新疆農(nóng)田水利灌溉系統(tǒng)中的滴灌工程設(shè)計(jì)

約麥爾江·庫爾班，努爾斯曼古麗·圖爾貢

(1.新疆喀什疏附縣水利局，新疆 喀什 844000；2.喀什疏附縣木什鄉(xiāng)開迪米加依村小學(xué)，新疆 喀什 844000)

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新疆農(nóng)田水利灌溉系統(tǒng)中的滴灌工程設(shè)計(jì)

約麥爾江·庫爾班1，努爾斯曼古麗·圖爾貢2

(1.新疆喀什疏附縣水利局，新疆 喀什 844000；2.喀什疏附縣木什鄉(xiāng)開迪米加依村小學(xué)，新疆 喀什 844000)

[摘要]滴灌是一種先進(jìn)的節(jié)水灌溉技術(shù)，滴灌技術(shù)具有省水、增加產(chǎn)出的特點(diǎn)，是我國目前在干旱地區(qū)推行灌溉農(nóng)業(yè)的重點(diǎn)方向，它是我國農(nóng)田水利灌溉系統(tǒng)重要組成部分。重點(diǎn)介紹了滴灌水利灌溉系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并從項(xiàng)目規(guī)劃和設(shè)計(jì)的角度對相應(yīng)的施工方法進(jìn)行了概括和總結(jié)。

[關(guān)鍵詞]農(nóng)田水利；灌溉系統(tǒng)；滴灌工程

伴隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，農(nóng)業(yè)用水也成為需要解決的問題之一。在我國，現(xiàn)代化的高效節(jié)水灌溉技術(shù)對農(nóng)業(yè)發(fā)展起著非常重要的作用。為了實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，必須大力發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)。當(dāng)前，滴灌技術(shù)作為一項(xiàng)現(xiàn)代化的灌溉方法被廣泛的運(yùn)用到農(nóng)田灌溉中，對改善我國土壤質(zhì)量，提高糧食產(chǎn)量發(fā)揮著極其重要的作用。中國新疆地區(qū)氣候干燥、缺水，因此滴灌技術(shù)在新疆地區(qū)有著廣泛的運(yùn)用價(jià)值。結(jié)合不同的農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)，不斷提高糧食產(chǎn)量，進(jìn)而提升人們生活質(zhì)量已經(jīng)成為當(dāng)前農(nóng)村地區(qū)發(fā)展的重中之重。改善灌溉質(zhì)量，保證耕地產(chǎn)出，改善灌溉條件，正確處理好這一問題便能夠較好的實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)。

1農(nóng)田水利灌溉系統(tǒng)工程的基本概況

新疆地區(qū)極為干旱，而嚴(yán)重缺少降水，整個(gè)新疆地區(qū)全年降水為154.5 mm，只能達(dá)到全國平均數(shù)的23%，年平均徑流深只有48.2 mm，只能達(dá)到全國平均數(shù)的17%，與之不同的是，存在著嚴(yán)重的蒸發(fā)現(xiàn)象，南疆地區(qū)擁有數(shù)量眾多的耕地與傾斜平原，干旱指數(shù)可以達(dá)到30以上，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)只能依靠灌溉技術(shù)，屬于明顯的干旱灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)。新疆地區(qū)的灌溉已經(jīng)發(fā)展了很長時(shí)期，有利于發(fā)展當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)牧業(yè)。但存在的主要問題是水資源分布不均，嚴(yán)重缺少水資源。存在于灌區(qū)內(nèi)的主要水利工程是在20世紀(jì)50年代修建的，這些水利工程由于建設(shè)時(shí)間長，標(biāo)準(zhǔn)低，水庫和渠首設(shè)計(jì)安排不合理。工程質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，沒有后續(xù)的配套工程，不能實(shí)現(xiàn)水土保持與管理[1]，此地區(qū)雖然在20世紀(jì)90年代進(jìn)行了后期的改造，但存在的問題依然很多。

1.1農(nóng)田水利灌溉系統(tǒng)老化現(xiàn)象嚴(yán)重

大部分的農(nóng)田水利灌溉系統(tǒng)工程建造于人民公社時(shí)期，所以其中很大的一部分根本沒有任何的科技含量，泄漏問題十分嚴(yán)重，每一條溝渠中幾乎都是雜亂的泥沙和雜草，這樣的局面難以滿足我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的迫切要求。

1.2重視農(nóng)田水利灌溉系統(tǒng)工程的程度不高

如今，投資建設(shè)的大型農(nóng)田水利灌溉系統(tǒng)很大的一部分建設(shè)水平依然較低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能夠滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)水利灌溉系統(tǒng)的需求。如今，在農(nóng)田灌溉系統(tǒng)工程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)偷水、搶水的現(xiàn)象，之所以會(huì)出現(xiàn)這樣的局面是因?yàn)椴糠挚h水利灌溉系統(tǒng)缺失，并且在建設(shè)水利工程方面資金缺乏，再加上農(nóng)田水利灌溉系統(tǒng)年久失修。因此，也就出現(xiàn)了上述局面。

