農(nóng)田滴灌技術(shù)的施工管理及運(yùn)行管理

甘肅省武威市涼州區(qū)水務(wù)局 魯福祥

前言

近年來(lái)，滴灌技術(shù)在干旱缺水的西部地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，與傳統(tǒng)的大水漫灌模式相比，滴灌技術(shù)優(yōu)勢(shì)顯著：（1）節(jié)約水量。利用滴灌進(jìn)行灌溉時(shí)，灌溉水利用管網(wǎng)系統(tǒng)直接將水滴到農(nóng)作物根系部分土壤，不但減少了水分蒸發(fā)，而且在輸水過(guò)程減少水的滲漏損失，與傳統(tǒng)的灌溉模式相比可節(jié)省水量約80%。（2）增加農(nóng)作物產(chǎn)量。滴灌技術(shù)是根據(jù)農(nóng)作物需水規(guī)律適時(shí)、適量進(jìn)行灌溉，農(nóng)作物根部的土壤保持了最佳的水分，因而作物產(chǎn)量得以增加。（3）增加肥效，節(jié)省勞力。由于滴灌時(shí)水分僅濕潤(rùn)農(nóng)作物根部土壤，在日光溫室條件下，土壤含水低，濕度減少，雜草不易生長(zhǎng)。同時(shí)施肥時(shí)，肥料可攪拌均勻，不僅節(jié)省肥料，而且省工省力。

滴灌技術(shù)雖然優(yōu)勢(shì)顯著，但也存在造價(jià)較高、不易推廣、滴頭容易堵塞、灌溉均勻度不易保證等缺點(diǎn)。因此規(guī)范的施工和科學(xué)的管理對(duì)滴灌系統(tǒng)正常發(fā)揮效益起著重要作用。

涼州區(qū)位于甘肅省河西走廊東端，是以生產(chǎn)糧食為主的農(nóng)業(yè)區(qū)，全區(qū)耕地面積179.85 萬(wàn)畝。在石羊河流域重點(diǎn)治理項(xiàng)目中，涼州區(qū)大力推廣了滴灌技術(shù)，經(jīng)幾年運(yùn)行，效益顯著。滴灌技術(shù)涉及設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行全過(guò)程，每個(gè)程序環(huán)環(huán)相扣，缺一不可。規(guī)范施工可保證工程質(zhì)量，科學(xué)管理可延長(zhǎng)系統(tǒng)使用壽命，工程效益才能正常發(fā)揮。

1 滴灌系統(tǒng)的組成

滴灌系統(tǒng)包括水源工程、首部設(shè)備、輸水管網(wǎng)等。

滴灌系統(tǒng)水源工程一般采用機(jī)井，無(wú)機(jī)井的地區(qū)可由沉淀池代替。滴灌對(duì)灌溉水質(zhì)要求較高，灌溉水需凈化處理，不得含有泥沙、雜草等雜物。水質(zhì)總含鹽量小于2000ppm，含鐵量水大于0.4ppm，總硫化物含量小于 0.2ppm，pH 值在 5.5～8.0 范圍。

滴灌系統(tǒng)首部設(shè)備包括水泵、過(guò)濾設(shè)備、施肥罐、控制閥、排氣閥、壓力表等，其作用是將水源灌溉水處理到符合要求后輸入滴灌系統(tǒng)中進(jìn)行灌溉。

水泵是在無(wú)壓水源取水時(shí)加壓給管網(wǎng)，當(dāng)水源為沉淀池時(shí)選用離心泵，水源為機(jī)井時(shí)，選用潛水泵。過(guò)濾設(shè)備是將水中的顆粒物、漂浮物等過(guò)濾，以防止系統(tǒng)堵塞。過(guò)濾設(shè)備有沉淀池、砂石過(guò)濾器、離心過(guò)濾器、篩網(wǎng)過(guò)濾器等。離心過(guò)濾器為初級(jí)過(guò)濾，主要分離水中的沙子和石塊，網(wǎng)式過(guò)濾器作為末級(jí)過(guò)濾設(shè)備，一般安裝在首部樞紐的末端。施肥罐是將水性肥料、除草劑等直接輸入滴灌系統(tǒng)，進(jìn)行施肥。水表安裝在系統(tǒng)首部，控制系統(tǒng)流量。過(guò)濾器前和施肥裝置后各安裝一塊壓力表，觀(guān)測(cè)系統(tǒng)壓差?？刂破饔芍醒肟刂破?、自動(dòng)閥組成，作用是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制。

