農(nóng)田水利灌溉系統(tǒng)滴灌工程設(shè)計(jì)

殷艷

【摘要】在我國(guó)，現(xiàn)代化的高效節(jié)水灌溉技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展起著非常重要的作用。為了實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，必須大力發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)。滴灌作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)灌溉中最好的方式而得到廣泛運(yùn)用，滴灌技術(shù)所具有的優(yōu)點(diǎn)是省水、省工以及提高產(chǎn)量，因此其對(duì)我國(guó)干旱地區(qū)發(fā)展農(nóng)業(yè)能提供良好的幫助。本次研究主要介紹農(nóng)田水利灌溉中滴灌工程的設(shè)計(jì)，并探討如何進(jìn)行日常高效管理。

【關(guān)鍵詞】農(nóng)田水利；灌溉系統(tǒng)；滴灌工程設(shè)計(jì)

1、前言

滴灌技術(shù)是如今農(nóng)田水利灌溉中比較核心的技術(shù)，在農(nóng)田事業(yè)發(fā)展中起到了極為有效的作用。滴灌是利用滴頭將水和肥料一滴滴均勻而緩慢地滴入作物的根部，借助重力滲透根區(qū)濕潤(rùn)土壤和保持最優(yōu)的土壤含水量的一種灌溉技術(shù)。為了確保農(nóng)田水利灌溉系統(tǒng)滴灌工程的質(zhì)量，我們要做好事前的設(shè)計(jì)。

2、農(nóng)田水利灌溉系統(tǒng)滴灌工程的設(shè)計(jì)方案

2.1滴灌工程設(shè)計(jì)的相關(guān)參數(shù)

我們根據(jù)節(jié)水灌溉的相關(guān)規(guī)范以及國(guó)內(nèi)外的滴灌技術(shù)發(fā)展所積累的經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)將滴灌的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)確定為以下各值：土壤的濕潤(rùn)比：P=40%～65%：灌溉水利用系數(shù)不低于0.9；設(shè)計(jì)灌水的均勻度為90%～95%；設(shè)計(jì)濕潤(rùn)度為0.80m；

2.2滴灌工程設(shè)計(jì)的目標(biāo)

滴灌工程設(shè)計(jì)的最終目標(biāo)是能夠選擇合理的滴灌技術(shù)形式，真正意義上確定滴灌的制度，運(yùn)用典型設(shè)計(jì)作為例子對(duì)灌水區(qū)進(jìn)行合理的布局，進(jìn)行輪灌區(qū)的劃分，實(shí)現(xiàn)滴灌系統(tǒng)首部樞紐設(shè)計(jì)。

2.3滴灌管的特點(diǎn)

滴灌管所用的滴頭是內(nèi)鑲式的結(jié)構(gòu)，這是其他的灌溉系統(tǒng)所不具備的，而且滴頭在生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中是直接焊在滴灌管內(nèi)側(cè)的，這樣不僅可以最大限度的防止機(jī)械出現(xiàn)損傷.而且還節(jié)省了機(jī)械的空間。而且管線所采用的是壁厚不小于0.50mm，在實(shí)際的施工中可以將其直接插在支管上。

3、農(nóng)田水利灌溉系統(tǒng)滴灌工程設(shè)計(jì)

3.1基本資料

該設(shè)計(jì)典型區(qū)占地面積7.2hm2，現(xiàn)有旱田區(qū)，地形比較平緩。項(xiàng)目區(qū)無(wú)地表水資源，但有井為323眼。典型區(qū)利用現(xiàn)有井進(jìn)行灌溉，出水量為40m3/h。根據(jù)規(guī)定，膜下滴灌要在600～1000m3/hm2范圍內(nèi)，因此設(shè)計(jì)灌溉定額采用900m3/hm2，單次最大灌水定額330m3/hm2。

3.2設(shè)計(jì)內(nèi)容

3.2.1水源設(shè)計(jì)

典型區(qū)水源為地下水，根據(jù)選定典型區(qū)面積，采用滿足典型區(qū)作物的最大耗水期灌水時(shí)用水量計(jì)算系統(tǒng)最小供水流量：Q=10AIa/ηt（1）

式中A為典型區(qū)面積，hm2；Q為系統(tǒng)最小供水流量，m3/h；Ia為設(shè)計(jì)供水強(qiáng)度，mm/d，取4mm/d；t為水源每日供水時(shí)數(shù)，h/d，取20h/d；η為灌溉水利用系數(shù)，取0.9。經(jīng)計(jì)算：Q=16m3/h，滿足要求。

3.2.2管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

水源→加壓提水設(shè)備（水泵）→首部裝置（含過(guò)濾器、施肥設(shè)施等）→主干管→分干管→支管→毛管（滴灌帶）。采用“梳齒”行布置，包括1條主干管，2條分干管；8條支管。

