喷微灌技术在漳卫南运河工程绿化中的应用

张 军，张润昌，杜 平

（海河水利委员会漳卫南运河管理局，山东德州 253009）

1 引言

漳卫南运河堤防总长1536km，河道总长814km，由卫河、漳河、卫运河、漳卫新河和南运河组成，是海河流域南系的重要防洪水系。堤防工程绿化体系是防止洪雨水对堤防工程冲刷侵蚀、维护堤防工程水土保持、改善工程面貌和沿河区域生态环境的重要工程措施，包括临河防浪林、背河护堤林、堤顶行道林和堤坡草皮等。漳卫南运河地处北方地区，降雨时空分布极不均衡，多数时期多数区域干旱少雨，为建设和维护工程绿化体系投入了大量的人力物力。多年来采取的措施有：当树木和草皮缺水时，在每行树下开挖浇水沟，从河道或附近村庄的井内利用水泵抽水将水引至浇水沟内，并对堤坡草皮进行大水漫灌。这种方式不仅浪费了水资源，投入了大量的人力物力，且对工程有一定程度的破损。因此，迫切需要应用节水技术进行工程绿化灌溉。

2011—2012年，漳卫南运河管理局申请了水利部科技推广项目，在全国首次将喷微灌技术应用到堤防工程绿化中，共建设喷微灌系统67 km，滴灌堤防行道林67 km、堤坡草坪5万多m2。

2 喷微灌技术简介

喷微灌技术是包括滴灌、微喷灌、涌流灌和渗灌等多种方式的节约灌水技术，由水源、首部枢纽、输水管道和滴头组成。该技术目前主要用于果园、温室大棚和经济作物的灌溉，部分干旱缺水地区利用窑窖蓄水在大田粮食作物灌溉中也使用。

其主要技术优势为：

（1）省水：可以根据作物的需要精确地进行灌溉，采用管道输水比地面灌溉省水30%～50%。

（2）灌水均匀：可以有效控制每个滴头的出水量，灌水均匀度高，一般可达80%～90%。

（3）节能：灌溉水利用率高，减少了抽水量，相应也减少了抽水的能量，在高扬程灌区效果更明显。

（4）土壤和地形的适应性强：可以适应复杂的地形，灌水强度低；可以适应入渗率低的黏性土壤，由于灌水时间长，勤浇勤灌，即使在透水性很大的砂性土壤上也不会造成严重的深层渗漏。

（5）省工：滴灌便于自动控制，节省劳动力，还可以用于施肥和喷洒农药，既省肥（药），又省力。

3 系统布置

与果园、大棚不同，堤防工程一般高于地面5 m以上，且呈线性。因此，其布置与果园、大棚的网状布置有所不同，为线性布置。

从机井引管道至首部枢纽，从首部枢纽引1条干管向堤顶延伸，到达堤顶后，向两侧沿堤顶行道树布设滴灌支管各2条，由内侧堤顶向内护坡底部延伸2.2 m，向两侧各引微喷支管1条；滴灌支管上布置稳流器和滴头；微喷灌支管上设置微喷头。

3.1 水源

漳卫南运河上游来水量较小，且年内分配不均，非汛期时常断流，水量不可靠，作为灌溉水源保证率较低，但两侧地下水位相对较高。因此，地下水是当地主要供水水源，大堤两侧机井较多，为主要灌溉水源。

3.2 首部枢纽

在堤防戗台上建砖砌保护池，将首部枢纽放在保护池内。首部枢纽1条管道连接机井水源，1条管道通向堤顶，2条管道为直径90 mmPVC管道，在2条管道中间安装2个过滤器，在过滤器前后各设1只阀门、1个压力表。

3.3 灌溉设备

（1）抽水设备：根据树木需水量、机井出水量和堤防高度，经过计算，选用了扬程70 m、流量15 m3/h的潜水泵。

（2）滴灌设备：滴灌稳流器选用工作压力为7～30 m水头、流量为18 L/h的小管出流组合。滴灌系统组合包括稳流器、滴灌管、滴头三部分。每株树下布设1个稳流器、2条分水毛管，为防止临时负压吸泥堵塞毛管，在毛管末端包裹长为6～10 cm的土工布裹头。

（3）微喷灌设备：根据堤坡草皮长度，草坪微喷头选用工作压力为20 m水头、喷洒直径为6.0 m、出水量为43 L/h的单侧轮微喷头。

3.4 管网布置

（1）滴灌部分布置：首部枢纽位于1.4 km河堤中部0.7 km处，从首部枢纽引1条干管向堤顶延伸，到达堤顶后，向两侧沿堤顶行道树布设PE支管各2条，埋设于树下0.7 m深，滴灌支管在每棵树的位置处开孔安装稳流器，稳流器间距为3 m，每个稳流器引出2条滴灌毛管，埋在树的两侧0.5 m深处，滴头埋在地面下0.2 m深。滴灌灌溉系统毛管为直径3 mmPE管。

（2）微喷灌部分布置：从首部枢纽引1条干管向堤顶延伸，到达堤顶后，由内侧堤顶向内护坡底部延伸2.5 m，向两侧引PE微喷支管各1条。微喷支管每隔4 m引微喷灌水器1个。

4 系统运行

2011年5月进行了第1次灌溉试验，灌溉时间9 h，堤坡草皮微喷直径达7 m。灌溉完成后，对行道林滴灌进行了开挖检查，发现滴灌均匀、土壤湿润比为65%，喷微灌效果较好。

系统运行较为简单，当需要灌溉时，把潜水泵放入机井内，通上电源，就可进行滴灌和微喷；灌溉结束后，将潜水泵取出放在仓库里。微喷头不用时，取下放入管理单位仓库，为防止微喷管口淤堵，平时用硬物将其覆盖，用土掩埋。

5 应用效益

项目实施后，提高了堤防行道林和堤坡草皮的成活率，避免了对堤防工程的经常性破损，减少了水土流失，使堤防工程更利于完整，从而提高了堤防工程的防洪能力和堤坡草皮的防冲刷能力。

尽管滴灌设备需进行一次性投资，但其使用寿命长，设计寿命30年左右，除首部枢纽利用的潜水泵以外，其余的滴灌材料全部是塑料制品，投资成本低。传统浇灌堤顶2行树每遍需用水量400 m3左右，每次开挖50 cm×40 cm大小的水沟，浇灌完成后又需进行回填。实验表明，实施滴灌后堤顶行道林每浇灌1次节约用水200多m3/km，同时避免土方开挖400 m3、土方回填400 m3左右；根据气候特点，一般只需浇水4遍，其经济效益十分显著。

6 结语

2011—2012年建设运行实践表明，喷微灌技术应用在水利工程绿化中，布置简单，施工方便，技术可行，运行管理实用，综合效益明显，具有推广价值。