河水自压滴灌“大首部”技术应用

王婷婷

（新疆昌吉州呼图壁县水利管理总站新疆昌吉831200）

河水自压滴灌“大首部”技术应用

王婷婷

（新疆昌吉州呼图壁县水利管理总站新疆昌吉831200）

农业高效节水中常用的水源形式为地下水，但随着经济社会的快速发展，地下水超采现象已十分严重，因此大力推广以地表水为水源的高效节水技术已经成为农业可持续发展的一项重要保障措施

河水自压滴灌；“大首部”；技术应用

农业高效节水中常用的水源形式为地下水，但随着经济社会的快速发展，地下水超采现象已十分严重，因此大力推广以地表水为水源的高效节水技术已经成为农业可持续发展的一项重要保障措施。然而，对于常规河水滴灌系统,在地表水引入后，首先要经过传统的平流式沉淀池进行沉淀，沉淀后还需再经过一次砂石过滤器和网式过滤器的过滤。另外，传统的砂石过滤器是在泵后、高压状态下工作，一旦堵塞，首部系统运行效率将大幅降低，给整个滴灌系统的运行管理带来极多不便。

鉴于上述因素，呼图壁县立足实际，在河水滴灌技术领域进行了积极探索，在充分考究、论证、计算和试验的基础上，自主创新设计了具有高度集成特点的河水自压滴灌“大首部”，并将此科技成果因地制宜地转化为工程实践。

1　技术要点

“大首部”系列沉沙、除漂、去生过滤池由平流式沉沙池、滤网板过滤器、清水池和进水、排沙、放空管路（或闸门）等部分组成。通过试验和实践，设计人员发现：堵塞滤网板的不仅有悬浮于原水中的泥沙颗粒，还有水中滋生的微生物和漂浮物。因此，滤网板安装形式须依据水质而定，各不同形式即构成了不同系列的过滤池形态，分为单向外斜跨式、双向外斜跨式、单向内斜跨式、双向内斜跨式、溢流屋脊式、网笼式等六种类型的沉沙、除漂、去生过滤池。各类型命名原则为：（1）向、双向系指可单独工作滤网板过滤器组数。单向为一组，双向为二组。（2）溢流屋脊式、网笼式系指滤网板过滤器的形态。（3）“去生”系指可去除水生物。（4）“除漂”系指可除去漂浮物。

2　适用条件

根据设计计算和实践经验：地形自然纵坡＞15‰时，适宜做大首部工程；当地形纵坡＜10‰时,不建议做大首部工程。工程规模为1～3万亩时，亩均投入仅300元左右，较为经济合理；若控制面积突破3万亩，输水管道管径将超过1m，管道投入将大幅增加，亩均投入则会过高，不经济；若控制面积小于1万亩，能自压的面积比例偏小（50%～60%），则失去了大首部自压滴灌的目的和意义。

3　技术优点

大首部系列沉沙、除漂、去生、过滤池相比于传统平流式沉沙池，具有以下优势：（1）该池集沉沙池与过滤池为一体，具有高度集成的优点，建成后可省去砂石过滤器和网式过滤器。（2）该池的设计定位于水力冲沙，建成后无需人力排沙，运行管理强度低、成本低。（3）该池滤网板过滤器处于常压工作状态，被阻挡的泥沙颗粒仅附着于其表面，过滤效率高；工作状态时，其表面会产生侧向水冲力可将附着的泥沙颗粒冲掉，实现了自清洗。（4）一个“大首部”可替代灌区多个传统“小首部”，有效节约了工程占地面积。

4　实际案例

2010年，呼图壁县依托小型农田水利重点县建设项目，在大丰镇联丰村建设了河水自压滴灌“大首部”工程。该工程采用条型滤网板式沉淀池，可通过3条主管道向下游联丰村灌区3.0万亩耕地供水，替代了灌区32个滴灌系统的小首部供水；并将灌区原有井水滴灌系统全部并联到大首部供水管道覆盖范围，采用地表水、地下水互补技术，实现了“两水”互补联合调度的目标，有效促进了水资源的合理开发和有效利用。其首部工程方案为：平行设3条沉淀池、2条清水池，沉淀池与清水池相间布置，长度均为55m，沉淀池深度由上游至下游变化为1.8m～2.5m，中间1条矩形沉淀池宽2m，两边沉淀池内侧为矩形，外侧为梯形边坡，底宽2m，边坡比1：1.5；清水池深3m、宽7m。在沉淀池两侧的砼墙上设0.6m高的80目～100目滤网板，对河水进行过滤；在滤网板一侧设自动冲洗管及喷头，达到反冲洗目的。

2011年，呼图壁县再次依托小型农田水利重点县建设项目，进一步优化了“大首部”工程设计方案，在五工台镇龙王庙村农田上游位置修建了一座新型“溢流屋脊式沉沙、除漂和浮游生物过滤池”，可向龙王庙村23个滴灌系统2.55万亩农田供水，供水流量1.25m3/s。工程方案为：平行设2条沉淀池、1条清水池，沉淀池与清水池相间布置，长度均为70m；清水池深度为3m，容积可满足控制区域内滴灌系统约半个小时的供水量。沉淀池深度由上游至下游变化为2.0m～2.8m，清水池宽度5m，两边沉淀池内侧为矩形，外侧为梯形边坡，底宽2.4m，边坡比1：1.5。在清水池两侧的砼墙上设100目滤网板，斜跨到清水池中间的两条0.6m高的砼墙上，对河水进行过滤，取代河水灌溉的过滤器。相比联丰村3.0万亩大首部工程，龙王庙村2.55万亩大首部工程将滤网板由垂直放置更改为斜跨，可对水体中的微生物进行有效处理，防止滤网板堵塞，并拥有自主知识产权——发明专利。

5　结语

“大首部”工程在呼图壁县首创实施，并在昌吉州各县市进行推广应用，获得了“呼图壁水利人的创新”和“昌吉水利人的创举”等赞誉，显现了其特有的四大特点：（1）采用新式滤网板代替常规河水滴灌工程配套的砂石+网式组合过滤器，工程造价低；（2）利用地形高差自压供水，无需动力加压，运行成本低；（3）以河水为主、机井备用，可充分利用地表水，限制开采地下水；四是地块间管网相连、网络互通，可实现水源共享。该技术的运用，不仅促进了农民增产增收，推进了农业高效节水标准化、规范化、规模化建设，也为水利现代化推动农业现代化奠定了坚实的基础。