农田管道灌溉施工技术的综述

农田管道灌溉施工技术的综述
【摘要】随着农村城镇化、农业产业化战略的实施, 管灌技术应用主要是围绕减少农民劳动强度、提高灌水效率、提高农田自动控制程度等目标。

本文笔者针对低压管道输水灌溉技术作出了分析。

【关键词】农田灌溉;施工技术;漏水处理
1.低压管道输水灌溉的优点
低压管道输水灌溉技术简称“ 管灌” , 是以管道代替明渠的一种灌溉方式, 灌水时仅需较低的压力, 通过管道系统, 将水直接输送田间沟畦灌溉农田。

低压管道输水灌溉系统一般由水源、输配水管网系统和田间灌水系统等组成。

由于水源不同, 可分为井灌区管灌和渠灌区管灌。

目前本地区发展的管灌, 绝大多数是以机井为水源的井灌区管灌系统。

输配水管网系统是管灌系统的主体, 管道的投资约占整个系统投资的70％～80％, , 所用管材主要是塑料管, 其中薄壁PVC管造价低、易于安装。

与土渠比, 管灌主要优点如下。

1．1节约用水
以管道代替土渠输水, 减少输水过程中渗漏和蒸发损失, 可节水45％左右, 比石砌防渗渠道节水15％左右。

1．2节能
由于提高了水的利用率, 井灌区从井中抽取水量减少, 因而减少了能耗, 一般节能25％以上。

促进了水的回归和再利用, 提高了引水、输水和灌水水平。

1．3占用耕地少
利于机械耕作。

管道埋在地下, 减少土渠占地, 井灌区可减少土渠占地2％左右, 土渠改为管道尤其是地埋管, 有利于机械耕作。

1．4增产增收
节约的水量可扩大灌溉面积或增加灌水次数, 改善田间灌水条件, 缩短轮灌周期,有利于适时灌溉, 及时有效地满足作物生长期, 特别是作物需水关键期的需水要求, 提高了单位水量的产值, 粮食作物一般增产10 ％～20％。

另外, 管道代替土渠之后, 避免了跑水漏水, 也节省了管理用工。

1．5成本低, 效益高
试验表明, 在机井或提水站供水的情况下, 管道灌溉比渠道灌溉约减少能耗30％。

由于管道输水灌溉是有压供水, 可适应各种地形, 使原来土渠难以达到的耕地实现灌溉, 从而扩大了灌溉面积。

管道灌溉成本也较低。

在已有机泵的条件下, 采用移动式聚乙烯软管灌溉, 投资为75～90元/hm2, 可使用2a左右, 而半固定式管道系统造价600～900元/hm2。

由于扩大了灌溉面积, 增加了灌水次数,且灌水适时, 因而即使是一般干旱年份, 可增产20％左右。

1.6 适应性强, 便于推广
管道灌溉设备比较简单,技术易于掌握运用, 管理较为方便。

地面软管可以越沟、爬坡、跨沟和拐弯( 硬塑料管埋在地下, 可延缓老化年限, 防止冻裂。

可以说, 管道灌溉对于不同的水源、作物、土壤及流量都有较强的适应性。

鉴于管灌的优点, 更加促进了本地区管道输水这项节水工程技术的发展。

2.低压管道输水灌溉施工
2.1 基本资料的收集
收集基本资料是搞好管道系统规划设计的必要条件, 在进行规划设计以前, 应收集以下资料以下地形地貌资料、气象资料、土地资料、作物种植资料、作物需水量资料、田间土壤持水率、水源和动力配套资料等。

2．2 管道系统规划与设计
管道工程规划的任务是将水源的现有在水量、水压、水质满足用水要求的条件下, 经济安全的通过各级管道送到用水点。

规划的原则：在同样的输水效率条件下管网长度最短、水泵功率最小, 田间工程相协调, 充分利用和避免干扰现有工程, 放便施工和运行管理, 合理布设安全保护装置以及总体规划和典型地块相结合。

2．2．1确定灌溉制度, 灌溉流量
设计灌溉流量的大小与机井控制面积, 作物灌溉定额、灌水周期可按下式计算：Q=MA/Tty
式中Q一设计流量(M3/N); M一设计灌溉定额。

