低壓管道輸水灌溉技術在井灌區(qū)中的應用探討

王玉太

（山東省水利科學研究院、山東省科苑水利勘察設計咨詢中心，山東 濟南 250014）

低壓管道輸水灌溉技術在井灌區(qū)中的應用探討

王玉太

（山東省水利科學研究院、山東省科苑水利勘察設計咨詢中心，山東 濟南 250014）

論述了鄒平縣井灌區(qū)低壓管道輸水灌溉技術的施工要點，總結了項目取得的效益。

鄒平縣；井灌區(qū)；管道輸水；灌溉技術

20世紀80年代，水資源緊缺成為制約我國北方地區(qū)社會經(jīng)濟快速發(fā)展的主要瓶頸，因此，發(fā)展農(nóng)業(yè)節(jié)水、開展農(nóng)田灌溉節(jié)水技術研究，成為當時的歷史必需。低壓管道輸水灌溉技術具有節(jié)水、節(jié)能、省地、省工、增產(chǎn)等顯著特點，在低壓管道輸水灌溉工程中，管材的費用占總投資的40%～60%，因地制宜地研制廉價管材成為該項技術推廣應用的關鍵所在，地埋軟管、水泥砂管、砂土水泥管、薄壁PVC管、波紋塑料管等適合當時經(jīng)濟發(fā)展水平的輸水管材應運而生。由山東省水利科學研究所、鄒平縣人民政府、惠民地區(qū)水利局共同承擔的“山東鄒平井灌區(qū)低壓管道輸水灌溉技術綜合試驗”課題，被列為國家科委“七五”攻關項目“黃、淮、海平原中低產(chǎn)地區(qū)綜合治理排灌技術研究”的子項目（75-04-01-15-08）。該項目結合當?shù)厣巴临Y源制造砂土水泥管，最大程度地降低工程造價。

1 試驗過程

1.1 試驗區(qū)概況

試驗區(qū)位于鄒平縣城東4.0 km，東西長3.7 km，南北寬2.2 km，土地總面積8.14 km2，涉及鄒平縣鄒平鎮(zhèn)、禮參鄉(xiāng)的13個村，總人口1.26萬。項目區(qū)屬山前沖積平原，地面高程20.0～27.0 m，總體上南高北低，地面坡降為1/300～1/500，共有耕地773.33 hm2，土壤類型為褐土和砂漿黑土，主要種植小麥、玉米，有少量棉花、林果、瓜菜。原有機井296 眼，井深 30.0～40.0 m，潛水埋深 12.0～15.0 m，一般出水量10.0～40.0 m3/h，機泵全部采用潛水泵，供電電源為市政用電，能夠保證農(nóng)業(yè)灌溉用電。試驗區(qū)利用機井269眼形成了單井灌溉系統(tǒng)，共鋪設固定管道59.0 km，控制灌溉面積701.9 hm2，畝均投資29.83元。

1.2 砂土水泥管研制

砂土水泥管是以當?shù)睾由昂头圪|亞黏土為主，摻入少量水泥加水拌勻后經(jīng)立式擠壓制管機擠壓而成的一種管材，自行研制的立式自動擠壓制管機實現(xiàn)了自動拌料、加水、進料、成型全過程，成型后養(yǎng)護28 d即可出廠安裝。經(jīng)多批次試驗，確定既經(jīng)濟、又能滿足管材抗壓抗拉強度的原料配比為：425水泥占15%～18%、河砂占50%、亞黏土占32%～35%，含水率7%～8%，管材直徑分別為 φ135 mm、φ150 mm、φ200 mm、φ250 mm，壁厚分別為：25 mm、25 mm、30 mm、35 mm，管長均為980 mm。經(jīng)室內(nèi)外實驗測試，砂土水泥管的內(nèi)水爆破壓力≥0.15 MPa、抗?jié)B指標≥0.10 MPa、彈性模量 3.9×103MPa、濕脹變形率＜0.13%、干縮變形率＜0.11%、熱膨脹系數(shù)6.06×10-6；管中水流流態(tài)屬粗糙紊流，管道糙率系數(shù)為0.014 1～0.014 3，作為地埋式輸水管道是安全可行的。

1.3 砂土水泥管配套管件

鄒平井灌區(qū)砂土水泥管道輸水灌溉系統(tǒng)配套的管件全部為自行研制的，根據(jù)就地取材、堅固耐用、制作簡便、易于安裝、使用方便的原則，試驗區(qū)配套研制了混凝土連通管 （包括彎頭、三通、四通等）、進出水口立管、出水口、進水口、絲蓋式給水栓、裝配式給水栓、管道閘閥（包括進水口逆止閥、分流閘閥、進排氣閥）等系列產(chǎn)品，這些管件配套齊全、結構合理、造價便宜、便于推廣。

1.4 管道工程施工技術

砂土水泥管道施工的關鍵技術是管子的對接處理，試驗區(qū)經(jīng)過試驗和應用，總結出了一層紗布二層砂漿裹包接頭的對接方法，具有接頭強度高、防滲性強、造價低、工效高、易于推廣等特點，其操作方式為：將待接管子平鋪于開挖好的溝槽內(nèi)，將內(nèi)圓模（直徑略小于管子內(nèi)徑、長15 cm的圓形模具，安裝1 m長手柄）插入待接管口部，在管口抹1∶2水泥砂漿對接，接頭外周用兩層1∶3水泥砂漿及一層紗布裹包，接頭厚約2.0 cm、寬約10.0 cm，接好后立即用濕土覆蓋。經(jīng)打壓試驗，接口內(nèi)水壓力大于3.0 km/cm2。

進出水口、連通等均為混凝土預制品，與管子的連接采用承插方式，在承插口填塞1∶2水泥砂漿加麻刀，表層抹光即可。

2 項目效益

該項目成果為井灌區(qū)低壓管道輸水灌溉工程的規(guī)劃設計、施工、管理提出了一整套技術方案和科學管理運用方法，起到了研究與示范推廣的作用，試區(qū)因地制宜就地取材研制采用的砂土水泥管材，在改進已有機具的基礎上研制的ZLJ自動立式擠壓制管機，生產(chǎn)了試區(qū)應用的管材，并對其物理和水力學性能進行了室內(nèi)和現(xiàn)場測試，提出了設計參數(shù)，各項指標滿足生產(chǎn)要求，項目具有國內(nèi)先進水平，值得推廣應用。

目前，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，在農(nóng)業(yè)灌溉方面，噴灌、滴灌、水肥藥一體化、灌溉自動化、精準灌溉、智慧灌溉等先進節(jié)水技術已得到大范圍推廣，機械化、標準化生產(chǎn)的噴灌微灌關鍵設備、低成本大口徑塑料管材等已普遍應用，為提高區(qū)域水資源保障能力、保障農(nóng)業(yè)穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)發(fā)揮了應有的作用。

（責任編輯 崔春梅）

S275

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1009-6159（2017）-10-0039-01

王玉太（1964—），男，研究員