何 毅

(阿克蘇塔河源勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司，新疆 阿克蘇 843000)

1 項(xiàng)目概況

新疆第一師九高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)項(xiàng)目區(qū)位于第一師九團(tuán)東部的九連、十連，距九團(tuán)綠源社區(qū)約13 km、九團(tuán)團(tuán)部約12 km。項(xiàng)目區(qū)范圍東至新玉阿公路，西接九團(tuán)十四連，北臨九團(tuán)十八連，南臨阿拉爾市工業(yè)園區(qū)。項(xiàng)目區(qū)屬于平原地貌，總面積為2567.67 hm2，建設(shè)規(guī)模為2102.70 hm2，建成高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田面積2097.31 hm2，項(xiàng)目區(qū)耕地面積為2097.31 hm2，建成高效節(jié)水面積為2097.31 hm2。

2 高標(biāo)準(zhǔn)灌區(qū)節(jié)水方案比選

2.1 高效節(jié)水技術(shù)模式的確定

根據(jù)本項(xiàng)目水源類型及作物種植特點(diǎn)，并考慮到當(dāng)?shù)貧夂蚋珊?，蒸發(fā)量大，土壤以及風(fēng)力因素等，未將微噴灌作為節(jié)水技術(shù)選擇對(duì)象。本項(xiàng)目種植作物主要為棉花，根據(jù)以往各團(tuán)場(chǎng)建設(shè)高效節(jié)水灌溉的情況，及作物種植結(jié)構(gòu)等情況確定適合項(xiàng)目團(tuán)場(chǎng)的高效節(jié)水技模式，本項(xiàng)目棉花種植采用滴灌的灌溉方式。結(jié)合項(xiàng)目區(qū)水源、地形地貌、農(nóng)業(yè)灌溉管理現(xiàn)狀等因素，本項(xiàng)目高效節(jié)水灌溉工程的模式為：農(nóng)業(yè)加壓滴灌+農(nóng)業(yè)節(jié)水措施+節(jié)水管理技術(shù)[1-3]。

2.2 灌水器比選

目前可供灌區(qū)選擇的滴灌帶主要有兩種類型：一年一用的單翼迷宮式滴灌帶,二至三年一用的內(nèi)鑲式滴灌帶(管)。

2.2.1 一年一用的單翼迷宮式滴灌帶

一年一用的單翼迷宮式滴灌帶，其特點(diǎn)是價(jià)格低廉，一次性使用，單根為滿足均勻度要求鋪設(shè)長(zhǎng)度較短，致使支管增加。

2.2.2 二至三年一用的內(nèi)鑲式滴灌帶(管)

二至三年一用的內(nèi)鑲式滴灌帶(管)，其特點(diǎn)是使用壽命長(zhǎng)，性能穩(wěn)定，鋪設(shè)長(zhǎng)度較前者長(zhǎng)，但價(jià)格較高，需進(jìn)行回收管理，回收管理較頻繁，且如管理不當(dāng)，會(huì)因鼠咬破壞造成損失，或來(lái)年使用時(shí)局部有扭曲劃傷現(xiàn)象，造成水流不暢或漏水影響,灌溉質(zhì)量[4-8]。

2.2.3 灌水器選取

根據(jù)《塑料節(jié)水灌溉器材 第3部分：內(nèi)鑲式滴灌管及滴灌帶》(GB/T 19812.3—2017)第6.3.3和6.4.2條文的要求，滴灌帶滴水孔間距偏差率應(yīng)在±5%的范圍內(nèi)，并應(yīng)選取流量的變異系數(shù)≤7%的產(chǎn)品。根據(jù)目前滴灌灌水器的種類，結(jié)合作物種植結(jié)構(gòu)、土壤質(zhì)地，同時(shí)考慮鋪設(shè)、回收等施工使用方便的要求，同時(shí)根據(jù)項(xiàng)目區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平及管理水平，綜合考慮各種滴灌帶價(jià)格、使用年限、質(zhì)量、管理?xiàng)l件等多方面因素，本項(xiàng)目棉花選用WDF16/1.8-100型號(hào)的滴灌帶，均為一年一用單翼迷宮式滴管帶。滴灌帶參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 滴灌帶參數(shù)

