低压管道灌溉在小型农田水利工程中的应用探析
1.引言
低压管道灌溉工程现状使用范围相当广泛，大多数农田采用低压管道灌溉的目的是为了方便，同时这样的做法可以大大减少水损失和蒸发过程中的水分流失，将水的效率提高到95%，对于井灌区来说，这样的做法可以大大减少农田里水的输运，同时使得农田的水提物大大降低，从而降低了25%以上的能源消耗。提高土地利用率3%～2%，具有便于管理，节省时间，易于维护的优势。我国北方地下水资源严重超采地区，应大力推广低压管道技术，特别是新的井灌区，力争实现管道。近年来，南方地区经济作物种植区也大力推进低压管道灌溉。由于低压管道灌溉技术投入低，设备简单，便于管理，易于农民使用。因此，它顺应目前中国农业集约化、规模化发展的趋势，受到广大农民的欢迎。
2.低压管道灌溉概述
低压管道灌溉是灌水时使用较低的压力，通过压力管道系统，把水输送到田间，灌溉农田。低压管道输水灌溉系统，根据各部分承担的功能，由水源（机井）、输水管道、给配水装置（出水口、给水栓）、安全保护设施（安全阀、排气阀）、田间灌水设施等部分组成。
低压管道输水灌溉的水源有井、河、渠、水库、塘等，配套的提水动力多为机泵（有自压条件的除外）。输水系统是由输水管道、管件（三通、四通、弯头、变径接头等）连接成的输水通道。按管道材料可分为混凝上管、水泥砂土管、缸瓦管、石棉水泥管、塑料管等。
给配水装置，由地下输水管道向田间沟、畦配水的给水装置，一般称出水口，如能连接下一级田间移动管道的，则称给水栓。
保护设备，为防止水泵突然关闭或其它事故等产生的水锤，在管道系统首部或适当位置安置调压或进排气阀等保护设置。
田间灌水设施，田间灌水设施一般是指与出水口相连接的闸管系统。
低压管道灌溉改变了传统的灌溉方式，提高了水资源的利用效率，水资源利用系数提高到0.95，2% - 3%，不仅节约了人力资本，而且提高了粮食的产量和质量。
低压管道灌溉具有以下几个优点：
（1）节水，管道输水系统可以减少渗漏和蒸发损失，提高水的有效利用率。各地井灌区低压管道输水灌溉的实践表明，一般可比土渠输水节约水量30%左右。是一项有效的节水灌溉工程措施。
（2）输水快和省时、省力，管道输水灌溉是在一定压力下进行的，一般比土渠输水流速大、输水快，供水及时，有利于提高灌水效率，适时供水，节约灌水劳力。
（3）减少土渠占地，以管代渠在井灌区一般可比土渠减少占地2%左右。对于我国土地资源紧缺，人均占有耕地不足1.5亩的现实来说，这是一个很大的社会和经济效益，其意义极为深远。
（4）节能，用管道输水灌溉，比土渠输水多消耗一定能耗，但通过节水，提高水的有效利用率所减少的能耗，一般可节省能耗20%一25%。
（5）灌水及时促进增产增收，管道输水灌溉，减少水量损失，同时改善了田间灌水条件，缩短了轮灌周期，从而有效地满足了作物生长的需水、可收到增产增收的效果。
3.低压管道灌溉在福建平原及丘陵山地区小型农田水利工程中的应用
（1）应用概况。管道输水灌溉主要有滴灌系统、喷灌系统或低压管道系统，选择哪一个需要根据你的实际情况来定。
（2）微喷灌。微喷灌具有低损耗、节约人工、占地少、地形和土壤适应性强、利于水土保持等特点。新型节水灌溉技术的低压管道系统和安装在过去的专用管道灌溉设备或管道，水和作物生长所需的水分和养分流动小，均匀，准确传递到附近的土壤表面或土壤，比传统的地表灌溉水。据统计，微灌溉技术为每平方米0.00318吨的水，节水率为45.89%。
