试论水利工程节水灌溉设计刘小鹏

1刘小鹏2程超3刘红云

2河南省安阳市水利局幸福渠管理处河南安阳455000

3河南省豫北水利勘测设计院有限公司河南豫北455000

摘要：目前农用水资源的含量越来越少，而这也使得在现代农业发展的过程中必须要重视节水灌溉技术的运用。我国水利工程灌溉已经逐步开始大规模应用节水措施，比如：渠道防渗漏技术、喷灌技术、滴灌技术等。这些节水措施的应用，大大提高了我国农田水利的节水效率，在保障农业可持续发展的基础上能够有效利用水资源，节约水资源，减少了资源浪费，还能大大提高农作物产量，稳定农业，发展经济。

关键词：水资源；节水灌溉；优化设计

引言

随着我国人口数量不断增长，对粮食的需求量在不断上升，加之我国城市化与工业化的迅速发展，致使水资源相对缺乏，直接影响我国经济发展。在农业灌溉方面，低功耗节水灌溉系统的设计，能够有效节约水资源，提高水资源利用效率。

1节水灌溉工程设计

1.1机井设计

1.1.1井深和井径设计

根据项目区附近水资源分析及有关打井经验，单井出水量为25～35m3/h，本次设计以30m3/h计算，井深45m，井管内径为500mm，外径600mm，滤水管采用无砂混凝土管，实管采用混凝土管。

1.1.2机井构造要求

机井结构包括井口、井壁管、过滤管和沉淀管。井口处设混凝土井台。井壁管和过滤管采用无砂混凝土管，井壁管长8m，过滤管长35m，沉淀管长度为2m。井管外部滤料为滤料砂，滤料顶部至井口段采用粘土球封闭5m，剩余部分采用粘土填实，井口周围采用粘土填实，厚度0.20m。

1.2低压管道输水灌溉

项目区2053.87hm2耕地采用地埋式低压管灌方式取水灌溉，每个机井自成一个灌溉系统，管道从机井抽水，管道上每隔50m设一个给水栓，由连接给水栓的塑料软管进行田间灌溉，给水栓采用分组轮灌方式，以轮灌组为单元轮流灌溉，根据冻土层深度，管道设定埋深0.80m。为防止管道冻坏，在冬季应把管道内多余水源排放掉，为此在每条支管末端设泄水井1个，泄水井采用砖砌结构。为保护给水栓，在每个给水栓处设混凝土护套1个。

1.3管网水力计算

根据前面确定的灌溉制度，灌水定额为525m3/hm2，轮灌周期以8d计取，给水栓间距为50m，灌水时开启1个给水栓轮灌。系统采用潜水泵抽水加压，通过固定管道送到给水栓，然后利用地面移动软管进行灌溉，移动软管双面灌水，长度50m左右。

2制定合理灌溉设计方案是节水技术应用的前提

进行水利工程建设时，需要采用有效的灌溉技术，提升防渗效果、节约用水、减少浪费，保证农植物的水资源养分。在农业施工建设中，建设之初就要综合考虑农业节水要求，采用防身材料，防止所修渠道出现漏水现象。进行灌溉渠道防渗时，需要充分利用水库水资源，在农田中及时铺设防渗薄膜，避免在灌溉水时，出现灌溉区域水资源向周围渗漏，避免水资源发生浪费现象。使用灌溉防渗技术时，应当保证设备的稳定性，保证其可长期使用，保证水资源外部贮存的同时，有效避免水资源蒸发、渗透。除此之外，利用此技术，可有效避免地下水位出现大幅上升，实现高效的渠道冲淤，提升渠道输水性能。农业发展过程中，不同区域农作物种植的水资源需求情况不同，节水灌溉指标也存在一定的差异性，对此应当结合当地需求制定符合实际的用水量，并对其进行适当调整，在不同地区中职农作物时，保证适当扩展农作物水量低的种植面积，对用水量较高的农作物进行种植面积调控，建立合理的用水制度，提升农业水利灌溉技术的有效性，提升节约意识。

