□胡志遠(yuǎn) □趙東生 □沈 瑋（許昌市農(nóng)田水利技術(shù)推廣站）

低壓管道輸水灌溉配套田間閘管技術(shù)應(yīng)用

□胡志遠(yuǎn) □趙東生 □沈 瑋（許昌市農(nóng)田水利技術(shù)推廣站）

通過低壓管道輸水灌溉配套的田間閘管技術(shù)研究，采用系列化的分體式給水栓，半圓環(huán)刀型開孔器、快速活堵頭、滾移式卷放棄、推拉式閘板、噴水帶快速活接頭等關(guān)鍵設(shè)備，集成成套田間閘管系統(tǒng)連接技術(shù)，與田間閘管配套的噴水帶噴微灌溉系統(tǒng)連接技術(shù)，提出與之配套的規(guī)劃設(shè)計(jì)，地面灌水和運(yùn)行管理等應(yīng)用技術(shù)。該技術(shù)采用硬件與軟件有機(jī)結(jié)合，技術(shù)可靠性強(qiáng)，解決了長期困擾低壓管道輸水灌溉和渠道防滲的田間節(jié)水難題。

低壓管道；配套；閘管；應(yīng)用

經(jīng)過多年的發(fā)展，低壓地埋管道灌溉方式具有深厚的群眾基礎(chǔ)，以許昌市為例，低壓管道輸水技術(shù)應(yīng)用占節(jié)水灌溉應(yīng)用面積的92%，農(nóng)民普遍接受使用廣泛。該技術(shù)經(jīng)過多年的推廣應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)存在不少問題，比如出水口閘閥型號(hào)規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，型式繁雜，有的體積大易損毀，使用中堵塞、被盜丟失等。出水口連接管技術(shù)落后，漏水等問題亟待改善提高。而對其使用中的關(guān)鍵技術(shù)完善提高，有利于提高生產(chǎn)效率，群眾積極性高，易接受，有較強(qiáng)的可行性。選擇推廣系列化定型的給水栓，田間成套的田間閘管系統(tǒng)連接技術(shù)是一項(xiàng)急需開展的工作，對完善提高低壓管道輸水灌溉有很大的現(xiàn)實(shí)意義;技術(shù)細(xì)節(jié)的完善提高對解決農(nóng)民生產(chǎn)中的困難，提高生產(chǎn)效率都有很大作用。另外，高壓管道輸水技術(shù)節(jié)水效率較低，它只解決了從水源到田間的水損失，出水口間距一般為40～60m，出水口到田壟還是地面輸水，水損耗較大；低壓管道輸水灌溉田間閘管技術(shù)不但完善提高了給水栓、出水口、出水口銜接、出水口防堵等技術(shù)環(huán)節(jié)，更重要的是較好解決了上述問題，提高了節(jié)水效率。低壓管道輸水灌溉配套的田間閘管技術(shù)運(yùn)用條件與我市類似，能較好的解決我市的低壓管道技術(shù)升級，實(shí)踐證明技術(shù)實(shí)用、成熟，有利于我市該技術(shù)的升級改造，有著很大推廣應(yīng)用潛力。

一、示范應(yīng)用地點(diǎn)

示范推廣地選定在許昌市許昌縣蘇橋鎮(zhèn)曹塞村苗木示范園，示范面積40hm2。示范區(qū)屬半城半農(nóng)的典型城郊型農(nóng)村，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件良好，水利化程度較高，具備運(yùn)用管理較先進(jìn)水利設(shè)施的基本條件。

示范區(qū)內(nèi)耕地地勢平坦，土壤為粉質(zhì)土壤，土地肥沃，地下水埋深5m，水資源豐富，光照充足，氣候溫和，四季明顯，多風(fēng)，無霜期214d，多年平均降雨量675mm，年內(nèi)分配不均。

根據(jù)示范區(qū)具體情況土壤容量取1.46g/cm3,田間持水量為24%,計(jì)劃濕潤層深度按種植苗木的根系平均深度50cm,適宜土壤含水量上限取田間持水量的80%,適宜土壤含水量下線取持水量60%,噴灑利用系數(shù)取0.9。

