王 婧

（1.太原理工大學，山西 太原 030024；2.山西省汾河灌溉管理局，山西 祁縣 030900）

0 引言

低壓管道灌溉作為節(jié)水節(jié)能、省地省工、投資小效益高、適應性強的現(xiàn)代農業(yè)灌溉技術，在汾河二壩灌區(qū)末級渠系田間輸配水系統(tǒng)改造中試點應用，表明農業(yè)灌溉將向著節(jié)能環(huán)保高效的方向發(fā)展。綜合考慮現(xiàn)有經濟條件和技術水平，合理選擇適宜土地經營模式的灌溉技術途徑，總結已有管道輸水灌溉實施區(qū)域的經驗教訓，積極探索汾河灌區(qū)末級渠系管道輸水灌溉的適宜性，對新時期汾河灌區(qū)灌溉事業(yè)發(fā)展具有重大意義。

1 低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)示范工程情況

平遙縣洪善項目區(qū)自然條件較好，交通便利，土壤肥沃。近年來由于地處灌區(qū)下游，田間工程設施配套不足，地表水灌溉保證率低，水資源供需矛盾突出，導致地下水開采力度加大，造成地下水位下降，部分河灌面積成為名譽水地，出現(xiàn)作物產量不穩(wěn)定情況，嚴重制約了當地農業(yè)生產結構的調整和農業(yè)經濟的發(fā)展。按照汾河流域農業(yè)灌溉發(fā)展布局，充分利用地表水，控制使用地下水，利用地表水置換地下水的原則，當地水利部門對洪善灌溉片區(qū)進行了管道工程節(jié)水配套改造。

1.1 工程總體布置

平遙縣洪善片區(qū)低壓管道輸水灌溉工程受益區(qū)包括洪善、北長壽和宋家堡等11個行政村。項目區(qū)屬汾河沿岸一級階地，地形東北高西南低，南北向坡度1/1850，東西向坡度1/2800。項目區(qū)灌溉面積0.119萬hm2，種植比例為冬小麥15%、大秋70%、其他15%和復播10%。管網系統(tǒng)結構為封閉式輸水灌溉方式，采用地埋干管、支管兩級固定渠道，管網系統(tǒng)采用樹枝狀布置，管網布置時緊密結合地塊形狀及地形條件，管線盡量平順，減少起伏和轉折點。出水口間距150~200 m。根據地形設置排水排沙閥井，管道局部低洼處設置排沙口。地面灌溉使用小畦灌溉。

1.2 取水工程

取水工程為汾河二壩汾東灌區(qū)東三支八號閘上游200 m處左岸設進水閘帶橋1座，采用鋼筋混凝土結構。

1.3 渠首工程

沉沙條渠為閘帶橋與泵站進水前池之間的連接建筑物，采用開敞式矩形結構，渠底為倒坡形式，容積105 m3，沉沙條渠一側設集水井1座。為防止雜物進入管道，前池進口處設置攔污柵。

泵站工程由機泵房和配電室組成，設計流量915 m3/h，總裝機120 kW。根據地塊分布情況，供水形式采用兩泵兩管，其中：干管1設計流量550 m3/h，揚程42 m，選配水泵型號10sh-9雙吸離心泵，裝機容量75 kW；干管2設計流量365 m3/h，揚程16 m，選配水泵型號10sh-13雙吸離心泵，裝機容量45 kW。

1.4 干支灌溉管網設計

干支灌溉管網有關參數選定依據相關規(guī)范要求，灌水定額1200 m3/hm2。輸水管道選用PVC管，確定管道壓力等級0.4 MPa。干管1設計流量550 m3/h，直徑400 mm，管道長8.64 km；干管2設計流量365 m3/h，直徑315 mm，管道長4.0 km；北營一支管管道長1.08 km，直徑315 mm；北營二支管管道長1.3 km，直徑315 mm；洪善一支管管道長0.5 km，直徑315 mm；洪善一支管管道長0.3 km，直徑250 mm。

1.5 田間灌溉工程

項目區(qū)內近0.12萬hm2耕地采用小畦灌溉方式進行灌溉。

1.6 管道建筑物

出水口為干支管上特定灌溉單元的供水裝置，每隔100 m均勻布設。為滿足出水流量要求，出水管徑250 mm，為防止周圍沖刷，增設鋼筋混凝土預制消力槽。進排氣閥井主要設置在輸水管道首端、地形隆起點，平緩地段每隔900 m左右設置1處。

