蘇元金,曹小平
(1.無棣縣水利勘測設計室,山東 無棣 251900;2.無棣縣水務局,山東 無棣 251900)
低壓管道輸水灌溉,是一項節(jié)水、節(jié)能、省時、省工的灌溉技術,在我國華北地區(qū)應用較多。特別是近幾年伴隨著國土、水利、農(nóng)業(yè)開發(fā)等部門國家重點小型農(nóng)田水利項目的實施,當?shù)亟ㄔO了一大批低壓管道輸水灌溉項目,在解決農(nóng)田灌溉“最后一公里”的問題上積累了很多經(jīng)驗,同時也提高了廣大人民群眾對節(jié)水灌溉、提高農(nóng)業(yè)灌溉效益的認識,有助于該項技術在全國范圍內的進一步推廣。
低壓管道輸水灌溉,不同于微噴灌或滴灌的精確灌溉模式,而是傳統(tǒng)明渠輸水地面灌溉在現(xiàn)階段的一種發(fā)展,是以管道代替明渠輸水灌溉系統(tǒng)的一種工程型式,灌水時使用較低的壓力,通過壓力管道系統(tǒng),把水輸?shù)教镩g、溝畦灌溉農(nóng)田,在田間灌溉技術上,仍屬于地面灌溉。低壓管道輸水灌溉的特點是:1)“低壓”是指田間最末級管道出口的工作壓力遠小于微灌噴水口或噴灌的工作壓力,一般控制在0.002~0.003MPa,管道系統(tǒng)的設計工作壓力一般不超過0.2MPa。2)主要用于輸配水系統(tǒng)層次少(一、二級)的小型灌區(qū),特別是井灌區(qū);也可用于輸配水系統(tǒng)層次多的大型灌區(qū)的田間配水系統(tǒng)。3)主要突出在“輸水”或“配水”功能上,并未改變原有灌溉模式,在田間灌溉技術上仍屬于地面灌溉。
華北地區(qū)的低壓管道輸水灌溉,前幾年主要用于井灌區(qū),一般每個系統(tǒng)(或泵站)控制幾十畝地,規(guī)模較小、型式靈活、管理分散;而隨著灌溉技術的不斷發(fā)展和管理水平的提高,該項技術也在一些平原河灌區(qū)得到了一定的發(fā)展,而河灌區(qū)的低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)(或泵站)一般要控制在66.67~133.33hm2,規(guī)模較大,管網(wǎng)設計比較復雜。因此,河灌區(qū)低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)的規(guī)劃設計是否科學、合理,是關系到該技術能否在實際應用中發(fā)揮其優(yōu)越性的關鍵,也決定了該技術能否得到群眾的認同,并得到進一步推廣。
據(jù)筆者的經(jīng)驗,在平原地區(qū)河灌區(qū)進行低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)規(guī)劃、設計時,除按照規(guī)劃、設計要求需要搜集的各種指標以外,還應根據(jù)當?shù)貙嶋H情況著重考慮以下幾個方面因素:
低壓管道輸水灌溉是一項較傳統(tǒng)地面灌溉更加先進的灌溉技術,由于該技術更加節(jié)水、節(jié)能、省工、省時,更加適應未來的土地規(guī)模化生產(chǎn),更能提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率,是一項很有發(fā)展前景的灌溉模式。因此,很多地方都把低壓管道輸水灌溉作為優(yōu)先發(fā)展的灌溉模式。但水源條件對灌溉模式的選擇有一定的影響,因此在選擇灌溉模式前,應對當?shù)氐乃礂l件做充分的調查,以達到預期效益。
在進行水源條件的調查研究時,若存在以下情況可考慮采用低壓管道輸水灌溉:1)局部水源充沛、輸水方便,但總體水量緊張,有節(jié)水要求;2)水源緊張、干旱少雨,需要探索新的節(jié)水灌溉模式;3)水源與灌溉區(qū)域距離較遠,而灌溉區(qū)內又沒有水源可以利用,需要調配水。若水量充沛、灌溉取水方便又無節(jié)水要求時,是否有必要采用低壓管道輸水灌溉模式,需進一步調查、論證。若常年嚴重缺水、干旱少雨,又多為經(jīng)濟作物時,為確保農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可探索更加高效的節(jié)水灌溉措施,如微、噴灌或滴灌等。