3.2.3灌溉制度

（1）灌水定額

典型區(qū)灌溉定額為900m3/hm2，單次最大灌水定額330m3/hm2。

（2）設(shè)計(jì)灌水周期

設(shè)計(jì)灌水周期可按下式計(jì)算：T=（m/Ea）η（2）

式中T為設(shè)計(jì)灌水周期，d；Ea為設(shè)計(jì)耗水強(qiáng)度，mm/d，Ea取4；m為設(shè)計(jì)灌水定額，mm，為32.4mm。此值為作物需水高峰期的灌水周期。經(jīng)計(jì)算，典型區(qū)灌水周期T=7.29，取7d。

（3）一次灌水延續(xù)時(shí)間

具體公式為：t=m·Se·Sr/（ηqd）（3）

式中t為一次灌水延續(xù)時(shí)間，h；qd為設(shè)計(jì)滴頭流量，l/h，qd取2.4；Se·Sr為作物株、行距，l/h，為0.3×1.3。經(jīng)計(jì)算，典型區(qū)一次灌水延續(xù)時(shí)間為5.3h。

（4）輪灌組的數(shù)目

根據(jù)水源流量和各級(jí)管道的經(jīng)濟(jì)管徑、輸水能力和作物的需水要求確定，同時(shí)使水源的水量與計(jì)劃灌溉的面積相協(xié)調(diào)，一般可由下式計(jì)算：N≤CT/t（4）

式中N為輪灌組的數(shù)目；C為系統(tǒng)一天的運(yùn)行小時(shí)數(shù)，C取20h；T為灌水時(shí)間間隔（周期），d；t為一次灌水延續(xù)時(shí)間，h。經(jīng)計(jì)算，N≤28根據(jù)滴灌系統(tǒng)的布置，為保證系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定的壓力，分散水流，降低管道水頭損失，應(yīng)確定合理的輪灌制度。

典型區(qū)面積7.2hm2，共有1條總干管，2條分干管，8條支管。運(yùn)行時(shí)先開(kāi)啟CD分干管上的4條支管，每條支管只打開(kāi)一條輔管，同時(shí)打開(kāi)的輔管為一個(gè)輪灌組，共8個(gè)輪灌組；待CD分干管灌溉結(jié)束后開(kāi)啟AB分干管上一側(cè)2條支管，每條支管只打開(kāi)一條輔管，同時(shí)打開(kāi)的輔管為一個(gè)輪灌組，共16個(gè)輪灌組，典型區(qū)一共劃分24個(gè)輪灌組。CD分干管8個(gè)輪灌組，每組灌4.2h，AB分干管16個(gè)輪灌組，每組灌5.3h，每天工作20h，連續(xù)工作6.0d，使全部地塊灌完。

3.2.4設(shè)計(jì)流量的確定

（1）毛管設(shè)計(jì)流量

毛管的流量等于毛管上各滴頭流量之和，即：

式中Q毛為單側(cè)毛管的總流量；Nd為毛管滴頭個(gè)數(shù)；qd為滴頭設(shè)計(jì)流量。經(jīng)計(jì)算，Q毛=432L/h

（2）輔管設(shè)計(jì)流量

輔管流量等于輔管上各毛管的流量和，若輔管兩側(cè)毛管長(zhǎng)度相同，輔管流量可按下式近似計(jì)算：Q輔=2N毛Q毛（6）

式中N毛為輔管上單側(cè)毛管條數(shù)。經(jīng)計(jì)算，典型區(qū)Q輔=8640L/h

（3）支管設(shè)計(jì)流量

支管設(shè)計(jì)流量為支管上一次開(kāi)啟的輔管流量之和。Q支=N輔Q輔或Q支=2N毛Q毛（7）

式中N輔為支管上同時(shí)工作的輔管數(shù)目。經(jīng)計(jì)算，典型區(qū)Q支=8640L/h

（4）干管設(shè)計(jì)流量

該干管上各支管流量之和最大的一組，當(dāng)干管較長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)逐段取不同的設(shè)計(jì)流量。Q干=N支Q支（8）

式中N支為干管上同時(shí)工作的支管數(shù)目。經(jīng)計(jì)算，干管流量：QCD=17280L/h，QDO=34560L/h、Q井-O=34560L/h。

3.2.5水泵及動(dòng)力設(shè)備配套

根據(jù)設(shè)計(jì)流量40m3/h和設(shè)計(jì)水頭61.78m選用水源井水泵型號(hào)為175QJ40-72/6型泵，配套功率22kW。

4、結(jié)語(yǔ)

滴灌技術(shù)不僅能減少水資源的消耗，節(jié)水效果突出，而且提高了農(nóng)作物的品質(zhì)。加強(qiáng)滴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)并落實(shí)實(shí)踐應(yīng)用，加上高效管理措施，可以有效推進(jìn)農(nóng)田水利灌溉的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]麥熱燕·肉孜.農(nóng)田水利工程高效節(jié)水灌溉技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J].南方農(nóng)業(yè)，2016，（12）.

[2]付寶寧，王曉.農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉措施策略及其施工實(shí)踐研究[J].江西建材，2016，（24）.