农田滴灌技术的施工管理及运行管理

甘肃省武威市凉州区水务局 鲁福祥

前言

近年来，滴灌技术在干旱缺水的西部地区农业生产中得到广泛应用，与传统的大水漫灌模式相比，滴灌技术优势显著：（1）节约水量。利用滴灌进行灌溉时，灌溉水利用管网系统直接将水滴到农作物根系部分土壤，不但减少了水分蒸发，而且在输水过程减少水的渗漏损失，与传统的灌溉模式相比可节省水量约80%。（2）增加农作物产量。滴灌技术是根据农作物需水规律适时、适量进行灌溉，农作物根部的土壤保持了最佳的水分，因而作物产量得以增加。（3）增加肥效，节省劳力。由于滴灌时水分仅湿润农作物根部土壤，在日光温室条件下，土壤含水低，湿度减少，杂草不易生长。同时施肥时，肥料可搅拌均匀，不仅节省肥料，而且省工省力。

滴灌技术虽然优势显著，但也存在造价较高、不易推广、滴头容易堵塞、灌溉均匀度不易保证等缺点。因此规范的施工和科学的管理对滴灌系统正常发挥效益起着重要作用。

凉州区位于甘肃省河西走廊东端，是以生产粮食为主的农业区，全区耕地面积179.85 万亩。在石羊河流域重点治理项目中，凉州区大力推广了滴灌技术，经几年运行，效益显著。滴灌技术涉及设计、施工、运行全过程，每个程序环环相扣，缺一不可。规范施工可保证工程质量，科学管理可延长系统使用寿命，工程效益才能正常发挥。

1 滴灌系统的组成

滴灌系统包括水源工程、首部设备、输水管网等。

滴灌系统水源工程一般采用机井，无机井的地区可由沉淀池代替。滴灌对灌溉水质要求较高，灌溉水需净化处理，不得含有泥沙、杂草等杂物。水质总含盐量小于2000ppm，含铁量水大于0.4ppm，总硫化物含量小于 0.2ppm，pH 值在 5.5～8.0 范围。

滴灌系统首部设备包括水泵、过滤设备、施肥罐、控制阀、排气阀、压力表等，其作用是将水源灌溉水处理到符合要求后输入滴灌系统中进行灌溉。

水泵是在无压水源取水时加压给管网，当水源为沉淀池时选用离心泵，水源为机井时，选用潜水泵。过滤设备是将水中的颗粒物、漂浮物等过滤，以防止系统堵塞。过滤设备有沉淀池、砂石过滤器、离心过滤器、筛网过滤器等。离心过滤器为初级过滤，主要分离水中的沙子和石块，网式过滤器作为末级过滤设备，一般安装在首部枢纽的末端。施肥罐是将水性肥料、除草剂等直接输入滴灌系统，进行施肥。水表安装在系统首部，控制系统流量。过滤器前和施肥装置后各安装一块压力表，观测系统压差。控制器由中央控制器、自动阀组成，作用是对系统进行自动控制。

输水管网包括主管、支管、分干管、滴灌带等。输水管网替代了渠系结构，可以随地形铺设。主管、支管、分干管选用PVC 管，由管件连接，埋在地下。滴灌带铺在膜下，播种机改装后可铺膜、铺管、播种一次完成。滴灌系统灌溉流程：水源（水泵加压）→过滤器→施肥罐→网式过滤器→干管→分干管→支管→滴头。

2 滴灌系统的施工管理

2.1 土建工程的施工

2.1.1 施工前的准备工作

工程施工前，施工企业根据项目工程实际编制详细的施工组织设计，明确工程质量的控制目标。组建施工项目部，配齐相应工作人员，制定施工安全措施，落实质量责任，制定应急预案。施工项目部按施工组织设计拟定施工顺序，编制进度计划，制定检查方法。施工前要对作业人员进行思想教育和技术培训，使作业人员熟悉施工图纸，掌握施工方法和程序，使作业人员认识到施工工序质量控制的重要性。作业人员要仔细查看设计文件和设计图纸的完整性，确定设计文件与项目区实际情况是否相符。发现需要设计变更的及时向监理及业主提出变更方案，业主组织设计单位及时出具设计变更，以免耽误工期。

2.1.2 首部工程施工放样

首部工程施工放样时，机井依据《给水排水构筑物施工验收规范》GB50141-2008 有关规定执行。建筑物按《室外给水工程规范》有关规定执行。技术人员要熟悉施工图纸，对构筑物的设计尺寸做到烂熟于心，构筑物放线从首部开始，首先确定出构筑物的主轴线，管理房的轮廓线及管道进水口位置，先确定干管主轴线，再确定支管主轴线。每隔30m 管线设一标注，标明构筑物设计高程。在弯道、分水和变径处加设标桩。