輸水管網(wǎng)包括主管、支管、分干管、滴灌帶等。輸水管網(wǎng)替代了渠系結(jié)構(gòu)，可以隨地形鋪設(shè)。主管、支管、分干管選用PVC 管，由管件連接，埋在地下。滴灌帶鋪在膜下，播種機(jī)改裝后可鋪膜、鋪管、播種一次完成。滴灌系統(tǒng)灌溉流程：水源（水泵加壓）→過(guò)濾器→施肥罐→網(wǎng)式過(guò)濾器→干管→分干管→支管→滴頭。

2 滴灌系統(tǒng)的施工管理

2.1 土建工程的施工

2.1.1 施工前的準(zhǔn)備工作

工程施工前，施工企業(yè)根據(jù)項(xiàng)目工程實(shí)際編制詳細(xì)的施工組織設(shè)計(jì)，明確工程質(zhì)量的控制目標(biāo)。組建施工項(xiàng)目部，配齊相應(yīng)工作人員，制定施工安全措施，落實(shí)質(zhì)量責(zé)任，制定應(yīng)急預(yù)案。施工項(xiàng)目部按施工組織設(shè)計(jì)擬定施工順序，編制進(jìn)度計(jì)劃，制定檢查方法。施工前要對(duì)作業(yè)人員進(jìn)行思想教育和技術(shù)培訓(xùn)，使作業(yè)人員熟悉施工圖紙，掌握施工方法和程序，使作業(yè)人員認(rèn)識(shí)到施工工序質(zhì)量控制的重要性。作業(yè)人員要仔細(xì)查看設(shè)計(jì)文件和設(shè)計(jì)圖紙的完整性，確定設(shè)計(jì)文件與項(xiàng)目區(qū)實(shí)際情況是否相符。發(fā)現(xiàn)需要設(shè)計(jì)變更的及時(shí)向監(jiān)理及業(yè)主提出變更方案，業(yè)主組織設(shè)計(jì)單位及時(shí)出具設(shè)計(jì)變更，以免耽誤工期。

2.1.2 首部工程施工放樣

首部工程施工放樣時(shí)，機(jī)井依據(jù)《給水排水構(gòu)筑物施工驗(yàn)收規(guī)范》GB50141-2008 有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。建筑物按《室外給水工程規(guī)范》有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。技術(shù)人員要熟悉施工圖紙，對(duì)構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)尺寸做到爛熟于心，構(gòu)筑物放線(xiàn)從首部開(kāi)始，首先確定出構(gòu)筑物的主軸線(xiàn)，管理房的輪廓線(xiàn)及管道進(jìn)水口位置，先確定干管主軸線(xiàn)，再確定支管主軸線(xiàn)。每隔30m 管線(xiàn)設(shè)一標(biāo)注，標(biāo)明構(gòu)筑物設(shè)計(jì)高程。在彎道、分水和變徑處加設(shè)標(biāo)樁。

2.1.3 管槽開(kāi)挖注意事項(xiàng)

管槽開(kāi)挖一般采取小型挖掘機(jī)作業(yè)，施工地形復(fù)雜時(shí)可采取人工作業(yè)，人工作業(yè)注意管槽開(kāi)挖深度，保證作業(yè)人員安全。開(kāi)挖時(shí)按管槽軸線(xiàn)和槽底高程開(kāi)挖，保證坡度均勻，管槽無(wú)積水。開(kāi)挖深度依據(jù)當(dāng)?shù)貧庀筚Y料，開(kāi)挖在凍土層以下，以保證管網(wǎng)在冬季不被凍脹破壞。管槽寬度大于管道外徑，并預(yù)留作業(yè)面，開(kāi)挖后清除底部雜物并整平。開(kāi)挖土料堆置管槽同側(cè)。在卵石等堅(jiān)硬基礎(chǔ)處開(kāi)挖時(shí)，為保證管道安裝質(zhì)量，槽底超挖10cm～15cm，開(kāi)挖后清除卵石，用細(xì)土夯填實(shí)至設(shè)計(jì)高程[2]。

2.1.4 管槽回填注意事項(xiàng)

管道安裝完成后，管道注水試壓，試壓合格后方可回填?；靥钋扒宄懿垭s物、積水，在管道兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行，回填土不能有礫石等堅(jiān)硬物質(zhì)，以免回填時(shí)損壞管道。管道安裝時(shí)分段覆土固定，回填至高于原地面15cm 以上分層夯實(shí)。

2.2 設(shè)備安裝注意事項(xiàng)