3水利工程高效节水灌溉技术及其应用方式

3.1水利工程节水灌溉实现方式

对于当今农田水利工程高效节水灌溉现状来看，其主要的输水形式包括：管径控制、输水管防渗、灌溉水量控制等方法。其中，输水管道防渗能够降低水资源传输中的损失量，降低水资源浪费。通常情况下，为了提高输水管防渗能力以及避免管道内部锈蚀，可以选择不锈钢管材。塑料管材虽然也具备此性能，但是可能造成土壤污染。同时，为了提高输水效率，需要对管材进行加宽处理，输水管基础工程建设当中，管槽挖掘是十分重要的基础工作之一，需要对挖掘深浅、管路走向进行全面分析。加宽输水管径可以降低淤泥堵塞影响；另一方面可以缓解水流压力，避免压力过高造成管材泄露或爆管等问题。这样即可加强管道径流量的控制，提高淡水资源的利用率。

3.2高效节水灌溉管理工作

高效节水灌溉贯穿于农业发展的始终，这就需要全面做好高效节水灌溉管理工作，需要从以下几点出发：

（1）强化高效节水灌溉设计工作，对农作物种植结构、土壤条件（存水、透气条件）、地理环境全面分析。结合技术人员在农田勘察中的实际信息，对灌溉工程进行合理设计与规划，确保节水灌溉工程实施的适应性。

（2）保证节水灌溉工程的施工质量，确保灌溉工程在实际应用中的可操作性、节能性，全面发挥节水灌溉技术的效能，降低对水资源的依赖性，农田种植的经济效益。

（3）做好节水灌溉工程的维护管理工作。由于我国地质条件复杂，四季环境变化十分明显，容易造成设备磨损、老化问题。这就需要加强对灌溉设备的管理维护工作，如果出现问题需要第一时间安排技术人员进行维修，确保节水灌溉工程的使用效率。

3.3各类节水灌溉技术的应用

针对我国大部分地区地质条件、水文条件，可以将节水灌溉技术划分为微灌技术、喷灌技术、防渗技术，其主要应用表现在：

（1）微灌技术

微灌技术可以分为多种形式，结合不同的灌溉形式，大体上可以分为脉冲微灌、滴灌方法。在微灌技术应用当中，需要结合农田规模和水资源需求选择技术，如果是应用在大棚灌溉中，则可以选择微喷法和滴灌法，这是因为大棚保水保温性好，所以对水资源需求较少；露天农田需要采用脉冲微灌法，在保证水资源节约的标准下，确保水分供给充足。微灌技术在实施起来较为简单，并且在实际应用过程中操作性较强，只需要一些滴灌设施以及管道即可实现节水灌溉功能。在实际应用中，可以结合水肥一体化技术，也就是将液体养料加入到灌溉水当中，这样即可实现灌溉、施肥双重作用，将管路铺设在农作物根部，从而提高灌溉效果、施肥效果，保障水资源利用率。

（2）喷灌技术

喷灌技术通常都应用在大型农田当中，由于大型农田灌溉工程建设更为复杂，无法保证灌溉水资源的均匀性。因此可以对喷灌技术进行改良解决此类问题。喷灌技术应用当中，需要融入动力机、加压水泵等设备。在灌溉当中通过内部加压的方法将水流传输到农田当中，并通过管道布置出水口，确保农田每个位置都能够被灌溉。结合大型农田、农作物对水资源的需求，对管路结构进行调整，避免水资源浪费。

（3）防渗技术

防渗技术主要是减少水资源浪费，从而提高水资源的长期利用率机。由于水资源在管路传输中可能出现渗漏，这就需要加强输出管道的防渗性，采用更高质量的防渗材料。为了减少水资源被浪费，需要将灌溉渠、非灌溉渠进行隔离，保证水资源全部流到灌溉区。此外，由于管路结构十分复杂，在长期应用中难免会出现泄露问题，因此可以结合“海绵理念”，在农田底部设置水资源存储装置、过滤系统，这样可以将多余渗漏水存储，还能够存储雨水，实现水资源二次利用，节水性能非常显著。

结语

综上所述，在水利工程建设中加强节水灌溉具有重要意义。要注意节水灌溉工程规划设计的合理性、灌溉技术与种植作物的匹配、要重视采用综合技术发挥整体效益等。

参考文献：

［1］宋蕾.农田水利工程节水灌溉技术的运用与实施要点[J].黑龙江水利科技，2018，46（7）：182-184

［2］储博超.“农田水利工程中节水灌溉技术分析［J］.建筑工程技术与设计，2018（11）