地埋滴灌在設(shè)計、管理中應(yīng)注意的問題

鄭峰

摘 要：地埋滴灌（也稱滲灌）是最近幾年逐步推廣的一種灌溉技術(shù)，與當前已普及的地面滴灌（地上滴灌）相比，地埋滴灌的設(shè)計及管理具有自身的特殊性。本文主要就新疆庫爾勒墾區(qū)地埋滴灌在設(shè)計、管理方面應(yīng)注意的問題進行分析和討論。

關(guān)鍵詞：地埋滴灌；設(shè)計；管理；問題

地埋滴灌技術(shù)就是在灌溉過程中，通過地埋滴灌管上的灌水器將水和作物生長所需要的養(yǎng)分直接、準確地輸入到作物根部附近的土壤中，再借助毛細管作用或重力作用緩慢滲入到整個作物根層的灌溉技術(shù)。在灌溉過程中除緊靠灌水孔周圍的土壤處于飽和狀態(tài)外，其它部位的土壤均處于非飽和狀態(tài)，不破壞土壤結(jié)構(gòu)，有利于保持作物根層疏松通透，并能減少水分的蒸發(fā)損失。由于土壤表面較為干燥，棵間蒸發(fā)量明顯下降，有效控制環(huán)境濕度、防止雜草生長及作物病蟲害的發(fā)生，有利于作物的生長，不僅省水、節(jié)肥、增產(chǎn)、提高品質(zhì)，而且自動化程度高，可大量節(jié)省勞力和資源；另外滴灌管地埋后便于農(nóng)田耕作和作物栽培管理，滴灌管抗老化性能和使用壽命也將增強，建成后不需每年投入，年直接運行成本大為降低。該技術(shù)也被公認最有發(fā)展前途的高效節(jié)水灌溉技術(shù)之一。

1、設(shè)計中應(yīng)注意的問題

地埋滴灌系統(tǒng)組成與地面滴灌相同，系統(tǒng)設(shè)計與地面滴灌設(shè)計相比，在設(shè)計思路、方法及原理上基本相同。主要不同的是系統(tǒng)要求滴灌管滴頭具有抗堵塞和抗負壓的功能（即滴頭帶有小舌片和基臺，防止吸泥，滴頭本身帶有小濾網(wǎng)，提高抗堵能力）。由于滴灌管埋設(shè)在地下，人們無法直接觀測到灌水器出流狀況和灌水效果，當系統(tǒng)出現(xiàn)故障進行檢修時，往往要比地面滴灌投入更多的時間，耗費更多的人力物力，其中“防堵”就成為地埋滴灌工程設(shè)計中重點考慮的任務(wù)之一，在設(shè)計中必須重視滴灌管的選用、滴灌管間距及埋深、水質(zhì)處理、管網(wǎng)沖洗方面的工作。

（1）滴灌管的選用

滴灌管的選擇是否合理，直接影響地埋滴灌系統(tǒng)工作質(zhì)量、可靠性及灌水效果的好壞。滴灌管的選用包括滴頭本身的抗堵塞性能、滴頭流量和間距、滴灌管的壁厚。

抗堵塞性能：滴灌管埋于地下，滴頭一旦堵塞檢查困難，只有作物長勢不好時才能發(fā)現(xiàn)，到發(fā)現(xiàn)時已經(jīng)給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來不可估量的損失，因此對滴頭抗堵塞性能要求較高。目前滴頭的抗堵塞主要主要表現(xiàn)在以下兩方面：①滴頭濾網(wǎng)數(shù)目；②滴頭出口舌片性能（舌片在內(nèi)水壓力作用下張開，在負壓作用下關(guān)閉）。選擇滴頭時應(yīng)充分考慮這兩方面，盡可能提高滴頭的抗堵塞性能。特別是滴頭濾網(wǎng)數(shù)目，一般情況濾網(wǎng)數(shù)目越大，抗堵塞性越好。

滴頭流量和間距的選擇：首先要考慮土壤質(zhì)地與結(jié)構(gòu)條件，應(yīng)以灌水過程中不發(fā)生因出流過大引起土壤結(jié)構(gòu)破壞或因出流量遠大于土壤飽和導(dǎo)水能力造成滴頭出流受阻為限，對重質(zhì)土壤，應(yīng)選擇較小流量滴頭，而對輕質(zhì)土壤，可選擇較大流量滴頭。新疆庫爾勒墾區(qū)近幾年滴灌管滴頭流量選擇范圍一般在2.8～3.2升/小時之間，滴頭間距一般在0.3～0.5米之間。

滴灌管壁厚的選擇：土壤在自身重力或外力作用下發(fā)生的不均勻沉降以及在埋設(shè)過程中的施工作業(yè)均對滴灌管產(chǎn)生一定的拉伸力，滴灌管壁薄易被拉長甚至拉斷，因此對滴灌管壁厚要有一定要求。一般而言滴灌管在有水壓和無水壓作用下呈圓柱形和扁平形，而實際上埋設(shè)到地下時多為橢圓形，但滴灌管的壁厚選擇不是依據(jù)是否為圓柱形或扁平形，而是滿足一定拉伸力情況下，根據(jù)滴灌管的使用壽命來選用，壁厚范圍一般在0.3～1.2mm之間，從經(jīng)濟角度考慮，壁厚在0.3～0.65mm之間可滿足要求。