2.2.1 安裝前的準(zhǔn)備

土建工程完工驗(yàn)收合格后，開(kāi)始設(shè)備安裝工作。設(shè)備進(jìn)場(chǎng)后，施工企業(yè)及時(shí)提請(qǐng)監(jiān)理驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后方可使用，嚴(yán)禁使用不合格設(shè)備。安裝前工作人員準(zhǔn)備好安裝工具和測(cè)試儀表。按設(shè)計(jì)文件和供貨清單核對(duì)設(shè)備數(shù)量，檢查設(shè)備性能、技術(shù)參數(shù)、熟悉說(shuō)明書(shū)，掌握安裝方法。

2.2.2 首部設(shè)備的安裝

首部設(shè)備安裝按《機(jī)電設(shè)備安裝工程施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及驗(yàn)收規(guī)范》GB50231-98 規(guī)定執(zhí)行。工作人員熟悉說(shuō)明書(shū)，掌握安裝技術(shù)方法。水泵用螺栓固定在基座；過(guò)濾器安裝時(shí)注意不能裝反，按輸水水流方向標(biāo)記后安裝；施肥罐安裝在過(guò)濾器前，進(jìn)出水管要連接牢固。儀表安裝前清除封口和接頭油漬[3]。

2.2.3 管網(wǎng)的安裝及維修

管道安裝前檢查管內(nèi)是否清潔，套管與膠圈規(guī)格是否匹配。管道插口外緣加工成斜口，涂潤(rùn)滑劑，正對(duì)膠圈，用木錘輕打至規(guī)定深度，膠圈安裝不得扭曲和卷邊。管道安裝后發(fā)生漏水時(shí)，采用粘接方法修補(bǔ)。管材大面積損壞時(shí)，采用雙承口連接件更換，首先切掉損壞管段，雙承口連接件到管端，插入連接間的端部。閥門(mén)安裝時(shí)，法蘭中心線(xiàn)與管件軸線(xiàn)保持重合，止水墊不得阻擋過(guò)水，連接牢固不漏水。管材及配件運(yùn)輸堆放時(shí)注意：運(yùn)輸裝卸中，嚴(yán)禁激烈碰撞，堆放時(shí)放置于棚庫(kù)內(nèi)，放平墊實(shí)，堆放高度不宜超過(guò)1.5m，避免陽(yáng)光暴曬以防變形老化。承插式管材堆放時(shí)，管材承口應(yīng)相互錯(cuò)開(kāi)，讓出承口，以免承受集中荷載。橡膠圈保存在低于40℃的室內(nèi)，不宜長(zhǎng)期受日光照射，距離熱源不小于1m，不能與橡膠有害的酸、堿、鹽等物質(zhì)一起存放。

2.2.4 滴灌帶的鋪設(shè)

滴灌帶鋪設(shè)時(shí)，滴灌帶播種機(jī)輪轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，確保滴灌帶在鋪設(shè)中不被掛傷。連接時(shí)要緊固、密封，地膜開(kāi)口處用土蓋緊，防止被風(fēng)吹開(kāi)。迷宮式滴灌帶鋪設(shè)時(shí)應(yīng)將流道凸起面向上。

2.3 管道沖洗和試運(yùn)行

管道安裝后，自上而下逐級(jí)沖洗，隨時(shí)檢查，并做好記錄。沖洗時(shí)先開(kāi)總閥和待沖洗閥門(mén)，沖洗至管道末端出清水為止。然后關(guān)閉末端管道閥門(mén)，沖洗支管至末端出清水為止。最后關(guān)閉支管閥門(mén)沖洗毛管，以此類(lèi)推。滴灌系統(tǒng)完工并初驗(yàn)合格后，系統(tǒng)開(kāi)始試運(yùn)行。首先關(guān)閉所有閥門(mén)，逐段試壓。試壓前認(rèn)真檢查管道接口、支墩等構(gòu)筑物的外觀(guān)以及回填情況，檢查管道能否正常放水；檢查設(shè)備、壓力表等設(shè)施，保證試壓系統(tǒng)的嚴(yán)密性。經(jīng)檢查確保系統(tǒng)合格后，向管道注水，同時(shí)排除空氣。滿(mǎn)水后，無(wú)壓情況下保持12 小時(shí)，檢查各部位是否滲漏。管道內(nèi)水壓到0.35MPa，保持2 小時(shí)，檢查各部位是否有滲漏，在2 小時(shí)中無(wú)滲漏，說(shuō)明密封合格。強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)管內(nèi)壓力保持在0.5MPa～1.5MPa 倍設(shè)計(jì)壓力，2 小時(shí)漏水量不超過(guò)規(guī)范規(guī)定，強(qiáng)度試驗(yàn)合格。系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行4 小時(shí)，運(yùn)行正常，進(jìn)行管道回填[4]。

