導(dǎo)語：深井節(jié)灌技術(shù)分析論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

深井節(jié)灌技術(shù)屬集流節(jié)灌技術(shù)的一種，它包含兩個內(nèi)容：一是利用深井集流，兼蓄淺層地下水和人工補給地表水；二是在利用深井水的方式上，采取節(jié)水灌溉技術(shù)之一的噴灌，部份地方由人工挑灌，達到最佳的利用效果。這里所說的“深井”，亦兼具北方“水窖”的作用，其深度一般為8米以上，相對普通水井要深。該技術(shù)對攔蓄地表徑流，保證旱片農(nóng)業(yè)用水、提高造林成活率、減輕水土流失有非常明顯的效果。

一、在平昌推廣應(yīng)用的必要性及可行性

平昌縣位于大巴山南麓，境內(nèi)多屬深丘低山地貌，是川東北旱災(zāi)頻繁區(qū)。我縣水利化程度平均僅22.4%，最低的得勝區(qū)僅13.8%，最低的西興區(qū)佛樓鄉(xiāng)僅6.6%。據(jù)水利工程與水土流失的分布調(diào)查表明，凡是嚴重缺水的地方必然是水土流失嚴重的地方，二者內(nèi)在聯(lián)系緊密。由于受地形的局限，一些地方不宜修建骨干水利工程，出現(xiàn)旱片死角，而且雖然我縣年均降雨量在1100—1200mm，但是降雨在時空上分布極為不均。據(jù)縣氣象局統(tǒng)計，夏旱出現(xiàn)的頻率為52.8%，伏旱出現(xiàn)的頻率為67%。高頻率的旱災(zāi)導(dǎo)致農(nóng)業(yè)滯后，荒山造林成活率極低；區(qū)域水系紊亂，植被稀疏，造成固土、涵養(yǎng)水源的功能降低，直接加劇了水土流失，如此形成惡性循環(huán)。大量實踐證明，沒有水的農(nóng)業(yè)造林植樹其成效無疑難以得到保障，治理水土流失首先要解決蓄水、保水、節(jié)約用水的問題。

我縣地下水都屬巖裂隙水，由于降雨量充沛，徑流條件好，循環(huán)交替積極，而且一般遠離污染源，受污染的機會小，充分利用地下水是完全可行的。

為了推廣該項技術(shù)，我們在云臺鋪埡村、尖山七里村進行了深井節(jié)灌技術(shù)在農(nóng)業(yè)和水土保持造林兩個方面的試點，取得了成功。

二、深井噴灌技術(shù)在農(nóng)業(yè)試點區(qū)的具體應(yīng)用

(一)試點區(qū)的基本情況及井位規(guī)劃

試點區(qū)涉及鋪埡村的四社、五社，位于通河右岸一級階地上，階地后山雄厚，屬地下水較豐富的地形。試點區(qū)是該村歷年旱象最嚴重的社。

井位規(guī)劃主要綜合考慮了三個方面的因素：一是集流環(huán)境，二是灌溉需要，三是建井條件。機井位置主要選擇在：

1、在灌溉農(nóng)田附近，引水、取水方便，一般在田旁地角。

2、地下水豐富，埋藏淺，井深不大。

3、有一定的集流面，降水后能形成地表徑流，通過人工措施能匯集到井里。

4、建井地質(zhì)條件好，避免在山洪溝邊，陡坡、陷穴、滑坡、堆積層等地。

根據(jù)以上幾項井位選擇要點，在試點區(qū)初步規(guī)劃了機井30口。

(二)成井技術(shù)及配套設(shè)施

1、機井設(shè)計

在試點區(qū)所建的均為非完整圓筒式大口井，井內(nèi)徑為1.8m，井深8—10m不等，蓄水15m3左右。地下水進水方式為井壁、井底同時進水，地表水則通過沉沙過濾池，再穿過埋置的斜管注入井內(nèi)。機井主要包括井筒、過濾層、井臺、井蓋幾個部份。

1>井筒

井筒是成井的關(guān)鍵，即要有足夠的強度，又要在井壁上設(shè)透水設(shè)施。井筒分三部分：不透水層部份的井筒、含水層部分的井筒、底盤。

不透水層部分的井筒做成隔水、采取漿砌磚、石、砼預(yù)制塊或觀澆砼。試點區(qū)采用標(biāo)號M7.5砂漿漿砌磚、塊石。

透水層部分的井筒采取干砌磚石或現(xiàn)澆無砂砼。試點區(qū)采用干砌磚、塊石，為了保證井筒強度，按深度方向每隔1m設(shè)置預(yù)制鋼筋混凝土圈梁，梁高為0.12m，寬與井壁厚一致。

