摘要：本文主要講解了礦山環境恢復治理過程中開發的一種新型灌溉方式，主要采用多級深井潛水泵從水源地向設置在各個植被恢復區地勢最高點的水罐輸水，再由各水罐分別為各個植被恢復區供水，澆灌方式采用易于管理、穩定可靠微噴灌方式，有效解決了礦山環境恢復治理難度大，綠化樹木成活率低等問題，從而達到自動化澆灌的效果。

關鍵詞:水罐;供水;管線;植被恢復;自動灌溉

一、礦山建設綠化自動澆灌工程的目的

為保護礦山地質環境，減少礦產資源開采活動造成的礦山地質環境破壞，保護人民生命和財產安全，促進礦產資源的合理開發利用和經濟社會、資源環境的協調發展，同時更重要的是保證綠化成活率，維持環境恢復治理成果，打造生態文明綠色和諧礦山。

二、目前礦山環境恢復治理存在的問題

1、水資源匱乏

2、綠化成活率低

3、受礦山地理環境和開采方式影響，很多地方有水也無法澆灌到，即使能澆灌到也同樣費時、費力。

針對以上情況大連天瑞水泥有限公司自主研發設計礦山綠化自動澆灌系統。

三、項目分區概況

本工程位于遼寧省大連市長興島東部地區，主要通過南山44采面開采形成的天然雨水收集池對礦山綠化植被進行灌溉，以保證綠化所需用水。采用多級深井潛水泵從水源地向設置在各個植被恢復區地勢最高點的水罐輸水，再由各水罐分別為各個植被恢復區供水，澆灌方式采用微噴灌方式，從而達到礦山環境恢復的效果。根據礦區地勢將該區域的植被恢復劃分為1#植被恢復區、2#植被恢復區、3#植被恢復區。

①、1#供水系統：包括1#水源提升水泵、柴油發電機、配電控制柜、自控設備、儲水罐（1、2、3#）、液位控制閥及配套管線；1#供水系統服務于1#植被恢復區、2#植被恢復區、3#植被恢復區。1#供水系統由1#水泵先從1#水源將水提升至在各個植被恢復區設置的儲水罐中，再由各水罐分別為各個植被恢復區供水。1#供水系統為三個供水點供水（1、2、3#罐），其中：在1#植被恢復區并列設置兩個儲水罐（1-1#、1-2#），在2#植被恢復區設置2#儲水罐一個；在3#植被恢復區設置3#儲水罐一個。

四、系統參數計算

1#水泵及供水管線計算

本方案中1#水源東部岸邊地面標高約為68m，水泵底現標高約為44m，因后期開采需求水泵底標高將降至約30m。故本方案中水泵底標高設計為30m。1#供水系統最高供水點位于罐1-1#處，罐底標高約為160m，進水管設計標高為160m。

根據《給水排水設計手冊》（第1冊）常用資料及綜合考慮各方面因素，為降低造價，同時符合規范要求，本方案提升水泵流量選取Q=20m ?/h，流速v=1.1m/s。則管徑為：

d==0.0802m

Q:水泵流量，（m 3/h）

v：流速，（m3/s）

故，供水管采用DN80的PE管（公稱壓力為1.6MPa）。

1#水源至1-1#罐底的高差為130m，管線長約為1300m（經計算管線長為1019m，考慮礦區地勢、障礙物等實際情況，管線增加約180m）。

查《給水排水設計手冊》（第1冊）知，管徑為DN80，流速為1.1m/s時，1000i=14.73

故，沿程水頭損失為：H1=i×l==19.15m；

局部水頭損失為沿程水頭損失的5%-10%，本方案中取7%，則局部水頭損失為：H2=H17%=19.15×7%=1.35m，則，泵揚程為：

H=160-30+19.15+1.35=150.5m

因此，本方案提升水泵參數為：流量Q=20m 3/h,揚程H=156m,功率N=15kw。選用304不銹鋼多級潛水深井泵,水泵出口管徑DN80。

采用柴油發電機供電，柴油發電機型號50kw/0.4KV，提升泵的運行由液位開關及管道壓力傳感器控制。

（二）2#水泵供水管線計算

水面標高約為50m，水深約為6m，則泵底標高約為44m，最不利點標高約為111m，則高差為111-44=67m，管線長約為710m，本方案中水泵流量選取Q=20m3/h，流速v=1.1m/s。則管徑為：

