內蒙古吉寶峪自壓噴灌工程計量分析

自壓噴灌是利用地形的自然落差，導致動水壓，并通過灌流裝置將其吹到田間。蒙陰縣吉寶峪自壓噴灌工程,自1984年5月開始動工,1985年5月竣工,灌區有效灌溉面積270畝,于1985年5月份全部受益。全部工程投資21,870元,平均畝投資81元。實踐證明,自壓噴灌較常規水澆節約用水50～70%,具有占地少,工效高,不用油,不用電,使用可靠,配套容易,操作方便的特點,是山地丘陵區實現節水灌溉的一種新途徑。一、規劃和設計(一)噴灌用水與水資源量吉寶峪自壓噴灌區是以山腰水庫為水源。灌區地形南高北低,南北長980米,東西寬約200米,自然坡降為8.2%左右,自然落差81米。灌區特點是:水源穩定,水量能滿足噴灌用水要求;坡陡,高差大,全灌區的工作壓力均能達到噴頭工作壓力要求。灌溉用水是根據灌區的土壤狀況(棕壤性土),氣象因素和耕作制度而設計的。確定灌水定額為25立方/畝,灌溉周期為7～9天,灌水時間為12～15小時/天,噴灌有效系數為0.9。(二)噴灌系統的設計自壓噴灌區有引水渠、管道系統和噴頭三部分組成。1.壓力池和泥沙處理系統引水渠為820米水槽,過水斷面為0.3和0.3米,渠道坡降為1/500,引水渠末端建有一個八角形壓力池,池深3.15米,容積60立方米,水源清澈,不設泥沙處理裝置。主管道進水口設有攔污網、進水閘閥和排氣閥。2.主管道噴灌管道整個管道系統分為主管、豎管和支管三部分。(1)主管材是根據自壓噴灌區的壓力要求確定的,以管道系統全部充水時的靜水壓力作為主管道設計壓力。故選用耐壓強度為10公斤/厘米2的聚氯乙烯硬管。(2)主管道設計流量與管徑的確定。主管道輸水部分流量是同時工作噴頭流量的總和,分為55立方/時和42立方/時,水頭損失按哈威公式計算,所以采用了直徑分別為110毫米和90毫米聚氯乙烯硬管。在主管壓力滿足了噴灌要求壓力后,使管道水利坡度等于或接近地面坡度,力求各處壓力均勻一致,使流速控制在3米/秒內。(8)豎管的設計。豎管采用金屬管,連接在主管道上,共設有46個,均為給水底閥控制。豎管的高度因地形坡度而異,分別采用了0.6、1.0、1.2、1.6和1.8米的高度,便于連接支管。(4)支管采用鋁合金管,支管長100米,連接在豎管上,每條支管可帶噴頭5～7個,噴灌時可輪流使用。這樣可大大節省投資,節省勞力和時間。3.霧化壓力及均勻度選擇和組合噴頭時,著重注意到:噴灌強度適應土壤入滲速度,符合工作壓力,達到霧化指標。同時,噴灑時不留空白,并有較高的均勻度。根據灌區實際情況,分為低壓區、中壓區和高壓區,噴頭選用江蘇金壇廠生產的PYSH-15型和PYSH-20型兩種,矩形組合。(三)管道安裝和安裝技術1.管道施工為使管道不受凍土層和機耕影響,管槽深度不小于0.7米,管床要求土質密實,防止不均勻沉陷。2.管道內粘合物用聚氯乙烯管,采用加熱擴孔為撐口,另一端為插口,現場粘接。管道連接采用聚氯乙烯粘合劑(環己酮:丙酮:樹脂=5:2:1)粘接。經使用效果良好,便于現場施工,具有安裝速度快,價格便宜,群眾易掌握等特點。3.提高了施工進度采用了盤撐雙活節的新工藝。由于主管道為塑料管,膨脹系數較大,在溫度應力下易發生形變,所以采用了雙活節,這樣既解決了管子的變形,又減少了鐵塑粘接的工序,縮短了施工時間,加快了施工進度,保證了管道質量。二、大螺釘噴射量噴灌時,用四條支管帶動24個噴頭。其中兩條支管各帶動大噴頭5個,兩條支管各帶動小噴頭7個。大噴頭噴水量為3立方/時,小噴頭噴水量為1.5立方/時。低壓區噴頭射程26.5～29.5米,高壓區噴頭射程為46.5～50.5米。澆完一片后,移動支管再澆另一片地。每小時澆地2.5畝,每天可澆37.5畝,整個灌區七天可噴灌一遍。三、春花生的產量該工程建成后,當年即發揮了經濟效益。1985年在灌區小蘋果樹間套種春花生60.2畝。6月末進入花針期,由于天氣干旱,田間持水量只有24%,經過灌水量的計算,灌水45立方/畝。8月上旬是春花生結莢后期,土壤水分有些不足,又噴水15立方/畝。經過驗收,灌區春花生平均畝產皮果208.75公斤,比未灌水的春花生增產53.5公斤,共增產3,220.7公斤。按國家收購皮果價1.00元/公斤計,多收入3,220.7元。灌區內成齡果樹464株,在花前期噴水30立方/畝,5月末又噴水20立方/畝,每株平均比未噴水的增產蘋果20.65公斤,按當年銷售價0.50元/公斤計,增收4,790.8元。擴建區的120畝地全部種植了夏花生,其產量比未灌區平均畝增皮果46.2公斤,按國家收購價1.00元/公斤計,多收入5,544元。1985年自壓噴灌區,累計增收13,899.64元。工程全部投資二年即可收回。此外,灌區內外的果樹生長情況也明顯不同,經測定結果如下:四、建造自壓噴灌區1.自壓噴灌能保證土壤以毛管滲吸方式濕潤土壤。噴灌時對保持耕作層的土壤結構,減少地面徑流和防止地面沖刷,都是比較有利的。實踐證明,自壓噴灌較常規水澆節水50～70%,且經濟效益高,安裝使用方便,是山地丘陵區實現節水灌溉的一種新途徑。蒙陰縣吉寶峪建造的自壓噴灌區,果園受益面積270畝,建成后兩年收回