机电井节水灌溉工程技术要点分析

摘要：机电井节水灌溉工程在缓解张掖市甘州区水资源危机、保障农业正常生产方面发挥着重要作用。为进一步提高机电节水灌溉工程的建设效益、运行效益，本文对机电井节水灌溉工程施工建设技术要点与管理要点展开探讨，以供借鉴参考。

关键词：机电井；节水灌溉工程；技术要点；管理措施

张掖市甘州区地处河西走廊中部、古丝绸之路南北两线和“居延古道”交汇点上，是西北地区重要的生态保护战略屏障区，河西走廊经济发展的战略通道区，全国重要的节水型社会示范区和特色农副产品生产加工循环经济基地。甘州区总面积4240km2，人口51.91万人，灌溉面积10万hm2，是典型的灌溉农业区，黑河多年平均径流量16.54亿m3，地下水净补给量3.13亿m3，水资源总量19.67亿m3。甘州区水资源总量虽然丰富，由于黑河分水方案的实施，黑河向内蒙古额济纳调水解决下游生态用水，因此全区可供地表水量为6.74亿m3；全区地下水允许开采量为2.69亿m3。全区可利用水资源量为9.43亿m3，人均占有水资源量1800m3，平均占有水资源量12360m3/hm2，分别为全国平均水平的82%和46%，属中度缺水地区。缺水是制约全区经济社会发展的重要制约因素之一。张掖市人民政府办公室印发《关于下达张掖市县级行政区2015年、2020年、2030年水资源管理控制指标的通知》（张政办发〔2014〕101号），确定甘州区2015年控制用水总量为7.79亿m3、2020年控制用水总量为6.81亿m3、2030年控制用水总量为7.02亿m3。截至2022年，甘州区共有规模以上机电井3263眼，其中农业用水井2854眼，人饮井265眼，工业用水井55眼，其他机井89眼。随着高新技术农业的发展，节水灌溉技术不断改进。机电井节水灌溉工程也是节约水资源的有效途径，目前机电井节水灌溉工程的施工建设有一定的复杂性，技术难度较高。在进行机电井节水灌溉工程施工建设时，施工人员要依据有关技术标准与施工地点具体情况科学设计施工方案，不断优化施工工艺，以保证最终的施工质量。现结合实际就机电井节水灌溉工程施工技术要点进行分析论述。

1机电井工程施工技术要点及项目区土地平整要求

1.1机电井施工准备

进行机电井施工时，先按照设计图纸、工程合同等确定机电井平面布置方案，然后再进行工程测量、施工放样等工作。为确保施工活动的顺利进行，在施工前要使用物探技术对施工现场进行勘探，了解现场地形地势、水文地质，然后选出地下水最丰富的位置进行钻井施工。施工前按照合同要求将各类施工工具、施工机械都准备齐全，并进行多次检查，确保机械设备的型号、种类、数量等准确无误。施工前根据实际情况合理安排施工进度，确保工程能顺利完工[1]。

1.2机电井钻井施工

进行钻井施工时，先将钻机安装到位。将钻机的基础平好、夯实，基础不能有凹凸不平的情况。施工时如果施工场地地势较低或是坑洼较多，应先浇筑钻井基台，然后开始钻井。在钻井前要将各项机械设备安装运输到位。需要用到的机械设备有搅泥机、泥浆机、抽泥机、钻机等。各种机械设备的安装要做到水平、周正、牢固。施工前做好各项安全防护工作，如对皮带传动部分设置安全罩或防护栏杆，雷雨季施工时做好防雷措施，将电动机外壳接好接地线等，避免在正式施工过程中出现安全事故。操作钻机钻进时，施工人员要结合施工区域的地层特征、机井钻井深度要求等合理选择钻进技术以及钻头类型，确保机井施工质量能达到标准要求[2]。