3 運(yùn)行管理

3.1 組織管理

工程竣工經(jīng)驗(yàn)收合格，建設(shè)單位交付運(yùn)行管理單位，運(yùn)行管理單位建立管理機(jī)構(gòu)，統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)，分級(jí)管理，健全規(guī)章制度，實(shí)行產(chǎn)業(yè)化管理。運(yùn)行管理單位提高管理水平，加強(qiáng)人員培訓(xùn)，明確工作人員職責(zé)和任務(wù)。

3.2 首部樞紐的運(yùn)行管理

首部樞紐在運(yùn)行時(shí)，設(shè)備管理人員要熟知設(shè)備工作原理及操作流程，按要求進(jìn)行規(guī)范操作，確保系統(tǒng)安全運(yùn)行。

3.2.1 沉淀池的運(yùn)行管理

滴灌系統(tǒng)在運(yùn)行前，首先清除沉淀池中雜物，水質(zhì)混濁時(shí)，先關(guān)閉進(jìn)水至水清后入池，以免對(duì)沉淀池濾網(wǎng)造成負(fù)擔(dān)。開(kāi)啟水泵前，先檢查濾篩網(wǎng)有無(wú)雜物堵塞篩網(wǎng)眼，篩網(wǎng)是否破損。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，撈除篩網(wǎng)的雜物，以免影響篩網(wǎng)過(guò)水，停泵后用清水沖洗篩網(wǎng)。

3.2.2 水泵的運(yùn)行管理

水泵啟動(dòng)前，首先檢查各部件，打開(kāi)排氣閥使水充滿(mǎn)泵體后將其關(guān)閉，合上空氣開(kāi)關(guān)ZK，通過(guò)面板切換開(kāi)關(guān)CKT 和電壓表檢查三相電壓，電壓平衡為380V。電流檢查及水泵充水正常時(shí)，切換成自動(dòng)按鈕，啟動(dòng)按鈕，觀(guān)察柜體表計(jì)及水泵工作狀態(tài)。水泵運(yùn)轉(zhuǎn)10S～12S時(shí)，時(shí)間繼電器自動(dòng)轉(zhuǎn)為“運(yùn)行”狀態(tài)。若一次啟動(dòng)失敗，等待7 分鐘后第二次啟動(dòng)，以免使變壓器損壞。

在水泵運(yùn)行期間，檢查電機(jī)溫度和噪聲是否正常，如有異常按停止鍵，禁止直接拉閘。電壓過(guò)低電機(jī)過(guò)流運(yùn)行（Ig≤0.5%）時(shí)，連續(xù)運(yùn)行時(shí)間≤4h，待冷卻后再投入運(yùn)行。

要經(jīng)常性維護(hù)水泵，運(yùn)行時(shí)管道要充滿(mǎn)水，水泵禁止長(zhǎng)期在氣蝕狀態(tài)下運(yùn)行。長(zhǎng)期運(yùn)行后，機(jī)組由于磨損噪聲及震動(dòng)增大，立即停機(jī)檢查。日常保持電機(jī)及電控柜清潔和干燥。定期給電機(jī)加鈣鈉基黃油。維修時(shí)，檢查設(shè)備接線(xiàn)加以堅(jiān)固。維護(hù)及操作嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家電氣設(shè)備工作安全措施，確保電氣設(shè)備不受損害及作業(yè)人員安全。

3.2.3 過(guò)濾器的運(yùn)行管理

過(guò)濾器運(yùn)行前，先關(guān)閉閥門(mén)，檢查各部件，抽出網(wǎng)芯檢查有無(wú)雜物和破損，確認(rèn)無(wú)誤后啟動(dòng)水泵。水泵開(kāi)啟運(yùn)轉(zhuǎn)3～5 分鐘，排出系統(tǒng)空氣后打開(kāi)壓力表旋塞，檢查系統(tǒng)壓力，當(dāng)壓力表針停止擺動(dòng)，無(wú)噪聲時(shí)，過(guò)濾站可進(jìn)入工作狀態(tài)。過(guò)濾器運(yùn)行中，檢查儀表，做好記錄。出現(xiàn)事故時(shí)，立即關(guān)泵檢查，過(guò)濾器工作完畢后，緩慢關(guān)閉控制閥門(mén)。

