低压管道灌溉在小型农田水利工程中的应用探析

吴玲萍 ,李恩

苍南县水利局   河南省豫北水利勘测设计院有限公司浙江分公司

浙江温州  325800

摘要：使用低压管道进行农田灌溉，能减少水资源的浪费，缓解水资源紧缺，同时也能提高农田灌溉的效果。本文介绍了小型农田水利工程中的低压管道，分析了低压管道灌溉的优点，在此基础上，探讨了低压管道灌溉在小型农田水利工程中的应用。

小型农田中采用传统的灌溉方式，会出现水分蒸发流失的情况，从而造成水资源的浪费。而采用低压管道灌溉的方式，能减少农田灌溉过程中水资源的浪费，有效提升农田灌溉水的利用率。

1 小型农田水利工程中的低压管道简述

低压管道是指压力值为0≤P≤1.6 MPa的用于运送各种介质的直径≥50 mm的管道。在小型农田水利工程中的低压管道是一种PVC聚氯乙烯材料制成的管道，是在PVC树脂中加入一定量化学助剂，并经过一定的加工处理后成型的管道。

在小型农田水利工程中，低压管道灌溉系统主要是由水源、输水管道、给配水装置和田间灌水设施构成的。水源一般是农田附近的井、渠、河以及水库等水源地，借助水泵、动力设备等进行抽水，通过输水管道将水输送到给配水装置。输水管道根据材料划分，可以分为混凝土管和塑料管等。在具体使用中，输水管道主要埋设在地下，管道材料要具有较强的耐腐蚀性，同时也要具有极强的密封防漏性和可衔接性。因此，具有施工方便、水力学性能良好且不会锈蚀的塑料管道成为现代灌溉系统管网常用的配置。而给配水装置一般也被称为“喷头”，其功能主要体现在给水方面，能将水分散成水滴形状，如同降雨一般，比较均匀地喷洒在种植区域。

2 低压管道灌溉在小型农田水利工程中的优势

2.1 节水

通过低压管道进行农田灌溉不仅可以减少水资源的渗漏和蒸发损失，还能进一步提高水资源利用率，低压管道灌溉可节约水量30%左右，节水效果非常明显。与其他技术手段相比，低压管道灌溉技术在效率上具有更为明显的优势，在应用的过程中，由于管道铺设的高度相对较低，且与农作物的间距较短，能够有效降低因水资源渗漏所带来的浪费现象，加上所选择的材料强度较高、密封性强，能够有效降低外在因素所带来的不利影响，降低成本支出，促进农业可持续发展。

2.2 省时省力

低压管道灌溉建立在一定压力条件下开展工作，与土渠输水相对比，低压管道灌溉流速更大，供水也更加及时，在一定程度上可以节约灌水劳力和提高灌水效率。在传统的灌溉模式中，大多数都是以人工模式为主，导致整体工作效率不高，主观性影响明显，倘若人员自身的综合能力不高，不但会导致灌溉工作无法顺利开展，成本管控也会受到一定程度的影响。选用低压管道灌溉技术可通过该技术本身的特性，降低人工工作量，不但能够有效降低外在因素所带来的不利影响，对于农业地区的经济效益发展也会产生良好的促进作用。

2.3 减少占地

开展农田灌溉工作，若采用低压管道灌溉方式，可以减少2%左右占地，并取得较大社会效益和经济效益。由于水利灌溉工程大多会被应用在农村地区，传统的灌溉方式要满足农业耕种需求，容易产生占地较大的情况。

2.4 节能增收

虽然采用低压管道灌溉会增加一定能耗，但会提高水资源利用率。从某种程度上来说，节能效果更为理想，并且低压管道灌溉可以减少水量损失，在缩短农田灌溉周期的同时，极大地满足了农作物生长需求，进而取得增产增收的效果。

