膜下滴灌技術(shù)在新疆阜康高效節(jié)水工程中的應用

董 歡

(阜康市水利局， 新疆 阜康 831500)

膜下滴灌技術(shù)在新疆阜康高效節(jié)水工程中的應用

董 歡

(阜康市水利局， 新疆 阜康 831500)

本文以新疆阜康市小型農(nóng)田水利建設工程為實例，介紹了膜下滴灌技術(shù)在該地區(qū)的應用情況，包括膜下滴灌技術(shù)介紹、系統(tǒng)管道布設及實際施工，以期為以后類似工程設計提供必要的技術(shù)參考。

阜康市； 膜下滴灌； 設計； 施工

據(jù)相關部門統(tǒng)計：2016年新疆維吾爾自治區(qū)GDP超過9300億元，其中第一產(chǎn)業(yè)占到20%左右，遠高于全國平均水平(10%左右)，由此可見第一產(chǎn)業(yè)依然在新疆地區(qū)內(nèi)占據(jù)重要位置。而由于深處西北內(nèi)陸，降水稀少，水資源匱乏，且很大一部分以冰川形式存在[1]，因此建立節(jié)水灌溉工程是發(fā)展當?shù)剞r(nóng)業(yè)的必由之路。

1 項目區(qū)概況

阜康市位于天山博格達峰北麓、準格爾盆地東南緣，地勢由東南向西北傾斜。其地形自南向北依次為南部山區(qū)(占21.5%)、中部平原區(qū)(占26.1%)、北部沙漠區(qū)(占52.4%)。目前，阜康市轄區(qū)有耕地面積70萬畝，牲畜有27.67萬頭，第一產(chǎn)業(yè)占總產(chǎn)值35%以上。受水資源制約，目前阜康市高效農(nóng)業(yè)規(guī)模較小，但發(fā)展?jié)摿^大，發(fā)展城郊型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代畜牧業(yè)、旅游觀光農(nóng)業(yè)等是該地區(qū)今后高效農(nóng)業(yè)發(fā)展的重點。

2 膜下滴灌技術(shù)的介紹

膜下滴灌技術(shù)本質(zhì)是將地膜覆蓋和滴灌結(jié)合在一起的現(xiàn)代高效節(jié)水技術(shù)，將灌溉水以水滴形式緩慢、均勻、定時定量地浸潤植物根系，使其保持最優(yōu)含水狀態(tài)，且地膜更是降低了田間水分蒸發(fā)。

2.1 膜下滴灌技術(shù)優(yōu)點分析

a.省水、省肥、省農(nóng)藥。通過實際比較，膜下滴灌技術(shù)比傳統(tǒng)漫灌節(jié)水40%以上，且灌溉效果更好；肥料可以融入水中，之后通過管道直接送至根部，極大地提高了肥料利用率，相比較省肥可達20%；滴灌可以有效降低田間濕度，降低滋生病菌蟲害機率，沒有水流傳播草籽現(xiàn)象，因此殺蟲劑和除草劑節(jié)省約20%。

b.降低土壤鹽堿化。膜下滴灌可使作物根系周圍土體形成低鹽區(qū)，使增大鹽堿地糧食產(chǎn)量成為可能。長時間應用該技術(shù)后，田地脫鹽效果較好，是改良土壤的好方法[1]。

c.產(chǎn)量及質(zhì)量明顯提高。新疆多地區(qū)是棉花種植基地，通過應用該技術(shù)，畝產(chǎn)可提高10%～20%左右，且棉花纖維長度平均增加0.5mm，更加均勻光澤。

2.2 膜下滴灌技術(shù)適用條件

a.適合推廣地區(qū)：雖然膜下滴灌節(jié)水效果顯著，但是大規(guī)模推廣還是需要有足量水源支持，因此在蒸發(fā)量大且水源較多地區(qū)可大規(guī)模推廣應用。此外還需要當?shù)卣谫Y金及政策上的傾斜。

b.適合應用作物：通過實際應用，在新疆地區(qū)中，棉花、葡萄、玉米、番茄等都取得很好的應用效果，但為了保證產(chǎn)量，需注意輪作問題。

c.適合的生產(chǎn)規(guī)模方式：膜下滴灌系統(tǒng)由渠道和管道組成，考慮到施工難度及成本，最適合在面積較大的平原區(qū)使用，且交通較好，方便統(tǒng)一種植及管理。

3 阜康市高效節(jié)水工程中膜下滴灌技術(shù)的應用

項目區(qū)位于阜康市甘河子鎮(zhèn)境內(nèi)，該田塊呈長方形(長1200m，寬450m)，面積為54hm2。土質(zhì)為砂壤土，種植作物有番茄、葡萄、玉米等。

3.1 滴灌系統(tǒng)管路設計

本項目區(qū)水源為機井，之后通過U形渠道將水送至膜下滴灌系統(tǒng)首部蓄水池，管道系統(tǒng)由主干管、分干管、支管、毛管組成(見圖1)，采用“一膜兩管四行”布置形式，種植作物行距為30cm，滴灌帶間距設計為1.0m。在灌溉時每次將12條支管作為一個輪灌組，每個輪灌組灌溉時間為3.5h，灌水周期Tmax按下式計算，結(jié)合當?shù)亟?jīng)驗，最終結(jié)果為6.05d，取整數(shù)6d。

