夏縣格瑞特農(nóng)業(yè)生態(tài)園節(jié)水灌溉工程施工設(shè)計

周春親

（夏縣水利局，山西 夏縣 044400）

夏縣格瑞特農(nóng)業(yè)生態(tài)園節(jié)水灌溉工程施工設(shè)計

周春親

（夏縣水利局，山西 夏縣 044400）

根據(jù)夏縣格瑞特農(nóng)業(yè)生態(tài)園灌溉現(xiàn)狀和存在的問題，對水源工程進行了優(yōu)化布局，對管網(wǎng)工程、機房工程進行了科學(xué)規(guī)劃設(shè)計，對施工方法提出了嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)和要求，并制定了具體的管理辦法，以確保該園區(qū)高效節(jié)水工程高標(biāo)準(zhǔn)高質(zhì)量完成。工程完工后，既保障了園區(qū)水資源的可持續(xù)利用，又促進了夏縣釀酒葡萄的健康發(fā)展。

格瑞特農(nóng)業(yè)生態(tài)園；節(jié)水灌溉工程；施工方案；夏縣

1 項目概況

夏縣位于山西省南部，中條山西麓，運城盆地東北方向，東與河南省澠池縣隔黃河相望，西與運城市接壤，南與平陸縣相連，北與聞喜、垣曲兩縣毗鄰,距運城市31 km，是全國平原綠化先進縣，也是山西省糧食、蔬菜和特色水果生產(chǎn)重點縣。夏縣格瑞特農(nóng)業(yè)生態(tài)園位于夏縣水頭鎮(zhèn)，總面積333.33 hm2，種植作物以釀酒葡萄赤霞珠、梅爾諾、蛇龍珠和霞多麗等品種為主，海拔450～560 m，該區(qū)土壤、氣候、溫濕度等自然條件優(yōu)越，是國際公認的葡萄酒原料生產(chǎn)黃金地帶，被國內(nèi)外葡萄酒專家稱之為“中國最適宜發(fā)展葡萄酒的地區(qū)”。

該園區(qū)地處水頭鎮(zhèn)的鳴條崗上，原有耕地呈階梯狀分布，通過土地流轉(zhuǎn)，將農(nóng)戶分散的小塊土地實行集中連片治理，便于機械化操作。但整治后連片的土地地勢起伏不平，無法用管灌正常灌溉。園區(qū)地下水資源較匱乏，現(xiàn)有灌溉機井3眼，井深在120～220 m，出水量僅有25～30 m3/h，遠遠滿足不了灌溉用水需求。

2 工程設(shè)計

2.1 指導(dǎo)思想

根據(jù)園區(qū)實際種植特點，按照“因地制宜、科學(xué)規(guī)劃、節(jié)水優(yōu)先、確有需要”的原則，葡萄園采用滴管，水果林采用涌泉灌的灌溉方式制訂切實可行的施工方案。

2.2 水利工程現(xiàn)狀

園區(qū)是通過土地流轉(zhuǎn)，從水頭鎮(zhèn)三賢、坡底、李莊3個行政村500多戶農(nóng)戶手中租賃的，集中連片后，原有管道已達到使用年限，且不符合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)灌溉的水利要求，需要重新鋪設(shè)管網(wǎng)，現(xiàn)有的3眼水井歸園區(qū)使用。

2.3 總體布置

2.3.1 水源工程

園區(qū)無地表水可利用，地下水是唯一的灌溉水源，現(xiàn)有的3眼機井取水量滿足不了用水需求，需增加機井2眼。經(jīng)過水利計算，需對原水泵揚程重新配套，考慮機電設(shè)備安全，需建設(shè)管理房5座。

滴灌灌溉系統(tǒng)分為首部和管網(wǎng)系統(tǒng)。首部位于機井附近，主要由水泵、逆止閥、控制閥門、變頻控制器、過濾系統(tǒng)、壓力表、排氣閥等組成，過濾系統(tǒng)選擇離心加網(wǎng)式過濾器。為了保障操作安全，系統(tǒng)實行水電分離，變頻控制器布置在管理房內(nèi)，過濾系統(tǒng)布置在管理房外。

2.3.2 管網(wǎng)布置

根據(jù)園區(qū)道路規(guī)劃情況，先按照南北走向?qū)@區(qū)劃分成A、B、C……I、J等10個灌溉單位，再按照東西走向依次劃分A1、A2、A3……J4等50個灌溉單元，每個單元面積在15～60 hm2。灌溉管網(wǎng)采用干、支、毛三級布置，輸水干管沿道路布置，支管垂直于干管沿作物種植方向布置，地塊小的采用一邊供水，地塊大的從中間往兩側(cè)供水，毛管垂直于支管布置。

3.3.3 管材選擇

目前，市場上適合灌溉的管材主要有PE、PVC、混凝土管、鑄鐵管等，其中以PVC和PE塑料管應(yīng)用最多。其優(yōu)點主要有：內(nèi)壁光滑、質(zhì)輕、耐腐蝕、安裝方便、價廉、適應(yīng)地形能力較強，是灌溉工程十分理想的管材。根據(jù)本園區(qū)的灌溉特點，干管采用PVC塑料管，支管和毛管采用PE塑料管。

3.3.4 管徑確定

管徑通常采用經(jīng)濟流速計算，見公式（1）：

式中：D為管道內(nèi)徑，mm；Q為管道設(shè)計流量，m/h；V為經(jīng)濟流速，m/s，取1.0～1.5 m/s。

2.3.5 損失計算

干管，支管沿程損失采用公式（2）計算:

