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滴灌技术在农田水利节水灌溉中的应用

2018-09-04 09:57 来源:农田水利论文 人参与在线咨询

摘要]节水灌溉技术目前在农田水利工程中应用广泛,它迎合了当前我国农业生产节能降耗的基本原则背景,希望结合更多节水灌溉技术类型提高农田水利工程建设效率,解决传统固有问题。本文以节水灌溉中的滴灌技术为例展开分析,通过对滴灌技术施工流程、技术应用要点、滴管系统的具体方案设计和滴管技术在农田水利工程中的实际应用进行研究,结果表明:滴灌可完全从节约用水目标出发,结合地方农田水利工程实际状况进行系统配套优化管理,同时实现对农田水利系统工程内容优化,改良农田水利灌溉方法与相应指标,直接提高地方农产品的质量、产量及最终经济产值,有效提高地方农业经济发展水平。

关键词]节水灌溉;滴灌技术;农田水利工程;系统设计

在节水灌溉技术中包含许多技术类型,像滴灌技术就是其中一种,它能有效解决水资源所存在的固有污染问题,特别是在淡水资源相对匮乏的工程项目中具有较高实用性,有效降低农业作业风险。另外,滴灌技术也能为农田水利工程克服地区客观因素影响,强化农田中农作物的抗旱能力,保证农作物灌溉水源始终充沛,为我国三农建设提供了强有力的保障。

1农田水利工程中滴灌技术施工流程

在农田水利工程中实施滴灌技术,其技术应用要点问题涉及多个方面,本文结合实际的农田水利工程滴灌技术施工应用流程展开分析,解读其中的若干应用要点问题。

1.1滴灌施工前的准备工作

在滴灌施工前需要做好若干准备工作,例如首先透彻分析图纸,结合设计要求与相关材料、设备内容满足施工质量控制条件,做好地质水文条件勘察工作,科学计算施工现场的滴灌工程各项重要参数。一般来说,在农田水利工程的滴灌技术实施过程中主要就包含了放线、开挖、管道安装等重要环节,这其中要讲求环环相扣,每一环节都不能出现任何细节方面的技术差错。在做好滴灌施工前各项技术、人员及设备准备后便正式开始施工。

1.2滴灌施工中的技术应用要点

1)在滴灌施工过程中需要把握每一个技术应用要点环节,解决相应技术问题。首先是放线工作,它要保证放线施工精确性,然后为滴灌工程展开加压泵施工,利用测试仪器配合施工现场加压泵站进行基坑横纵轴线开挖以及建筑物外部开挖。在施工放线过程中还要首先明确基坑的开挖范围,了解建筑物本身的建筑覆盖范围,做好现场标注记录。在施工中需要注意基坑挖掘过程可能存在的误差问题,所以要保持在每20~40m做一次打桩标记,确保管道安装线路能够满足设计图纸实际要求。必要时还要在施工现场安装设置测量控制网,该控制网直到项目竣工后才可以完全撤除。2)开挖施工工作,放线工程一结束就要实施开挖,开挖位置主要根据具体的放线位置而定,在开挖作业中需要保证每一个桩号完整,以便于后期铺设农田水利建筑管道,同时在挖掘过程中还要合理测量实际挖掘深度、长度以及宽度,保证开挖施工技术内容准确无误。一般情况下,农田水利工程中的滴灌深度应该保持在冻土层与耕耘层下方位置,大约0.8m或以上深度,滴灌宽度要控制在0.6m以上。3)管道安装应用内容,它是整个农田水利工程滴灌施工中的最后一步,要根据之前设计图纸进行管材裁剪安装,然后再完成管道连接与铺设相关施工工作。滴灌施工要根据埋深差异进行地下管道及地面管道两部分管道的铺设,而两条管道的分支连接则统一采用滴灌工程中的“冷接模式”。该模式的特点就是保证了农田水利管道接口的密实性,提高安全等级。在地下管道部分,可采用承插式连接,为地下管道安装三通、闸阀、弯头以及地面支管。地面管道铺设部分则要将支管与地管合理连接,连接过程中结合农作物的标准行距与株距明确毛管的正确安装间距与安装范围,在支管管壁位置再打孔安装三通,保证毛管连接稳定性。另外就是控制地面管道孔距,避免孔距过大或过密,最终目的还是要保证毛管与三通、旁通连接良好,提高管道安装施工工程完成度。在管道施工安装中还需要注意以下3点问题,解决管道安装过程中可能出现的三通球阀脱落漏水问题,也就是要做好提前防漏水,保证农田水利工程运营安全性。(1)要及时清理支管孔眼中可能存在的残渣物质,并安装与孔眼相匹配的止水橡胶阀,在安装过程中需要注意避免胶圈与管材接触而出现漏水等不良现象;(2)要将滴灌管套在旁通位置,如果滴灌管壁相对较厚,则要对滴灌管套管口位置进行预热,在热胀后再尝试连接;(3)如果在施工中出现了地管漏水问题,还要在地管周围准备一个1m深度深坑,并将管道连接口露出来,再拆卸地管。如果有损坏部位需要及时更换,更换后要在管道损坏位置缠上生胶,最后拧紧管道。