2.3 過(guò)濾器選擇

依據(jù)《兵團(tuán)南疆大中型灌區(qū)20萬(wàn)hm2田間高效節(jié)水項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》中過(guò)濾器應(yīng)根據(jù)灌溉水源含雜質(zhì)的情況及灌水器對(duì)水質(zhì)的要求合理選擇，過(guò)濾器沖洗方式應(yīng)為自動(dòng)反沖洗；地表水為水源且水中懸浮雜質(zhì)濃度較大時(shí)，宜采用泵前過(guò)濾器或其他型式的初級(jí)過(guò)濾設(shè)施，過(guò)濾器額定流量應(yīng)根據(jù)水質(zhì)情況不小于系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量的1.2～1.5倍?，F(xiàn)階段過(guò)濾器一般使用自動(dòng)反沖洗過(guò)濾器和前置過(guò)濾器兩種，下面對(duì)兩種過(guò)濾器進(jìn)行對(duì)比。

2.3.1 方案一：前置過(guò)濾器

前置過(guò)濾器的組成：前置過(guò)濾器放置于泵前清水池中，由濾網(wǎng)、高壓水接口、收污筒、浮筒、浮筒抱箍、減速機(jī)(帶電機(jī))、皮帶張力調(diào)節(jié)螺栓和出水口組成。其工作原理為：當(dāng)微濾機(jī)置于水中時(shí)，由浮筒產(chǎn)生浮力使微濾機(jī)浮于水面，此時(shí)柱體形濾網(wǎng)的大部分浸泡于水中，水會(huì)通過(guò)濾網(wǎng)進(jìn)入到柱體形濾網(wǎng)內(nèi)，從而對(duì)水進(jìn)行過(guò)濾，出水口用軟管連接到水泵上，當(dāng)水泵運(yùn)行時(shí)會(huì)把濾網(wǎng)里面經(jīng)過(guò)過(guò)濾的水抽走，原水由自壓下又會(huì)透過(guò)濾網(wǎng)進(jìn)入到濾網(wǎng)圓柱體里面，從而進(jìn)行循環(huán)過(guò)濾。前置過(guò)濾器結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1 前置過(guò)濾器

前置過(guò)濾器的優(yōu)點(diǎn)：水先經(jīng)前置過(guò)濾器過(guò)濾后進(jìn)入水泵，水上漂的過(guò)濾和自清洗在沉砂池內(nèi)完成，加上配套回收分離罐實(shí)現(xiàn)對(duì)浮游生物和反洗水的分離，減少水資源和肥料的浪費(fèi)；進(jìn)入水泵的水是經(jīng)過(guò)過(guò)濾的，可有效地保證水泵不被堵塞，從而延長(zhǎng)水泵及電機(jī)的使用壽命；水上漂微慮機(jī)在水泵前即對(duì)水泵進(jìn)行過(guò)濾，水泵出水壓損低、流量恒定，壓力波動(dòng)小，也完全不用考慮傳統(tǒng)過(guò)濾器低壓狀態(tài)下無(wú)法正常反洗的問(wèn)題。缺點(diǎn)：由于前置過(guò)濾器放置于清水池中，對(duì)清水池有一定的尺寸要求，較自動(dòng)反沖洗過(guò)濾器可能略大；對(duì)于富含泥沙水質(zhì)、藻類、水草，季節(jié)性的柳絮楊絮等水上漂浮物過(guò)濾效果反響不一，一師一、二、三團(tuán)試驗(yàn)反映，過(guò)濾效果不夠理想；前置過(guò)濾器放置于清水池中，冬季需拆除清洗，增加運(yùn)行和管理的難度；前置過(guò)濾器目前在一師使用較少，群眾接受程度不高，但在北疆部分地區(qū)反響良好，可能存在地域性差別。

2.3.2 方案二：自動(dòng)反沖洗過(guò)濾器

自動(dòng)反沖洗過(guò)濾器的組成：由筒體、不銹鋼濾網(wǎng)、傳動(dòng)裝置等構(gòu)件組成，具體見(jiàn)圖2。

圖2 自動(dòng)反沖洗過(guò)濾器

自動(dòng)反沖洗過(guò)濾器的優(yōu)點(diǎn)：自動(dòng)反沖洗結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、反沖洗時(shí)間短，流量和壓力損失較小，自動(dòng)反沖洗過(guò)濾器采用智能化控制，自動(dòng)化程度較高，過(guò)濾精度較高，操作管理簡(jiǎn)單，不斷流等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)：水源水未過(guò)濾直接進(jìn)入水泵后再進(jìn)入自動(dòng)反沖洗過(guò)濾器過(guò)濾，水中雜質(zhì)、泥沙、懸浮物等對(duì)水泵造成損害，建少了水泵運(yùn)行壽命；由于電機(jī)、傳動(dòng)軸故障等故障過(guò)濾柱隔板內(nèi)雜質(zhì)易淤積。