示范區(qū)內(nèi)有機(jī)井6眼，井深40m，井徑42cm，水質(zhì)潔凈，水井出水量20～32m3/h，抽水含砂量均＜1/10000(體積比)。

該示范區(qū)為不規(guī)則南北狹長地帶，南北長3260m，東西寬95m左右，苗木沿東西方向種植，為三年生石楠木。

二、示范應(yīng)用情況

（一）田間閘管系統(tǒng)組成

1.輸水軟管

在軟管的材料配方中加入淺性低密度聚乙烯，經(jīng)權(quán)威檢測部門測試，閘管輸水軟管的各項(xiàng)指標(biāo)均能滿足使用要求。根據(jù)閘管灌溉系統(tǒng)產(chǎn)品的技術(shù)性能及田間應(yīng)用考核結(jié)果，閘管灌溉系統(tǒng)軟管的抗老化能力、抗穿刺和撕裂能力及抗低溫能力等都能滿足要求。

2.配水閘門結(jié)構(gòu)

配水閘門是閘管灌溉系統(tǒng)的核心部件，其作用是將水均勻而又穩(wěn)定地分配到溝畦，配水閘門的主要組成部分是閘口、壓環(huán)、閘窗和閘板。配水閘門采用吸水性小，表面光澤性好的工程塑料，配水閘門中各部件與軟管的連接關(guān)系是在輸水軟管任意指定的開孔處安裝上閘口及閘窗，通過螺紋絲扣上緊壓環(huán)，閘窗四方對稱處及閘板端部設(shè)有卡定位置用的凸沿，灌溉時(shí)，閘板與閘窗靠小凸沿卡住使二者不能分離以免閘板丟失。配水閘門的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使水流順暢、阻力小、安裝拆卸方便，可以控制流量大小、堅(jiān)固耐用、安裝后不漏水。配水閘門的質(zhì)量直接影響到閘管灌溉系統(tǒng)的工作情況，使用壽命及灌水質(zhì)量。閘管灌溉系統(tǒng)配套的開口器操作簡單方便，卷放設(shè)備，能快速鋪設(shè)軟管，用完后方便軟管收起。

（二）閘管灌溉系統(tǒng)安裝

一是從低壓輸水管道出水口引水，出水口的外徑小于輸水軟管的直徑，出水口靠近地面；二是將輸水軟管雙折加厚在出水口上，然后用管箍套上扎緊；三是鋪設(shè)閘管使其貼近畦口，盡量順直，鋪放閘管位置的地面平坦，沿管線整理出一凹槽，使管道鋪放在槽內(nèi)，每隔5m在管道上壓放一點(diǎn)土，防止管道被風(fēng)掀動(dòng)或移位；四是根據(jù)輸水管進(jìn)水流量大小確定打開閘門的個(gè)數(shù)，開始田間灌溉。

（三）閘管灌溉系統(tǒng)管理使用

一是根據(jù)出水口流量及水頭，可同時(shí)打開適當(dāng)數(shù)量的配水閘門，在保證灌溉水入畦的單寬流量≥3L（s·m）下盡可能多開；二是閘管灌溉系統(tǒng)灌水時(shí)一般以離出水口的最遠(yuǎn)端開始，分組進(jìn)行澆灌，根據(jù)作物需水量確定灌水時(shí)間，兩組之間轉(zhuǎn)換時(shí)，先打開下一組閘門，然后再關(guān)閉上一組閘門；三是為保證配水閘門出水量均勻，應(yīng)適當(dāng)調(diào)節(jié)配水閘門開度，即最遠(yuǎn)端開度最大，沿進(jìn)口方向逐漸減小開度；四是嚴(yán)禁在運(yùn)行過程中關(guān)閉所有閘門，以防止輸水軟管爆破；五是使用完畢后，簡單清洗閘管灌溉系統(tǒng)，用卷放器卷盤存放。

三、田間閘管系統(tǒng)應(yīng)用經(jīng)濟(jì)與效益

（一）閘管灌溉系統(tǒng)應(yīng)用投資分析

1.閘管灌溉系統(tǒng)材料費(fèi)

