屠慧林,施寧寧

(1.平湖市獨山港鎮(zhèn)農(nóng)技水利服務(wù)中心,浙江 平湖 314200;2.浙江水利水電?？茖W(xué)校,浙江 杭州 310018)

1 地下灌溉渠道概況

平湖市地處浙江省杭嘉湖平原,20世紀(jì)70年代,全市農(nóng)業(yè)灌溉實現(xiàn)機電化;80年代中期開始,大力發(fā)展低壓輸水地下管道,至2000年底,基本實現(xiàn)農(nóng)田灌溉地下管道化,成為全國第一個灌溉地下管道化縣(市),累計建成混凝土地下輸水管道2410 km,控制節(jié)水灌溉面積3.033萬ha,占全市有效灌溉面積的96.8%.農(nóng)田地下灌溉管道的建成,大大提高了農(nóng)田灌溉效率,有效的降低了灌溉成本.有利于農(nóng)時季節(jié)計劃用水、合理用水、科學(xué)用水;同時消除或極大地減少了灌溉渠道的坍、漏、溢、堵[1]等難題.近年來,平湖市一如既往的把節(jié)水灌溉作為一項革命性措施來抓,大力推進(jìn)以節(jié)水灌溉工程為重點的灌區(qū)改造,最終實現(xiàn)了全市農(nóng)田灌溉地下管道化.

2 現(xiàn)階段存在的問題

平湖市基本實現(xiàn)農(nóng)田灌溉地下管道化至今已有10年之余,在這期間里,對地下灌溉管道網(wǎng)出現(xiàn)的嚴(yán)重老化、破損,采取了重新鋪設(shè)地下管道對其改造,但由于管道鋪設(shè)在地下,日常無法清理,經(jīng)過幾年時間,就會給地下管道造成一定的淤積,而經(jīng)過長年累月地持續(xù)沖刷,管道內(nèi)壁積淤越來越嚴(yán)重,灌溉水無法順暢地輸送.近期通過調(diào)查顯示:農(nóng)民灌0.067 ha田的速度比5年前多用2～3 h,每月電量也比原先凈增50～80 kW?h,生產(chǎn)成本逐年增加,而效率卻逐年下降,給增產(chǎn)增收造成了負(fù)擔(dān).這表明地下管道的淤積大大降低了灌溉效率和農(nóng)業(yè)效益.

地下灌溉管道出現(xiàn)嚴(yán)重淤積后,就會產(chǎn)生惡性循環(huán),農(nóng)田離灌溉泵站較遠(yuǎn)田塊,無法供給足夠的灌溉用水,導(dǎo)致灌溉泵站電機超時運作甚到損壞,大大增加了用電費用和維修費用,同時也會造成部分田塊嚴(yán)重缺水,影響耕種時間,導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)減收甚至死亡.前期針對存在的淤積嚴(yán)重的管道,采取的措施是重新鋪設(shè)地下灌溉管道.由于部分管網(wǎng)澆筑在水泥路下而無法取出,需要在道路二邊鋪設(shè)二條地下管道,一方面增加了一倍的地下管道費用,另一方面浪費了耕地面積.目前新鋪設(shè)地下管道每公里價格約6萬元,這筆費用對于經(jīng)濟(jì)較薄弱的村是一筆相當(dāng)可觀的數(shù)目,致使部分嚴(yán)重淤積管網(wǎng)改造受到很大的制約[2].

3 地下管道疏通新技術(shù)

3.1 新技術(shù)設(shè)計原理

地下管道疏通新技術(shù)的是由一臺3.2 kW高轉(zhuǎn)速電動機、幾根鋼絲、電纜、牽引繩、滑輪以及一些附屬小配件組成[3],見圖1.主要是在電動機的轉(zhuǎn)動軸端安裝攪動裝置,電動機外廓裝上4個滑輪,滑輪可以裝卸,直徑有7.5～16 cm不等,主要為適合各種管道尺寸施工,在電動機的未端連接電纜.施工中利用電動機轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動攪動裝置,攪動裝置把淤泥攪爛,實現(xiàn)泥、水混合,在水流的作用下帶動泥漿流出管道.

