高标准农田建设中低压管道输水灌溉技术的应用.pdf

农业工程技术综合版 2023 年 7 月刊5151水 土 工 程高标准农田建设中低压管道输水灌溉技术的应用邵长征（罗甸县农业农村局，贵州 黔南州 550100）摘要:随着农田灌溉技术的发展，传统灌溉方式存在水资源浪费及能源土地问题，贵州省罗甸县边阳镇高标准农田建设中应用低压管道输水灌溉技术，效果显著。该文介绍了项目概况，明确了灌水器选择、给水桩设置、管网布置、管材选择、管径确定等应用要点，有效提高了水资源利用率，同时提高了农作物产量，实现了农业可持续发展。关键词:高标准农田；农田水利；低压管道；输水灌溉；罗甸县邵长征.高标准农田建设中低压管道输水灌溉技术的应用 J.农业工程技术，2023，43(19):51 52.近年来，随着农业现代化发展，传统灌溉方式因浪费水资源、能源和土地亟待改善，需采用更加高效、环保的灌溉技术。本文对罗甸县高标准农田高效节水灌溉建设中的中低压管道输水灌溉技术应用要点进行总结，旨在为农田灌溉系统升级提供技术支持，推动农业可持续发展。一、项目概况项目区位于贵州省罗甸县边阳镇境内，为低山丘陵区，沟壑纵横，以山地为主，丘陵、盆地相间，水资源空间和时间分布严重不均衡。降水大多集中在汛期，利用率较低。同时，受地形条件限制，也无法应用附近的河流灌溉，农业用水限制较大。为此，在项目区应用中低压管道输水灌溉技术，有效解决水资源分布不均问题，对当地农业发展及新技术推广具有重要意义。项目共铺设低压管道 11.5 km，建设 300 m3高位集水池 3 座、100 m3调节池 6 座，安装给水桩 280 座。二、高标准农田建设中低压管道输水灌溉技术应用要点与传统灌溉相比，中低压管道输水灌溉输水损失少，运行费用低，受地形地貌、气候条件、作物种类及分区、灌水时间等因素影响小，水流速度快1。1、灌水器选择低压管道输水灌溉工程的灌水器应根据水源、地形、耕作方式、动力资源和灌溉制度、工作制度等因素进行选择。灌水器根据流出形式以及结构分为滴头、微喷头、小管灌水器和渗灌管等4类。滴头是将末端毛管内的压力水转变为滴水的装置，流量一般不大于 12 L/h。微喷头是在土壤表面喷淋小水滴的喷射器，单个微喷头的喷淋量一般不超过 250 L/h，喷淋范围一般小于 7 m。小管灌水器以小泉水的形式灌溉土壤，具有工作压力低、孔大、不易堵塞等优点。渗灌管是混合 2/3 废橡胶(如旧轮胎)和 1/3 PE 塑料制成的多孔管，被埋在地下渗灌，渗水孔不易被土壤堵塞。2、给水桩设置给水桩（出水口）应根据田块大小和作物种类确定设置密度，并按灌溉面积均衡布设，每个给水桩控制面积宜在 0.25 0.60 hm2。结合实地情况连接地面移动塑胶软管，采取有效防冲措施，保证田面平整。如无法连接软管，在出口位置应设置消力池。项目区单个给水桩控制面积约 4 亩，用移动软管接给水桩，通过移动塑胶软管输送至灌区人工浇灌。移动塑胶软管一般长25 50 m，由用水户自行提供。给水桩型号为 GSF-5-25 型，铺 10 cm 碎石垫层后浇筑 0.50 m0.50 m0.25 m 的 C15 混凝土固定基座，确保水桩稳定工作。给水桩高出地面 0.6 m，高出地面部分用 0.24 m0.24 m0.40 m 的 C20 混凝土将站管包住。3、管网布置管网布置时应综合考虑农田大小、形状、坡度以及作物种植方式、需水情况和生长特点，将灌溉区域划分成单元，确定管网主干线和支线的走向和位置。项目区耕地地块分散、形状不规则、坡度在 6以上，主要农作物为水稻、玉米等常规农作物，结合以往建设经验和习惯，输水流程为调节池配水主管配水支管给水桩人工接软管浇灌。在主要管道及支管两级布置管道，支管上每 3 亩配置 1 个给水桩，接移动软管输送至灌区。4、管材选择（1）管材性能目前较常用管材有钢管（SP）、球墨铸铁管（DIP）、夹砂玻璃钢管、PE 管、SRTP 管（钢丝网骨架聚乙烯复合管）等 5种管材，性能详见表 1。（2）项目区管材选择项目区地势平坦，边坡较为平缓、植被生长良好，土壤为黄壤土，水源为流量小于 1 L/s 的小泉水，主要种植玉米、水稻、大豆、蔬菜等农作物，路网较为完善，输水主管、支管管网采用PE100 管，强度等级为 1.0 MPa，设计流速 0.00011 m3/s，壁厚 5 mm。（3）管材评价标准管材选择应符合现行国家标准生活饮用输配水设备及防护作者简介：邵长征（1983-），男，汉族，河南辉县，本科，罗甸县农业农村局，工程师，研究方向：高标准农田建设、农田水利设施建设。