式中mmax——最大灌水定額，取值36.33mm；

Ia——設計供水強度，取值6mm/d。

圖1 滴灌管路布置

灌水器出水口流量qd決定灌溉質(zhì)量，根據(jù)實際情況得出該項目區(qū)出水孔流量2.1L/h，同時考慮價格、鋪設、回收、使用方便等要求，本項目選用一年一用的單翼迷宮式滴灌帶(見圖2)，內(nèi)徑d=16mm，S=0.3m，流態(tài)指數(shù)0.6。滴孔間距0.3m，工作壓力5～10m。系統(tǒng)的地面管網(wǎng)采用滴灌帶直接與支管連接方式[2]。

3.2 施工安裝技術(shù)分析

3.2.1 沉砂池施工

沉砂池類型包括梯形和長方形兩種，從后續(xù)清理、穩(wěn)定性等方面考慮，本項目選擇梯形混凝土板沉砂池。池內(nèi)設置攔污柵、穩(wěn)流墻等(見圖3)，在吸水池進水口埋設槽鋼，可保證緩流、沉砂性能。沉砂池施工工序包括開挖、鋪設防滲層、保護層及池壁砌筑等[3]。

a.開挖和防滲。采用“機械+人工”方式開挖，機械開挖時預留30cm土層后進行人工修坡，禁止超挖欠挖，遇到松散土層進行開挖回填處理。在地基碾壓密實平整前，可在基土中摻入適量滅草劑，防止后續(xù)雜草破壞防滲膜，之后進行防滲膜鋪設。在鋪設時應留有適量褶皺，不是越平整越好，平滑過渡，排除膜下空氣；土層回填隨鋪設進行，分層進行，每層厚度控制在10cm左右，共3層。

圖2 單翼迷宮式滴灌帶

圖3 沉砂池實景

b.保護層施工。本項目采用砂礫料剛性保護層，待防滲膜上覆土層碾壓完成后，澆筑符合級配的砂礫料，逐層振搗。在施工時應小心緩慢，防止將下部的防滲膜刺穿[4]。

c.池壁砌筑。本項目沉砂池池壁材料為磚石，要求質(zhì)地堅硬，砌筑縫隙為10～12mm，水泥砂漿飽滿，擠出砂漿要刮平，在達到硬度前禁止用水沖洗，且不可采用敲擊方式糾偏。

3.2.2 首部施工

本項目采用地下水作為水源，首部布置如圖4所示。在設計首部時，應盡量將各部件緊湊，降低投資；但要兼顧設備散熱和檢修方便[5]。

水泵、過濾器、出水管等安裝和連接是首部施工的重點。地基強度要求高，保證各部分設備連接平整，底座不發(fā)生沉降；泵房地面高出外面10cm以上，防止下雨被淹；系統(tǒng)連接后進行反復校正，杜絕出現(xiàn)管道扭曲打折現(xiàn)象。

圖4 首部樞紐布置

3.2.3 鋪設管道

本項目主、分干管采用三通連接，分干管與支管采用四通連接，支管鋪設應呈自由彎曲狀態(tài)，不宜過緊，支管末端安設堵頭。本項目管道連接方式為單支管(雙支管)+毛管，其中支管直徑為90～110mm[6]。在單支管中，毛管和支管可以直接相連；在雙支管中，采用長短支管連接，其灌溉面積等于前者一半，適用于寬度較大田塊。此外，輔管和支管并列鋪設，其作用是作為支管和毛管的中介，連接方式為三通，在施工地現(xiàn)場打孔。管道鋪設完成后進行覆膜作業(yè)。

4 結(jié) 語

膜下滴灌技術(shù)結(jié)合了地膜覆蓋和滴灌的優(yōu)點，大幅度降低了灌溉用水量，且灌溉質(zhì)量顯著提高，很適合新疆廣大地區(qū)。但膜下滴灌技術(shù)前期投資較大，過程較為繁瑣，需要各級政府的大力支持。本項目實行該技術(shù)主要是種植一些價值較高的經(jīng)濟作物，取得了較好的經(jīng)濟、社會效益，但如果大范圍種植糧食作物則會激不起農(nóng)民積極性，這也是需要考慮的問題。

[1] 王建東，龔時宏，許迪，等.東北節(jié)水增糧玉米膜下滴灌研究需重點關注的幾個方面[J].灌溉排水學報，2015(1)：35-39.

[2] 康靜，黃興法.膜下滴灌的研究及發(fā)展[J].節(jié)水灌溉，2013(9)：24-27.

[3] 王旭，孫兆軍，楊軍，等.幾種節(jié)水灌溉新技術(shù)應用現(xiàn)狀與研究進展[J].節(jié)水灌溉，2016(10)：31-34.

[4] 李云開，馮吉，宋鵬，等.低碳環(huán)保型滴灌技術(shù)體系構(gòu)建與研究現(xiàn)狀分析[J].農(nóng)業(yè)機械學報，2016(6)：17-21.

[5] 姜志文，蔣宏偉，丁勝利.塔城地區(qū)膜下滴灌技術(shù)存在的問題及改進措施探討[J].新疆水利，2015(2)：44-48.

[6] 張紅麗，陳旭東，雷海章.新疆干旱地區(qū)推廣節(jié)水灌溉技術(shù)的制度分析[J].中國農(nóng)村經(jīng)濟，2013(9)：55-57.

Application of drip irrigation technique in Xinjiang Fukang High Efficient Water-saving Project

DONG Huan

(FukangWaterConservancyBureau,Fukang831500,China)

In the paper, Xinjiang Fukang Small-scale Farmland Water Conservancy Construction Project is adopted as an example for introducing the application of drip irrigation technology in the region, including introduction of drip irrigation technique under membrane, layout and practical construction of system pipeline, thereby providing necessary technical reference for design in similar projects in the future.

Fukang; drip irrigation technique under membrane; design; construction

10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2017.08.017

TV52

A

2096-0131(2017)09- 0058- 04