山地滴灌系統(tǒng)灌水小區(qū)水量均勻分配技術(shù)探討

摘 要：本文介紹山地滴灌2種方式進(jìn)行對灌水小區(qū)水量再分配技術(shù)探討，極大程度上滿足山地滴灌系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、灌水均勻的目的，對常規(guī)山地滴灌灌水小區(qū)斑塊面積和水量分配中的不足有借鑒和指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：滴灌；灌水小區(qū)；均勻分配

中圖分類號：S275.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20160431036

滴灌有其獨(dú)特優(yōu)勢，但是設(shè)計(jì)不合理，往往造成運(yùn)行管理上諸多不利。滴灌工程逐步從平原向丘陵地發(fā)展，丘陵地向山坡地推進(jìn)，種植作物也多樣化，不僅在平原大田、保護(hù)地、林果、經(jīng)濟(jì)類作物上應(yīng)用，山區(qū)丘陵坡地也加大了高效節(jié)水灌溉，滴灌工程勘察、設(shè)計(jì)、實(shí)施難度也加大。因此，滴灌系統(tǒng)布局是否合理，灌水小區(qū)的水量均勻分配是決定滴灌系統(tǒng)高效運(yùn)行的主要因素。

1 山地管網(wǎng)設(shè)計(jì)要求

因山地地形和地勢條件特殊，山地滴灌自壓或加壓設(shè)計(jì)輸水主干一般從水源出發(fā)，管網(wǎng)成“樹枝狀”布設(shè)，達(dá)到管道沿線壓力均衡的目的，水流從主干向分干分流，一般要求主干沿山脊處于相對較高地勢布設(shè)，分干基本垂直于等高線走向，沿分干沿線布設(shè)出水口，每個出水口連接地面管網(wǎng)，形成一個灌水小區(qū)，為了滴灌系統(tǒng)運(yùn)行可靠和維護(hù)管理，一般不再輸水主干增設(shè)出水口。

2 灌水小區(qū)面積的確定

滴灌規(guī)劃設(shè)計(jì)時灌水小區(qū)的確定一般是基于斑塊投影面積，而山地投影面積往往小于實(shí)際地貌表面積，在滴灌規(guī)劃設(shè)計(jì)時，地形落差相對較小可按照投影面積確定灌水小區(qū)，而對于落差起伏較大的地形，就需要準(zhǔn)確勘測地形地勢用三角網(wǎng)計(jì)算表面積，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行灌水小區(qū)的劃分和水量分配。

3 灌水小區(qū)劃分

利用井水作為滴灌灌溉水源，水量一定，根據(jù)水量確定灌溉面積；采用地表水作為滴灌灌溉水源，由灌溉面積確定灌水量。在毛管允許的工作壓力范圍，由灌溉水量、灌溉面積和灌水器流量分配灌水小區(qū)，由此確定水泵流量與揚(yáng)程，使得水泵在高效區(qū)工作運(yùn)行。

目前在滴灌工程設(shè)計(jì)時灌水小區(qū)能考慮的只有水力和制造偏差2種因素的影響，滴頭制造偏差是在制造過程中，流道尺寸的偏差使同型號滴頭在同一水壓力下的出流量不同而引起的，微灌工程技術(shù)規(guī)范中滴頭流量偏差由水流運(yùn)動過程中的摩擦損失和地形高差引起，以不大于流量偏差率的20%作為灌水均勻度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

山地滴灌設(shè)計(jì)根據(jù)種植作物合理選擇壓力補(bǔ)償式灌水器，可簡化滴頭制造偏差引起的壓力與流量偏差的計(jì)算，水力因素影響時均勻坡條件下流量偏差率與工作水頭偏差率關(guān)系式以下式計(jì)算：