2.1.3 管槽开挖注意事项

管槽开挖一般采取小型挖掘机作业，施工地形复杂时可采取人工作业，人工作业注意管槽开挖深度，保证作业人员安全。开挖时按管槽轴线和槽底高程开挖，保证坡度均匀，管槽无积水。开挖深度依据当地气象资料，开挖在冻土层以下，以保证管网在冬季不被冻胀破坏。管槽宽度大于管道外径，并预留作业面，开挖后清除底部杂物并整平。开挖土料堆置管槽同侧。在卵石等坚硬基础处开挖时，为保证管道安装质量，槽底超挖10cm～15cm，开挖后清除卵石，用细土夯填实至设计高程[2]。

2.1.4 管槽回填注意事项

管道安装完成后，管道注水试压，试压合格后方可回填。回填前清除管槽杂物、积水，在管道两侧同时进行，回填土不能有砾石等坚硬物质，以免回填时损坏管道。管道安装时分段覆土固定，回填至高于原地面15cm 以上分层夯实。

2.2 设备安装注意事项

2.2.1 安装前的准备

土建工程完工验收合格后，开始设备安装工作。设备进场后，施工企业及时提请监理验收，验收合格后方可使用，严禁使用不合格设备。安装前工作人员准备好安装工具和测试仪表。按设计文件和供货清单核对设备数量，检查设备性能、技术参数、熟悉说明书，掌握安装方法。

2.2.2 首部设备的安装

首部设备安装按《机电设备安装工程施工质量标准及验收规范》GB50231-98 规定执行。工作人员熟悉说明书，掌握安装技术方法。水泵用螺栓固定在基座；过滤器安装时注意不能装反，按输水水流方向标记后安装；施肥罐安装在过滤器前，进出水管要连接牢固。仪表安装前清除封口和接头油渍[3]。

2.2.3 管网的安装及维修

管道安装前检查管内是否清洁，套管与胶圈规格是否匹配。管道插口外缘加工成斜口，涂润滑剂，正对胶圈，用木锤轻打至规定深度，胶圈安装不得扭曲和卷边。管道安装后发生漏水时，采用粘接方法修补。管材大面积损坏时，采用双承口连接件更换，首先切掉损坏管段，双承口连接件到管端，插入连接间的端部。阀门安装时，法兰中心线与管件轴线保持重合，止水垫不得阻挡过水，连接牢固不漏水。管材及配件运输堆放时注意：运输装卸中，严禁激烈碰撞，堆放时放置于棚库内，放平垫实，堆放高度不宜超过1.5m，避免阳光暴晒以防变形老化。承插式管材堆放时，管材承口应相互错开，让出承口，以免承受集中荷载。橡胶圈保存在低于40℃的室内，不宜长期受日光照射，距离热源不小于1m，不能与橡胶有害的酸、碱、盐等物质一起存放。

2.2.4 滴灌带的铺设

滴灌带铺设时，滴灌带播种机轮转动灵活，确保滴灌带在铺设中不被挂伤。连接时要紧固、密封，地膜开口处用土盖紧，防止被风吹开。迷宫式滴灌带铺设时应将流道凸起面向上。

2.3 管道冲洗和试运行

管道安装后，自上而下逐级冲洗，随时检查，并做好记录。冲洗时先开总阀和待冲洗阀门，冲洗至管道末端出清水为止。然后关闭末端管道阀门，冲洗支管至末端出清水为止。最后关闭支管阀门冲洗毛管，以此类推。滴灌系统完工并初验合格后，系统开始试运行。首先关闭所有阀门，逐段试压。试压前认真检查管道接口、支墩等构筑物的外观以及回填情况，检查管道能否正常放水；检查设备、压力表等设施，保证试压系统的严密性。经检查确保系统合格后，向管道注水，同时排除空气。满水后，无压情况下保持12 小时，检查各部位是否渗漏。管道内水压到0.35MPa，保持2 小时，检查各部位是否有渗漏，在2 小时中无渗漏，说明密封合格。强度试验时管内压力保持在0.5MPa～1.5MPa 倍设计压力，2 小时漏水量不超过规范规定，强度试验合格。系统连续运行4 小时，运行正常，进行管道回填[4]。

3 运行管理

3.1 组织管理

工程竣工经验收合格，建设单位交付运行管理单位，运行管理单位建立管理机构，统一领导，分级管理，健全规章制度，实行产业化管理。运行管理单位提高管理水平，加强人员培训，明确工作人员职责和任务。