3 低压管道灌溉工程的系统规划布置

3.1 低压管道灌溉的管网布置形式

低压管道灌溉工程的管网设计人员应综合考量水源与灌溉区域之间的距离、水源地与灌溉区域之间的高差、水源地水质情况等参数，对灌溉工程的管网布设进行综合设计，确保管道工程的施工质量和施工效率。在设计管网时，应充分考量灌溉区域大小、管道长度、敷设覆盖面积之间的关系，避免管网灌溉面积大于灌溉区域需求，或管网灌溉面积小于灌溉区域需求而造成灌溉水资源浪费或无法满足农业生产需求的情况。而且，设计人员需充分考量当地灌溉区域内农民种植农作物的位置，选择管网能够穿越最多灌溉点位的路线，尽可能缩减输水距离，提高水资源利用率。低压管道灌溉工程中的支管需要用阀门与干管衔接，一方面，对应农民种植农作物的走向开设阀门口；另一方面，尽可能避免干管上2个支管阀门开口位置过近，避免支管同时开启时影响下游支管的输水效果。

3.2 低压管道灌溉工程的管材选择

低压管道灌溉工程主要通过管道实现灌溉水输送，因此，管材是影响管道工程应用质量和灌溉水安全的关键。目前，我国的低压管道灌溉工程中常选用聚乙烯管作为管材，聚乙烯是一种无毒管材，可以与生产生活用水接触，且聚乙烯管具有较高的柔韧性、耐高温性，能够满足低压管道灌溉系统中支管重复收拢、重复使用的需求。

除了聚乙烯管外，聚氯乙烯管（PVC）也是一种低压管道灌溉工程中常用的管材，聚氯乙烯本身无毒性，所添加的增塑剂、防老化剂等辅料存在毒性，不可用于食品包装物，也不可在50℃左右的环境中使用，但低压管道灌溉输水的工作环境远低于这个温度，且不与食品接触，因此不会对管道中的灌溉水形成污染，满足低压管道灌溉使用需求。

3.3 低压管道灌溉工程的水力计算

在管道灌溉工程的水力计算中，出水口尺寸、管径、水头损失、调压井顶高程、水泵扬程等都是设计人员计算的主要对象，计算准确与否直接关系到水资源的利用率，关系到低压管道灌溉工程的节水和灌溉效果。

以农田出水口的尺寸水分设计为例，设计人员需要参考生产厂家设计的出水口流量与压力之间的关系，选择合适的出水口型号，或按照出水口内径d=8.94(q/u)0.5h-0.25进行计算，其中，u为出水口流量系数，取值通常在0.6～0.62之间，h为出水口，一般工作压力通常取值在0.3～0.5 m之间，q为出水口流量。

3.4 低压管道灌溉制度的设计

低压管道灌溉系统在设计规划的过程中，为保证灌溉的有效性，需要工作人员明确灌溉制度，依托灌溉制度，做好低压管道灌溉系统的日常管理和维护工作。灌溉系统的运行需要符合农业生产的基本要求，灌溉工程运维人员需根据当地农业生产期间的温度、湿度、降雨量、土壤以及农作物需水的生产情况科学调控灌溉输水量，为灌溉区域内的农作物生长发育营造出良好的外部环境。基于这种认知，在低压管道灌溉系统灌溉制度的设立环节，工作人员需要将灌溉时间、灌溉总量以及灌溉频率等作为重要参数，将其作为基础确立相应的制度，并不断优化。通过这种方式，能够在短时间内科学地判定低压管道灌溉系统的灌溉制度。灌溉制度的设计和执行效果是评价工作人员工作效果的重要参数，应引起相关部门和工作人员的重视。

结语

考虑到现行的灌溉模式仍存在不足，因此，本文此次研究将以某小型农田为例，开展低压管道灌溉技术在灌溉工程中应用的研究，低压管道灌溉系统作为一种节水、节能、高效的灌溉系统，在现代农业产业化发展过程中，广泛应用于农业地区的小型节水工程中，在完成设计后，选择某地区的小型农田作为试验工程，通过实例应用的方式，证明低压管道灌溉模式的应用，不仅可以实现田间灌溉对水源利用率的提升，还可以起到一定程度上的节水效果。

参考文献

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