底盤即井筒底部與基巖接觸部位，為避免井筒沉降，底盤采用規(guī)則條石干砌，高0.3—0.4m，內(nèi)徑與井筒內(nèi)徑相同，外徑大于井筒外徑0.2—0.3m。底盤料石的規(guī)格為長0.5—0.6m，高0.3—0.4m，寬0.3—0.4m。

井筒厚度。根據(jù)部頒標(biāo)準(zhǔn)SD188—86《農(nóng)用機井技術(shù)規(guī)范》推符的經(jīng)驗公式確定：δ=0.1D2+C3

δ—井筒壁厚，m；

D2—進水部份的井筒直徑，m；

C3—經(jīng)驗系數(shù)，磚砌為0.1；砌為0.18m；

試點區(qū)的井筒厚按此式確定為：磚砌厚度為0.25cm；塊石砌厚為0.33m，取0.40m。井筒厚度上下一致。

2>過濾層

過濾層是保證井水水質(zhì)及防止機井淤積的重要設(shè)施。過濾層設(shè)在會水層部份的井筒周圍和井底。

含水層部位井筒周圍的過濾層分三層，濾料粒徑由外至內(nèi)逐漸加大，試點區(qū)土質(zhì)為壤土，其濾料外層為粒徑3mm的中砂厚0.15m，中層為粒徑15mm的豆石厚0.15m，外層為粒徑為60mm的卵石厚0.10m，濾層總厚0.40m。

井底過濾層厚度0.70m，從下向上依次為：粒徑3mm的中砂厚0.30m，粒徑為15mm的豆石厚0.20m，粒徑為60mm的卵石厚0.20m。反濾層扣一層厚0.03m的多孔砼板，板上留孔間距5cm，孔徑4cm。

3＞井臺

井筒高出地平面0.40m，井筒頂與地表做成坡比1∶2.5的排水坡，排水坡用素土夯實或鋪石板。

4＞井蓋

井蓋用鋼筋混凝土預(yù)制板做成，井蓋中留直徑0.30m的孔，井蓋厚0.06m。考慮人工挑水的井不設(shè)井蓋，但需設(shè)高0.7m的攔桿。

2、機井施工

機井采用大開槽法施工，人力牽引用滑輪起吊挖土，一個施工組5人，一人牽引起吊，一人吊土，二人開挖，一人裝土，當(dāng)有地下水滲出時，用潛水泵排水，無電源的地方用柴油機動力抽水機抽排。機井開挖邊坡為1∶0.3，當(dāng)?shù)刭|(zhì)狀況不良時，考慮用木板支撐。起吊上去的棄土堆碼坡腳至挖方上口距離1.2m。

基礎(chǔ)開挖成功后，開始安砌井筒，邊安砌邊填井筒周圍的反濾層。井筒成功后最后清除井底淤積物，鋪設(shè)井底反濾層。

3、配套設(shè)施

配套設(shè)施主要是地表水集流措施，包括截水溝、沉沙凼、進水管三部份。截水溝即是把高于井位的地面作為集流場，用截水溝攔截地表水，引至沉沙凼。沉沙凼凼底設(shè)反濾層，濾料上層粒徑為3mm粗砂厚20cm，中層為粒徑為15mm豆石厚20cm，下層為粒徑為60mm卵石厚35cm，底層為干砌石板，石板與凼底留15cm高的集水區(qū)，從集水區(qū)安裝φ65的硬塑管至井內(nèi)。沉沙凼凈空尺寸為長1.2m，寬0.8m，用M7.5砂漿漿砌條石構(gòu)成。

4、機井運行維護

1＞經(jīng)常檢查沉沙凼，清除凼內(nèi)淤泥，如果濾料被破壞或淤塞嚴重，則要對濾料進行清洗，重新設(shè)置。

2＞保證截水溝暢通。

3＞查看井筒是否穩(wěn)固。

4＞觀察井內(nèi)地下水出水狀況，如不良好，則需對井底的淤泥進行清除，對井底反濾層進行清洗，重新設(shè)置。

5＞因機井在野外，需作必要的宣傳，做到大家愛護，而且注意安全。

(三)與噴灌技術(shù)的配套應(yīng)用

我國水資源十分缺乏，在旱片區(qū)采用特殊措施蓄積的水尤顯珍貴，傳統(tǒng)落后的灌溉方式顯然已不適應(yīng)，為了節(jié)約用水，我們在試點區(qū)選擇了噴灌作為節(jié)灌方式。噴灌具有機動性強、對水的利用率高、灌溉均勻度好等優(yōu)點。