2.3.3 過(guò)濾器選取

近年來(lái)泵前過(guò)濾器正在推廣，經(jīng)過(guò)2016年塔里木灌區(qū)田間高效節(jié)水的使用，發(fā)現(xiàn)以下問(wèn)題，現(xiàn)在已建工程是采用泵前過(guò)濾器和泵后自動(dòng)反沖洗過(guò)濾器同時(shí)使用，無(wú)法單獨(dú)對(duì)泵前過(guò)濾器的使用性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，從目前使用情況來(lái)看泵前過(guò)濾器價(jià)格較貴需要冬季進(jìn)行拆卸保護(hù)和春季進(jìn)行安裝，體積較大操作十分不便，需要較大尺寸的清水池且設(shè)備暴露在外存在抗老化、防盜、防破壞以及使用年限的問(wèn)題，加之在使用過(guò)程中來(lái)水經(jīng)過(guò)排渠沉淀后水質(zhì)較清，泵前過(guò)濾器運(yùn)行時(shí)反而將清水池內(nèi)的水?dāng)嚋営绊戇^(guò)濾效果；反觀本地多年使用的自動(dòng)反沖洗過(guò)濾器放在室內(nèi)固定安裝，解決了以上很多問(wèn)題，考慮到泵前過(guò)濾器和目前使用自動(dòng)反沖洗過(guò)濾器均為網(wǎng)式過(guò)濾器，以及建設(shè)項(xiàng)目投資因素本項(xiàng)目，故此次滴灌采用自動(dòng)反沖洗過(guò)濾器。

2.4 管材選擇

目前滴灌上常用的管材有PVC-M、PVC-U、PE管三種，三種管材的性能如表2所列，不同尺寸大小管材相應(yīng)價(jià)格如表3所列。

表2 管材性能

表3 管材價(jià)格

PE管韌性較好由于管材價(jià)格較高滴灌上很少使用，多用在給水管道上；PVC-M通過(guò)改性繼承了PVC-U及PE管的剛性和韌性，壁厚較小管材價(jià)格略低于PVC-U管材價(jià)格，管道工作壓力0.63 MPa 較適合噴滴灌結(jié)合的系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)以上三種管材的分析，設(shè)計(jì)從這三種管材的力學(xué)性能、物理性能、管材價(jià)格等多種性能進(jìn)行比較，并根據(jù)本灌區(qū)給水管材使用的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及工程投資等方面的綜合考慮，本區(qū)地勢(shì)較為平坦，氣候炎熱，作物多為棉花、果樹(shù)，滴灌系統(tǒng)比較適用，設(shè)計(jì)上水泵揚(yáng)程一般為32～44 m，0.4 MPa管道完全能夠滿足要求，且一師此次建設(shè)面積較大，考慮到水泵揚(yáng)程、施工工期較短以及市場(chǎng)管材供應(yīng)能力以及以往建設(shè)情況，本次滴灌地埋管道均采用PVC-U硬聚氯乙烯管。

3 結(jié) 語(yǔ)

(1)新疆一師九團(tuán)高標(biāo)準(zhǔn)灌區(qū)建設(shè)，從可持續(xù)利用和可持續(xù)發(fā)展的角度改善土地利用條件，提高土地利用率和土地質(zhì)量，優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)，使社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與土地資源的承載能力相協(xié)調(diào)，促進(jìn)土地資源可持續(xù)利用。

(2)高標(biāo)準(zhǔn)灌區(qū)建設(shè)綜合考慮土地開(kāi)發(fā)整理的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益項(xiàng)目以現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)為基礎(chǔ)，完善、提升項(xiàng)目區(qū)的水利灌溉及田間道路等基礎(chǔ)設(shè)施。項(xiàng)目的實(shí)施，能調(diào)整項(xiàng)目所在地的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展；整理后區(qū)域內(nèi)形成完善的農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施，形成高質(zhì)量的農(nóng)田，使土地資源得以持續(xù)利用；工程設(shè)施防止水土流失，改善區(qū)域性的生態(tài)環(huán)境，使社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益達(dá)到統(tǒng)一。

(3)項(xiàng)目規(guī)劃涉及農(nóng)、林、牧、水、電等各業(yè)，涉及當(dāng)?shù)芈毠さ那猩砝?，在政府決策的基礎(chǔ)上，應(yīng)廣泛征求項(xiàng)目區(qū)群眾意見(jiàn)，獲取廣大群眾的支持，為項(xiàng)目順利實(shí)施奠定基礎(chǔ)，公眾參與項(xiàng)目規(guī)劃的方案編制，有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，并有利于規(guī)劃的實(shí)施。