滴灌技術(shù)在扶溝縣規(guī)?；?jié)水灌溉增效示范項目中的應(yīng)用

□吳海芹 □徐啟收 □劉 沖（扶溝縣水利局）

滴灌技術(shù)在扶溝縣規(guī)模化節(jié)水灌溉增效示范項目中的應(yīng)用

□吳海芹 □徐啟收 □劉 沖（扶溝縣水利局）

1 基本概況

1.1 地理位置

扶溝縣地處豫東平原中部，黃泛區(qū)腹地，周口市的西北部，北緯33°51′～34°20′，東經(jīng)114°15′～114°37′之間，總面積1143km2，耕地面積7.60萬hm2。全縣轄16個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，412個行政村，980個自然村，總?cè)丝?4.40萬人，其中農(nóng)業(yè)人口65.90萬人。扶溝縣全境大多屬黃泛沖積平原，地勢較低，地面高程一般在54～64m之間，地面坡降為1/5000。

1.2 氣候狀況

扶溝縣位于中緯度地帶，屬暖溫帶大陸性氣候，多年平均降雨量為718.60mm，各季降雨分配不均，七、八、九3個月占全年降水量的60%，水量由南向北逐漸遞減，多年平均蒸發(fā)量1300mm。由于特殊的地理氣候條件，內(nèi)干旱、洪澇、干熱風、雹災等自然災害時有發(fā)生，其中尤其以旱災最為嚴重。

1.3 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)狀況

扶溝縣是典型的農(nóng)業(yè)大縣，先后被國家確定為小麥商品糧生產(chǎn)基地縣、優(yōu)質(zhì)棉生產(chǎn)基地縣、無公害蔬菜生產(chǎn)基地縣、國家優(yōu)質(zhì)糧食產(chǎn)業(yè)工程項目重點縣。主要農(nóng)作物為小麥、玉米、大豆等，經(jīng)濟作物主要為瓜、蔬菜、棉花。近幾年，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)日光溫室蔬菜大棚迅速發(fā)展，規(guī)模以上蔬菜園區(qū)相繼建成。大棚蔬菜的發(fā)展，極大地推動了農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，促進了農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

2 滴灌技術(shù)方案的選擇

扶溝縣地表水資源匱乏，農(nóng)業(yè)灌溉幾乎全部依賴抽取地下水進行灌溉。近年來，隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，地下水需求量逐年加大。但極端干旱氣候連年出現(xiàn)，加之田間溝渠淤塞，主干河道水源引不到灌溉區(qū)，地下水得不到有效補源，超采現(xiàn)象相當嚴重，致使地下水位連年下降。但是，農(nóng)民水危機意識不強，作物灌溉為大水漫灌，水資源浪費嚴重。

傳統(tǒng)溝灌的大棚，一次灌水量大，地表長時間保持濕潤，不但棚溫、地溫降低太快，回升較慢，且蒸發(fā)量加大，室內(nèi)濕度太高，易導致蔬菜等作物病蟲害發(fā)生。同時引起土壤嚴重板結(jié)，通氣性下降，土壤結(jié)構(gòu)遭到一定程度破壞。大棚蔬菜種植，特別是黃瓜的種植，需水量極大。在蔬菜生長旺季，為確保蔬菜生長，農(nóng)民超負荷的從機井中抽取地下水，形成惡性循環(huán)，導致目前很多蔬菜園區(qū)機井大批量報廢，提水設(shè)備更新頻繁，灌溉成本增加，嚴重影響作物增產(chǎn)，農(nóng)民增收。

與傳統(tǒng)灌溉方式相比，滴灌利用管道直接將水和作物需要的養(yǎng)分一滴一滴、均勻而又緩慢地滴入作物根區(qū)土壤中，既滿足了蔬菜生長需要，又不會因灌水降低地溫。滴灌是定量而緩慢的灌水，使土壤不板結(jié)，通氣順暢，土壤內(nèi)部水、肥、氣、熱經(jīng)常保持適宜于作物生長的良好狀況。同時降低了棚內(nèi)空氣的濕度，抑制了病菌對蔬菜的危害，大大減少了水分的滲漏和蒸發(fā)，保證了蔬菜生長的需要。不僅能提高蔬菜產(chǎn)量和品質(zhì)，而且滴灌后不必中耕，既省力又省工。

扶溝縣隨著近年來高效節(jié)水灌溉工程的發(fā)展，在全縣范圍內(nèi)積極推廣實施節(jié)水灌溉工程，積累了一定的實踐經(jīng)驗。從近幾年滴灌的實際應(yīng)用來看，滴灌用水量僅為地面灌溉的1/3、噴灌的1/2，技術(shù)比較成熟，在大棚蔬菜種植中更能體現(xiàn)其優(yōu)越性。因此，扶溝縣規(guī)?；?jié)水灌溉增效示范項目工程對項目區(qū)內(nèi)的蔬菜大棚采用滴灌技術(shù)方案，計劃發(fā)展滴灌面積479hm2，灌溉水利用系數(shù)達0.90。