2滴灌技術(shù)原理及特點(diǎn)

2.1滴灌技術(shù)原理

滴灌技術(shù)是一種非常先進(jìn)的新型低壓節(jié)水灌溉技術(shù)，滴灌技術(shù)把有一定壓力的水資源過濾之后借助管道網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)把水均勻地的輸送到每一個(gè)角落中。滴灌技術(shù)在機(jī)械化配套設(shè)施的幫助之下，主要采用與小直徑的管道相匹配的頭，這樣就可以把水滴到植被的根部。同時(shí)為了減少蒸發(fā)帶來的損失，滴灌技術(shù)需要進(jìn)一步強(qiáng)化其自動(dòng)化控制技術(shù)。滴灌技術(shù)能夠起到較好的節(jié)水效果，能夠有效的提高植被的成活率，但是在運(yùn)行的過程中可能會(huì)出現(xiàn)因污垢而堵塞的問題，所以在滴灌技術(shù)中對水質(zhì)的要求相對較高。

2.2滴灌技術(shù)的特點(diǎn)

2.2.1節(jié)水效果好

在滴灌技術(shù)中，水的利用率相對較高，使用滴灌技術(shù)可以有效地減少水分的蒸發(fā)。此外，滴灌直接作用于植被的根部，其他地區(qū)的土壤含水量相對較低。因此，可以有效地防止雜草的生長，并且不會(huì)產(chǎn)生地表徑流，防止水資源的浪費(fèi)[2]。

2.2.2有效降低農(nóng)藥的施用量

在滴灌中還可以注入肥料，確保為植被提供充足的水分和養(yǎng)分，并且可以保證有穩(wěn)定的土壤水分從而滿足作物的要求和低吸的狀態(tài)。滴灌技術(shù)中地面蒸發(fā)面積相對較小，能有效的控制濕度的區(qū)域，減少作物病蟲害發(fā)生的頻率，從而也就減少農(nóng)藥的使用量。

2.2.3提高作物品質(zhì)

由于滴灌技術(shù)及時(shí)的為作物提供了水分和肥料，這樣就大大的提高了作物的產(chǎn)量，提高了農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量，保護(hù)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的大大提升。

2.2.4適應(yīng)能力強(qiáng)

滴灌技術(shù)對于地形以及土壤的適應(yīng)能力相對較強(qiáng)。滴灌技術(shù)可以在較大的土壤范圍進(jìn)行灌溉，并且能夠通過滴頭提供均勻有序的灌溉，所以在廣大的起伏地區(qū)都可以使用滴灌技術(shù)。

3農(nóng)田水利灌溉系統(tǒng)滴灌工程的設(shè)計(jì)

方案

滴灌系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要對地形、地質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)的勘探，要考慮當(dāng)?shù)厮Y源的條件以及當(dāng)?shù)卣w性的氣候特點(diǎn)，然后采用科學(xué)的計(jì)算方法對滴灌系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3.1滴灌工程設(shè)計(jì)的相關(guān)參數(shù)

我們根據(jù)相關(guān)的規(guī)則對我國滴灌技術(shù)進(jìn)行了重新認(rèn)知，結(jié)合國內(nèi)外滴灌的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)總結(jié)如下，微灌土壤的濕度比約在百分之四十到百分之五十。一般來說，微灌水的利用系數(shù)在0.9左右，設(shè)計(jì)灌溉水的均勻度約在百分之九十到百分之九十五左右。

3.2滴灌工程設(shè)計(jì)的目標(biāo)

滴灌工程設(shè)計(jì)的最終目標(biāo)是選擇合理的形式進(jìn)行滴灌，真正意義上的滴灌系統(tǒng)需要使用典型的設(shè)計(jì)作為例子，然后對灌溉的面積進(jìn)行合理化的布局。

3.3滴灌管線的特點(diǎn)

滴頭內(nèi)所用的是插入結(jié)構(gòu)，這是其他的灌溉技術(shù)所不具備的，因?yàn)榈晤^是直接的焊接在滴管的內(nèi)部，所以它可以最大限度地防止損害的發(fā)生，并且還節(jié)省了大量的空間，并且所采用的管線其壁厚不應(yīng)小于0.5 mm。

3.4滴灌管線的布置形式

滴灌管道的安排以及農(nóng)作物的生長與作物的類型以及栽培的方法有著密切的關(guān)系，對于不同的作物要選擇不同的滴頭類型。同時(shí)我們也應(yīng)該格外的注重考慮滴管系統(tǒng)的建設(shè)、管理和其他的外部因素，他們都是影響農(nóng)作物的生長的因子例如玉米、蔬菜和其他作物都屬于密集種植型作物，這些作物需要的水分相對較多，所以在滴線的安裝上就要格外在意，在一膜中至少需要一到兩根，為了確保最佳的灌溉效果，滴灌管適用于躺在地上。

4農(nóng)田水利灌溉滴灌工程設(shè)計(jì)