1.3井管安装

砼井管安装是机电井工程施工的关键环节，砼井管安装时工作人员要严格按施工技术要点及标准顺序进行施工。为保证最终的成井质量，施工过程中必须时刻检查施工质量，并根据具体情况做好方案调整，确保机电井节水灌溉工程施工质量能够达标[3]。

1.4机电井灌溉项目区土地平整

为了机电井节水灌溉发挥最大效益，项目区土地平整工程设计应满足灌溉要求，且在项目投资方面最大限度节约成本，土地整理应做土方量平衡计算，尽量做到资金节约，与此同时做好水土保持工作，不破坏土壤良性结构，土地平整以地块为平整单元，遵循“因地制宜，填挖土方量最小与农田水利工程相结合”的原则，田块长度范围以70～100m、宽度为50m左右为宜。地块规划方向和规格应满足作物生长发育和灌溉排水的要求，尽量避免地块方向杂乱，影响各类基础设施的布设及日后的耕作。地块田埂确定为平地起埂，埂顶宽30cm，埂顶高于田面30cm，边坡1∶1。做到地尽其效，水尽其用。

2机电井节水灌溉输水工程

2.1首部及管道工程布置

机电井成井以后，采用机电井取水灌溉，机井出水量良好，水泵工况良好，配电设施齐全，为保证滴灌系统出水扬程，增加1台单级立式增压泵、过滤设备及施肥灌，故首部系统工作模式为深井泵+增压泵+过滤器+施肥灌+管道系统。

2.2控制面积复核

项目实施区域内大田滴灌工程以地下机井水为水源，供水流量稳定，土壤主要为砂壤土，因此大田滴灌的最大灌溉面积按《微灌工程技术规范》（SL103-95）确定：式（1）、式（2）中，A为灌溉面积（hm2）；Qs为水源可供水量（m3/h）；Ia为设计供水强度（mm/d）；Ea为设计耗水强度（mm/d），4.0；td为水泵日供水小时数（h/d），22；η为灌溉水利用系数，0.90。以《微灌工程技术规范》（SL103-95）规范来复核机井是否满足控制区各系统灌溉要求。

2.3管网系统布置

根据实际地形条件，结合当地生产习惯以及已建工程布局情况，地下灌溉系统应设计干管、分干管2级管道进行输水，地面灌溉系统设计支管、滴灌带2级管道进行灌溉，地下输水管道和地面配水管道应采用竖管和出水栓连接。修建机电井管理房，安装首部系统，首部系统包括过滤器、电控设备、断漏电保护器、计量设施、施肥罐、手电两用控制闸阀等。滴灌管网一般由4级组成，管网呈“梳”子型布置。毛管及滴灌管应沿着作物种植方向平行布置，支管应垂直于毛管及滴灌带布设，支管和毛管长度确定应满足管道内水压均衡、灌溉均匀。分干管应垂直于支管布设，干管应垂直分干管布置，以线路短、经济为原则。分干管上每隔50米（双向）或25米（单向）左右设1个竖管及双向出水栓为宜，支管长度25m（双向）或30m（单向）左右为宜，支管上每隔0.9米设1道滴灌带，每条滴灌带长不超过50m为宜，滴头间距0.3m。

2.4管道选型设计

管材选择遵循“经济实惠、造价低且经久耐用”原则，根据对近几年所建高新节水项目调查研究，建议选用PVC管和PE管为宜，地下输水管道应选用PVC管，地面管、滴灌管应选用PE管。在管道设计时，选用管材的承压力应为设计工作压力的1.5倍为宜，且管道压力应满足项目区内用水户的出水压力要求，最大工作压力应根据运行中可能出现的各种情况比较确定，并选用符合工作压力设计要求的管材。经理论研究分析，管径越大水头损失越小，管径越小，管道阻力就会增加，水头损失越大，灌溉效率下降，运行成本显著上升。但是管径过大就会增加农业工程工程投资，浪费项目资金。因此，在设计方面要根据经济流速计算出合理的管径尺寸，管径大小可按以下公式计算：以甘州区某村某社为列，干管流量为160m3/h，计算管径为198mm，干管选择PVC管，外径DN200mm，压力0.63MPa，壁厚4.9mm。分干管流量为80m3/h，计算管径为156mm，干管选择PVC管，外径DN160mm，壁厚4mm。压力0.63MPa。支管流量为35m3/h，计算管径为91mm，支管选择PE软管，外径DN75mm，压力0.25MPa。干管和分干管应满足GB/T10002.1-2006《给水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材》、GB/T13664-2006《低压输水灌溉用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材》的标准要求。