3 滴灌典型工程設(shè)計

3.1 典型工程布局和范圍

滴灌項目區(qū)主要有兩種類型日光溫室大棚，一種類型日光大棚，每個大棚長200m，寬28m，以種植黃瓜、西紅柿、辣椒為主；另一種類型日光大棚，每個大棚長150m，寬32m，以種植其他蔬菜等經(jīng)濟作物為主。此次滴灌設(shè)計分別選取這兩種不同類型的日光溫室大棚做典型設(shè)計，配套地埋管，分為干、支、毛三級管道，其中干管采用Φ90PVC-U管，支管采用Φ63PE管，毛管選用內(nèi)鑲壓力補償式滴灌管。滴灌系統(tǒng)水源采用井水，兩行蔬菜布置一條毛管。

3.2 主要設(shè)計參數(shù)

3.2.1 灌溉設(shè)計保證率

根據(jù)《微灌工程技術(shù)規(guī)范》（SL/103-95），灌溉設(shè)計保證率不應(yīng)低于85%。

3.2.2灌溉水利用系數(shù)

根據(jù)《微灌工程技術(shù)規(guī)范》（SL/103-95)及《節(jié)水灌溉技術(shù)規(guī)范》（GB/T50363-2006)，滴灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)不低于0.90。

3.2.3 滴灌設(shè)計灌溉補充強度

由基本資料可知，蔬菜高峰期日均耗水量Ec=5mm/d，則：根據(jù)《微灌工程技術(shù)規(guī)范》（GB/T50485-2009），在不考慮淋洗的情況下，滴灌設(shè)計供水強度為：Ia=Ec=5.00mm/d。

3.2.4 滴灌土壤濕潤比

根據(jù)《微灌工程技術(shù)規(guī)范》（SL103-95），滴灌設(shè)計土壤濕潤比P≥80%。

3.2.5 滴灌允許灌水強度

滴灌的允許灌水強度P允=15mm/h。

3.3 水量平衡計算

根據(jù)現(xiàn)場實際情況，項目區(qū)機井穩(wěn)定出水量為32m3/h。則根據(jù)《微灌工程技術(shù)規(guī)范》（SL/103-95)計算水量平衡：

式中：A—可灌溉面積，hm2；Q—可供流量（m3/h）32m3/h；Ia—日耗水強度（mm），5mm/d；η—灌溉水利用系數(shù)，根據(jù)規(guī)范取0.90；t—日灌溉最大運行時數(shù)，根據(jù)規(guī)范及當?shù)厣a(chǎn)條件取14h。

計算可得：A=8.06hm2，設(shè)計單井控制灌溉面積7.33hm2。

3.4 灌水器選擇與毛管布置方式

選用內(nèi)鑲壓力補償式滴灌管，內(nèi)徑15.30mm，滴頭額定流量2.20L/h，額定工作壓力100kPa，流態(tài)指數(shù)x=0.50，滴頭間距0.30m，濕潤直徑為0.60m，擬定毛管間距為1m。

3.5 設(shè)計灌水定額

工程所在區(qū)內(nèi)土壤干容重1.40g/cm3，田間持水率β=25%，蔬菜的計劃濕潤層深度30cm，土壤含水量上下限按田間持水量90%和65%計，灌溉水利用系數(shù)取0.90，則灌水定額為：m＝ 0.10γzP（θmax-θmin）/η

式中：m—設(shè)計灌水定額，mm；γ—土壤容重，g/cm3；z—計劃濕潤土層深度，m；P—微灌設(shè)計土壤濕潤比，%；θmax、θmin—適宜土壤含水率上下限，占干土重量的百分比；η—灌溉水利用系數(shù)。

3.6 設(shè)計灌水周期

Ia—滴灌設(shè)計灌溉補充強度

計算可得：T=8.75d，為提高設(shè)計灌溉保證率，取設(shè)計灌水周期T=7d

3.7 一次灌水時間

式中：t—一次灌水延續(xù)時間，t；m—灌水深度，mm；qa—滴灌流量，L/h；S1—毛管間距，m；Se—滴頭間距，m。

計算可得t=3.98h。

4 施工過程中注意事項

為了防止滴灌建成后，日常灌溉過程中水中少量雜質(zhì)沉淀在管道底部，并防止根系入侵滴灌孔，安裝時，滴灌管上的滴孔不要正對地面。安裝過程中，水表要安于首部，置于施肥裝置之前，以防肥料腐蝕。壓力表安于過濾器之后，用來測量系統(tǒng)的壓力，系統(tǒng)應(yīng)控制在設(shè)計壓力下運行。

5 結(jié)語

通過滴灌的實施，對棚菜園區(qū)水資源進行優(yōu)化配置，提高灌溉水利用率，必將大幅度降低棚菜園區(qū)灌溉用水量，緩解水資源供需矛盾，縮短灌溉周期，提高灌溉保證率，提升蔬菜品質(zhì)，增加蔬菜產(chǎn)量，使農(nóng)業(yè)生態(tài)處于良性循環(huán)狀態(tài)。

2014-03-04

符 蕾）