張虎

摘 要：要保證灌溉工程設(shè)計的科學(xué)合理性，就必須做好輪灌機選擇、流量設(shè)計、管材確定等一系列工作，只有這樣，才能有效地降低運營成本，最大化的利用水資源。文章作者將高效節(jié)水灌溉工程的優(yōu)化設(shè)計作為切入點，深入論述了高效節(jié)水灌溉工程的優(yōu)點，主要包括水資源的充分利用、增加農(nóng)田的灌水水平、經(jīng)濟效益以及環(huán)境效益都較高等幾個重點方面。

關(guān)鍵詞：高效節(jié)水；灌溉工程；優(yōu)化設(shè)計；工作重點

中國地廣物博，各種資源的儲量相對較大，但由于人口基數(shù)非常大，所以人均資源占有量很少。尤其是我國的水資源，不僅存在著短缺的問題，還存在著區(qū)域分布不均的問題，在我國的西部，常常出現(xiàn)干旱、缺水的問題。所以，在農(nóng)業(yè)灌溉用水較多的地區(qū)建設(shè)高效的節(jié)水灌溉工程，促進水資源的最大化利用，是我國農(nóng)田水利建設(shè)的重中之重。做好這項工作，除了能夠促進我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的長遠(yuǎn)穩(wěn)定發(fā)展，也能夠更好地促進我國農(nóng)業(yè)向著工業(yè)現(xiàn)代化、科技化、產(chǎn)業(yè)化的方向進步?，F(xiàn)今，我國正在積極的推廣科學(xué)發(fā)展觀。因此，做好高效節(jié)水灌溉工程是極為重要的一項工作。

1 我國高效節(jié)水灌溉的發(fā)展方向

中國是一個人口大國，同時也是農(nóng)業(yè)大國，日常生活以及農(nóng)業(yè)灌溉對于水的需求都非常大，使用高效節(jié)水灌溉的方式，促進水資源的最大化利用是農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然方向。之前的農(nóng)業(yè)灌溉在我國用水中占有很大的比重，其比例甚至超過了70%，但其灌溉效果并不十分突出，有很多的水都是蒸發(fā)到空氣中，沒有充分的被植物吸收，這直接體現(xiàn)了我國在農(nóng)業(yè)灌溉方面還存在著很大的浪費。為貫徹落實好“可持續(xù)發(fā)展”這一理念，中國政府開始積極的推廣高效節(jié)水灌溉技術(shù)，并且撥放了專項的資金，還出臺了一系列的扶持政策，這對于我國高效節(jié)水灌溉的發(fā)展有著非常積極的促進作用。

2 高效節(jié)水灌溉工程優(yōu)化設(shè)計的關(guān)鍵

高效節(jié)水灌溉工程的最主要特征就是要應(yīng)用到多種多樣的管材，在建設(shè)管網(wǎng)時需要的鋼材設(shè)施數(shù)量十分龐大，這便需要投入很多的成本。因此，提高管網(wǎng)工程設(shè)計的科學(xué)性是高效節(jié)水灌溉工程的要點之一。

2.1 進行分組輪灌設(shè)計

為了更好地控制成本，我們常常會使用分組輪灌的方法來開展工作，這一工作方法的節(jié)水性很強，有利于管材設(shè)施的最大化利用，并且能夠有效降低成本，管理起來也十分簡便。在滴灌系統(tǒng)中，一般要通過下述的公式來較為準(zhǔn)確的確定輪灌的組數(shù)[2]：

N≤CT/t（1）

式中：C為1d運行的時間（12～22h）；t為一次灌水的持續(xù)時間（不能超過6h）；T為灌溉周期（4～15d）；N為輪灌的組數(shù)。文章將甲高效節(jié)水灌溉示范區(qū)作為例子對輪灌設(shè)計展開了深入的分析。這一示范區(qū)內(nèi)專門有一片區(qū)域是種植郁金香的，其灌溉面積為323km2，灌溉水主要來自于其周邊的干渠，實際進行灌溉工作之前通常會開展加壓工作，它的管網(wǎng)包括干管、毛管、支管等幾個主要部分，結(jié)合郁金香的生長需求，灌水周期一般都是3天，一天進行三次灌溉，每次灌溉不能小于6小時，通過公式（1）計算可以得到其輪灌組數(shù)是小于9的，結(jié)合管網(wǎng)的實際狀況，按照厲行節(jié)約、管理簡便的原則，將示范區(qū)劃分成了8個輪灌組，各個輪灌組都是通過支管控制的，頭一天灌2個組，以后每天都是灌3個組。需要注意的一點是，一定要保證各個輪灌組所灌溉的面積都是相同的，這樣可以使管徑一致，增強其美觀性，并且能夠有效降低投資成本。此外，進行工程設(shè)計工作時還應(yīng)考慮到后續(xù)管理工作，以促進工程效益的更好發(fā)揮。