DOI:10.16815/ki.11-5436/s.2023.19.029农业工程技术综合版 2023 年 7 月刊5252水 土 工 程流阻力、减少加压功率有极其重要的作用。周边环境及施工条件。选择管材时应充分考虑管道埋设环境，如施工现场、路径障碍、气候条件，选择抗外压、抗外力冲击性能好的管材。5、管径确定结合灌溉水流量需求，通过水力学计算，合理选择管径。管内流速与管内淤积情况有关，根据工程实践经验，为防止水中悬浮物在管道内沉淀，设计流量时，管内最小流速不应低于0.6 m/s。管径计算式：式中：管道内径，mm；设计流量，m3/s；管道假定流速，取 0.8 m/s。项目区 2#配水主管 G1-A 管段，结水桩 6 座，流量为3.25 L/s，假定流量为 0.8 L/s，通过上式计算可得管道内径为71.94 mm，管材选用 dn75 PE100 级管。三、应用效果项目区通过使用中低压管道输水，农业用水有效使用率由原来的 60%提高到 90%，农作物单产提高至每亩 70 kg，可增加收入 160 元，应用优势明显。在今后的农田建设中，应进一步推广和应用低压管道输水灌溉技术，以提高农民的经济收益，实现农业可持续发展。参考文献1 李 伟.低压管道输水灌溉在高标准农田应用的技术要点 J.河南水利与南水北调，2022，51(9):28 29.2 朱 林.低压管道输水灌溉优势及应用 J.河南水利与南水北调，2018，47(9):24 26.3 徐文菊.农村小型水库灌区中低压管道输水灌溉节水技术应用探讨 J.科技创新与应用，2022，12(28):174 176+180.材料的安全性评价标准GB/T 17219 的规定，性能可靠，能承受要求的内压和外荷载，施工机具及安装容易，使用年限长，维修工作量小，输水能力长期保持，综合造价合理。耐压能力。指管壁承受管内的工作压力和管外土层静荷载及地面活荷载的能力，是保证输水安全性的重要指标2。工作压力小于 1.0 MPa 时，所有管材都可以使用；当工作压力大于 1.6 MPa 时，要优先选用钢管、球墨铸铁管和 SRTP 管，夹砂玻璃钢管、PE 管承受外压的能力较弱。柔性特征。PE 管、SRTP 管弹性模量为 550 MPa，夹砂玻璃钢管硬度 HB 为 40，弹性模量为 1512103 MPa，均属于柔性管材；钢管（SP）、球墨铸铁管（DIP）属于刚性管材。SRTP 管、PE 管及夹砂玻璃钢管具有质量轻和柔性特征，连接安装方便快捷。耐蚀性能。管道铺设时，管道外部如有酸性的土壤会对管壁腐蚀严重，严重影响管材使用寿命。选用管材时要综合考虑耐腐蚀性，保证管道安全性，尽量延长使用寿命3。接口形式。管材焊接时，接口结构等因素与给水安全性直接相关，需保证输水的渗透性，还要考虑安装工艺的复杂程度。施工难度。管道的安装施工难度受防腐工艺、接口形式、管材重量等因素影响。管内壁粗糙度。管道内壁的粗糙度对降低水头损失、减小水表 1 管材性能对比夹砂玻璃钢管球墨铸铁管（DIP）钢管（SP）PE 管SRTP 管耐蚀性能由高分子有机材料组成，管道外部土壤对其造成的腐蚀极低，耐蚀性能最强。接口采用胶圈密封，具有绝缘作用，但管道外布具有酸性土壤会对其产生一定的腐蚀。耐蚀性能较差，同时存在一定程的电腐蚀。耐蚀性较差耐蚀性较强防腐措施不需要管内采用水泥砂浆内衬，管外涂小于 70 m 厚的防腐涂层，可用沥青漆或环氧煤沥青。管内、管外可采用多种有效的外防腐涂料，同时需阴极保护。不需要不需要接口形式比较双“0”形胶圈接口较方便，但强度低，接口易变形。压兰胶圈承接口具有可挠性及良好的伸缩性，水密性强，同时能防止电腐蚀，安装方便可靠。焊接接口形式复杂，影响其质量的客观因素较多，如焊工水平、气候、工期等。热熔对接焊和电熔焊接口方便，接头强度高于 PE 管本体。热熔对接焊和电熔焊接口方便，接头强度高于SRTP 管本体。施工难度管材轻，接口及道安装方便，但回填处理压实度需在 90%以上。管材较轻，接口及管道安装方便，管底需铺砂垫层，以防不均匀沉降。管材较轻，施工技术成熟，但接口质量受人为因素影响较大，防腐施工复杂。PE 管质量轻，可在埋管沟面上焊接后再放入沟中，可降低工人的劳动强度。同 PE 管粗糙系数0.008 0.0090.0130.0120.010.01vQD4=vQD4=vQD4=vQD4=