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[摘要]節水灌溉技術目前在農田水利工程中應用廣泛,它迎合了當前我國農業生產節能降耗的基本原則背景,希望結合更多節水灌溉技術類型提高農田水利工程建設效率,解決傳統固有問題。本文以節水灌溉中的滴灌技術為例展開分析,通過對滴灌技術施工流程、技術應用要點、滴管系統的具體方案設計和滴管技術在農田水利工程中的實際應用進行研究,結果表明:滴灌可完全從節約用水目標出發,結合地方農田水利工程實際狀況進行系統配套優化管理,同時實現對農田水利系統工程內容優化,改良農田水利灌溉方法與相應指標,直接提高地方農產品的質量、產量及最終經濟產值,有效提高地方農業經濟發展水平。
[關鍵詞]節水灌溉;滴灌技術;農田水利工程;系統設計
在節水灌溉技術中包含許多技術類型,像滴灌技術就是其中一種,它能有效解決水資源所存在的固有污染問題,特別是在淡水資源相對匱乏的工程項目中具有較高實用性,有效降低農業作業風險。另外,滴灌技術也能為農田水利工程克服地區客觀因素影響,強化農田中農作物的抗旱能力,保證農作物灌溉水源始終充沛,為我國三農建設提供了強有力的保障。
1農田水利工程中滴灌技術施工流程
在農田水利工程中實施滴灌技術,其技術應用要點問題涉及多個方面,本文結合實際的農田水利工程滴灌技術施工應用流程展開分析,解讀其中的若干應用要點問題。
1.1滴灌施工前的準備工作
在滴灌施工前需要做好若干準備工作,例如首先透徹分析圖紙,結合設計要求與相關材料、設備內容滿足施工質量控制條件,做好地質水文條件勘察工作,科學計算施工現場的滴灌工程各項重要參數。一般來說,在農田水利工程的滴灌技術實施過程中主要就包含了放線、開挖、管道安裝等重要環節,這其中要講求環環相扣,每一環節都不能出現任何細節方面的技術差錯。在做好滴灌施工前各項技術、人員及設備準備后便正式開始施工。
1.2滴灌施工中的技術應用要點
1)在滴灌施工過程中需要把握每一個技術應用要點環節,解決相應技術問題。首先是放線工作,它要保證放線施工精確性,然后為滴灌工程展開加壓泵施工,利用測試儀器配合施工現場加壓泵站進行基坑橫縱軸線開挖以及建筑物外部開挖。在施工放線過程中還要首先明確基坑的開挖范圍,了解建筑物本身的建筑覆蓋范圍,做好現場標注記錄。在施工中需要注意基坑挖掘過程可能存在的誤差問題,所以要保持在每20~40m做一次打樁標記,確保管道安裝線路能夠滿足設計圖紙實際要求。必要時還要在施工現場安裝設置測量控制網,該控制網直到項目竣工后才可以完全撤除。2)開挖施工工作,放線工程一結束就要實施開挖,開挖位置主要根據具體的放線位置而定,在開挖作業中需要保證每一個樁號完整,以便于后期鋪設農田水利建筑管道,同時在挖掘過程中還要合理測量實際挖掘深度、長度以及寬度,保證開挖施工技術內容準確無誤。一般情況下,農田水利工程中的滴灌深度應該保持在凍土層與耕耘層下方位置,大約0.8m或以上深度,滴灌寬度要控制在0.6m以上。3)管道安裝應用內容,它是整個農田水利工程滴灌施工中的最后一步,要根據之前設計圖紙進行管材裁剪安裝,然后再完成管道連接與鋪設相關施工工作。滴灌施工要根據埋深差異進行地下管道及地面管道兩部分管道的鋪設,而兩條管道的分支連接則統一采用滴灌工程中的“冷接模式”。