1、基本情況

試點區(qū)土壤屬壤土，土壤容重為1.5g/cm3，田間持水量為22%(重量比)，允許噴灌強度為P允=12mm/h，地塊基本為梯平地，允許噴灌強度無降低。主要作物為冬小麥、油菜、蔬菜，三種作物的臨界需水量相近，按油菜作近似設(shè)計。經(jīng)縣農(nóng)業(yè)局提供的數(shù)據(jù)，油菜灌水臨界期平均日需水量Ep=3.2mm/d，作物計劃濕潤層深h=35cm，適宜土壤含水量上下限取田間持水量的65%—80%，取中等風(fēng)速的噴灑水利用系數(shù)η=0.85。

2、灌溉制度的擬定

1＞設(shè)計灌水定額。據(jù)國標(biāo)GBJ85—85《噴灌工程技術(shù)規(guī)范》提供的公式：

式中：m——設(shè)計灌水定額，mm；

γ——土壤容重，kg/cm3；

h——計劃濕潤層深度，cm；

β1β2——適宜土壤含水量上下限(重量百分比)；

η——噴灑水利用系數(shù)。

則

2＞設(shè)計灌水周期

據(jù)公式計算，按干旱情況下，同期降雨量為0，則作物日需水量即為Ep

3、噴灌系統(tǒng)選型及灌區(qū)總體布置

由于機井蓄水量小，為了保證噴灌機具的靈活性，選擇定噴式手抬噴灌機組，即首先固定在一口井實施噴灌，完畢后把機組抬至另一口井工作。噴頭利用塑料管延伸至受噴區(qū)，移動輪灌。

4、噴頭選型及校核

油菜、小麥、蔬菜要求的霧化指標(biāo)應(yīng)在3000～4000范圍內(nèi)，考慮到油菜、小麥在花期需要噴灌，故選擇噴頭時其霧化指標(biāo)應(yīng)符合上限要求。而且噴頭射程還要考慮山區(qū)地塊的狹長特性，射程遠近要適宜。綜上幾項要求，選擇Py115型噴頭，噴嘴直徑d=5mm，工作壓力hp=200Kpa，噴頭流量1.23m3/h，噴頭射程R=15m，設(shè)計噴灌強度Ps=1.75mm/h。該噴頭的霧化指標(biāo)hp/d=20000/5=4000，Ps＜P允，噴頭各項指標(biāo)適宜。

5、噴頭在一個點上的工作時間

因機井分散，機井容積小，因此適宜單噴頭工作。為了噴灑全面，虛擬噴頭組合考慮中等風(fēng)速影響，組合間距取a=1R，b=1.3R，則實際一個噴頭控制面積為ab=1.3R2=292.5m2=0.44畝。噴頭在一個點的工作時間為：t=abm/q=4.76h，即4小時45分。

6、一臺機組每天移動的井位數(shù)，即每個噴頭每天的噴點數(shù)

據(jù)規(guī)定，半固定管道噴灌系統(tǒng)工作時間為12h，本地取10小時，即一臺機組每天移動井位數(shù)為：

n=10/4.76≈2次。即每天搬移2次。

7、需要的機組數(shù)

試點區(qū)共有30個井位，則np=30/nT=30/10=3(臺)，即試點區(qū)需設(shè)置3臺噴灌機組。一個周期內(nèi)一口機井的地下水基本可以復(fù)原至原水位，為下次輪灌作準(zhǔn)備。

8、噴灌管道及水力計算

噴灌管道的輸水管采用涂塑軟管便于移動，公稱內(nèi)徑為25mm，工作壓力0.8Mpa，在噴頭工作壓力內(nèi)。進水豎管采用公稱內(nèi)徑為25mm的硬塑管，長1.2m。考慮移動距離，每臺機組輸水管長50m。

水力計算根據(jù)國標(biāo)GBJ85—85《噴灌工程技術(shù)規(guī)范》提供的公式計算水頭損失，局部水頭損失按hj=0.05hf。

式中hf——沿程水頭損失，m；

f——摩阻系數(shù)，查表f=0.948×105；

L——管長(m)，此處L=51.2m；

Q——流量(m3/h)，此處Q=1.23m3/h；

d——管內(nèi)徑(mm)，此處d=25mm；

m——流量指數(shù)，此處m=1.77；

b——管徑指數(shù)，此處b=4.77；

則

則動力揚程應(yīng)大于噴頭的工作壓力加上管道水頭損失，揚程應(yīng)大于21.58m。

9、水泵選型

選用水泵型號為DBZ—370的自吸泵，其配套功率370W，額定電壓為220V，最高揚程35m，最高吸程8～14m，最大流量2.5m3/h。

10、運行維護

主要是對井內(nèi)水位的掌握，測量水位采用測繩法，即準(zhǔn)備一根塑料繩，按每10cm作上標(biāo)記，繩長9m，繩子一端系上測筒。測筒用長8cm直徑5cm的竹筒做成，可在筒內(nèi)填上水泥砂漿以增加竹筒重量。運行時將測繩投入井內(nèi)，讀取顯露于井口外的測繩長度，即為井內(nèi)水深。運行前測一次水深后，根據(jù)運行時間的長短，隨時掌握井水深度，防止機組空運行。