2.5轮灌组划分

轮灌组划分会直接影响到灌水效率、灌溉质量和灌水周期，且影响作物的适时生长。滴灌工程运行方式是由干管输水到分干管，再由分干管输水到支管，把支管所灌溉面积确定为1个灌水单元，再由若干个灌水单元组成1个轮灌组，轮灌组的划分应遵循以下原则：一是轮灌组的组数应根据机电井泵的出水量以及各级管道的输水能力和农作物灌水定额来确定。二是轮灌组划分时，每个轮灌组的灌溉面积和农作物需用水量接近相等。三是轮灌组的灌溉顺序应先远后近或由下而上分组轮灌，以方便工作人员管理。

3机电井节水灌溉工程管理技术要点

经调查发现，机电井节水灌溉工程在运行管理方面还存在一些问题，如设备老化磨损严重，对工程的监测运维不及时，灌溉工程在施工建设与使用期间出现的一些质量问题、安全问题得不到及时发现与解决。一些机电井节水灌溉工程由于地理位置偏远、交通不便，很难有高层次管理人才到此专门负责工程管理工作，工程建设与运行效益不高。鉴于此，相关部门应严格根据国家规定，结合工程具体情况对机电井节水灌溉工程的运行管理工作进行优化，使机电井节水灌溉工程能够更好地运行。

3.1制定工程管理制度

为了使机电井节水灌溉工程更好地发挥作用，相关部门可针对灌溉工程实施项目法人责任制。项目法人（包括各级各类项目承建单位）对项目的建设全过程负责，制定项目年度投资和建设计划，定期向项目建设领导小组报送项目建设情况，按照国家有关规定，审查或审定工程设计、概算和用款计划。各项工程建设活动均应按国家的有关工程监理文件规定，在项目建设领导小组领导下进行工程建设与管理。项目建设单位要与施工单位签订合同，明确建设任务、质量要求和施工进度等，确保项目建设内容按时保质保量完成。合同要实行统一管理，及时存档，以备检查。在平时要加强对工程的监督管理，对工程的薄弱环节、容易发生问题的部位进行定期检查检修，对存在的问题及时处理，并分析问题发生的原因，并采取有效的措施，确保工程安全正常运行[4]。

3.2引进先进管理技术

在当前背景下，相关单位与部门要灵活运用先进技术，应用信息技术手段对机电井节水灌溉工程进行管理维护，全面降低工程故障发生概率，延长灌溉工程使用年限。具体如在工程建设与运行期间，相关部门可运用计算机、互联网、GPS等技术手段构建信息化管理系统，建设工程管理数据库，并于信息化管理系统中引进智能数据采集装置以及数据处理软件，利用各项先进的装置与软件对各项设计数据进行收集与处理，生成机电井节水灌溉工程运行报告，使运维管理人员能更及时、更直观、更精准地掌握机电井节水灌溉工程运行情况、存在问题，在此基础上及时进行处理，使机电井节水灌溉工程能够安全稳定运行。

