小型农田水利工程低压管道灌溉技术

2022-09-21 16:44:18 来源:写作指导

摘要:低压管道灌溉技术在使用过程中空间占用较少,具有方便操作、灌溉时间较短、使用费用较低等优势,有较大的应用前景。对低压管道灌溉系统进行优化设计,对灌溉参数进行精准计算,优化管道布设,完善管理制度,促进低压管道灌溉的顺利开展,提高农业生产效益。

关键词:低压管道灌溉;小型农田水利工程;应用

0引言

低压管道灌溉技术在小型农田水利工程中应用,具有较为明显的节水效果,而且操作过程较为简便,灌溉时间较短,减少了水资源浪费。可以有效控制农田灌溉成本,强化灌溉效益,推动我国新型农业的高速发展。由此可见,低压管道灌溉技术在小型农田水利工程中具有较高的应用优势,可以进行大范围推广与应用,促进整体灌溉效率的提升,推动农业灌溉经济效益的优化。

1低压管道灌溉技术的特点

低压管道灌溉技术主要是利用低压管道,把水资源输送到农田进行灌溉,其中主要包含水源、取水工程、输配水管网系统、田间灌水系统等。低压管道灌溉技术在农田水利工程中的运用具有节水、省时、省地、省工、节能、成本低等明显的优势,在现代化农业发展中受到人们的广泛青睐和使用。

1.1节水效果明显

低压管道灌溉技术主要是在低压作用下,通过管道把水资源输送到农田地面进行灌溉,而且输水管道多埋在地下,避免了水资源输送过程中的渗漏、蒸发消耗,减少了水资源浪费,极大程度上提高了水资源利用率。此外,在地势不平的农田中,结合低压管道灌溉技术,进行逐层灌溉,强化其灌溉过程的适用性,提高水资源利用率,保障农作物得到充分的水资源[1]。

1.2占用空间较少

一般情况下,低压管道铺设在地面下,减少了对农田的占用面积,减少农田耕作中对管道的损坏几率,方便开展机械化农业生产。该灌溉模式可以在很大程度上减少农田灌溉中对人工的依赖性,减少农业生产成本,促进农业机械化生产水平的提升,且对农田适应性较强。

1.3灌溉时间较短

在以往大水漫灌方式中,灌溉时间较长,水资源浪费较大。而利用低压管道灌溉模式,主要是利用水泵等动力设备从水源处提出水资源,然后在低压推动下,经过管道把水输送到农田地面进行灌溉。在此期间,可以利用阀门对灌溉水量、供水速度进行有效调节与控制,加快输水速度,优化灌溉条件,减少灌溉时间,对灌溉水量进行有效控制,保障农田灌溉的高效化与快速化,同时对农田灌溉水量进行适度控制[2]。还可以利用低压管道及时补水、排水,避免出现土壤盐渍化、冷浸化等现象。

1.4成本低

在低压管道灌溉模式中,前期管道布设环节的成本相对较高,在后期使用运行过程中成本较低,整体运行成本不高;而且在对管道进行铺设时,可以结合当地的地理形势因地制宜,进行科学的管网布设,提高农田灌溉效率与质量;可以保障农田灌溉均匀性,提高水资源灌溉田地的面积,强化水资源利用率,促进农作物的健康成长,助力农民增产增收[3]。

1.5增加农田量,降低土地利用效率

我国土地资源短缺,人均占用耕地不足1.5亩,管道灌溉将节省一定的土地利用。传统小型农田水利工程灌溉需要流水渠,在田间密布大大小小的流水渠,占据了大量的土地资源,而用低压管道灌溉替代流水渠,能有效地增加农田量。

2低压管道灌溉技术的应用策略

2.1做好前期准备工作

在低压管道灌溉工程施工之前,需要收集各类资源数据,为小型农田水利工程的设计规划提供数据依据,保障低压管道灌溉系统的适应性和可行性。设计人员要与当地人员进行沟通,掌握基本的输水灌溉需求,同时对当地的农田灌溉面积、水源位置、农作物种类、气候情况等进行详细了解,从而为低压管道灌溉的优化设计提供参考,保障设计方案的科学性与适应性[4]。同时要结合信息数据的分析与规划,对低压管道灌溉的支管间距、出水口间距等参数进行科学设计,从而保障灌溉量和灌溉面积,满足当地的农田灌溉需求。

2.2对灌溉参数进行精准计算

制定科学合理的灌溉制度,并对灌溉参数进行精准计算,保障低压管道灌溉的合理运行。要结合当地的作物种类分析其需水特性,并对当地气候、土壤、农业生产技术等进行综合性分析,从而制定适应性的灌溉制度,完善灌溉方案,明确灌水次数、周期、定额等,才能保障整体灌溉质量,促进农作物健康成长,实现增产增收。只有对灌溉参数进行精准计算,才能保障灌溉面积、灌溉时间满足农田实际需求,并制定合理的灌溉方法。在具体计算过程中,要以农作物最大需水量明确灌溉定额;结合秧苗需水量明确灌水周期。

