基于南方丘陵山区喷灌形式及其管材探究

文/袁泽宇 娄底市水利水电工程建设有限责任公司 湖南娄底 417000

1、南方丘陵山区灌溉的特点分析

我国南北地区气候特点具有显著的差距，南方地区的降雨量较为丰富，但是相对分配不均。一般南方降雨量平均在1000mm左右，但是大多集中在当年的5-9月份（占全年降雨量的70%-80%），并且此阶段的雨量相对较大。大雨天气之后就会出现连续的高温天气，容易引发阶段性以及地区性的干旱。但是这一阶段往往都是农作物非常需要水分的时间，若是缺少充分的灌溉就会造成农作物的缺水枯萎以及减产，严重情况下会绝收。虽然喷灌技术属于较为先进的灌溉技术之一，但是其应用在南方地区也只是对于降水不足的补充，也就是说南方地区的喷灌设备利用率不足，绝大部分时间并不需要，只要在关键时间通过几次的喷灌就可以实现增产的目的。所以南方地区，特别是丘陵山区由于地貌特征特殊，没有必要为了运行的方便将大量的喷灌设备长时间埋设到田间，这样反倒容易受到自然环境或者人为影响而破坏，所以从灌溉需要的情况来看，半固定式的喷灌系统更加适合南方丘陵山区应用。

2、南方丘陵山区喷灌形式分析

相对于全固定式喷灌系统采取的是固定支管来说，半固定式喷灌系统采取的是移动支管，此种方式能够有效降低管道用量，能够最大程度节约资金投入。对于丘陵山区来说，在农作物种植区域采取移动喷灌管道是否具有可行性是半固定式喷灌技术在丘陵山区广泛应用的核心问题。例如在丘陵山区进行果园建设时，为了确保移动喷灌管道的有效应用，相关农业部门要按照如下方式进行技术实施：要将坡地修筑成为水平梯地，同时要将果树种植在台地中间位置。此种方式就可以在两行树之间形成比较宽的行距，会在每个台阶边沿形成人行通道，可以确保喷灌管道的有效移动。在该地区的某园艺场采用薄壁铝合金管材作为移动支管的“定喷位半固定”喷灌系统，使用后获得了较好的效果。

半固定式喷灌系统相对来说比较容易管理，并且系统中所用的设备具有较长的使用寿命。在进行农业种植过程中需要定时的实施松土、施肥以及除草等相应工作，若是采用全固定式的喷灌工程，一旦不注意就会造成地面喷灌设备或者埋设相对较浅管道的破坏，从而造成喷灌系统无法正常使用。另外，全固定式的喷灌系统也容易受到人为的破坏，容易造成盗窃事件的发生，对于工程管理机构造成较大影响。而“全移动半固定”以及“定喷位半固定”喷灌系统相对灵活，可以在不使用的情况下收回进行保管，只有在灌溉的时间才会应用到田间，并且会在工作过程中进行人为看管，这样就大大降低了人为损坏以及盗窃喷灌设备的可能性。所以此种形式比较适合用于丘陵山区的喷灌。

3、南方丘陵山区喷灌系统所用管材分析

对于喷灌系统来说，管道是最为重要的组成部分，管道的材料以及质量直接决定着整个喷灌系统的有效性。虽然很多材料的管道（例如钢管、铸铁管、钢管混凝土管、塑料硬管等）从物理性能指标方面能够符合基本喷灌技术的要求，但是半固定式喷灌系统中的移动管道还存在某些不如意的地方。对于丘陵山区来说，在喷灌管道铺设时需要充分考虑到防冻方面的因素，所以埋设时要保证其深度超出所在区域的最大冻土层。另外，在丘陵山区进行管道铺设时需要充分考虑排气方面的问题，确保排气的通畅性，避免空气造成的管道破损。

高频焊接的薄壁铝合金管材由于具有重量轻、承压高、耐磨损等优点得到了人们的关注和重视。为了能够将薄壁铝合金管材应用到丘陵山区半固定式喷灌系统当中，要加强如下几方面的工作。

（1）需要为此种铝合金管设计出特殊的快速接头，从而确保其能够实现快速的装卸，这样才可以满足丘陵山区地形地貌的快速变化，能够减少弯头的用量，从而有效降低工程造价。

（2）半固定式喷灌系统最主要的优势就是可以移动管道管件，为了能够减少管件的移动数量可以将快速接头、三通等管件和薄壁铝合金管道焊接在一起，从而形成直管总成或者三通总成。

（3）在进行工程设计过程中，需要按照实际地形情况控制主干管和支管，确保主干管和等高线垂直，支管和等高线平行。在进行管道铺设过程中不能任意的改变管道路线。

（4）可以在干管分水三通位置设置闸阀，以此来控制支管的流量，以便于调整支管首部的压力。对于干支管来说，要根据连接位置情况采取不同方式。例如连接位置地势平坦的情况下可以通过快速接头直接连接即可，连接地势变化较大的情况下可以通过软管总成进行过渡，如图1所示。

图1 软管总成连接示意

（5）一般情况下，常常采取Φ50.8的管作为移动支管，要确保其长度控制在90m以内。为了能够保证喷头处在额定工作压力情况，可以在支管的首部位置设置压力表，要确保在同一条支管上共同工作的ZY型喷头数量在3个以下。另外，在同个喷灌区域内，要保证两根支管交替轮流进行工作。

（6）可以通过钢筋混凝土墩来代替半固定式喷灌的常用喷架，此种方式不但可以降低移动管道的数量，同时也可以提升喷头位置，从而避免了ZY型全圆喷洒喷头使用过程受到山区地形的限制，能够增加支管的间距，从而降低移动支管的数量。同时，也能够确定好混凝土墩埋入地下之后喷点的具体位置，能够提升喷灌的质量。

（7）在将铝合金喷头竖管插入到钢筋混凝土墩之后，需要通过专门的设备确保其稳定性，保证其处于竖直状态，之后通过软管总成过渡和移动支管进行连接，如图2所示。

图2 铝合金喷头竖管连接

采取了上述措施之后可以将薄壁铝合金管材成功应用到喷灌移动管道当中。除此之外，通过相应的参考文献能够得知，采用了薄壁铝合金管的半固定式喷灌系统，一亩果园全年可以灌溉8次左右，只需要消耗劳动工日1.3个左右。相对于全固定喷灌系统来说，虽然用工的指标超出了1倍多，但是按照每亩来计算，半固定式喷灌系统只比全固定喷灌系统多4元左右。以投入产出作为基本的分析原则，稍增加一定的劳动力的优势要高于一次性过大投入。

结语：

本文主要分析了南方丘陵山区喷灌的形式，同时对于喷灌系统所用的管材进行了相应的阐述。通过本文的介绍能够对丘陵山区喷灌系统的建设提供一定参考和帮助。