毛管等多孔管沿程水頭損失按照公式（3）計算：

式中：h毛為毛管等多孔管水頭損失，m；f為摩阻系數(shù)，取0.505；S為分流孔間距，m；qd為單孔流量，L/h；d為多孔管內(nèi)徑，m；m為流量指數(shù)，取1.75；b為管徑指數(shù)，取4.75；N為分流孔總數(shù)；S0為多孔管進口至首孔的間距，m。各級管道局部水頭損失按照沿程水頭損失的10%計算。

2.3.6 水泵選型

水泵選型采用公式（4）計算：

式中：H泵為水泵揚程，m；Zp為典型毛管進口高程，m；Zh為系統(tǒng)進口高程，m；H0為首部出口壓力水頭，m；hf為管道的沿程水頭損失，m；hj為管道的局部水頭損失，m。

通過計算：干管選用Φ110PVC管（0.6Mpa），支管選用Φ50PE管，毛管選用Φ20PE滴灌管，鋪設(shè)長度70～150m，水泵選用200QJ40-156/12和200QJ40-195/15兩種。

2.3.7 建筑物設(shè)計

結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H及基本要求，管理房均為平房磚混結(jié)構(gòu)，尺寸為5 m×3 m×3 m（長×寬×高），建筑面積15 m2。結(jié)構(gòu)采用M7.5水泥沙漿砌磚砌筑，地板采用C20混凝土現(xiàn)澆，屋頂采用C20鋼筋混凝土現(xiàn)澆，上面用四坡彩鋼瓦封頂。外墻用黃色涂料粉刷，內(nèi)墻刮白色防瓷。房門用烤漆防盜門90×210 cm，窗戶用鋁合金推拉窗120×90 cm，外加防盜網(wǎng)。分水閥井采用預(yù)制鋼筋混凝土，內(nèi)徑60 cm，厚8 cm，高70 cm。

2.3.8 主要工程量

園區(qū)共需鋪設(shè)Φ110PVC管道33.72 km，Φ50PE管道16 km，Φ20PE管道774 km，閘閥井276座。工程總投資579.91萬元。

3 施工方法

3.1 管溝開挖

園區(qū)采用鏈條式開溝機開挖管溝，管溝為矩形，干管深度100 cm，支管深度30 cm，寬度同為12 cm，要求管線平直、底坡平順，敷設(shè)時應(yīng)及時清除管內(nèi)雜物。

3.2 管道安裝

PVC管采用承插口粘接方法，粘結(jié)劑按管材生產(chǎn)供貨部門的技術(shù)要求選擇，管道、管件粘接表面應(yīng)進行去污，打毛等處理，粘接劑應(yīng)涂抹均勻，飽滿、涂沫長度符合要求，粘接劑固化前保持管道固定。

PE管采用熱熔對接連接，對接時應(yīng)將管道端面鋸正、銼平、使用專用對接機具進行，操作時嚴(yán)格控制加熱溫度、時間及熔合長度，連接后應(yīng)仔細進行外觀檢查，如對接不齊應(yīng)切開重新加工對接。

為了便于機械化操作，Φ50管埋入地下，Φ20管用旁通連接Φ50管，Φ20管固定在葡萄桿鐵絲上，距地面30 cm，目的是不影響葡萄收獲后植株掩埋過冬。

3.3 管道水壓試驗

給水管道鋪設(shè)完畢后進行管道系統(tǒng)的試壓工作，這是管道工程質(zhì)量檢查與驗收的重要環(huán)節(jié)。管道系統(tǒng)試壓分段進行，分段長度不得大于1.0 km，試壓的水壓力不應(yīng)小于管道設(shè)計壓力的1.25倍，并保持10 min，管道不應(yīng)發(fā)生爆裂、脫落等。

3.4 管溝回填

水壓試驗合格后立即進行回填。回填土在管道兩側(cè)同時進行，管道周圍應(yīng)回填松散并剔除含有石塊、磚塊的碎土。

4 運行管理

工程竣工后，由縣水利局移交給格瑞特生態(tài)園進行管理，管護費由園區(qū)自行解決，水利局提供技術(shù)服務(wù)，對園區(qū)管理人員進行技術(shù)咨詢和培訓(xùn)，管理員要不定期對管網(wǎng)進行檢查，遇到問題立即處理，并做好用水統(tǒng)計。灌溉季節(jié)結(jié)束后，管理員要及時排空管內(nèi)余水，做好防凍措施。

5 結(jié)論

滴灌工程實施后，333.33 hm2葡萄園2人就可以完成灌溉，且灌水周期不到20 d，不僅可以節(jié)水、省工，且灌溉均勻，還可以保持土壤結(jié)構(gòu)，改善葡萄品質(zhì)，單位面積可增產(chǎn)100 kg以上。據(jù)測算，滴灌與大水漫灌相比較，年可省工0.75萬個，節(jié)省開支60萬元；年節(jié)水90萬m3，折資26.73萬元。

整個園區(qū)建成后，夏縣格瑞特酒業(yè)將橫貫三大產(chǎn)業(yè)，實現(xiàn)“土地變綠色工廠、農(nóng)民變產(chǎn)業(yè)工人”的新型農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展模式，將進一步促進夏縣農(nóng)業(yè)供給側(cè)改革。對當(dāng)?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展將起到積極的推動作用。

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1004-7042（2017）10-0043-02

周春親（1972-），女，2006年畢業(yè)于太谷農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)專業(yè)，工程師。

2017-08-11；

2017-09-23