（2）滴灌管間距的確定

滴灌管間距的確定除受滴灌管本身流量指標影響外，還受土壤條件影響，土質(zhì)不同，滴灌管的埋沒間距也有所不同，滴灌管間距還與當?shù)貧夂驐l件、作物種類，投資有關(guān)。

土壤顆粒越細，土壤的吸水能力越強，灌溉水的濕潤范圍也越大，一般砂質(zhì)土壤間距較小，而粘土間距較大。對于種植在沙性土壤上或干旱地區(qū)的作物，較小的滴灌管間距有助于田間土壤水分的均勻分布，但間距太小會使投資加大，在多雨的濕潤地區(qū)，可以使用較大的間距。一般較小間距多用于平播密植類作物，如草皮、小麥等，而較大間距多用于蔬菜、棉花、玉米、果樹等行播作物。

若考慮農(nóng)作物結(jié)構(gòu)調(diào)整和農(nóng)作物倒茬，滴灌管的間距一般為0.9～1.1m，若采用定型的種植模式，滴灌管的間距為1.4～1.52m。比如庫爾勒墾區(qū)灌區(qū)棉花種植模式多為機采棉66+10cm的行間距，地埋滴灌管的埋設(shè)間距為1.52m（1管4行），效果良好。

（3）滴灌管埋深

滴灌管埋深通常要考慮以下幾個因素：一是田間耕作深度，避免因犁翻土壤造成破壞，對免耕作物，可根據(jù)土壤和作物根系發(fā)育深度等條件確定；二是土壤狀況，在透水性較強的輕質(zhì)土壤中，滴灌管埋深不宜太大，以防產(chǎn)生深層滲漏；對毛細吸水能力較強的重質(zhì)土壤，則可適當增加埋深，減少無效的蒸發(fā)損失；若耕層內(nèi)含有透水較差的粘土夾層時，滴灌管應(yīng)埋在夾層以上。另外由于作物根系的生長發(fā)育，如果滴灌管埋深太大則不利于作物幼苗生長，埋深太小又會影響作物生育后期對水分的需求。一般果樹根系較深，埋設(shè)深度較大，大棚蔬菜根系較淺，埋設(shè)深度小。滴灌管埋深一般在0.2～0.5m之間最為適宜，果樹的最佳埋深一般在0.3～0.5m之間，大田作物則為0.2～0.4m之間。比如棉花根系深度0.6～0.8m，種植耕地深度為0.25～0.3m，棉花滴灌管埋深在0.3～0.35m之間。

2、管理中應(yīng)注意的問題

（1）埋管作業(yè)難以到位

由于滴灌管的埋設(shè)質(zhì)量受施工人員組織、駕駛員素質(zhì)、機械作業(yè)穩(wěn)定性和土壤質(zhì)地變化等多種因素影響，田間滴灌管作業(yè)深度難以達到一致。以棉花為例，有些區(qū)域可以達到0.35m以上，有些區(qū)域可能在0.35m以下，而秋季淺耕作業(yè)深度難以控制，存在傷及滴灌管的隱患，因此埋管作業(yè)可在秋季進行，因為春季播期緊張，埋管作業(yè)易使土壤跑墑，對出苗產(chǎn)生不利影響。

（2）滴灌管間距與作物行距的定位

地埋滴灌管間距與現(xiàn)行作物株行距應(yīng)配套，滴灌管的位置一般應(yīng)在作物行中間，但播種時易造成地埋管線的位置和作物行間不一致，部分滴灌管并非正好處于作物行中間，導(dǎo)致作物生長不一致，出現(xiàn)高低苗的現(xiàn)象。解決這一問題的辦法是在播種前標定滴灌管的準確位置，播種時不斷校正，以保證滴灌管位于棉花行的正中間。

（3）采用地埋滴灌減少了深層滲漏，使地下水位大幅度降低，條田防護林帶出現(xiàn)受旱早衰現(xiàn)象，為保護林帶需采用地面灌增加防護林的灌水量。滴灌管的鋪設(shè)要考慮林帶的影響，經(jīng)調(diào)查在林帶陰影范圍內(nèi)，由于林帶自身的吸水作用，林帶與農(nóng)作物爭水爭肥，造成林帶影響范圍內(nèi)農(nóng)作物生長缺水缺肥，為解決此問題，設(shè)計時可適當調(diào)整林帶影響范圍內(nèi)的滴灌管的鋪設(shè)間距。

3、結(jié)語

地埋滴灌系統(tǒng)要實現(xiàn)良性運行，合理的設(shè)計是基礎(chǔ)，規(guī)范的管理是必要條件。做好滴灌管的“防堵”設(shè)計和系統(tǒng)水質(zhì)處理工作，并在系統(tǒng)運行過程中加強管理，使地埋滴灌工程的節(jié)水、增產(chǎn)效益充分發(fā)揮。

參考文獻

[1] 《節(jié)水灌溉》.2007.（1）

[2] 《節(jié)水灌溉》.2005.（3）