新型移动式114型管径大田淋灌装置应用分析

王俊野，刘玉艳，杜连营

（华雨灌溉设备制造有限公司，河北 沧州 061000）

20世纪前人类进行了一系列探索，研究出了开畦灌溉技术、筑渠引水技术和拦河蓄水技术，但由于用水效率低下，实际的灌溉面积受到限制。进入20世纪以来，地球上的水资源匮乏，迫使人类探索更节水的灌水技术。在此背景下，高效微喷灌技术的出现，为现代农业的可持续发展奠定了基础。

采取微喷灌方式，可以根据不同作物不同生长阶段的实际需水量进行更为科学的灌溉，其技术的优点有：一是减少水资源的使用，提供灌溉效率；二是节约引水支渠土地，土地资源利用率更高，经济产物价值提升；三是采用覆盖式喷灌，增强灌溉效率，同时能够显著减少单位农田的灌溉工作量，效率提升；四是提升农业管理效率；五是推动内需，拉动增长。

我国耕地多处于丘陵和盆地，灌溉十分受限。为了解决灌溉问题，最初采用围绕农田修建水渠的方式，随后采用便携式塑料软管从进水处引水灌溉的方式进行浇灌。由于塑料水管的长度有限，需要在接头处采用铝合金材料的接口进行对接，且铝合金材料的成本高昂，而普通的材料使用寿命短。文章将对具有显著优势的热镀锌管材在农业上的应用进行分析。

在热镀锌材料出现前，一直是铝合金材料占领着市场地位，而热镀锌材料的出现打破了市场格局，为推动农业经济发展带来了新的发展动力。热镀锌管道最大可以承受1 MPa的水压力，完全满足普通大田土地的需求。用热镀锌材料代替传统铝合金，可以减少灌溉系统的成本投入，并且延长使用寿命。密封性快接头的应用为管材的搬迁和安装提供了方便。使用一套系统就可以在不同场所快速安装和使用。

文章采用热镀锌114型管材进行喷灌系统设计的研究。为了提升灌溉效率，需要根据大田土地的地貌特征和水源位置及水流大小，科学规划喷嘴的位置，然后再根据喷嘴的位置布放114型管道。管道的组成包括主水管、支水管（支路），支路的材料为聚氯乙烯。采用热镀锌材料的鞍座焊在支水管上面，对出水口起密封作用。整个方案的技术特点为：密封良好，不会出现中途漏水的情况；便于安装，通过快接头实现快速组装；方便携带，整个管道系统的质量较小，普通的成年人即可方便携带；灌溉效率高，在安装和部署之前，开展调研和规划工作，按图施工，采用最科学的方式实现大田喷灌系统覆盖；材料重复利用性强，为喷灌系统的使用寿命提供了保障。

1 研究方法及路线

1.1 研究方法

通过调研分析传统灌溉系统存在的问题，然后开展新型灌溉系统的设计，吸收传统灌溉工作的有益经验，结合新材料新模式应用于大田喷灌系统的研究。

1.2 技术路线

整个系统的研制包括管路材料研制→快接头设计→辅部件设计→密封性研究→实验环境测试→技术研究改进→重复测试→应用环境测试。

1.3 成果转化方案

目前该方案已经投入到实际的生产环境中，且已经带来了明显的效益。

2 研究内容

2.1 管路连接及配合

喷灌系统的关键部件是管路和喷头，管路的设计决定了喷灌的效率。为了提升管路之间的可靠性，避免水资源在田地运输过程中发生漏水，同时也为了方便管道移动，采用可拆卸的接头设计。在同一喷灌系统中，喷头和水源是固定的，分布田地间的管道是移动的，在喷灌季节，可以使用一套管道在不同的地方进行灌溉，以此节约成本投入。灌溉结束之后，可以对管道进行收纳整理，避免在田地间影响作物生长，也避免其他动物对管道造成破坏。

2.2 管路密封

移动式大田喷灌系统对密封性要求非常高，为了达到理想效果，本次研究进行了大量的分析和测试，最终选择直径为90 mm和75 mm橡胶密封圈结构。

2.3 管路测压

为了保证喷灌系统的可靠性，需要在投入使用之前，对管道系统的抗压能力进行测试，具体的测试内容如下。

2.3.1 管路爆破试验

选择长度为0.45 m，管壁厚度为2.5 mm的管道作为测试对象，组装好试验系统，排空管内空气，在短时间内快速压缩到管道爆开，此时管路压力的最大值为60 MPa，即为最大压力。

2.3.2 管道耐水压试验

选择长度为500 m的管道，引入水源将水管充满，并静置24 h。保证实验室温度在超过5℃，读取此时管内开始压力为2.5 MPa，然后线性提升压力，达到测试值并维持10 h后，若管道无泄露和变形即为合格。

3 结语

文章中的灌溉系统各项测试指标均较为优异，在提升水资源利用率的同时，提升了喷灌效率。同时，喷灌系统的建设和维护成本比传统喷灌系统的成本更低，因此更受农民青睐。未来，随着喷灌系统的进一步使用，将成为拉动内需，推动农业发展的核心要素。