第三节　确定灌溉单元和轮灌面积

管道成本占喷滴灌工程造价的50％以上，所以降低管道成本是优化设计的重点。管道的成本取决于长度、直径和壁厚3个要素，相对而言，长度是常量，例如固定喷灌，采用中型喷头（射程14m、间距16m），每亩需管长约45m，能够节约的空间不大；而干管直径与轮灌面积成正比，即由轮灌面积决定，有很大的节约潜力。以“灌溉单元小型化”为基础，使轮灌面积适当小，则是减小管径、降低成本的关键，见表1-1。

表1-1　轮灌面积与干管成本的关系

注　1.干管材料为PE100级，工作压力0.6MPa，长度以8.5m/亩计。
2.干管造价中包括管道成本、安装费和间接费用。

从表1-1可以看出，轮灌面积每扩大10亩，干管造价大致增加200元/亩，可见干管成本由轮灌面积决定，干管可节约的空间很大。

一、灌溉单元

灌溉单元，即一座泵站或一套水泵机组控制的面积。其应尽可能小，使轮灌面积减小，从而把干管直径控制在110mm以内，使管道的成本降低。所以设计伊始就要把灌溉单元划得适当地小，即“灌溉单元小型化”，尽量在150亩左右。

二、轮灌面积

在灌区小型化的基础上，把轮灌区划得适当地小，控制在10亩以内，参见表1-2。

表1-2　合理的轮灌面积

“灌溉单元小型化”，轮灌面积不超过10亩时，还有以下连锁效应：

（1）避免电网配套费用。优化设计使平原灌区水泵电机功率不超过15kW，即可以利用现有的农灌电力线路，避免架高压线、配变压器的投资，可节约配套费用300～500元/亩。

（2）实现合理的“管理半径”。考虑到农民管理的需要，从泵站到最远的控制阀或喷头的行走距离应在400～500m以内，这是他们步行的心理承受距离，笔者取名为“管理半径”，150亩左右的灌溉单元正好符合农民的需求。

“灌溉单元小型化”应以水源为基本条件。实践和调查证明，无论在南方河网灌区、山地灌区，还是北方渠灌区、井灌区，以100～200亩为灌溉单元。2011年全国水利普查时发现，平原水稻灌区原口径300mm的水泵，灌溉面积400～500亩，大都改为口径150～200mm水泵，灌溉面积多为100～150亩，已经自觉“小型化”，证明水源条件是客观具备的，也说明小型化是“人心所向”。有人担心“大灌区怎么办”，笔者强调：灌区和灌溉单元是两个概念，即使灌区是成千上万亩的，只要有水源，灌溉单元同样可以是小的，正如我国是13亿多人的大国，但我们家庭单元也是“小型化”的，98％以上的家庭仅有3～4人。