三、深井節(jié)灌技術(shù)在水土保持造林試點區(qū)的具體應(yīng)用

我縣光山禿坡面積大，現(xiàn)存50萬畝，政府和當(dāng)?shù)厝罕娰M了不少人力物力，但年年栽樹不見樹，禿山依舊。究其根本原因，是忽視了在造林區(qū)的水源建設(shè)，為造林而造林，一遇旱象，幼樹自然不能成活，不但樹沒了，而且在造林過程中的整地行為破壞了地表，治理水土流失的行為反而變成了人為造成水土流失的行為。位于尖山七里村的試點區(qū)由四個起伏較低的小山丘組成，面積約560畝，造林前是荒山禿嶺，林業(yè)部門曾在此植過樹，農(nóng)業(yè)部門也在此搞過開發(fā)，但終因缺水而失敗。我們借前車之鑒，在該水土保持造林工程中應(yīng)用了深井節(jié)灌技術(shù)結(jié)合魚鱗坑整地措施，解決了一直困擾旱區(qū)造林成活率低的問題。

深井的成井技術(shù)基本與前節(jié)相同，只是在無地下水的部位，將井改成了水窖，即將井筒壁井底封閉，防止?jié)B漏。對井水的利用一般用人工挑灌，離電源近的地方采用了噴灌技術(shù)，對水的利用率在0.9左右。試點區(qū)的樹種選擇了耐干旱瘠薄，灌水周期長，根系發(fā)達，水保功能好的梔子，栽植株行距為1.0m×1.5m，造林密度為450株/畝。干旱期每株樹的灌水定額約8kg，每口井的水量能澆灌3.8畝林地，試點區(qū)150口井(窖)較徹底地解決了林地干旱問題，目前梔子成活率高達91%。

四、在試點區(qū)的效益

深井節(jié)灌技術(shù)在兩個試點區(qū)的，效益明顯。

1、灌溉作用好。由于兼蓄了地下水、地表水，不存在水井缺水狀況，當(dāng)降雨時，地表水可以蓄積到井內(nèi)，部份逐漸補給入滲到地下，無雨干旱時，可以充分利用地下水，灌溉水基本能得到保障。據(jù)調(diào)查，試點區(qū)得到灌溉的農(nóng)田，蔬菜增產(chǎn)了40%，其它糧經(jīng)作物增產(chǎn)了27%，水土保持造林成活率達到91%以上。

2、節(jié)水效果好。噴灌技術(shù)是一項先進的節(jié)水技術(shù)，對水的利用率可達0.95，比普通的漫灌、畦灌、溝灌要節(jié)水50%以上。對于旱區(qū)的灌溉只能適用節(jié)灌技術(shù)和實施綜合節(jié)水農(nóng)業(yè)措施，不僅因灌溉水量十分有限，而且節(jié)水農(nóng)業(yè)是我國農(nóng)業(yè)的趨勢。

3、水土保持作用顯著。由于利用了一些水保措施，理順了局部水系，減輕了對土壤的沖刷，尤其提高了水土保持造林的成活率，攔截水土的效果明顯，大大減輕了水土流失。

五、深井噴灌技術(shù)在我縣的實用性及應(yīng)用前景

1、我縣在解決旱片死角的灌溉問題上，曾建了不少微水池，深井與微水池相比，有許多優(yōu)點：一是占地面積小。一個微水池一般占地75m2，深井占地僅4m2；二是投資省。微水池投資在7000元/口左右，而深井投資僅1200元左右；三是深井不易滲漏、不易蒸發(fā)，蓄得住水，而微水池很容易發(fā)生滲漏，蒸發(fā)量大，而且僅蓄地表水，可靠性小；四是易操作。建一個微水池土石方量在350～400m3左右，而打一口深井土石方量僅50m3左右；建一個微水池需工日460個，打一口井僅需工日70個。打井3—5人即可操作，建池則需10人以上；五是選址容易。深井容積小，兼蓄地下水和地表水，對集雨面積的大小要求低，容易普及，對解決一些地形地勢不利的旱片死角更容易；六是管理方便。深井由于容積小，灌面小，一般歸1戶或2戶人所有，管理責(zé)任明確。

2、我縣積累了打人畜飲水井的經(jīng)驗，有打井建池興修水利的積極性，推廣深井節(jié)灌技術(shù)有深厚的群眾基礎(chǔ)和充分的技術(shù)保障。

3、如前文所述，針對平昌的干旱特點和水文地質(zhì)特征，深井節(jié)灌技術(shù)在我縣有極大的推廣價值，有廣泛的應(yīng)用前景。