2.3优化管网布局设计

对管网进行合理布局,可以有效提升灌溉面积和灌溉质量。在具体的铺设过程中,要结合水源位置、农田形状、地面坡度等因素,选择管网布设形式,通常情况下选择树枝状分布形式,且呈现双向分水模式,可以有效控制建设费用,提高灌溉效率[5]。在地势较为复杂的农田中可以选择固定式给水栓,确保稳定性灌溉,对农田水资源进行均匀分布。如果农田地势高低起伏较大,可以采取从上到下自流的管道铺设方式,体现其节能效果;要结合农作物种植方向对管道走向进行合理设计,避免出现管线弯曲现象,为田间管理提供便利性。

2.4选择合适的管材、水泵设备

为了保障低压管道灌溉的可靠性运行,需要对管材、水泵等设备进行科学选择,确保其质量,才能延长其使用寿命,降低损坏率,促进农田灌溉作业的顺利开展。由于管道需要埋设在地下,因此要求管材具有较强的强度、抗变形性、防水性、连接性等,并要保障价格的适宜性,对管材质量进行优化选择,最好选择方便承插连接的管道。当前主要使用的聚乙烯软管,方便移动、衔接简便,管径可调节,同时具有较高的密封性,费用较少等优势。此外,要选择合适的水泵、动力机等设备。一般要结合系统流量、系统扬程等参数为依据,确保水泵型号选择的合理性。在选择动力机时,要结合电源供应特点,合理选择电动机或者柴油机等,并确保其型号与水泵功率配套。

2.5低压管道灌溉系统施工要点

低压管道灌溉系统在应用过程中,要结合管道的材料特性,做好管道地下埋设的相关工作。例如在埋设管道的过程中,将埋设深度控制在合理的范围,避免埋设过浅影响正常的农作物种植与田间管理工作,使其充分满足实际的使用需求。

2.5.1土方开挖

管基开挖时以0.6~2.0m3的挖机为主,在距离管基20~30cm时,人工进行开挖,所开挖的土方全部就地堆放于管道基础两侧,待管道铺设安装完成后用于管道的埋设,管道临时开挖边坡根据地质情况确定。根据不同的地质条件,采用不同的施工方法,土方开挖程序为:植被清理→耕土清除→挖平台(管基填筑)→管道开挖→坡面修整→基底清理→验槽。管槽开挖时,分层依次进行,开挖面两侧设置排水明沟,排除地基渗水。渗水量较大地段开挖时,在上游侧3m外挖排水沟并抽水,以保证开挖的顺利进行。

2.5.2管道敷设

PE管需在沟底标高和管沟地基质量检查合格后,才能进行敷设,PE管道敷设依靠自身的柔性克服温度应力,但其弯曲度不能超过其允许弯曲半径,PE管敷设时,应防止划伤、扭曲或过大的拉伸和弯曲。明设钢管采用镇支墩固定,其中斗管采用镇支墩固定,农管采用支墩固定,镇墩采用C25F200的钢筋混凝土,支墩采用钢架支撑,镇墩间距为50m,且平面或纵向拐角处增设镇墩。

2.5.3管道试压

管道安装完成后,应进行强度和严密性试验。为保证给水管道水压试验的安全,需做好以下工作:(1)管道试压区段长度不应大于800m;(2)强度试验压力:PE管道试验压力为设计压力的1.5倍,钢管试验压力为工作压力+0.5MPa,不应小于0.9MPa;(3)严密性试验:在保压时间段内,如压力有所下降,可采用加压泵加水的办法,然后在试验时间段未测量为保持在试验压力所注入的水量。

2.5.4土方填筑

土方填筑时,分层分段进行流水施工,回填质量应符合下列规定:(1)回填土时沟槽内应无积水,不得回填淤泥、腐殖土及有机物质。(2)不得回填碎砖、石块、大于l00mm的冻土块及其他杂物。(3)回填土的密实度应逐层进行测定,设计无规定时,宜按回填土部位划分,回填土的密实度应符合相关要求。

3管道运行管理

为了保障农田水利工程低压管道灌溉的合理性,应进行科学的管道管理,将管道运行的风险水平控制在合理可接受的范围内。(1)对管道进行规范性铺设,确保给水栓数量以及间距符合设计要求;(2)在打开给水栓之后打开进水闸,并结合河道水位情况对闸板开启角度进行确定;(3)完成灌溉之后,需要按照进水闸—给水闸的先后顺序进行依次关闭;(4)要将管道内的存水清理干净,避免低温天气下出现结冰现象;(5)要安排专业人员对管道进行定期维护检测,构建完善的管理体系,明确考核标准,保障低压管道灌溉管理的合法性和合理性[6]。

4结束语

综上所述,低压管道灌溉技术在小型农田水利工程中的应用,可以充分发挥其节水、节能、高效、低成本等优势,有效提升农田灌溉的质量。因此,需对低压管道灌溉系统进行优化设计,全面收集相关资料,对灌溉参数进行精准计算,优化管道布设,完善管理制度,选择合适的管材与水泵型号等,促进低压管道灌溉的顺利开展,提高农业生产效益。

作者:段云鹤 单位:甘肃省水利水电工程局有限责任公司