作物发育期最大一次灌水量M3/亩; T-1灌水周期, 即一次灌水延续天数( t-每天灌溉小时数;y 一管道系数水的利用系数。

2.2.2灌水定额(mm)
m=10hr(?茁■-?茁■)/?浊式中=m一灌水定额(mm); h一土壤计划湿润层深cm;r一计划湿润层内的土壤平均干容重g/cm■ ;?茁■?茁■一适宜土壤含水量上、下限, 分别取田间持水量的90％-60％; ?浊一喷洒水利用系数0.9 左右。

2.2.3 灌水周期(天)
T=m?浊/W 式中W一日需水量。

2.2.4 灌溉定额
M=nm(m■/亩) 式中n一作物生育期灌水次数。

2．2．5日灌水时间
由含水层渗透系数, 地下水补给快慢决定, 为了给水源工程充分的恢复水位时间和工作方便, 取t=14小时以内为宜。

2.3 供需水量平衡分析
工程灌溉设计保证率不应低于p=80％, 因此需要将水资源评价, 进行供需水量平衡分析。

2．4 系统设计水头及水泵选择
要选择满足田间最小利点的水位要求, 又要使水泵在高效区工作。

2．4．1硬塑管
管道分干管、分干管、支管、竖管, 沿程损失计算公式：Hf=fLQm/db
式中:f-- 摩阻系数与摩阻损失有关对塑料管F=0.948×105;L 一管长(m);Q一流量(m3/h) d一管内径(mm) b一管径指数;b一塑料管分别为0.948×105、1.77、4.77; 铝合金管分别为0.861×105、1.74、4.74。

2．4．2软塑管
Hf=1.13×109×LQ1.852/d4.871×C
式中L一管长(m);Q一流量(m3/h) d一管内径(mm);C一摩阻系数150。

2.4.3局部水头损失
按沿程水头损失的5％-20％计或hf=V2/2g?蒡g
2.4.4系统设计水头
H■=Z■-Z■+h■+?蒡h■+?蒡h■
式中Hp一系统设计水头(m);Zd一典型地面高程(m);Zs一水原最低水面高程(m);hp一典型工作压力水头（m）。

2．5 管道安全保护装置
在水泵运行中, 突然开机与关闭出水口, 将产生正负水击和真空。

另外开泵时, 管道中有许多气体, 应设进、排所阀, 调压排气阀等设施。

2．6 施工组织
为确保项目实施, 工程所在单位专门成立指挥部,镇业务部门负责相关技术指导和工程质量监督。

在项目建设中达到高标准设计, 高质量施工的原则, 实行建设监理制和招标投标制。

选择有相应资质的设计单位和施工单位, 严格按国家的有关技术标准执行。

积极采用新技术、新材料、新工艺, 依靠科技进步和加强管理, 努力创造优质工程。

建设单位要严把质量关, 健全质量管理和监督机制, 实行质量终身负责制, 确保工程质量和按期完工。

在项目实施中, 自觉接受有关单位的检查监督, 主动接受有关专家检查；项目进度、工程质量、资金管理使用、合同执行情况等, 对存在的问题立即纠正, 并追究当事人责任。

节水灌溉材料设备选购要积极推行采购方式, 做到质优价廉。

2．7 低压输水管道漏水处理技术
由于冬季停灌, 工程管护措施跟不上等原因, 一些井灌区的输水管道出现了堵塞、漏水等现象。

现介绍几种处理技术
2．7．1塑料管的渗漏处理
包括承插法、电熔连接法、电熔管件连接法、焊接法。

其中, 焊接法在有电源的情况下, 用塑料焊枪加热将焊条与漏水缝隙熔融在一起( 无电源时, 可采用便携式焊接器, 高温火焰将塑料焊条与漏水处熔融为一体。

该方法易操作, 经济实用。

2．7．2 输水管道的管护
在冬季非灌溉季节, 排空管内积水, 以防管道冻裂或管件脱节。

在春季开始灌溉时, 沉淀池要常清淤( 阀门启闭要缓慢进行, 开要开足, 关要关严, 需要同时开启多处阀门时, 先开口径较小、压力较低的阀门,后开口径大、关闭阀门时,
先关高压端的大阀门, 后关低压阀门。

出水口的护墩不得悬空,灌水时应先开启出水口,后启动水泵,改换出水口时, 应先开后关, 停灌是应先停泵, 后关出水口。

3.结束语
低压管道输水灌溉具有节能、占用耕地少增产增收、效益高及适应性强等优点，今后我们将用先进的科学技术和现代设施来不断促进管灌技术应用向现代化迈进。

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