滴灌工程管网建设规模影响因素浅析

□肖 璐（新疆农业大学水利与土木工程学院）

滴灌工程管网建设规模影响因素浅析

□肖 璐（新疆农业大学水利与土木工程学院）

滴灌已成为一项举世瞩目的最有效的节水灌溉技术，而且已发展成为高效农业的重要组成部分，由于工程投资大，滴灌技术被视为一种昂贵的灌溉技术，使得滴灌技术主要用于经济效益较高的作物，工程造价昂贵成为其大面积推广的瓶颈。因此，滴灌管网建设规模的优化将在很大程度上决定滴灌系统的工程费用。文章主要介绍了新疆滴灌工程管网建设规模发展过程回顾和管网建设规模的影响因素。

滴灌；管网；建设规模；影响因素

1 新疆滴灌工程管网建设规模发展过程回顾

新疆滴灌工程建设经历了几十年的发展历程，建成了大小不同的各种数量级的管网工程。

2000年前，全疆滴灌工程主要以机井为水源，管网建设规模取决于水源机井的流量。当时机井建设的水平，单井流量通常为125～200 m3/h，也有个别机井达到250 m3/h，滴灌作物多为宽行单一品种，一眼机井为一个管网，管网的建设规模通常为33～47 hm2，也有极个别管网建设规模达到53～60 hm2。

2000年以后，滴灌工程的水源逐步开始使用渠道水，或渠道加机井的混合水，水源流量大了，管网的建设规模也随之大了。在以渠水为水源的初期，渠道水中的泥沙处理技术还处于摸索、研究阶段，管网建设规模较小，通常为67～167 hm2。在当时的技术条件下，不少业内人士认为，以渠道水为水源的滴灌管网的建设规模应以不超过200 hm2为宜。

随着渠道泥沙处理技术的不断发展，日趋成熟，管网建设规模逐步加大，突破13 hm2的界限，达到333～667 hm2，甚至超过了667 hm2。2006年水利厅水科院承担的莎车县新留渠灌区巴达木滴灌管网工程设计建设规模为1267 hm2，2011年共青团建成了灌溉面积为1333 hm2的滴灌管网，2012年玛纳斯县建成了灌溉面积为2000 hm2的滴灌管网，并总结了“大首部、大管网、小单元”的成功经验，使新疆滴灌管网建设规模在认识上推进到了一个新阶段。

2 管网建设规模主要影响因素

总结已建的滴灌工程，影响管网建设规模的主要因素有：工程造价、工程运行管理水平、工程安全运行保证，常用管材承压性能等。

2.1 管网建设规模与平均公顷造价的关系

为了使建设规模大小不同的管网在工程造价方面有可比性，文章采用平均公顷造价为工程造价的分析指标。

按照管网结构各部造价划分，平均公顷造价由场外工程造价和场内工程造价两部分组成。场外工程：自压系统包括：沉砂池进水渠、沉砂池及场外输水总干管（含管沟，土建）三部分组成。加压系统包含：沉砂池进水渠、沉砂池、水源加压设备及输变电设备四部分组成。场内工程包括：系统首部工程、各级管道工程（含管沟土建）、灌水器及管道配套工程四部分组成。

就场外工程造价讲，管网建设规模大，设计流量大，工程造价高；反之，管网建设规模小，工程造价低。但是，工程造价的变化与建设规模的变化并不成比例，建设规模小，造价与规模的比率大，建设规模大，造价与规模的比率小，也就是说，建设规模小，场外工程造价部分分摊的平均公顷造价高，反之，建设规模大场外工程造价部分分摊的平均公顷造价低。

就场内工程造价讲，管网建设规模大，管网结构复杂，管道级别多，管线长，管道压力等级高，管网配套设备多，场内工程造价分摊的平均公顷造价高，反之，管网建设规模小，场内工程造价分摊的平均公顷造价低。

考虑场内、场外的总工程造价，分摊到公顷均造价，管网规模大，平均公顷造价高；管网规模小，平均公顷造价低。如果管网规模过小，场外工程造价分摊的平均公顷造价部分过高，也会造成总平均公顷造价偏高。

2.2 管网建设规模与工程管理的关系

2.2.1 管网建设规模大，管网结构复杂

管道级别多，管线长，管材压力等级高，配套设备多，类别多，工程管理难度大。

2.2.2 管网建设规模大，灌溉面积大

灌区内作物品种多，各种作物灌溉制度不同，工作制度繁杂，灌溉管理难度大。

2.2.3 由于工程管理，灌溉管理难度大

运行期易于出现事故，一旦出现事故，影响面大，事故损失大，事故处理的制约条件多，处理事故的难度大。因此说，管网建设规模大，为满足运行管理的要求，充分发挥工程效益，对工程的组织管理、工程管理、灌溉管理、效益管理要求高，对管理人员的技术素质、业务素质、思想素质要求高。反之，管网建设规模相对较小，管理难度相对较小，对工程管理和管理人员的要求相对较低。