d==0.0802m

Q:水泵流量，（m 3/h）

v：流速，（m/s）

故，供水管采用DN80的PE管（公稱壓力為1.6MPa）

查《給水排水設計手冊》（第1冊）知，管徑為DN80，流速為1.1m/s時，1000i=14.73

故，沿程水頭損失為：H1=i×l==10.46m；

局部水頭損失為沿程水頭損失的5%-10%，本方案中取7%，則局部水頭損失為：H2=H17%=19.15×7%=0.74m，則，泵揚程為：

H=111-44+19.15+1.35=87.5m

因此，本方案中水泵參數為：流量Q=20m3/h,揚程H=93m,功率N=9.2kw。選用304不銹鋼多級深井潛水泵，水泵出口管徑DN80。

五、具體實施方案

1、供水系統實施方案

通過水泵加壓，將1#水源中清水分別送至1#罐、2#罐及3#罐。在1#泵供水管線適當位置處，分別向各罐并聯供水。在1#罐（兩罐并列布置，中間設置連通管）2#罐、3#罐進水端各安裝一臺浮球式水位控制閥，在水罐水位上升至水罐最高設計水位時，安裝在該水罐的浮球式水位控制閥自動關閉，停止送水。

在1#罐、2#罐采用同一條組管線，在1#罐管線前通過三通分別向兩罐供水。由于兩罐位于不同山坡頂部，供水管線至2#罐采用U型管連接。U型管處地面標高從約160m降至約90m，然后再上升到約144m。

在多級深井潛水泵的出口設二臺DN80的手動球閥、止回閥、伸縮節及壓力傳感器。各罐進出口設置DN80的手動蝶閥，便于人工手動控制水泵向各罐及植被恢復區送水。

多級潛水深井泵用304不銹鋼浮桶形式固定在水源適當位置，用繩索將浮桶與岸邊固定。泵出口法蘭連接通過高壓膠管、PE管等將水輸送到各個儲水罐。

由于本灌溉系統在夏季時使用，在冬季停用，因此需在各罐送水管線的最低處設放空閥，防止冬季管道凍脹損壞。共設置放空閥4個，分別于1#、3#罐供水管線最低處和2#罐供水U形管線最低處，多級潛水深井泵出口處。

2、供水管線實施方案

1#儲罐供水，1#儲罐供水由1#水源至1#儲罐（1#儲罐由兩罐并列排放，中心間距5米）接入，管線長約為1300m（經計算管線長為1019m，考慮礦區地勢、障礙物等實際情況，管線增加約180m），管采用DN80的PE管。

2#儲罐供水，2#儲罐供水是從1#水源至1#儲罐前（節點1）接入，2#罐的管線長約為370m（經計算管線長為265米，考慮礦區地勢、障礙物等實際情況，管線增加約105m），管采用DN80的PE管。

3#罐供水，3#罐供水由1#水源接入，3#罐的管線長約為950m（經計算管線長約為785米，考慮礦區地勢、障礙物等實際情況，管線增加約165m），管采用DN80的PE管。

管道的連接方式為熱熔連接，與設備、罐體法蘭連接。

總平面布置圖

1#植被恢復區灌溉系統圖

2#植被恢復區灌溉系統圖

3#植被恢復區灌溉系統圖

五、主要設備及材料表

六、自動澆灌系統安裝之后效果

該工程使用近一年以來，實現了礦山澆灌自動化、節省人力的同時也保證了作業人員的安全；可以實現分區控制，分區、分層、分棵澆灌，自動化程度高，便于控制；可以根據實際澆灌區域需水量合理分配水源；提高灌溉系統管理水平；節約水資源，維持環境恢復治理成果。自動澆灌工程在礦山環境恢復治理工作中起到了至關重要的左右，即使用又操作簡單，2-3人即可實現整個礦區全系統灌溉，解決了礦山綠化樹木成活率低，環境恢復治理效果差等問題，真真正正起到了自動灌溉的效果。

自動澆灌系統滴灌帶滴水效果圖

自動澆灌噴水效果圖

自動澆灌系統澆灌之后效果圖

 第一作者：李文凱 第二作者：王淑霞