4工程管护

一些机电井节水灌溉工程在经过长时间的使用后会出现设备老旧、技术落后、工程残破等问题，无法充分发挥作用，需要及时进行更新改造。在对旧井进行改造时，需综合考虑当地自然环境特征以及人民群众经济条件设计科学可行的改造方案，使机电井节水改造取得更好的成效。对经济来源比较单一、收入有限的用水单位，在改造机电井时先进行简单、小规模改造，在尽可能压低改造成本的基础上完善机电井节水工程的功能，使机电井节水工程重新发挥出应有的作用。此外，还需科学改造旧井与建造新井的关系，避免造成资源浪费[5]。为了机电井工程在节水灌溉上发挥最大的效益，必须加强对工程管护，确保工程正常运行。

4.1管护主体

机电井节水工程运行后，工程权属单位应成立相应的管理机构，负责对工程设施的管理和维护。管理机构的主要职责是保证工程设施的正常运行，对工程设施进行必要的养护和维修，并负责工程管理的对外事务以及收取相应的管理费用用于工程的维修费用。

4.2管护措施

机电井节水工程的质量不仅与设计和施工水平有关，更与工程建设后的运行管理直接相关。加强工程后期运行管理，进行工程灌溉效益评估，是促进水资源可持续利用、充分发挥机电井节水工程建设整体效益的关键。机电井节水工程的后期运行管理主要包括机电井及首部系统维护、管道设施维护、建筑物维护。机电井及首部系统维护要求机电设备正常运行和保养，发现问题及时更新维修，首部系统要经常性检查和保养，确保正常运行。管道维护要求保持管道通畅，无污物杂质和泥沙淤淀。各类闸门、闸阀及安全保护装置启闭灵活。无渗水漏水现象，给水栓、出水口以及暴露在地面的连接管道保持完整。灌溉季节结束对压力管道进行维修，及时排除管道内的余水，并做好防冻措施。管道系统中的连接控制和保护设备应符合设计和运行技术要求。建筑物如有塌陷、隆起，应查明原因及时修复，保证各建筑物完好无损。

5推广机电井节水灌溉技术的重要性与必要性

随着农业经济的发展和土地种植结构的调整，灌水模式也发生了很大的变化，传统的工程节水技术已经不能满足社会发展的需要，要求有更高的节水技术来代替传统的节水技术。为使机电井节水灌溉技术推广并落地见效，需要培训一批有文化、懂技术、会经营的新型农民参与节水工程管理，进行针对性的实用节水技术专题培训，通过节水技术推广，对加快发展全区农村经济、提高农业综合生产能力、有效促进节水农业发展、切实保护水生态健康起到积极的促进作用。节水灌溉技术是保障农业经济发展的必然选择，通过节水技术的大力推广，发展高效节水农业，提高用水效率，节约水资源，为农业经济发展提供更多的水资源支持。推广节水技术是发展现代农业的重要内容，通过节水设施农业的建设，不断完善和创新农业节水技术，逐步改进传统农业，促进现代农业发展。

6结语

机电井灌溉工程是重要的民生工作，做好机电井灌溉工程的建设与管理对于提高农民生活品质、促进地区经济发展具有重要意义。相关部门要提高对机电井灌溉工程的重视度，并能严格按照有关技术标准与建设要求科学设计机电井建造方案，严格控制机电井建造质量，并落实对机电井的运维管理，确保机电井充分发挥作用。

参考文献

[1]李学斐.永昌灌区机电井智能化取水计量设施运行管理存在的问题及对策[J].农业科技与信息，2017（16）：110-111.

[2]刘永伟，包爱军.通辽市灌溉机电井建设运行管理情况存在问题及对策措施[J].内蒙古水利，2017（4）：61-62.

[3]鲁琳，李秀菊，黄喜良.河南省农业灌溉工程技术模式的构建[J].河南水利与南水北调，2017（3）：16-17.

[4]陈永林.农田灌溉机电井的现状及建议对策[J].江西建材，2016（9）：110.

[5]张春生.机电井节水灌溉工程应注意的几个问题[J].科技与企业，2013（7）：250.

作者：尹爱萍 单位：甘肃省张掖市甘州区抗旱防汛服务队