2.3 管网建设规模与运行安全的关系

滴灌管网为压力流，水锤破坏是造成管网不安全的主要因素。为防止水锤破坏力，除了在管网中设置安全设备外，主要的是加强管理，制定严格的操作运行制度，慢开、慢关闸阀，务必使闸阀全开、全关历时不＞Tt(水锤相时为水锤类型的判别标准)，避免发生直接水锤，避免最大水锤破坏力，尽量使闸阀全开、全关历时不小于安全(开启时间Ts)，不计水锤破坏力。

由上所述，水锤相时为水锤类型的判别标准Tt和安全开启时间Ts是研究避免水锤破坏力的两个重要的技术指标。该两个指标与管网规模存在着密切的关系。

管网规模大，控制管线长，必然造成水锤相时为水锤类型的判别标准Tt值大，水锤相时大，必然造成安全开启时间Ts长。

在管网中安装了大量的球阀和蝶阀，这两种阀门都属于快速阀门，快速阀门很轻便，如不严加控制，快速阀门开启和关闭速度非常快。由此分析，管网建设规模越大，控制管线越长，水锤相时为水锤类型的判别标准Tt值越大，安全开启时间Ts越大，在管网中设置大量快速阀门的条件，发生直接水锤，出现最大水锤破坏力的机率越大。因此说，管网建设规模大，不安全因素的隐患大，反之，管网建设规模小，不安全因素的隐患小。

2.4 管网建设规模与常用管材承压特性的关系

为了保证管网安全运行，管材的额定工作压力不应小于运行期的最大压力。

常用的PVC管材、PE管材通常≤1 MPa，最近几年，采用PE软管作为支管，其额定工作压力为0.25 MPa。

管网建设规模应与常用管材的额定工作压力相协调。自压系统，最大静水压力为管网中的最大压力，管网的建设规模遵循PVC管材最大额定工作压力1.00 MPa的要求，应采用100 m地形落差分级由此确定管网建设规模。加压系统，靠近水泵的节点压力大，遵循PE软管额定工作压力为0.25 MPa的要求，靠近水泵的支管入口工作压力应≤0.25 MPa，由此确定水泵最大扬程，由水泵的最大扬程确定管网的建设规模。

3 管理水平是确定管网建设规模的决定性因素

如前所述，与管网建设规模相关的影响因素较多，综合分析各种因素与管网建设规模的关系，可以看出，管理水平是决定工程能否正常运行的根本因素，因此说，管网建设规模的大小应取决于管理水平。管理水平高，可以管好，用好较大建设规模的滴灌工程，能使工程充分发挥效益的地方可建设较大规模的管网；管理水平低，无法管理好用好较大规模的滴灌工程，不能使工程发挥效益，甚至可能使工程遭受损坏的地方，不宜建设较大规模及管网。

在当前农村实行家庭联产承包责任制的条件下，存在着诸多与大规模生产不相适应的影响因素：如：第一，农田规划建设水平低，大部分地方未实现以水利为中心的“五好条田规划”相对整齐的田块，在以前高效节水建设中已经使用了，选定的高效节水项目区田块不集中。田块不规则，使得管网布置十分复杂，零乱，既增加了设计难度也增加了灌溉管理难度，不利于建设大规模管网；第二，不少地方，农民对高效节水的认识较差，积极性参差不齐，不利于建设大规模管网；第三，当前，不少农村农民文化程度低，技术水平低，管理水平低，缺乏管理大规模高效节水工程的能力，不利于建设大规模管网。

由于以上原因，从管好、用好、充分发挥好工程效益的基本原则出发，滴灌管网的建设规模应因地制宜，不益盲目推行“大首部，大管网”。对于当前农村的现实条件，笔者认为管理水平尚未提高，管理条件尚不具备的情况下，应推行建设规模较小，如67～167 hm2左右的管网为宜。

4 总结

新疆滴灌工程经过二十多年的发展，把管网系统和现有的管理模式相结合，建设规模从工程建设和运行管理等方面做优化设计，为新疆滴灌工程的良性发展提供借鉴作用和指导意义，但仍需进一步对滴灌管网的面积与滴灌系统的投资成本、运行管理成本等要素进行合理分析及论证，在考虑经济方面的因素下合理确定最佳控制面积，使滴灌效益最大化。为地表水滴灌管网建设规模提供事实依据，使新疆滴灌管网建设规模在认识上有所改变，确保新疆滴灌工程向良性、正常轨道发展。

（责任编辑：符 蕾）

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1673-8853（2016）12-68-02

2016-10-19