1.引言 

  低壓管道灌溉工程現(xiàn)狀使用范圍相當(dāng)廣泛,大多數(shù)農(nóng)田采用低壓管道灌溉的目的是為了方便,同時(shí)這樣的做法可以大大減少水損失和蒸發(fā)過(guò)程中的水分流失,將水的效率提高到95%,對(duì)于井灌區(qū)來(lái)說(shuō),這樣的做法可以大大減少農(nóng)田里水的輸運(yùn),同時(shí)使得農(nóng)田的水提物大大降低,從而降低了25%以上的能源消耗。提高土地利用率3%~2%,具有便于管理,節(jié)省時(shí)間,易于維護(hù)的優(yōu)勢(shì)。我國(guó)北方地下水資源嚴(yán)重超采地區(qū),應(yīng)大力推廣低壓管道技術(shù),特別是新的井灌區(qū),力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)管道。近年來(lái),南方地區(qū)經(jīng)濟(jì)作物種植區(qū)也大力推進(jìn)低壓管道灌溉。由于低壓管道灌溉技術(shù)投入低,設(shè)備簡(jiǎn)單,便于管理,易于農(nóng)民使用。因此,它順應(yīng)目前中國(guó)農(nóng)業(yè)集約化、規(guī);l(fā)展的趨勢(shì),受到廣大農(nóng)民的歡迎。 

2.低壓管道灌溉概述 

  低壓管道灌溉是灌水時(shí)使用較低的壓力,通過(guò)壓力管道系統(tǒng),把水輸送到田間,灌溉農(nóng)田。低壓管道輸水灌溉系統(tǒng),根據(jù)各部分承擔(dān)的功能,由水源(機(jī)井)、輸水管道、給配水裝置(出水口、給水栓)、安全保護(hù)設(shè)施(安全閥、排氣閥)、田間灌水設(shè)施等部分組成。 

  低壓管道輸水灌溉的水源有井、河、渠、水庫(kù)、塘等,配套的提水動(dòng)力多為機(jī)泵(有自壓條件的除外)。輸水系統(tǒng)是由輸水管道、管件(三通、四通、彎頭、變徑接頭等)連接成的輸水通道。按管道材料可分為混凝上管、水泥砂土管、缸瓦管、石棉水泥管、塑料管等。 

  給配水裝置,由地下輸水管道向田間溝、畦配水的給水裝置,一般稱出水口,如能連接下一級(jí)田間移動(dòng)管道的,則稱給水栓。 

  保護(hù)設(shè)備,為防止水泵突然關(guān)閉或其它事故等產(chǎn)生的水錘,在管道系統(tǒng)首部或適當(dāng)位置安置調(diào)壓或進(jìn)排氣閥等保護(hù)設(shè)置。 

  田間灌水設(shè)施,田間灌水設(shè)施一般是指與出水口相連接的閘管系統(tǒng)。 

  低壓管道灌溉改變了傳統(tǒng)的灌溉方式,提高了水資源的利用效率,水資源利用系數(shù)提高到0.95,2% - 3%,不僅節(jié)約了人力資本,而且提高了糧食的產(chǎn)量和質(zhì)量。 

  低壓管道灌溉具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn): 

 。1)節(jié)水,管道輸水系統(tǒng)可以減少滲漏和蒸發(fā)損失,提高水的有效利用率。各地井灌區(qū)低壓管道輸水灌溉的實(shí)踐表明,一般可比土渠輸水節(jié)約水量30%左右。是一項(xiàng)有效的節(jié)水灌溉工程措施。 

 。2)輸水快和省時(shí)、省力,管道輸水灌溉是在一定壓力下進(jìn)行的,一般比土渠輸水流速大、輸水快,供水及時(shí),有利于提高灌水效率,適時(shí)供水,節(jié)約灌水勞力。 

 。3)減少土渠占地,以管代渠在井灌區(qū)一般可比土渠減少占地2%左右。對(duì)于我國(guó)土地資源緊缺,人均占有耕地不足1.5畝的現(xiàn)實(shí)來(lái)說(shuō),這是一個(gè)很大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益,其意義極為深遠(yuǎn)。 

 。4)節(jié)能,用管道輸水灌溉,比土渠輸水多消耗一定能耗,但通過(guò)節(jié)水,提高水的有效利用率所減少的能耗,一般可節(jié)省能耗20%一25%。 