3.2 首部枢纽的运行管理

首部枢纽在运行时，设备管理人员要熟知设备工作原理及操作流程，按要求进行规范操作，确保系统安全运行。

3.2.1 沉淀池的运行管理

滴灌系统在运行前，首先清除沉淀池中杂物，水质混浊时，先关闭进水至水清后入池，以免对沉淀池滤网造成负担。开启水泵前，先检查滤筛网有无杂物堵塞筛网眼，筛网是否破损。系统运行时，捞除筛网的杂物，以免影响筛网过水，停泵后用清水冲洗筛网。

3.2.2 水泵的运行管理

水泵启动前，首先检查各部件，打开排气阀使水充满泵体后将其关闭，合上空气开关ZK，通过面板切换开关CKT 和电压表检查三相电压，电压平衡为380V。电流检查及水泵充水正常时，切换成自动按钮，启动按钮，观察柜体表计及水泵工作状态。水泵运转10S～12S时，时间继电器自动转为“运行”状态。若一次启动失败，等待7 分钟后第二次启动，以免使变压器损坏。

在水泵运行期间，检查电机温度和噪声是否正常，如有异常按停止键，禁止直接拉闸。电压过低电机过流运行（Ig≤0.5%）时，连续运行时间≤4h，待冷却后再投入运行。

要经常性维护水泵，运行时管道要充满水，水泵禁止长期在气蚀状态下运行。长期运行后，机组由于磨损噪声及震动增大，立即停机检查。日常保持电机及电控柜清洁和干燥。定期给电机加钙钠基黄油。维修时，检查设备接线加以坚固。维护及操作严格执行国家电气设备工作安全措施，确保电气设备不受损害及作业人员安全。

3.2.3 过滤器的运行管理

过滤器运行前，先关闭阀门，检查各部件，抽出网芯检查有无杂物和破损，确认无误后启动水泵。水泵开启运转3～5 分钟，排出系统空气后打开压力表旋塞，检查系统压力，当压力表针停止摆动，无噪声时，过滤站可进入工作状态。过滤器运行中，检查仪表，做好记录。出现事故时，立即关泵检查，过滤器工作完毕后，缓慢关闭控制阀门。

当水中悬浮物堵住过滤网孔时，产生截流，网上积聚杂物后，过滤器进出口压力差过大，压力降为0.07MPa 时，应对网芯进行清洗。清洗时将网芯抽出，密封圈用清水冲洗，清洗干净后，按要求装配好。

3.2.4 施肥罐运行管理

施肥时，打开施肥罐，将肥料倒入施肥罐，打开阀门，进水至罐容量一半后停水，拧紧施肥罐盖，压力表差比原压力差增加0.05MPa 时，将肥料带入系统管网进行施肥。施完一轮灌组后，关闭两侧阀门，罐底球阀打开将水放尽，再进行下一轮灌组施滴。

施肥时注意，为防止滴施效果，堵塞罐体，肥料要充分溶解，轮灌区滴水1/3 时间后，才可滴施肥（药），结束滴水前半小时，停止施肥（药）。更换轮灌组前半小时冲洗管网，以免肥料在沉积。

3.3 管网的运行管理

管网第一次运行前，调整球阀的开启度，调整各支管压力均衡，毛管保证在0.6MPa～1.0MPa，调试完成后，用记号在球阀开启位置标注，以便于下次操作。

管网运行前，首先检查闸阀是否正常，管道是否漏水。要根据水质情况对系统进行冲洗，泥沙过多或磷肥遇盐出现沉淀时易使毛管堵塞。先把所要冲洗的干管排水阀打开，然后缓慢开启控制阀，让水缓慢进入管道，严禁急速开启阀门。顺水流方向依次同时开启两侧球阀，待流出清水后缓慢关闭，直到最后一个排水阀流出清水后关闭球阀。

管网运行过程中，定期巡视，检查管网有无漏水，有漏水立即处理。为保证系统安全有效运行，运行时严格控制压力表读数，将系统控制在设计压力下运行。

灌水时根据当地灌溉方案，打开对应灌溉小区的干支管球阀。每次只能开启一个轮灌组，一个轮灌组结束后，应先开启下一个轮灌组球阀，再关闭上一个轮灌组球阀，严禁先关后开。灌溉季节及时对管网检查，灌溉结束及时维修，冲净泥沙，排净存水，防止冻管。

系统运行过程中，指导、监督农户在定苗、除草时不要将滴灌带损坏。管理人员认真做好记录。便于总结经验，提高管理水平。

4 结语

凉州区是一个农业大区，人口众多，耕地偏少，人均耕地约1.9 亩。区内常年少雨且蒸发量大，年均降水量约100mm，蒸发量达2000mm。由于人均耕地少，加上干旱缺水，节水工作任重而道远，滴灌技术符合当地农业生产的发展。近年来，当地经过滴灌技术应用，总结了许多实用经验。普及温室滴灌及大田滴灌，是当地农业经济可持续发展的必然要求，在当地农业生产有很大的发展空间[5]。