（3）滴灌灌溉。滴灌管是滴灌灌溉系统中的重要灌溉器，是按照作物需水要求，通过低压管道系统与安装在毛管上的灌水器，将水和作物需要的养分一滴一滴，均匀而又缓慢地滴入作物根区土壤中。
（4）低压管道灌溉系统。①按输配水方式分类。低压管道输水灌溉系统按输配水方式可分为加压输水系统和自压输水系统，加压输水系统分为两种，一种是水泵直送式，即水泵直接将水送入管道系统，然后再通过分水口进入田间，另一种形式是蓄水池调蓄式，即经水泵加压通过管道将水输送到某一高位蓄水池，然后由蓄水池通过管道自压向田间供水。
②按管网形式分类。低压管道输水灌溉系统按管网形式可分为树状网和环状网。树状网的管网为树枝状，水流在干管、支管、分支管中从上游流向末端，只有分流而我汇流。环状网是管网通过节点将各管道连接成闭合环状，根据出水口位置和控制阀启闭情况，水流可作正向或逆向流动。
③按工作方式分类。低压管道输水灌溉系统按工作方式可分为移动式、半固定式和固定式。移动式除水源外，管道及分水设备都可移动，机泵有的固定，有的也可移动。半固定式管道系统的一部分固定，另一部分移动。固定式是低压管道输水灌溉系统中的各级管道及分水设施均埋入地下，固定不动。
④按结构形式分类。低压管道输水灌溉系统按结构形式可分为开敞式、半封闭式和封闭式。开敞式是指在上游高差不太大的一些部位设有自由水面调压井的管道系统形式。半封闭式是指在输水过程中，管道系统不完全封闭，在适宜的位置设置浮球阀来控制阀门启闭的一种输水形式。封闭式是指水流在全封闭的管道中从上游管端流向下游管道末端，输水过程中系统不出现自由水面。
4.针对福建平原及丘陵山地区低压管道的布置及计算
4 . 1管道系统布置的基本原则 （1）管道系统布置应做到排水、道路、林带、供电等系统紧密结合，统筹安排，并充分利用原有水利和其他工程设施。
（2）根据当地的交通、能源、材料供应等条件及经济、技术、劳力等情况。因地制宜地选择管材。
（3）管网布置力求管线总长度短。控制面积大、并作到管线平顺，减少拐弯、起伏等现象。达到投资少效益高的目的。
（4）支管（田间末级地埋管道）走向应与作物种植方向及地形坡度相适应。
（5）根据现行生产管理体制，确定出水口间距、使之适用于用户管理、有利于轮灌、达到省水、节能的目的。
4 . 2低压管道的计算
管道输水灌溉设计流量是指灌水时期管道所需通过的最大流量，它由水源条件、作物灌溉制度、管道工作制度、灌溉面积、作物种植结构等因素综合考虑确定，它是管网布置、管径选择、管材强度复核、管道水力学计算等的主要依据。
农作物的灌溉制度是指播种前及全生育期的灌水次数、灌水日期、灌水定额及灌溉定额。
作物的灌水定额和灌水周期随年份和生育阶段不同而不同。在管道设计中，应选择符合设计代表年的最大灌水定额和灌水周期作为设计依据，即：
①按照管径的计算公式，流速2m/s计算，给水管至少要3英寸。
②给水管是3英寸，接到设备的1.5英寸管上，只要进水有足够压力，对流量没有太大影响。
③如果只是搅拌机进口那一段是1.5英寸管，只相当于局部节流，但前面的供水管还是要用较大的管径，不然压力损失过大，如果有别处用水，则会影响到你这里的流量，同时也不利于节能。
5.结束语
根据本文的概述可以发现，低压管道灌溉在农田水利灌溉中的应用相当的广泛。特别是福建这样又有小平原又有丘陵的地区，低压管道灌溉显得格外得重要。低压管道灌溉不仅仅是起到一个节水灌溉的效果，还方便了农田水利灌溉技术的发展。
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