農(nóng)田灌溉設計時,灌水定額應根據(jù)當?shù)毓喔仍囼炠Y料確定,無資料地區(qū)可參考臨近地區(qū)試驗資料確定,也可按式:m=1000rsh(β1-β2)計算。 利用公式計算時,從公式涉及的指標元素來看,灌水定額的確定只與畦田灌溉前后的狀態(tài)有關,而容易忽略畦田地面坡度、畦長、單寬流量等灌水條件和灌水過程對灌水定額的影響,由于實際操作(或灌溉)過程中以上因素的不同而使不同畦田的灌水前后的狀態(tài)出現(xiàn)變化或偏差,以致于計算結果與實際灌水定額不符。因而計算毛灌溉水量時,則是引入了灌溉水利用系數(shù)概念,故在具體的工程設計中,確定時除應充分考慮以上影響因素以外,還應選擇具有代表性的畦田進行灌溉試驗或結合當?shù)厝罕姽喔冉?jīng)驗進行修正,以使計算結果更加接近實際,工程設計更加實用。
根據(jù)當?shù)噩F(xiàn)有灌溉設施的配套情況和灌溉習慣,選擇操作方便、易于使用的出水栓方式,是影響工程建設能否融入現(xiàn)有農(nóng)村集體并獲得認可的關鍵。灌溉時,出水栓是老百姓最直接的操作對象,應堅固、耐用、操作方便、易于掌握。另外,出水栓的布置也很重要,單從節(jié)水、節(jié)能的角度考慮,雙向灌溉比較合理,可多年來已形成的原有灌溉體系下的耕地坡度,決定了在沒有大面積平整土地的情況下,只適用于從地首向地尾的單向灌溉,故布置出水栓時應設在地首。還有,在有些地方原有末端渠系比較完善的情況下,低壓管道配合原有渠系灌溉不失為一種行之有效的灌溉方法。即:低壓管道出水栓只設于末級渠系渠首,管道負責輸水,渠系負責田間配水,既實現(xiàn)了規(guī)?;泄喔龋执罅繙p少田間管道出水設施,便于管理和靈活操作。
一項工程設計是否成功,關鍵在于建設運營后能否達到理想的效果,以往評價一項農(nóng)田灌溉工程設計的好壞往往只對工程設計的本身進行評價,而忽略了工程運營后灌溉管理制度在整個項目評價中的作用,即一個項目的設計即使設計本身沒有問題,但如果采用了不合理的管理制度,同樣會造成不理想的效果。以無棣縣小型農(nóng)田水利重點縣建設項目為例,項目區(qū)面積為1333.33hm2,原計劃按畦田均分成片原則,根據(jù)現(xiàn)狀溝渠劃分10個片區(qū),修建10座低壓管道提水泵站,分別形成獨立灌溉系統(tǒng),控制面積為120~146.67hm2,并成立用水者協(xié)會統(tǒng)一運營管理,該設計管道布置簡單、平面規(guī)劃合理,但跨村灌溉,不利于村民協(xié)調,各村之間宜產(chǎn)生矛盾。根據(jù)當時情況需要,由縣水務局抽調設計及相關人員對項目區(qū)內的村莊耕地進行了詳細的摸底調查,并認真聽取了村民的意見,最終決定以村為界劃分片區(qū)形成各自獨立灌溉系統(tǒng),建成后分別交由各村委會運營管理,這樣每套系統(tǒng)控制面積53.33~133.33hm2,畦田相對分散、管道較長、平面布置不緊湊,但在現(xiàn)有以行政村為單位的土地制度下,不存在各村之間的利益紛爭,村民易于協(xié)調,運營管理較容易。經(jīng)一年的實踐證明,這種運營管理模式在現(xiàn)階段是一種可行并且行之有效的灌溉管理模式,也是破解多地出現(xiàn)的由于運營不善而廢棄現(xiàn)象的有效方法之一。
低壓管道灌溉作為農(nóng)田灌溉的一種型式,其運營在農(nóng)村,農(nóng)民是管理的主體,由于受管理者知識和水平的限制,在具體地區(qū)的低壓管道輸水灌溉設計時,應在充分調查、研究的基礎上,做到實事求是、因地制宜、以民為本,使工程設計更加科學、合理、實用,避免盲目追求先進。