為檢修機組、輸水管道放空積水，并考慮管道內排沙，在管道局部低洼處設置泄水閥井。

2 低壓輸水管道技術特點及效果分析

與傳統(tǒng)渠道灌溉相比，低壓管道灌溉主要有如下優(yōu)點：

一是施工便捷，使用壽命長，易維護。低壓管道灌溉系統(tǒng)建設過程不需要繁瑣的施工程序，適應任何地形，節(jié)約人工。在農田環(huán)境下，塑料管可保證使用50年，且不易損壞，基本不需要維修。

二是節(jié)約灌溉用水，減少滲漏和蒸發(fā)損失，提高水的有效利用率，灌溉水利用率可從35%~60%提高到85%左右，是一項有效的節(jié)水灌溉工程措施。

三是節(jié)約用地。低壓管道灌溉系統(tǒng)能提高土地利用率，便于機械化操作，單米管道節(jié)約土地約0.8 m2，項目區(qū)敷設干支管道15.82 km，節(jié)約土地約1.263 hm2，具有顯著的社會效益和經濟效益。

四是輸水快，省時省力。低壓管道灌溉在一定壓力下進行，較明渠輸水流量大、輸水快，供水及時，有利于提高灌水效率，適時供水，節(jié)約灌水勞力。尤其是冬季、早春時段，可避免出現(xiàn)灌溉渠道結冰影響農業(yè)供水現(xiàn)象。

五是灌水及時，促進增產增收。低壓管道灌溉可改善田間灌水條件，縮短輪灌周期，從而有效滿足作物生長需水，起到增產增收的效果。

六是構建新型農田輸配水運行方式。該灌溉系統(tǒng)操作靈活，不受時間和空間限制，可根據實際情況，對不同地塊進行灌溉或停止灌溉，科學解決了不同農渠控制范圍由于自由種植，供水不統(tǒng)一引發(fā)的供水矛盾，滿足了農戶靈活灌溉的實際需求。

七是具有信息化技術應用空間。低壓管道灌溉系統(tǒng)結合現(xiàn)代化農業(yè)技術，可繼續(xù)升級為信息化遠程管理灌溉系統(tǒng)，具有充足的發(fā)展空間。

3 發(fā)展建議

近年來，管道輸水灌溉技術在渠灌區(qū)發(fā)展較慢，實踐范圍局限于水源保證率較高的設施農業(yè)，渠道取水方面應用較少。因此，上述所述的管道輸水灌溉工程尚屬試驗研究性質。針對發(fā)展管道輸水灌溉技術存在的問題，今后應重點注意以下四方面：

一是管道輸水灌溉系統(tǒng)防泥沙淤堵技術的應用。首先，應建立汾河灌區(qū)不同季節(jié)渠道輸水泥沙含量觀測資料，為工程防泥沙淤堵設計提供參考。其次，應加強試點工程運行觀測，為同類型工程提供試驗資料。第三，參考引黃灌區(qū)管道輸水水沙運送規(guī)律和泥沙淤積機理有關研究成果，開發(fā)經濟實用的泥沙防淤堵設備（施）。

二是農業(yè)灌溉用低壓管材管件生產研發(fā)。上述管道輸水灌溉僅選用PVC管材，其試驗管材范圍十分有限。因此，今后應通過試驗篩選出渠灌區(qū)低壓管灌技術適合的經濟耐用的管材，逐步形成滿足低壓管道輸水灌溉應用的系列化、規(guī)格化、標準化產品。

三是田間配套新產品推廣應用。目前管道輸水灌溉田間大多采用溝、畦灌地面灌溉方式，為提高田間水利用率，應著力加強田間配水配套設備（施）的研究，大力推廣應用成熟的新產品，如田間閘管灌溉系統(tǒng)等。

四是系統(tǒng)總結已建成試驗的渠灌區(qū)管道輸水灌溉技術。在當前試點實踐的前提下，建立從規(guī)劃設計、工程施工到運行管理的系列工程技術經驗，為同類型工程建設提供參考。