圖1 地下灌溉管道清淤機

3.2 新技術(shù)的施工方法

新技術(shù)的施工方法主要有以下幾方面:第一步,施工前一天先對計劃清淤的管道灌水以達(dá)到軟化淤泥的目的.第二步,是對計劃清淤管道的起始端用鐵鍬把管中的淤泥清理1米左右的距離,便于清淤設(shè)備的安放.第三步,將牽引繩的一端固定在塑料泡沫球上,并把泡沫球放入管道起始端,然后再用灌溉泵站進(jìn)行灌水,使塑料泡沫球隨著水流牽引著牽引繩到達(dá)管道未端,完成繩串渠的步驟.第四步,用牽引繩未端與清淤設(shè)備頂端拉環(huán)完成固定連接,并將清淤設(shè)備放入管道內(nèi).第五步,通過控制開關(guān)開啟電機,電機頂端的攪動裝置快速旋轉(zhuǎn),迅速攪爛淤泥,淤泥與事先灌入管道內(nèi)的清水混合,形成泥漿水,流出管外.第六步,清淤過程中,機器的行走采用人力牽引向前,通過人力的緩慢拉動使清淤設(shè)備向前走動,直到管道未端,清淤完成.第七步,完成管道清理后,在渠道的未端將牽引繩等拆除,把清淤設(shè)備抬出管道并對其進(jìn)行清理[4].

3.3 新技術(shù)的成功應(yīng)用

2010年年初,通過較長時間的認(rèn)真研究,進(jìn)而進(jìn)行設(shè)備配件采購,并著手制作設(shè)備,經(jīng)過多次改裝、調(diào)試與技術(shù)改進(jìn),于2月底終于完成第一臺地下管道清淤機,并在獨山港鎮(zhèn)韓廟村高家浜灌區(qū)試驗成功.該灌區(qū)灌溉面積12.6 ha,主管道為18寸地下管道,全長275 m,清淤前淤泥厚度為16 cm.進(jìn)行清理后,管道恢復(fù)原有斷面形狀,恢復(fù)了管道的過水能力,清理效果得到了水利主管部門的肯定.在試驗期間,同時組建了2個施工班組,對20名施工人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)和安全教育.3～6月期間,共于獨山港鎮(zhèn)的周圩村、趙家橋村等7個灌區(qū)內(nèi)淤積嚴(yán)重的地下管道進(jìn)行清理,共完成清淤長度5531 m,管道直徑0.4～0.9 m,涉及灌溉面積140 ha.

3.4 新技術(shù)的效益評估

經(jīng)地下管道清淤后,在灌溉期間,對清淤長度為5531 m,灌溉面積140 ha的7個灌區(qū)灌溉情況進(jìn)行了統(tǒng)計分析,具體數(shù)據(jù)分析見表1～表3.

根據(jù)上述統(tǒng)計表格得出以下結(jié)論:

(1)清理后,7個灌區(qū)140 ha,管道長度5531 m每年節(jié)約電耗40110 kW?h,計16044元;節(jié)約修理費3990元;二項合計節(jié)約金額20034元,平均每公里每年可節(jié)約電費和修理費3622.13元.以清理一次可以利用12年計,每公里可節(jié)約電費和修理費43465.56元.

(2)如果5531 m渠道重新建設(shè),按平均每公里6萬元計算,需要重建費用33.18萬元.

(3)清理5531m渠道物質(zhì)成本82556元,加上利潤和稅金后為127301元,平均每公里23016元.

修理費和重建費用共計10.35萬元,減去每公里一次性清理成本2.3萬元,每公里可節(jié)約投入8.05萬元.對全市而言,目前共有影響灌溉需要疏通的地下管道約540 km,這樣算來,共節(jié)約投入為4347萬元.而對于農(nóng)民來說,疏通后大大節(jié)約了灌溉成本,灌溉效率也大大提高了近40%.如此一比較,表明此項新技術(shù)的發(fā)明充分發(fā)揮了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益.

表1 灌區(qū)管道疏通前后數(shù)據(jù)比較表 元/0.067 ha

表2 灌區(qū)管道疏通費用節(jié)約計算表

表3 灌區(qū)管道疏通成本分析表

4 結(jié) 語

此項疏通新技術(shù)的成功研發(fā)和使用,對平湖的排灌事業(yè)是一次質(zhì)的飛躍,改變了以往重復(fù)建設(shè)和巨額投資的現(xiàn)象,大大節(jié)約了耕地面積和工程投資.

在地下灌溉管道疏通的地下渠道淤積物中,除了淤泥外,還有相當(dāng)數(shù)量的農(nóng)耕瓶、塑料袋等,這些都是農(nóng)戶平時遺棄,也是造成管道堵塞的一個重要原因.因此,也呼吁農(nóng)戶不要隨意丟棄此類物品.

[1]中華人民共和國水利部.SL56-2005農(nóng)田水利技術(shù)術(shù)語[S].北京:中國水利水電出版社.

[2]李宗堯,于紀(jì)玉.農(nóng)田灌溉與排水(農(nóng)業(yè)水利技術(shù)專業(yè))[M].北京:中國水利水電出版社.2003.

[3]彭宏才.電機原理與拖動[M].沈陽:東北大學(xué)出版社,1997.

[4]關(guān) 德,張樹德,于 達(dá).運用清洗技術(shù)疏通海底輸水管道[J].管道技術(shù)與設(shè)備,2001(2):42-44.