閘管灌溉系統(tǒng)的材料費(fèi)包括軟管和閘門兩部分，以100m長的閘管灌溉系統(tǒng)為例，其閘門間距為1.5m,需要閘門66個(gè)，則一套閘管系統(tǒng)的材料費(fèi)用如表。

閘管系統(tǒng)的材料費(fèi)用表

2.每套閘管灌溉系統(tǒng)的控制面積

閘管灌溉系統(tǒng)的控制面積與閘管灌溉系統(tǒng)長度、灌水溝長、輪灌期內(nèi)系統(tǒng)移動(dòng)次數(shù)有關(guān)。根據(jù)初步試驗(yàn)，在現(xiàn)在常規(guī)土地平整條件下灌水溝長度可達(dá)到100～150m。在一個(gè)輪灌期內(nèi)一套閘管系統(tǒng)的移動(dòng)次數(shù)越多，控制面積越大；相應(yīng)移動(dòng)次數(shù)增多，勞動(dòng)強(qiáng)度增大，同時(shí)也容易損傷軟管；一般情況下，在一個(gè)輪灌期內(nèi)閘管灌溉系統(tǒng)的移動(dòng)次數(shù)應(yīng)控制在2次之內(nèi)。

3.投入分析

應(yīng)用閘管灌溉系統(tǒng)的投資包括管道、閘門及低壓管道投資，低壓管道部分屬固定投資，一次投資，長期受益。這里僅計(jì)算閘管灌溉系統(tǒng)本身的投資。

計(jì)算閘管灌溉系統(tǒng)的投資，不僅要考慮自身的材料費(fèi)用，移動(dòng)次數(shù)，控制面積，還要考慮系統(tǒng)的使用年限。從國內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)看，在正常使用和保管的條件下，閘管灌溉系統(tǒng)的使用年限為3年左右。

由以上可知，長度為100m的一套閘管系統(tǒng)，按使用年限3年，一個(gè)灌期內(nèi)移動(dòng)2次，灌水溝長度平均按75m計(jì)算，則每公頃投資為297元，則每年每公頃投入96元。

（二）產(chǎn)出分析

由于用閘管灌溉系統(tǒng)代替毛渠，減少了毛渠的滲漏損失，較好地實(shí)現(xiàn)了控制溝灌，避免了串灌和漫灌現(xiàn)象。初步示范結(jié)果表明，閘管灌溉系統(tǒng)與純低壓管道灌溉相比，每公頃每次灌水節(jié)水在60m3左右。該苗木基地為石楠林苗木，正常年度每年灌水3次，則每年每公頃節(jié)水180m3，按每噸水0.3元計(jì)算，則每年節(jié)約69元。

再者由于田間閘管灌溉系統(tǒng)有效地實(shí)現(xiàn)了田間控制灌溉，使田間水利用率達(dá)到80%，而且具有減少田間毛渠及田埂占地等優(yōu)點(diǎn)，按溝（畦）長50～100m，取中間值75m,則每公頃節(jié)省毛渠134m。按毛渠及田埂寬1m，則每公頃節(jié)約田地134m2，節(jié)約使用土地1.33%；按每頃每年苗木利潤3萬元，則可多產(chǎn)生效益399元。

此外閘管灌溉系統(tǒng)還具有減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，灌水速度快等優(yōu)點(diǎn)，如按每次灌溉一公頃苗木節(jié)省一個(gè)勞動(dòng)力，每個(gè)勞動(dòng)力日工資50元，每年可節(jié)省勞動(dòng)力成本0.005×3=0.015萬元。

四、結(jié)語

通過新技術(shù)示范應(yīng)用，整個(gè)技術(shù)體系水平有了整體提高，相比低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)節(jié)水率提高了11%，灌溉水利用系數(shù)提高0.09，節(jié)約使用土地1.33%。綜合以上投入、產(chǎn)出分析，應(yīng)用閘管灌溉系統(tǒng)比單純用低壓管道輸水每公頃每年可產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益:0.015+0.0399+0.006-0.0096=507元。通過示范引路，帶動(dòng)整體低壓管道灌溉技術(shù)有一個(gè)總的提高，更有不可估量的社會(huì)效益。

2010-06-30