山丘区综合节灌工程类型选择与管材选型分析

1　引言

　　节水灌溉技术具有显著的节水、节能、保肥、增产、降低农业成本等综合效益，发展节水灌溉工程必须因地制宜的根据山丘区的实际情况进行建设，才会取得事半功倍的效果和效益。作者结合在鲁中南山区兴建综合节灌工程的实际情况，详细介绍了各类灌溉工程的适宜条件及其使用的管材。对类似地区兴建综合节灌工程具有借鉴作用。

　　2　山丘区综合节灌工程类型选择原则

　　在国家大力提倡发展节水灌溉的工作中，鲁中南地区在各级政府的努力下，节灌工程发展迅猛，仅作者参与的工程规划、设计工程就达237处。在这237处工程中，按灌溉方式分有5种类型。这些节灌工程由于实施时间长，在不同建设时期有不同的要求。总的而言，不论是哪种类型的灌溉工程，总的特点是高标准、高质量、严要求、重管理，以发挥持久效益为目的。我们在选取灌溉工程的类型时，主要遵循了以下的原则：

　　2.1　防渗渠道输水自流灌溉工程。该类工程主要选择在以水库作为灌溉水源的灌溉区域内，且水库位置较高，对其下游的农田能够进行自流灌溉。在兴建此类工程时，一般以渠道防渗为主，防渗渠道一般采用距形断面，侧墙采用浆砌料石或浆砌块石，以75#砂浆砌筑，外面勾缝，内面及底部以75#水泥砂浆抹面防渗。为防止侧墙被破坏，一般在侧墙顶部用素混凝土盖顶，厚度一般为5cm.为防止渠道因热胀冷缩被破坏，每隔50m设置了伸缩缝，用沥青木条制作。根据渠道取水配水和跨越沟、路等的需要，设有拦河坝、冲沙闸、进水闸、拦污栅、分水闸、渡槽、倒虹吸等建筑物。由于渠道为开敞式，易被杂草泥沙淤塞，其维修管理和用水管理工作量较大，水的有效利用系数低。但渠道自流灌溉由于不需要动力，不需要支付能耗费和机电设备维收费，供水成本低，因而在水库灌区，常采用自流灌溉渠道系统，其灌溉面积一般在1000亩以上。

　　2.2　管渠结合灌溉工程。工程的特点是，输水部分为压力管道（一般为HDPE管及混凝土管），配水部分为渠道；需要动力进行提水灌溉，其提水扬程较平原井灌区大得多，建设投资和供水成本均较高。它一般由取水工程（水源井、引水渠、前池）、泵站、输配水工程等组成。由于它输水流量大、机电设备装机容量大，对安全保护和维修管理要求较高。所以选择此类工程时，一般是选择以小型库水、塘坝、渠道水以及水量较丰富的大口井为水源，对经济价值较高的果树等进行灌溉，且灌溉面积一般为500～1000亩。

　　2.3　管道输水工程。此类工程在鲁中南山区所建的灌溉工程数量最多。它的特点是输水系统和配水系统均由塑料管道和阀件组成，其输水部分一般为PVC硬管材或其他硬管材；配水系统一般由PVC硬管材、闸阀、给水栓及移动锦塑软管组成。在兴建此类工程时，一般遵循下列原则：①水源为大口井，水量为20～100m3/h；②以行政村为单位，灌溉面积为200～500亩；③灌溉作物主要为果树等经济作物，具有较高的经济效益；④适合于山丘区、果树等经济作物分布于山坡上。

　　2.4　微灌工程。我们在鲁中南山区兴建的微灌工程主要有微喷灌、滴灌、微管灌等形式。其中果树微喷灌占有较大的比重。在兴建此类工程时，遵循了以下的原则：①水源水量不充分，一般小于20m3/h；②所灌范围地域比较平坦，作物种植较为整齐；③微喷灌主要是对果树等经济作物进行灌溉，滴灌主要是对塑料大棚进行灌溉，微管灌主要是对露天种植的蔬菜进行灌溉；④由于此类工程投资较大，因而要求所灌溉的作物必须为经济效益较高的经济作物，且项目村的经济基础比较好。