該模式的特點就是保證了農田水利管道接口的密實性,提高安全等級。在地下管道部分,可采用承插式連接,為地下管道安裝三通、閘閥、彎頭以及地面支管。地面管道鋪設部分則要將支管與地管合理連接,連接過程中結合農作物的標準行距與株距明確毛管的正確安裝間距與安裝范圍,在支管管壁位置再打孔安裝三通,保證毛管連接穩定性。另外就是控制地面管道孔距,避免孔距過大或過密,最終目的還是要保證毛管與三通、旁通連接良好,提高管道安裝施工工程完成度。在管道施工安裝中還需要注意以下3點問題,解決管道安裝過程中可能出現的三通球閥脫落漏水問題,也就是要做好提前防漏水,保證農田水利工程運營安全性。(1)要及時清理支管孔眼中可能存在的殘渣物質,并安裝與孔眼相匹配的止水橡膠閥,在安裝過程中需要注意避免膠圈與管材接觸而出現漏水等不良現象;(2)要將滴灌管套在旁通位置,如果滴灌管壁相對較厚,則要對滴灌管套管口位置進行預熱,在熱脹后再嘗試連接;(3)如果在施工中出現了地管漏水問題,還要在地管周圍準備一個1m深度深坑,并將管道連接口露出來,再拆卸地管。如果有損壞部位需要及時更換,更換后要在管道損壞位置纏上生膠,最后擰緊管道。
1.3滴灌施工后的驗收工作
在滴灌施工后要進行驗收工作,以滿足相關驗收標準、迎合質量要求為基準,避免后期農田水利工程二次返工問題出現,影響工程正產運營及生產功能發揮。在滴灌工程驗收工作環節所涉及的內容就包括了對滴灌設備、施工質量的驗收,更細致的驗收環節還包括了管道復查、管道試壓、滴灌系統合理性復查等等。在各個部門審查驗收無誤后生成驗收工作合同,各方代表簽字完成驗收工作。滴灌工程驗收工作的意義在于最大限度降低農田水利工程安全事故的發生可能性,同時它也有延長工程項目使用壽命的重要作用。總體來講,當前大中小型農田水利工程中都有采用滴灌這一節水灌溉技術的實踐先例,它能夠有效解決某些地區因水資源匱乏而導致農產品灌溉不到位的問題,保證農產品產量始終處于一個較理想的平穩狀態中。同時,滴灌技術也作為我國農田水利工程節水灌溉體系中的核心技術參與到了某些項目的石漠化治理、退耕還林、基本糧食統籌規劃以及土地整理工作中,它結合創新技術組織形式與地方政策已經取得了一定的應用成效,對地方農田水利工程的健康建設發展非常有益[1]。
2農田水利工程中運用滴灌技術的案例分析
2.1項目概述
滴灌技術是目前發展迅速的高效節水灌溉技術之一,它具有灌水深度、范圍、灌水量控制良好、灌水均勻、節水效益明顯等等優點,且它不會受到外界因素影響,對土壤的適應性也較強,利用滴灌技術完全可以實現農田水利工程中對節水灌溉過程的全自動化智能控制,確保了節水灌溉與化肥、化控劑以及農藥的同步灌入,提高土壤養分吸收率。某鄉鎮的2000hm2農田水利工程項目正在建設中,它就采用到了地下滴灌技術,滴灌面積達到1500hm2,滴灌水源主要采用的是地表水配合地下水,全面控制項目中所涉及的15個地表水滴灌系統。
2.2地下滴灌技術的運用解讀
2.2.1對田間系統的設計