當(dāng)水中懸浮物堵住過(guò)濾網(wǎng)孔時(shí)，產(chǎn)生截流，網(wǎng)上積聚雜物后，過(guò)濾器進(jìn)出口壓力差過(guò)大，壓力降為0.07MPa 時(shí)，應(yīng)對(duì)網(wǎng)芯進(jìn)行清洗。清洗時(shí)將網(wǎng)芯抽出，密封圈用清水沖洗，清洗干凈后，按要求裝配好。

3.2.4 施肥罐運(yùn)行管理

施肥時(shí)，打開(kāi)施肥罐，將肥料倒入施肥罐，打開(kāi)閥門(mén)，進(jìn)水至罐容量一半后停水，擰緊施肥罐蓋，壓力表差比原壓力差增加0.05MPa 時(shí)，將肥料帶入系統(tǒng)管網(wǎng)進(jìn)行施肥。施完一輪灌組后，關(guān)閉兩側(cè)閥門(mén)，罐底球閥打開(kāi)將水放盡，再進(jìn)行下一輪灌組施滴。

施肥時(shí)注意，為防止滴施效果，堵塞罐體，肥料要充分溶解，輪灌區(qū)滴水1/3 時(shí)間后，才可滴施肥（藥），結(jié)束滴水前半小時(shí)，停止施肥（藥）。更換輪灌組前半小時(shí)沖洗管網(wǎng)，以免肥料在沉積。

3.3 管網(wǎng)的運(yùn)行管理

管網(wǎng)第一次運(yùn)行前，調(diào)整球閥的開(kāi)啟度，調(diào)整各支管壓力均衡，毛管保證在0.6MPa～1.0MPa，調(diào)試完成后，用記號(hào)在球閥開(kāi)啟位置標(biāo)注，以便于下次操作。

管網(wǎng)運(yùn)行前，首先檢查閘閥是否正常，管道是否漏水。要根據(jù)水質(zhì)情況對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行沖洗，泥沙過(guò)多或磷肥遇鹽出現(xiàn)沉淀時(shí)易使毛管堵塞。先把所要沖洗的干管排水閥打開(kāi)，然后緩慢開(kāi)啟控制閥，讓水緩慢進(jìn)入管道，嚴(yán)禁急速開(kāi)啟閥門(mén)。順?biāo)鞣较蛞来瓮瑫r(shí)開(kāi)啟兩側(cè)球閥，待流出清水后緩慢關(guān)閉，直到最后一個(gè)排水閥流出清水后關(guān)閉球閥。

管網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中，定期巡視，檢查管網(wǎng)有無(wú)漏水，有漏水立即處理。為保證系統(tǒng)安全有效運(yùn)行，運(yùn)行時(shí)嚴(yán)格控制壓力表讀數(shù)，將系統(tǒng)控制在設(shè)計(jì)壓力下運(yùn)行。

灌水時(shí)根據(jù)當(dāng)?shù)毓喔确桨?，打開(kāi)對(duì)應(yīng)灌溉小區(qū)的干支管球閥。每次只能開(kāi)啟一個(gè)輪灌組，一個(gè)輪灌組結(jié)束后，應(yīng)先開(kāi)啟下一個(gè)輪灌組球閥，再關(guān)閉上一個(gè)輪灌組球閥，嚴(yán)禁先關(guān)后開(kāi)。灌溉季節(jié)及時(shí)對(duì)管網(wǎng)檢查，灌溉結(jié)束及時(shí)維修，沖凈泥沙，排凈存水，防止凍管。

系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，指導(dǎo)、監(jiān)督農(nóng)戶(hù)在定苗、除草時(shí)不要將滴灌帶損壞。管理人員認(rèn)真做好記錄。便于總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提高管理水平。

4 結(jié)語(yǔ)

涼州區(qū)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大區(qū)，人口眾多，耕地偏少，人均耕地約1.9 畝。區(qū)內(nèi)常年少雨且蒸發(fā)量大，年均降水量約100mm，蒸發(fā)量達(dá)2000mm。由于人均耕地少，加上干旱缺水，節(jié)水工作任重而道遠(yuǎn)，滴灌技術(shù)符合當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。近年來(lái)，當(dāng)?shù)亟?jīng)過(guò)滴灌技術(shù)應(yīng)用，總結(jié)了許多實(shí)用經(jīng)驗(yàn)。普及溫室滴灌及大田滴灌，是當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的必然要求，在當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)有很大的發(fā)展空間[5]。