 。5)灌水及時(shí)促進(jìn)增產(chǎn)增收,管道輸水灌溉,減少水量損失,同時(shí)改善了田間灌水條件,縮短了輪灌周期,從而有效地滿足了作物生長(zhǎng)的需水、可收到增產(chǎn)增收的效果。 

3.低壓管道灌溉在福建平原及丘陵山地區(qū)小型農(nóng)田水利工程中的應(yīng)用 

 。1)應(yīng)用概況。管道輸水灌溉主要有滴灌系統(tǒng)、噴灌系統(tǒng)或低壓管道系統(tǒng),選擇哪一個(gè)需要根據(jù)你的實(shí)際情況來(lái)定。 

 。2)微噴灌。微噴灌具有低損耗、節(jié)約人工、占地少、地形和土壤適應(yīng)性強(qiáng)、利于水土保持等特點(diǎn)。新型節(jié)水灌溉技術(shù)的低壓管道系統(tǒng)和安裝在過(guò)去的專用管道灌溉設(shè)備或管道,水和作物生長(zhǎng)所需的水分和養(yǎng)分流動(dòng)小,均勻,準(zhǔn)確傳遞到附近的土壤表面或土壤,比傳統(tǒng)的地表灌溉水。據(jù)統(tǒng)計(jì),微灌溉技術(shù)為每平方米0.00318噸的水,節(jié)水率為45.89%。 

 。3)滴灌灌溉。滴灌管是滴灌灌溉系統(tǒng)中的重要灌溉器,是按照作物需水要求,通過(guò)低壓管道系統(tǒng)與安裝在毛管上的灌水器,將水和作物需要的養(yǎng)分一滴一滴,均勻而又緩慢地滴入作物根區(qū)土壤中。 

 。4)低壓管道灌溉系統(tǒng)。①按輸配水方式分類。低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)按輸配水方式可分為加壓輸水系統(tǒng)和自壓輸水系統(tǒng),加壓輸水系統(tǒng)分為兩種,一種是水泵直送式,即水泵直接將水送入管道系統(tǒng),然后再通過(guò)分水口進(jìn)入田間,另一種形式是蓄水池調(diào)蓄式,即經(jīng)水泵加壓通過(guò)管道將水輸送到某一高位蓄水池,然后由蓄水池通過(guò)管道自壓向田間供水。 

  ②按管網(wǎng)形式分類。低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)按管網(wǎng)形式可分為樹(shù)狀網(wǎng)和環(huán)狀網(wǎng)。樹(shù)狀網(wǎng)的管網(wǎng)為樹(shù)枝狀,水流在干管、支管、分支管中從上游流向末端,只有分流而我匯流。環(huán)狀網(wǎng)是管網(wǎng)通過(guò)節(jié)點(diǎn)將各管道連接成閉合環(huán)狀,根據(jù)出水口位置和控制閥啟閉情況,水流可作正向或逆向流動(dòng)。 

  ③按工作方式分類。低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)按工作方式可分為移動(dòng)式、半固定式和固定式。移動(dòng)式除水源外,管道及分水設(shè)備都可移動(dòng),機(jī)泵有的固定,有的也可移動(dòng)。半固定式管道系統(tǒng)的一部分固定,另一部分移動(dòng)。固定式是低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)中的各級(jí)管道及分水設(shè)施均埋入地下,固定不動(dòng)。 

 、馨唇Y(jié)構(gòu)形式分類。低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)按結(jié)構(gòu)形式可分為開(kāi)敞式、半封閉式和封閉式。開(kāi)敞式是指在上游高差不太大的一些部位設(shè)有自由水面調(diào)壓井的管道系統(tǒng)形式。半封閉式是指在輸水過(guò)程中,管道系統(tǒng)不完全封閉,在適宜的位置設(shè)置浮球閥來(lái)控制閥門(mén)啟閉的一種輸水形式。封閉式是指水流在全封閉的管道中從上游管端流向下游管道末端,輸水過(guò)程中系統(tǒng)不出現(xiàn)自由水面。 

4.針對(duì)福建平原及丘陵山地區(qū)低壓管道的布置及計(jì)算 

  4 . 1管道系統(tǒng)布置的基本原則