對田間系統的設計主要涉及田間管網、首部以及干管等等部位,以下將作出逐一分析。(1)是對田間管網的布置設計,它充分結合了當地的農田、農林、道路等等分布狀況,按照地形條件進行管網布置,主要采用梳狀單向布置,依據東高南低的基本地勢分別設置了輸水干管、分干管、支管以及毛管4級輸配水管管網,結合滴灌系統的均勻滴灌特性布置了首部及管網細節內容。(2)首部設計主要圍繞泵房設計展開,該項目中的泵房采用到了彩鋼板房,其中還布置了閥門、管道、過濾器、施肥箱等等重要設施,整體設計相對簡單整潔,非常易于加裝各種設備和日后維修操作。整體機組設計呈現一列式樣式。(3)管網布置方面,項目中的干管布置采用了UPVC材質管道,在地下埋設布設,管道埋深大約為+0.8m左右,配合三通為分干管供水。另外,該干管布置與首部泵房過濾器相互銜接,可借助干管實現不同農田田塊之間的相互協作灌溉[2]。
2.2.2對滴灌系統的設計
該項目對滴灌系統的設計主要包括了對滴灌水頭滴頭的選擇與偏差分配,以及對干管、支管的水利計算。
2.2.3對滴灌水頭低頭的選擇與偏差分配
該項目在滴灌工程設計方面選用擁有管上壓力的補償式滴頭,它同時還具有農田水灌溉壓力調節能力和水流量補償能力,它的水頭偏差允許范圍寬度設計在10m左右。整個滴灌系統主要以支管與毛管為核心,二者共同形成灌水小區,其中會將壓力補償式低頭及水頭偏差分配給毛管部位,毛管的允許水頭偏差同樣為10m。
2.2.4對干管、支管的水力計算
該農田水利工程項目中的滴灌工程地面支管采用了0.25MPa的防老化薄壁PE管,它的壁厚可達到1.7mm,為了保證滴灌技術正常發揮,需要對它的干管與支管流量水力各方面參數指標進行計算。1)計算滴灌水頭損失,因為滴灌工程中采用了多孔管,所以它的滴灌水頭損失應該如下:在公式(1)中,S表示滴灌帶實際間距,而S0表示滴灌水頭干管進水口到首孔的實際間距,f表示摩阻系數,d表示毛管內徑,K表示水頭損失的擴大系數,qd表示干管單孔設計流量。2)分析計算支管流量,支管是在分干管上所開啟的一條節水灌溉線路,所有支管流量總和應該等于干管流量。該項目中要結合干管設計流量確定支管的滴灌運行方案,再根據經濟流速來制作管徑,校核支管管段壓力,最終確定系統干管的管徑尺寸。該工程中所采用的支管管材為PVC材質,強度為0.4Mpa。公式(2)計算了滴灌工程中支管管道的沿程水頭損失hf(m),而它的PVC管水流力量應該為Q(L/h),m為常規指數,L為支管管長(m),d為管道內徑(mm),b也為常規指數。綜上所述,該滴灌系統設計主要根據農田水利工程項目的經濟流速來展開計算分析,希望滴灌節水灌溉技術能夠在工程中被得到合理運用。對干管、支管的水頭損失計算則希望最大限度減小管段壓力,保證系統管道水流流量損失降到最低水平,實現節約用水目標。
3結語
本文重點分析了農田水利工程中的節水灌溉技術———滴灌,滴灌可完全從節約用水目標出發,結合地方農田水利工程實際狀況進行系統配套優化管理,同時實現對系統工程內容優化,改良農田水利灌溉方法與相應指標,直接提高地方農產品的質量、產量及最終經濟產值,有效提高地方農業經濟發展水平。
參考文獻
[1]張卿文.高效節水灌溉技術在農田水利工程中的應用[J].農業科技與信息.2017(24):97-98.
[2]張明華.解析小型農田水利項目滴灌工程建設管理[J].建筑工程技術與設計.2017(33):1705-1705.
[3]王棟,許迪,高占義,等.精量滴灌技術與系列產品開發及應用[Z].[甘肅大禹節水工程設計(院)有限公司,甘肅大禹節水集團股份有限公司,新疆大禹節水有限責任公司等].2013.
作者:馬倩鈺 馬寧寧 趙文生 單位:河南省人民勝利渠管理局節水灌溉試驗站