应大于5 cm。

5）户外出地面和户内全部采用PE 管， 并暗埋或包扎处理。

6）分户水表、闸阀均应装在户内，水平安装，且高于地面50～90 cm。

7）三池溢水管出口均应在池边10 m 外。

2.3.3 三池（沉淀池、过滤池、清水池）基础施工标准

1）沉淀池基础应尽量选在岩基上，如没有岩基至少也要选在抗冲刷能力较强的基础之上，如果选在土基上建池，基础外围应采用砌石或混凝土护砌。

2）过滤池和清水池基础应选在实地基础上，并且基础性质相同、抗压强度应大于1 kg/cm2。水池周围均应做好排水沟，确保基础不被雨水浸泡。

2.4 首部枢纽施工规划

首部枢纽主要由过滤器、施肥罐、闸阀井、检查井、沉淀池、拦河坝、清水池等建筑物和控制量测设施与保护装置组成。过滤器采用网式过滤器DFS-2NV/M，适用于流量30 m3/h，最大工作压力10 kg/cm2，过滤器和筛网过滤器水头损失为8 m，闸阀、逆止阀等首部连接件局部水头损失取3 m，合计取11 m。

滴灌系统采取直接向水池、水箱加施肥料的装置。每个支管进口处应当设置闸阀井，用以启动当前该支管灌溉。该滴灌系统闸阀置于地表以上20～30 cm，拟用砖砌将暴露地表部分围起并加盖，以免暴晒和人为破坏。排水井的设置可以在该系统停止灌溉的情况下放空管道里面的水，以保护管材。所以干管、分干管最末端都应当设置排水井，井内铺设砂石垫层等排水效果比较好的材料，用以快速排净管内流出的水。并宜用砖砌将暴露地表部分围起并加盖，以免暴晒和人为破坏。采用浆砌石做拦河坝，坝高1.0 m 左右，采用Φ75PVC 管引水到沉淀池，管长10～15 m 左右。

3 施工成本预算

施工成本预算主要有四个作用：明确工作目标；协调部门关系；控制日常活动；考核部门业绩。

施工成本预算及控制的主要对策是：加强建材管理及预算控制；提升成本预算及控制的标准性；注重施工成本预算的细化、量化。

依据福建省水利厅（闽水计财[2011]98 号）文颁发的《福建省水利水电建筑工程预算定额》、《福建省水利水电设备安装工程预算定额》、《福建省水利水电施工机械台班费定额》，建筑工程费为26.9 万元，安装费用为5.5 万元，设备费用为36.2 万元，合计68.9 万元（表1 所示）。

表1 浦城县某合作社高效节水灌溉工程施工成本预算表

4 对节水灌溉工程的思考

农田灌溉，由传统的沟灌、畦灌发展到浇灌再到现代化的一些科学灌溉方式，包括喷灌、滴灌、微灌、渗灌等。中国大江大河上修建的大坝已接近饱和。当下我国水利事业越来越偏向于农田水利、生态水利、城市水利等，农田高效节水灌溉将摆在更加突出的位置，受到越来越多的重视。农田的节水灌溉工程也将迎来更深层的变革。

以“灌溉”为检索词，采用文献[3]所用的专利检索网站进行检索，发现“灌溉”从1985 年的0 件到2005 年271 件，一直增长平缓；从2007 年开始，“灌溉”的专利申请量暴增，从2008 年的392 件一直增长到2018 年的9 028 件，中国农业科学院农田灌溉研究所的申请量最多，目前为716 件。

灌溉工程也正向着信息化[4]和智能化的方向发展，未来灌溉应该是由微机自动根据植物种类、土壤条件、天气情况等来选择判断决定什么时候浇水和浇多少水，对此相关学者也做了诸多研究，相关技术也已逐步投入工程实践当中。然而，目前灌溉工程也存在诸多问题，比如节水目标不明确；节水水平不平衡；节水意识不高等。

5 结 语

高效节水灌溉技术在我国应用前景广阔。通过推广高效节水增加了农民的收益，改变了农民靠天吃饭的命运，节约了水资源，保护了生态。节水综合技术的开发利用，是提高水资源利用率和利用效率的重要途径，也是今后节水灌溉的发展方向。浦城县某合作社高效节水灌溉工程采用了科学的滴灌技术，充分利用了拦水坎到管理房之间的水头差（73 m），沿程没有使用水泵，从取水地到用水地，全程采用管道输水，有效避免了水量损失和水质污染，设计科学合理，节约了水资源的同时为合作社的股东创造了可观的效益。该工程可为类似节水灌溉工程提供借鉴和参考。