1 前言
苏北干旱地区各种节水灌溉技术是解决用水矛盾的重要途径，在实现节水、节地、节能等综合效益方面，管道输水灌溉是最为有效的途径之一，丰县在王沟镇李溜村井灌区进行管道输水试点，取得了显著的成效。
2 工程概况
丰县王沟镇李溜村位于丰县西部，是丰县南北两线的调水末梢，常出现灌溉“死角”，当地农业用水、生活用水近80%取自地下水资源，由于长期超量开采地下水资源，造成地下水位骤降，用水矛盾愈加突出。根据当地条件和群众用水要求，我县决定将此区定为低压管道输水灌溉试验区。
李溜村试验区现存灌溉“死角”近1000亩，农作物主要以小麦、玉米为主，辅以林果蔬菜等经济作物。该区土壤为砂性土壤，容重γ＝１．３５ｇ ／ ｃｍ３，田间持水率β＝２５％（占干土重），日最大蒸发量为７．２ｍｍ ／ ｄ，多年平均降雨量为７２４．２ｍｍ。根据徐州地区对丰县农作物生育期灌水量统计检测，Ｐ＝７５％情况下，小麦全生育期需水３７７ｍｍ，合２４９ｍ３ ／亩，生育期内多年平均降雨量为１９８．３ｍｍ，合１３２ｍ３ ／亩，尚缺１１７ｍ３ ／亩，需由灌水补充。
管道输水灌溉是以管道代替明渠输水灌溉的一种形式，通过一定的压力，将灌溉水由分水设施输送到田间，直接由管道分水口分水进入田间沟、畦或分水口连接软管进入沟、畦。管道输水灌溉渠系用率达９５％以上，每眼井出水流量为４０ｍ３ ／ ｈ，新打机井１２眼，灌区内主管道及支管道均采用０．４ＭＰａＰＶＣ管。
３ 井灌区面积的确定
３． １ 单井控制灌溉面积
在地下用量与补给量基本平衡的前提下，从而确定单井出水量，计算单井控制灌溉面积。
Ｆ０＝ＱＴｔη（１－ηｌ）／ Ｍ
式中 Ｆ０-单井控制灌溉面积
Ｑ-单井出水流量，取４０ｍ３ ／ ｈ；
Ｔ-整个规划区轮灌一次所需时间，取７ｄ；
ｔ-灌溉期每天开机时间，取１５ｈ；
η-灌溉用系数，取０．８５；
η１-干扰抽水的水量削减系数，取０．１５；
Ｍ-综合净灌水定额，３４ｍ３ ／ 亩（计算所得）；
Ｆ０＝４０×７×１５×０．８５×（１－０．１５）／ ３４
＝８９亩
３． ２ 井距计算
机井按方形排列布置，则井距为：
３． ３ 机井眼数
4 管网规划布置
单井布置田块长２２０ｍ，宽２００ｍ，地块长度比约等于１，基本上为方形田块。布置时应注意两点
１． 管道布置尽量最短，控制面积最大，同时兼顾考虑地形、地块、道路等情况，布置管道尽可能双向分水。
２． 干支管道布置应综合考虑作物布局、耕作、田块坡度等因素。
5 田间灌水系统布置
田间灌水系统指从给水栓以下的田间沟渠、沟畦规格等，充分提高田间灌程标准是提高整个灌溉系统灌用率的一项重要措施。王沟镇土地多为砂性土壤，土壤渗透性较强，在地面纵坡ｉ≤２ ／ １０００时，畦长控制在２５～５０ｍ左右，而单宽流量ｑ可以控制在５×１０－３ｍ３～６×１０－３ｍ３ ／ ｓ。
6 灌溉制度的拟定
６． １ 灌水定额拟定
王沟镇井灌区为砂壤土，土壤干容重为１．３５ｇ ／ ｃｍ３，单井出水量为４０ｍ３ ／ ｈ，单井灌溉面积８９亩，以种植小麦计算，生育期最大耗水强度Ｅ＝７．２ｍｍ ／ ｄ，田间持水率为２５％，土壤含水量上、下限取田间持水率的９５％和６５％，计划湿润层深度为５０ｃｍ，水容重为１．０ｇ ／ｃｍ３日工作时间ｔ＝１５ｈ，灌溉用系数取０．８５。则灌水定额为
ｍ＝１０ｈββ－βγ土 ／γ水
＝１０×５０×２５％９５％－６５％×１．３５ ／１．０
＝５０．６ｍｍ≈３４ｍ３ ／ 亩
６． ２ 灌水周期
根据小麦的需水量，灌浆期为需水高峰期，日最大蒸发量为７．２ｍｍ。
则灌水周期Ｔ为
Ｔ＝ｍ ／ Ｅｄ＝５０．６ ／ ７．２≈７（ｄ）
６ ． ３ 灌水次数
小麦整个生育期需补充灌水量为１１７ｍ３ ／ 亩，经计算，灌水定额为３４ｍ３ ／ 亩，按照多年的小麦灌溉试验，分返青、拔节、抽穗、灌浆灌水４次。秋旱作物按灌溉两次考虑。
7 管道设计
７． １ 设计流量
灌溉设计流量为
Ｑ＝０．６６７ｍＦ０ ／ （ηＴ ｔ）