山地滴灌工程設(shè)計(jì)一般要求采用壓力補(bǔ)償式灌水器，壓力補(bǔ)償式灌水器可以根據(jù)管路內(nèi)壓力的波動，做到對植物精確和均勻灌溉，減小灌水小區(qū)滴頭流量偏差。在滴灌工程設(shè)計(jì)時，確定了灌水器，根據(jù)灌水器流態(tài)指數(shù)，確定均勻系數(shù)，即可計(jì)算允許的壓力偏差率，從而可以確定毛管的設(shè)計(jì)工作壓力變化范圍。

在農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)中，山地種植作物較為復(fù)雜，地形地勢起伏較大，農(nóng)業(yè)有效種植面積與規(guī)劃設(shè)計(jì)面積有時出入會很大，造成滴灌灌溉系統(tǒng)壓力不勻，灌水小區(qū)水量偏差較大。造成灌水小區(qū)壓力與流量偏差的主要因素除水力因素、制造偏差，還有不可忽視的是灌水小區(qū)實(shí)際布置的滴頭數(shù)量，因此按照常規(guī)斑塊投影面積確定灌水小區(qū)在灌溉過程中造成系統(tǒng)運(yùn)行壓力不穩(wěn)定，不同輪灌組運(yùn)行壓力不一致，壓差懸殊較大甚至造成滴灌系統(tǒng)管網(wǎng)及加壓設(shè)備損壞，這與單位面積上鋪設(shè)毛管數(shù)量即滴頭數(shù)量有直接關(guān)系，因此，在實(shí)際應(yīng)用中要進(jìn)行合理調(diào)整地面管網(wǎng)再分配灌水小區(qū)。

3.1 按照滴灌管鋪設(shè)數(shù)量確定灌水小區(qū)

根據(jù)種植作物類型選定毛管管徑、灌水器類型、滴頭流量、確定滴頭間距，對于一次成型的滴灌管按照規(guī)劃設(shè)計(jì)試算灌水小區(qū)布設(shè)滴頭數(shù)量以及鋪設(shè)滴灌管數(shù)量，在實(shí)際鋪設(shè)過程中按照試算數(shù)量鋪設(shè)總長度。這樣有利于每個灌水小區(qū)內(nèi)滴頭數(shù)量基本一致，在系統(tǒng)運(yùn)行過程中滴頭在額定工作壓力下水量分配一致。

3.2 按照滴頭數(shù)量確定灌水小區(qū)

對于株距不確定種植作物，主要針對林果類，株距沒有規(guī)律性，在選定毛管管徑、灌水器類型、滴頭流量后，采用人工安裝滴頭的情況下，先鋪設(shè)毛管，待毛管在自然伸展?fàn)顟B(tài)下人工打孔安裝滴頭，事先按照滴灌系統(tǒng)流量分配試算灌水小區(qū)滴頭數(shù)量，用稱重法計(jì)算滴頭數(shù)量，以單位面積滴頭數(shù)量確定灌水小區(qū)，與設(shè)計(jì)有偏差進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，達(dá)到每個灌水小區(qū)流量與壓力均衡的目的。

4 小結(jié)

利用滴灌管鋪設(shè)數(shù)量和滴頭數(shù)量2種方式對山地滴灌系統(tǒng)灌水小區(qū)劃分，進(jìn)行灌水小區(qū)滴頭數(shù)量分配，確保水量均勻分配，可達(dá)到灌水小區(qū)水量分配均勻的目的，有利于滴灌系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，壓力均衡，有效保護(hù)管網(wǎng)不因水壓波動造成管網(wǎng)損壞和管件連接脫落。以滴灌管鋪設(shè)數(shù)量和滴頭數(shù)量2種方式確定灌水小區(qū)優(yōu)于常規(guī)以斑塊面積確定灌水小區(qū)水量分配。有利于實(shí)現(xiàn)自動化，對精準(zhǔn)灌溉、測土配方施肥、實(shí)現(xiàn)水肥一體化、科學(xué)合理灌溉有指導(dǎo)作用。

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