2.2 灌溉流量的設(shè)計

式中：ai為灌水高峰期第i種農(nóng)作物的比例；Ti（d）灌水高峰期第i種農(nóng)作物一次灌水的持續(xù)時間；t（h）為工作的時間；e為灌水高峰期內(nèi)同時灌溉的農(nóng)作物的種類；Q0（m3/h）為設(shè)計的流量值；δ為水利上使用的系數(shù)；mi（m3/hm2）為灌水高峰期第i種農(nóng)作物的凈灌水定額；A（hm2）為設(shè)計灌溉面積。作者將甲高效節(jié)水灌溉示范區(qū)作為例子來分析了灌溉流量設(shè)計工作。在這一示范區(qū)里有一個低壓管灌區(qū)，種植的作物為金銀花，灌溉的總面積是42平方千米，其灌溉水來源于其周圍的干渠，正式進行灌溉之前，通常都會開展低壓處理工作，管網(wǎng)的構(gòu)成為干管以及直管，支管每隔50米就會設(shè)立一個灌樁，一共設(shè)立了180個灌樁。結(jié)合金銀花的生長特性，我們將灌溉周期設(shè)置為4天，一次灌溉時長為24小時，結(jié)合公式（1）我們知道輪灌的組數(shù)不能大于4。按照“厲行節(jié)儉、方便管理”的原則，結(jié)合管網(wǎng)的實際特征，將這一示范區(qū)劃分成了4個輪灌組，一天一組，這樣便無需同時打開180個灌樁，也能更好的控制流量，最大化的利用水資源。

2.3 科學(xué)選擇管材

建設(shè)高效節(jié)水灌溉工程所需的最基本材料就是管道，各種各樣的管材好比是高效節(jié)水灌溉工程的血管。各個管材的性能以及價格有很大的差異。因此，我們在選用管材時一定要考慮到成本降低、具體灌溉要求等各個方面，切忌一味的選用高性能的管材，這一方式除了會使高效節(jié)水灌溉工程的成本大大提高，而且會造成高性能管材的浪費。不過，我們也不能為了降低施工成本，選擇性能不符合規(guī)定的管材開展施工，這會使工程整體的使用壽命大大縮短。無縫鋼管、焊接鋼管、球墨鐵鑄管、石英玻璃鋼管、鍍鋅鋼管等是常見的輸水管道，在我國的灌溉工程均有所使用。各個輸水管道都有著自身的優(yōu)點和缺點，所以我們必須先對各種管材有一個深入的了解，這樣才能科學(xué)的選用管材。鋼管的主要優(yōu)勢是堅固、承載性能強，但是其缺陷是極易受到腐蝕、運輸業(yè)很不方便，會使建設(shè)成本大大增加，尤其是應(yīng)用口徑較大的鋼管時。塑料管道十分輕便，運輸簡單，不易生銹且本身有較強的彈性，但其缺陷是極易斷裂，使用時間一長就會老化。幾乎所有的輸水管都是埋設(shè)于地下的，所以因外力而發(fā)生折斷問題的概率很小，并且對于管材的承載性能也沒有很高的要求，因此常常選用硬聚氯乙烯、聚氯乙烯材質(zhì)的塑料管道。聚氯乙烯管的優(yōu)點是耐高溫、無毒、耐磨性好、耐腐蝕，在灌溉工程中極為使用。硬聚氯乙烯的優(yōu)勢是運輸簡單、施工簡便、化學(xué)性質(zhì)十分穩(wěn)定、成本低且質(zhì)量小，抗腐蝕性強，但其韌性不夠好。將兩者進行比較后發(fā)現(xiàn)使用硬聚氯乙烯的工作效果更好，其成本僅為聚氯乙烯的一半。因此，建設(shè)高效節(jié)水灌溉工程時常常會使用硬聚氯乙烯，以更好的實現(xiàn)工程效益。

3 結(jié)束語

綜合文章論述，中國作為一個農(nóng)業(yè)大國，每年所需的灌溉用水量極大，但這部分水并沒有得到最充分的利用，所以，發(fā)展高效節(jié)水灌溉工程對于我國農(nóng)業(yè)的長遠(yuǎn)穩(wěn)定發(fā)展有著非常積極的作用，我國將來進行水利建設(shè)工作時，應(yīng)將高效節(jié)水灌溉工程的建設(shè)作為重中之重。不過，高效節(jié)水灌溉工程也有其限制性，包括投資成本太高、建設(shè)效果不明顯等，這對于高效節(jié)水灌溉工程的大范圍推廣是非常不利的，不過，科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進步、新型材料的產(chǎn)生，一定會促進高效節(jié)水灌溉工程的進一步發(fā)展。

參考文獻

[1]李中華，王樹鵬，張云峰.高效節(jié)水灌溉工程優(yōu)化設(shè)計要點[J].中國農(nóng)村水利水電，2012（12）：23-25.

[2]季春根.高效節(jié)水灌溉工程優(yōu)化設(shè)計要點分析[J].廣東科技，2014（18）.

[3]翁愛民.農(nóng)田水利工程高效節(jié)水灌溉發(fā)展思路初探[J].中小企業(yè)管理與科技，2013（9）：179-180.