完成单位:中国林业科学研究院沙漠化林业实验中心; 中国林业科学研究院林业研究所
完成人:王玉魁; 周士威; 贾玉奎; 纪广斌; 闫艳霞; 李建雄; 翟志中; 韩永光; 贾守义; 王国梁
研制时间:1996.1~2000.12
2000年 组织鉴定。
1.成果内容概述 低压管道输水技术是我国北方井灌区发展较快的一种节水技术。它是利用机泵抽取井水,通过管道系统把水送到田间对农田实施灌溉,以此减少水在输送过程中的渗漏和蒸发损失。管道输水是在低压条件下运行的,工作压力一般不超过0.2Pa。在风沙危害严重的干旱和半干旱荒漠化地区,防护林体系建设作为荒漠化土地治理开发的必要措施需要有一定量用水,利用低压渗漏型节水管道输水,避免了蒸发损失,并通过具有不同孔隙度规格的管道设计控制水的渗漏量,同时保证沿管道造林树种的正常生长。以低压渗漏型管道系统替代土渠输水可减少渗漏损失30%以上,提高输水速率4~5倍,水利用系数由0.4~0.5提高到0.85~0.90,避免了渠道(管道)侧向次生盐渍化现象的发生,节约了渠道被沙埋和水流冲刷后的修复费用;其投入成本较塑料管道低15%~18%,较水泥U型衬砌渠道和非渗漏型涵管低16%~20%。 2.成果关键技术、主要技术经济指标与国内外同类技术的比较 目前输水管道通常用塑料、钢材、陶瓷或水泥等制作而成,这种管道一般是非渗漏型或微量渗漏型的。其优点是输水过程中水的损失量小、输水速率高。其缺陷是不能保证沿管道造林树种的成活。而在风沙危害严重的荒漠化地区,建立防护林带(网)是必须的,保证林木成活和正常生长用水是关键。该项研究在制定灌溉方案时考虑了以下3点:①利用埋设低压暗管输水,以提高输水速率,避免蒸发耗水、减少渗漏损失;②建立防护林带(网),直接利用管道输水过程中的渗漏水补充林木生长用水;③成本和推广。 利用黏土铺衬渠道输水,水渗漏(30%~35%)和蒸发损失严重,渠系稳定程度低,水冲刷渠道和渠道被沙埋影响正常灌溉,修复成本高;利用水泥预制板铺设的U型渠道,除成本高外,同样不可避免地存在渠道被沙埋和水蒸发损耗的现象,且渠道两侧造林因缺水林木不易成活或成活率低;利用塑料管道输水,成本费较高,沿管道营造防护林带(网)十分困难;水泥预制的渗漏型低压输水管道,一定程度上克服了上述蔽端。几种输水方式效果比较结果见表1。 表1 几种输水方式效果比较 ------------------------------------------------------------------------ 输水方式 成本(元/m) 输水速率(m/s) 渗漏损失(%) 蒸发损失(%) 使用年限(a) ------------------------------------------------------------------------- 黏土铺设(对照) 8.0 0.10 30~35 100 2 塑料膜铺底 12.6 0.27 12~14 100 2 水泥预制板衬砌 42.0 0.44 5~8 100 10~12 水泥U型渠道 43.0 0.55 4~8 100 12~15 水泥涵管 46.0 0.54 4~8 2~3 15~20 水泥渗漏型管道 38.0 0.46 6~11 3~4 15~20 塑料管道埋设 46.0 0.58 0~1 1~2 10~12 塑料管道明设 44.0 0.56 0~1 1~2 3~5 -------------------------------------------------------------------------
推广情况:1.成果的适用范围、应用的必备条件 适用于风沙危害严重的干旱和半干旱区。以低压渗漏型管道灌溉,要根据种植作物的需水量、年灌溉次数和沿管道造林所选择的树种来确定灌溉量指标;根据区域水资源条件和地形条件设置井位,进行输水管网系统布设;设计具有不同孔隙度和不同管径规格的渗漏型管道,并需配套安装控水阀装置和清沙池即可投入灌溉使用。 2.成果的推广应用情况 通过参与乌兰布和沙漠治理开发总体规划(内蒙古,1997)和国家农业综合开发项目区、乌兰布和沙漠防灾基地等项目区的规划设计和实施中,均推广了该成果。目前除试验示范区(1.246万亩)外,通过合作共建、技术服务、技术推广等方式,建立合作治理开发示范基地5.1万亩,使节水灌溉技术、树种选育和造林技术得到了有效推广,绿色开发5年,种植业均产出效益可达到5000元/(hm2•a)以上。