1.3滴灌施工后的验收工作

在滴灌施工后要进行验收工作,以满足相关验收标准、迎合质量要求为基准,避免后期农田水利工程二次返工问题出现,影响工程正产运营及生产功能发挥。在滴灌工程验收工作环节所涉及的内容就包括了对滴灌设备、施工质量的验收,更细致的验收环节还包括了管道复查、管道试压、滴灌系统合理性复查等等。在各个部门审查验收无误后生成验收工作合同,各方代表签字完成验收工作。滴灌工程验收工作的意义在于最大限度降低农田水利工程安全事故的发生可能性,同时它也有延长工程项目使用寿命的重要作用。总体来讲,当前大中小型农田水利工程中都有采用滴灌这一节水灌溉技术的实践先例,它能够有效解决某些地区因水资源匮乏而导致农产品灌溉不到位的问题,保证农产品产量始终处于一个较理想的平稳状态中。同时,滴灌技术也作为我国农田水利工程节水灌溉体系中的核心技术参与到了某些项目的石漠化治理、退耕还林、基本粮食统筹规划以及土地整理工作中,它结合创新技术组织形式与地方政策已经取得了一定的应用成效,对地方农田水利工程的健康建设发展非常有益[1]。

2农田水利工程中运用滴灌技术的案例分析

2.1项目概述

滴灌技术是目前发展迅速的高效节水灌溉技术之一,它具有灌水深度、范围、灌水量控制良好、灌水均匀、节水效益明显等等优点,且它不会受到外界因素影响,对土壤的适应性也较强,利用滴灌技术完全可以实现农田水利工程中对节水灌溉过程的全自动化智能控制,确保了节水灌溉与化肥、化控剂以及农药的同步灌入,提高土壤养分吸收率。某乡镇的2000hm2农田水利工程项目正在建设中,它就采用到了地下滴灌技术,滴灌面积达到1500hm2,滴灌水源主要采用的是地表水配合地下水,全面控制项目中所涉及的15个地表水滴灌系统。

2.2地下滴灌技术的运用解读

2.2.1对田间系统的设计

对田间系统的设计主要涉及田间管网、首部以及干管等等部位,以下将作出逐一分析。(1)是对田间管网的布置设计,它充分结合了当地的农田、农林、道路等等分布状况,按照地形条件进行管网布置,主要采用梳状单向布置,依据东高南低的基本地势分别设置了输水干管、分干管、支管以及毛管4级输配水管管网,结合滴灌系统的均匀滴灌特性布置了首部及管网细节内容。(2)首部设计主要围绕泵房设计展开,该项目中的泵房采用到了彩钢板房,其中还布置了阀门、管道、过滤器、施肥箱等等重要设施,整体设计相对简单整洁,非常易于加装各种设备和日后维修操作。整体机组设计呈现一列式样式。(3)管网布置方面,项目中的干管布置采用了UPVC材质管道,在地下埋设布设,管道埋深大约为+0.8m左右,配合三通为分干管供水。另外,该干管布置与首部泵房过滤器相互衔接,可借助干管实现不同农田田块之间的相互协作灌溉[2]。

2.2.2对滴灌系统的设计

该项目对滴灌系统的设计主要包括了对滴灌水头滴头的选择与偏差分配,以及对干管、支管的水利计算。

2.2.3对滴灌水头低头的选择与偏差分配

该项目在滴灌工程设计方面选用拥有管上压力的补偿式滴头,它同时还具有农田水灌溉压力调节能力和水流量补偿能力,它的水头偏差允许范围宽度设计在10m左右。整个滴灌系统主要以支管与毛管为核心,二者共同形成灌水小区,其中会将压力补偿式低头及水头偏差分配给毛管部位,毛管的允许水头偏差同样为10m。

2.2.4对干管、支管的水力计算

该农田水利工程项目中的滴灌工程地面支管采用了0.25MPa的防老化薄壁PE管,它的壁厚可达到1.7mm,为了保证滴灌技术正常发挥,需要对它的干管与支管流量水力各方面参数指标进行计算。1)计算滴灌水头损失,因为滴灌工程中采用了多孔管,所以它的滴灌水头损失应该如下:在公式(1)中,S表示滴灌带实际间距,而S0表示滴灌水头干管进水口到首孔的实际间距,f表示摩阻系数,d表示毛管内径,K表示水头损失的扩大系数,qd表示干管单孔设计流量。2)分析计算支管流量,支管是在分干管上所开启的一条节水灌溉线路,所有支管流量总和应该等于干管流量。该项目中要结合干管设计流量确定支管的滴灌运行方案,再根据经济流速来制作管径,校核支管管段压力,最终确定系统干管的管径尺寸。该工程中所采用的支管管材为PVC材质,强度为0.4Mpa。公式(2)计算了滴灌工程中支管管道的沿程水头损失hf(m),而它的PVC管水流力量应该为Q(L/h),m为常规指数,L为支管管长(m),d为管道内径(mm),b也为常规指数。综上所述,该滴灌系统设计主要根据农田水利工程项目的经济流速来展开计算分析,希望滴灌节水灌溉技术能够在工程中被得到合理运用。对干管、支管的水头损失计算则希望最大限度减小管段压力,保证系统管道水流流量损失降到最低水平,实现节约用水目标。

3结语

本文重点分析了农田水利工程中的节水灌溉技术———滴灌,滴灌可完全从节约用水目标出发,结合地方农田水利工程实际状况进行系统配套优化管理,同时实现对系统工程内容优化,改良农田水利灌溉方法与相应指标,直接提高地方农产品的质量、产量及最终经济产值,有效提高地方农业经济发展水平。

参考文献

[1]张卿文.高效节水灌溉技术在农田水利工程中的应用[J].农业科技与信息.2017(24):97-98.

[2]张明华.解析小型农田水利项目滴灌工程建设管理[J].建筑工程技术与设计.2017(33):1705-1705.

[3]王栋,许迪,高占义,等.精量滴灌技术与系列产品开发及应用[Z].[甘肃大禹节水工程设计(院)有限公司,甘肃大禹节水集团股份有限公司,新疆大禹节水有限责任公司等].2013.

作者:马倩钰 马宁宁 赵文生 单位:河南省人民胜利渠管理局节水灌溉试验站

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