　　从目前的运行状况看，依据上述原则兴建的237处各类灌溉工程，均能发挥较好效益。各种灌溉工程特点。

　　3　山丘区灌溉工程管材选型分析

　　山丘区灌溉工程按灌溉方式分主要为防渗渠道自流灌溉、管渠结合灌溉、管道灌溉、微喷灌及滴灌等。在作者参与兴建的237处节灌工程中，渠道灌溉7处，管道灌溉209处，管渠结合灌溉工程10处，微喷灌7处，滴灌4处。其中以管道灌溉数量最多，占灌溉工程总数的88.2%.这些工程在建设过程中除了坚持高标准、高质量、严要求及重管理的原则外，对各类节灌工程所使用的管材也进行了综合分析。确定了符合山丘区管道灌溉工程使用的管材系列，为山丘区管道灌溉的发展及长期发挥效益奠定了良好基础。

　　在山丘区灌溉工程中，使用管材的工程有管渠结合灌溉工程，低压管道灌溉工程，微灌工程及滴灌工程。不同的灌溉工程受投资规模，灌溉作物的种类等条件限制，所使用的管材也不相同。

　　3.1　管渠结合灌溉工程管材选择分析。该类工程是以有压管道和渠道为输配水系统对作物进行灌溉，其中压管道通常指的是输水管路部分。兴建此类工程所使用的管道，一般为钢筋砼管，铸铁管，小数也有使用PVC管的工程。

　　3.1.1　铸铁管，它的应用较为广泛，国内的饮水灌溉工程常用其作为输水管道，我们仅有少数的灌溉工程作为输水管道。它具有抗腐蚀性强，经久耐用，使用寿命长等优点。其主要缺点是质脆，不能承受较大的动荷载，再次是笨重。根据铸铁管的上述特点，我们在兴建灌溉工程时，一般很少用这种管材。

　　3.1.2　钢筋混凝土管，此类管材在兴建的节灌工程中用的数量不多，一般在管渠结合的灌溉工程仅用做输水管。该种管材在施工时一般采用承插法，以橡胶圈进行密封。其特点是价格便宜，抗老化、抗腐蚀，其缺点是较为笨重，施工难度大，内表面粗糙，能量损失大。所以在山丘区节灌工程中用得较少。

　　3.2　管道灌溉工程管材选择分析

　　管道灌溉工程是山丘区灌溉工程的主要类型，占有较大比重。目前国内兴建的管道灌溉工程常采用的管材类型有：聚乙稀塑料管（PE管）、聚氯乙稀管（PVC管）和聚丙稀管（PP管）。根据以往经验，结合山丘区的实际情况，经分析比较，我们确定管道灌溉工程均采用聚氯乙稀管（PVC管）。聚氯乙稀管同其他塑料管一样，不仅具有表面光滑、耐腐蚀、抗冻性和抗水锤能力强、不结垢、重量轻、运输和安装方便等优点，而且也具有强度和弹性模量较低、热胀冷缩较大，使用中不能承受局部应力等缺点。此类管材是一种硬聚乙稀管，它是按一定配方比例将聚氯乙稀树脂，各种添加剂（如稳定剂、润滑剂、填充剂、着色剂、增塑剂）等均匀地混合，加热熔融、塑化后，经挤出冷却定型而成。生产此类管材的厂家较多，经过对各个厂家的管材进行比较，我们选用山东省淄博市临淄区齐鲁武峰塑胶有限公司生产的PVC管材及管件。该厂生产管材其外观颜色为灰色，长度一般为6m，按使用压力分0.25Mpa、0.32MPa、0.6MPa、0.8Mpa及1.0Mpa等规格。其中以1.0Mpa与0.6Mpa管材系列相对齐全，应用的较多。但当管径相同时，这两种管材的价格相差较大。在我们兴建的管道灌溉工程中，前期的工程一般采用了1.0Mpa的管材，而后期的工程，为了降低投资，对0.6Mpa的管材进行了试用，效果良好。目前我们在山丘区兴建的管道灌溉工程均采用了0.6 Mpa压力的PVC管材及管件。

　　3.3　微灌工程管材管件选择分析

　　微灌工程是七十年代发展起来的一种新型节水灌溉方法，它具有省水、节能、灌水均匀、增产等优点，但它也具有一次性投资大，易于堵塞，对水质的要求较高等缺点。在山丘区兴建该工程的数量不多，在237处灌溉中，只有7处微喷灌和4处滴灌工程，并且大多建在较平坦的地块，面积也不大，其中微喷灌为1495亩，滴灌为1141亩。

　　4　结语

　　发展节灌工程，必须结合当地的生产生活条件、经济条件、生活方式、作物种植结构等因素，因地制宜地发展节水灌溉工程；同时要坚持高标准、高质量、严要求、重管理的建设与管理模式，做到建一处，成一处，效益一处，使有限的水资源得到合理的利用，为提高山丘区粮食作物、经济作物的产量，改善农民的生活水平作出贡献。