基于自压管道灌溉技术及应注意的问题探讨

普继忠

【摘要】自压输水管道灌溉技术具有节水、节能、省地、省工、输水便捷、适应性强等特点，因此在节水灌溉工程中，在条件满足的情况下，应大力推广这种技术，在节约水资源的同时，进一步优化农业结构，增加农业产出，提高管灌效益。文章重点对自压输水管道灌溉技术在水利节水灌溉中的应用及应注意的问题进行了探讨。

【关键词】自压管道；灌溉技术；节水灌溉

1、前言

近年来，我国对水资源的合理利用非常重视，大力发展节水灌溉，节水灌溉工程正在全国各地陆续建设并投入使用。目前已经成熟的节水灌溉技术主要有喷灌、滴灌、渗灌和管灌等。在无力发展喷灌和微灌的地方，采用管灌是一个方向，低压管道输水灌溉在井灌区发展很快。在某节水灌溉工程设计中，提出了自压管道输水灌溉方案。

2、节水灌溉工程规划方案

2.1节水灌溉工程规划

该工程项目区灌溉面积约1500亩，其北部为低山、丘陵，南部为倾斜坡地，地势北高南低，最大高差52m。规划根据地形高差大小，利用水库的有利地形，将项目区分为两个大区。一为水库放水洞通过总干管将水引至各干管、支管，自流到农田；二为水库扬水到北部约500m外的山丘顶部已建有的蓄水池，高程为246m，向区内自压管道输水灌溉，东侧塘坝作为补充水源，在水库水量不足时备用，并敷设连接管道与总干管连通。

2.2管道系统布置

管网布置、管材选用及灌溉制度。总干管大致平行于等高線布设，由北至南依次设Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分干管。分干管沿岭脊大致垂直于地面等高线布设，田间支管大致平行于等高线布置。原混凝土涵管控制其南部以下约300亩茶树灌溉，敷设6条支管，自压管道输水灌溉。干管、支管进口设闸阀控制，并根据实际田块划分，安装水表计量水量。干管采用PVC管材，给水栓采用省水利科学研究院研制的G1Y4-H/L（LSG）系列给水栓。项目区属半干旱缺水区，种植作物全部为旱作，规划以地面灌水方法为主，根据《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288-99）规定，选取灌溉设计保证率75%，灌溉水利用系数0.8。

3、自压管道灌溉技术和渠道防渗灌溉技术的对比

自流灌区进行节水改造一般可通过实施管道灌溉和渠道防渗来进行。两种技术经过对比得出以下结论：

（1）灌溉水利用系数。自压管道灌溉的水综合利用系数可达到0.85，而渠道防渗方案只能达到0.55，故自压管道灌溉的节水效益显著。

（2）土地利用率。灌区进行管道化后，原有渠道逐步恢复成耕地，提高了土地的利用率，而渠道方案仍需加密兴建部分渠道，反而需新占用部分耕地。

（3）输水时间。在一般情况下，管道可以不放空管内水，只要打开控制阀门就可以用水，而渠道则需长时间的输水，才能达到用水地点，这样输水时间上管道明显优于渠道。

（4）维修管理。从管理角度上来讲，一般的地下管道只要合理使用是不易损坏的，而渠道则受人为、气侯因素影响比较大，损坏严重，维修管理费用高。但是由于管道闸阀、水表等存在，整个管网的管理仍需很好的在实践中总结，不断提高。

4、自压管道灌溉技术应注意的问题

4.1管网布置

在布置管网时，一定要遵循以下原则：结合原有渠系及灌水方向，有利工程分期实施，减少平整地块工程量；干管应垂直等高线布置，积聚水头，保证支管供水压力；分干管应平行于等高线布置，保证各支管水头稳定，供水流量变化较小；支管垂直等高线，便于给各给水栓分水；给水栓控制面积应均等。

4.2管网建筑物设置

为防止泥沙及杂物进入管道，管道进口管底高程要高于引水池池底高程，并且设置拦污栅；干管节制塔，其作用一方面切断上下管段的水力联系，另一方面为保证小流量供水，在小流量供水时，上下管段水流有一断开段，容易产生负压，故在节制塔顶应设进排气阀；干管、分干管节制塔二支底部应用小断面管道相接，并安有控制阀，以便冬季或检修管道前使管道泄空。

4.3管材的选择

由于PVC管价格低、使用寿命长，所以在管灌工程中比较常用，但是其只适用于500mm以下的管道。若管径大于500mm时仍适用PVC管，易导致管道变形，降低运行的安全性。所以当计算管径大于500mm时，应考虑选择其他材质的管材，如混凝土管等。

4.4运行管理

防淤、防冻、防外压和消除水击等问题亦是管灌系统的关键技术，尽管引用水库的水含沙量较少，在管网前如经长距离的明渠输水，水中仍会带有大量杂草污物，因此必须考虑管道的淤积和污物堵塞措施。

5、管网系统安全运行保障措施

自压管灌造成管网安全隐患的因素主要有：启闭管网系统时，由于进排气不畅使局部产生较大的水锤压力或形成负压；管网充水后承受静水压力，由于地形高差的原因，局部管网承受的压力大于低压管道的公称压力；管网运行过程中，由于误操作引起的水锤压力。针对这些因素，可采取以下几项措施。

（1）设置进排气阀。管网设置进排气阀，可及时排除管网中的空气，避免充水过程中局部空气聚集压缩，当打开出水口时空气突然释放，导致管道中水体流速急剧变化造成水锤现象。另外，放空管网时可及时补充空气不至于产生负压，引起管网破坏。

（2）设置分级控制阀。山区自压管灌系统根据管网的压力分布特点，可设置分级控制闸阀，分区控制管网压力，保证管网系统运行时管道承受的压力小于低压管材的公称压力。

（3）设置安全阀。设置安全阀是管网系统安全运行的重要保障措施，可避免误操作对管网系统的破坏。应根据管网布置，按最不利情况校核水锤压力，采取相应的安全保护措施。

（4）管网运行措施。当管网系统有多个出水口同时工作时，可将支管分组轮灌，轮灌组内每条支管每次仅打开1个出水口。这种工作方式可最大限度地减少误操作，防止水锤对管道产生破坏作用。

6、结束语

自压输水管道灌溉技术是一种有效的节水灌溉措施，具有节水、节能、省地、省工、输水便捷、适应性强等特点，目前在我国灌区应用较为普遍。本文结合山区节水灌溉工程设计，对自流灌区的技术进行了探讨，并与渠道防渗灌溉技术进行比较，并提出了自压管道输水技术在节水灌溉工程中的应用时应注意的问题。

参考文献：

[1] 肖汉朱海峰.自压管道输水灌溉技术在节水灌溉工程中的应用[J].科技促进发展，2010（12）

[2] 杨周伟 张峰 李萍.东平县自压管道节水灌溉工程模式探讨[J].山东水利，2016（09）