＝０．６６７×５０．６×８９ ／ （０．８５×７×１５）
＝３３．７（ｍ３ ／ ｈ）
小于单井出水流量４０ｍ３ ／ ｈ，满足要求。
７． ２ 管径确定：
在井灌区低压管道工程设计中，通常只有两级管道，采用经济流速法确定管径大小，硬塑管经济流速取１．２ｍ ／ ｓ，根据商品管径进行标准化修正。
式中 ｄ-管道直径ｍｍ；
Ｖ-管道内水流速取１．２ｍ ／ ｓ；
Ｑ-管内过水流量，ｍ３ ／ ｈ。
ｄ＝１８．８ ２８．１＝９９．６ｍｍ，故主管道选取管径φ１１０ｍｍ，根据同理计算支管管径为φ８０ｍｍ。
７． ３ 管道水力计算
单管低压输水管道采用ＰＶＣ管，沿程损失：
式中 ｆ-沿程水头损失摩阻系数；取０．９４８×１０５；
Ｑ-管内过水流量，３３．７ｍ３ ／ｈ
ｍ-流量指数，取１．７７；
ｄ-管道直径，取１１０ｍｍ；
ｂ-管径指数，取４．７７；
Ｌ-管道长度，取１５０ｍ。
局部水头损失以沿程损失的１０％计，
ｈｊ＝１．３１×１０％＝０．１３ｍ
管道水力损失为１．４４ｍ。
７． ４ 水泵选择
水泵扬程应综合考虑管路系统损失ｈ损，机井动水位埋深ｈ净、泵管损失ｈ泵、井台与典型供水点地面高差Δｈ，则Ｈ扬＝ｈ损＋ｈ净＋ｈ泵＋Δｈ＋０．１
０．１为给水栓灌溉水头。
8 流量测量装置
流量测量装置是用来测量管道水流总量，是计算供水的基本条件，管道灌溉系统的水表一般安装在野外，选用ＬＸＳ型旋翼湿式水表为宜，它可满足水平与非水平的安装情况。
9 效益分析
按照一年投资，工程运行期为３０年，采用动态法分析，折现率Ｉ取７％，工程总投资为３４．５万元（含机井等），年运行费以总投资０．５％计，即Ｃ＝１ ７２５元，年均亩增收以５０元，年节水以３０％计，合８元，每亩节电３０ｋＷ·ｈ，合１５元，即年均亩效益为７３元，１０００亩年均增效为７．３万元。
10 主要技术措施
1.在规划设计的基础上，用经纬仪定开挖中心线，在管道中心线上每２０ｍ打标记。为满足管道的良好受力条件，管槽底以开挖弧形为宜，且管子埋深要满足耕作要求，不能低于０．７ｍ，管线尽量避免软土地基及不均质地带，如不能避开或遇松软土，应用碎石垫层或夯实作地基处理。
2.硬塑管的安装由扩口承插式、套管式、螺纹式等多种形式，其中扩口承插式连接是应用最为广泛的一种形式，该法承接不需预先制作，有费用低、易操作等特点。无论哪种连接形式都应根据连接管材种类、规格、管道系统压力、环境等因素综合考虑，确保满足灌溉要求。
３．管道系统铺设完毕要进行试水，在符合设计要求后方可回填土。
１１ 管道输水灌溉的优点
１． 管道输水灌溉减少了输水过程的渗漏和蒸发。渠系用系数在０．９５以上，比土渠节水３５％左右，节能２５％，在干旱地区，可大大缓解用水矛盾，井灌区土渠一般占耕地１％左右，管道埋入地下代替土渠可增加１％的耕地面积，这对于目前土地资源紧张的现状来说，具有显著的社会效益和经济效益。
２．理顺了供水和水费收缴制度。在管道输水灌溉区可由当地水行政部门成立农业供水公司，作为农业水资源的批发商，并负责灌区的管理、维修和使用；以机井为单位成立用水协会，作为农业水源零售商，负责将水分配到各用水户，由传统的“供水到镇，平均分摊”转变为“计量到户，收费到户”的供买关系，逐步实现粗放型供水向集约型供水的转变。用水多少直接与经济负担挂钩，增强了用水户水是商品的意识，实现了以水养水的良性循环发展。
３． 理顺了工程管理的体制。管道输程埋在地面以下，大大减少了自然和人为破坏因素，相对延长了工程的使用寿命，在成立农业供水公司的基础上，也落实了工程管理责任单位及人员，工程措施是实现单位经济发展的基础，为供水公司人员保护、管理工程提供了有利条件。
主要参考文献
１ 郭元裕主编．学．北京：电力出版社，１９８６
２ 部农村司．管道输程技术．北京：中国电力出版社，１９９８
３ 徐州地区农业灌溉制度．丰县农业灌溉用水量统计资料．
４ 经济计算规范．
（作者单位：丰县局 221700）