4.1管網(wǎng)布置的原則

我們將根據(jù)作物種植以及灌溉技術(shù)的相關(guān)要求，采用符合要求的灌溉技術(shù)；結(jié)合作物種植的方向要求，確保作物水分的需求，以確保水分轉(zhuǎn)移的方便性，這樣可以及時(shí)有效的維修好灌溉面積。管道的縱向平面要光滑，要盡可能的防止熱脹冷縮以及冬季霜凍害問題的發(fā)生。

4.2管網(wǎng)布置的形式

如今，我國的農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)還相對較差，在很長的一段時(shí)間內(nèi)嚴(yán)重制約著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，因此為了更好的推動(dòng)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，同時(shí)大力提升農(nóng)民的生活質(zhì)量需要進(jìn)一步完善農(nóng)田灌溉系統(tǒng)的建設(shè)。由于過去相對落后的技術(shù)水平，在農(nóng)田水利的建設(shè)方面相關(guān)的技術(shù)水平非常的地下，嚴(yán)重影響了后續(xù)的長遠(yuǎn)發(fā)展。我國滴管網(wǎng)總體布局的形式主要是水泵與支管，然后是管線，由于我國的地形相對復(fù)雜，因此所有的干管一般都使用人字形進(jìn)行布局，它可以最大限度的節(jié)約水源，防止水資源的浪費(fèi)。

4.3輸配水管道規(guī)格

農(nóng)田水利灌溉系統(tǒng)是一個(gè)非常重要的民生系統(tǒng)，其施工必須安全可靠，所以在施工的過程中要對管道的規(guī)格和材質(zhì)有一個(gè)明確的標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)不同地區(qū)的設(shè)計(jì)流量而制定。在正常情況下，滴灌管的材料是由低密度聚乙烯拉制而成，它的化學(xué)配方可以有效的降低外界的破壞。同時(shí)它也包含抗老化的添加劑成分，可以有效地防止管道的老化，能夠有效的延長管道的使用壽命。此外，為了確保每個(gè)灌區(qū)得到水資源，我們應(yīng)該結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，在每個(gè)灌溉區(qū)域中安裝一個(gè)壓力調(diào)節(jié)閥，設(shè)置統(tǒng)一的壓力，通過這種方式可以保證穩(wěn)定的滴灌技術(shù)。

4.4首部樞紐設(shè)計(jì)

首先要考慮的是過濾系統(tǒng)，因?yàn)檫^濾設(shè)備一直是制約滴灌系統(tǒng)能否安全運(yùn)行的重要保證。任何一個(gè)水域中水資源都含有一定的沉積物以及一些藻類和碎片。在這些漂浮物中還存有一定量的化學(xué)成分，因此首先需要確定過濾結(jié)合是否符合系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求，是否有著堅(jiān)固耐用的優(yōu)點(diǎn)。

我國現(xiàn)階段相對成熟的過濾技術(shù)主要有以下幾種，離心力砂石分離器外加疊片過濾器組、介質(zhì)過濾器外加網(wǎng)式過濾器組合以及離心式過濾器組等等，這些過濾器組能夠較好的適用于沒有藻類的水源中。如果水中含有大量的沉積物，那么就需要使用離心過濾器組，介質(zhì)過濾器組對水中的浮游植物有著很好的過濾效果。如果水質(zhì)很好，可以直接使用濾水器。事實(shí)上，無論選擇什么樣的過濾器是目的是為更好的減少阻塞狀況的發(fā)生。

4.5滴灌工程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意的問題

首先應(yīng)該根據(jù)土壤的特點(diǎn)對管道進(jìn)行選擇，管道的壁厚要均勻，要盡量選用紊流滴頭結(jié)構(gòu)，選擇合理的毛細(xì)管直徑管道，因?yàn)樗鼈兊目苟氯阅芟鄬^好。在管道的設(shè)計(jì)上要重點(diǎn)考慮如何避免滴頭堵塞的問題。在設(shè)計(jì)的過程中還應(yīng)該重點(diǎn)考慮土壤的影響，土壤要與農(nóng)作物相吻合，要使用合理的滴灌管。此外，在設(shè)計(jì)的過程中還應(yīng)該重點(diǎn)考慮成本的問題，要盡量做到滴灌系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。

5結(jié)語

簡而言之，新疆滴灌水利技術(shù)還有待進(jìn)一步的完善，在設(shè)計(jì)上應(yīng)積極的借鑒成功的經(jīng)驗(yàn)。結(jié)合土壤的不同特點(diǎn)以及當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，盡量選擇合理、科學(xué)和經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)以此來滿足當(dāng)?shù)毓喔鹊男枰?，進(jìn)而確保滴灌的應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]黎安,劉潔,魏青松,等.滴灌灌水器多類型流道的微壓水力性能研究[J]. 中國農(nóng)村水利水電. 2012(02).

[2]姚艷軍. 滴灌工程規(guī)劃分析與探討[J].中國水運(yùn)(下半月). 2012(04).

[中圖分類號]S275.6

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]B

[文章編號]1004-1184(2016)02-0104-02

[作者簡介]約麥爾江·庫爾班(1977-)，男，新疆喀什人，主要從事水資源管理、工程管理和防洪抗旱工作。

[收稿日期]2015-10-28