低压管道输水灌溉技术在井灌区中的应用探讨

王玉太

（山东省水利科学研究院、山东省科苑水利勘察设计咨询中心，山东 济南 250014）

低压管道输水灌溉技术在井灌区中的应用探讨

王玉太

（山东省水利科学研究院、山东省科苑水利勘察设计咨询中心，山东 济南 250014）

论述了邹平县井灌区低压管道输水灌溉技术的施工要点，总结了项目取得的效益。

邹平县；井灌区；管道输水；灌溉技术

20世纪80年代，水资源紧缺成为制约我国北方地区社会经济快速发展的主要瓶颈，因此，发展农业节水、开展农田灌溉节水技术研究，成为当时的历史必需。低压管道输水灌溉技术具有节水、节能、省地、省工、增产等显著特点，在低压管道输水灌溉工程中，管材的费用占总投资的40%～60%，因地制宜地研制廉价管材成为该项技术推广应用的关键所在，地埋软管、水泥砂管、砂土水泥管、薄壁PVC管、波纹塑料管等适合当时经济发展水平的输水管材应运而生。由山东省水利科学研究所、邹平县人民政府、惠民地区水利局共同承担的“山东邹平井灌区低压管道输水灌溉技术综合试验”课题，被列为国家科委“七五”攻关项目“黄、淮、海平原中低产地区综合治理排灌技术研究”的子项目（75-04-01-15-08）。该项目结合当地砂土资源制造砂土水泥管，最大程度地降低工程造价。

1 试验过程

1.1 试验区概况

试验区位于邹平县城东4.0 km，东西长3.7 km，南北宽2.2 km，土地总面积8.14 km2，涉及邹平县邹平镇、礼参乡的13个村，总人口1.26万。项目区属山前冲积平原，地面高程20.0～27.0 m，总体上南高北低，地面坡降为1/300～1/500，共有耕地773.33 hm2，土壤类型为褐土和砂浆黑土，主要种植小麦、玉米，有少量棉花、林果、瓜菜。原有机井296 眼，井深 30.0～40.0 m，潜水埋深 12.0～15.0 m，一般出水量10.0～40.0 m3/h，机泵全部采用潜水泵，供电电源为市政用电，能够保证农业灌溉用电。试验区利用机井269眼形成了单井灌溉系统，共铺设固定管道59.0 km，控制灌溉面积701.9 hm2，亩均投资29.83元。

1.2 砂土水泥管研制

砂土水泥管是以当地河砂和粉质亚黏土为主，掺入少量水泥加水拌匀后经立式挤压制管机挤压而成的一种管材，自行研制的立式自动挤压制管机实现了自动拌料、加水、进料、成型全过程，成型后养护28 d即可出厂安装。经多批次试验，确定既经济、又能满足管材抗压抗拉强度的原料配比为：425水泥占15%～18%、河砂占50%、亚黏土占32%～35%，含水率7%～8%，管材直径分别为 φ135 mm、φ150 mm、φ200 mm、φ250 mm，壁厚分别为：25 mm、25 mm、30 mm、35 mm，管长均为980 mm。经室内外实验测试，砂土水泥管的内水爆破压力≥0.15 MPa、抗渗指标≥0.10 MPa、弹性模量 3.9×103MPa、湿胀变形率＜0.13%、干缩变形率＜0.11%、热膨胀系数6.06×10-6；管中水流流态属粗糙紊流，管道糙率系数为0.014 1～0.014 3，作为地埋式输水管道是安全可行的。

1.3 砂土水泥管配套管件

邹平井灌区砂土水泥管道输水灌溉系统配套的管件全部为自行研制的，根据就地取材、坚固耐用、制作简便、易于安装、使用方便的原则，试验区配套研制了混凝土连通管 （包括弯头、三通、四通等）、进出水口立管、出水口、进水口、丝盖式给水栓、装配式给水栓、管道闸阀（包括进水口逆止阀、分流闸阀、进排气阀）等系列产品，这些管件配套齐全、结构合理、造价便宜、便于推广。

1.4 管道工程施工技术

砂土水泥管道施工的关键技术是管子的对接处理，试验区经过试验和应用，总结出了一层纱布二层砂浆裹包接头的对接方法，具有接头强度高、防渗性强、造价低、工效高、易于推广等特点，其操作方式为：将待接管子平铺于开挖好的沟槽内，将内圆模（直径略小于管子内径、长15 cm的圆形模具，安装1 m长手柄）插入待接管口部，在管口抹1∶2水泥砂浆对接，接头外周用两层1∶3水泥砂浆及一层纱布裹包，接头厚约2.0 cm、宽约10.0 cm，接好后立即用湿土覆盖。经打压试验，接口内水压力大于3.0 km/cm2。

进出水口、连通等均为混凝土预制品，与管子的连接采用承插方式，在承插口填塞1∶2水泥砂浆加麻刀，表层抹光即可。

2 项目效益

该项目成果为井灌区低压管道输水灌溉工程的规划设计、施工、管理提出了一整套技术方案和科学管理运用方法，起到了研究与示范推广的作用，试区因地制宜就地取材研制采用的砂土水泥管材，在改进已有机具的基础上研制的ZLJ自动立式挤压制管机，生产了试区应用的管材，并对其物理和水力学性能进行了室内和现场测试，提出了设计参数，各项指标满足生产要求，项目具有国内先进水平，值得推广应用。

目前，随着经济的发展，在农业灌溉方面，喷灌、滴灌、水肥药一体化、灌溉自动化、精准灌溉、智慧灌溉等先进节水技术已得到大范围推广，机械化、标准化生产的喷灌微灌关键设备、低成本大口径塑料管材等已普遍应用，为提高区域水资源保障能力、保障农业稳产增产发挥了应有的作用。

（责任编辑 崔春梅）

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1009-6159（2017）-10-0039-01

王玉太（1964—），男，研究员