平邑縣疏菜大棚滴灌系統設計及建設成效

蔣 莉

（平邑縣水利局，山東 臨沂 273300）

平邑縣疏菜大棚滴灌系統試區位于平邑縣卞橋鎮資邱村南，面積33.8hm2。蔬菜大棚東西長86m，南北寬13m，每個大棚面積一般為0.11hm2。棚內瓜菜南北向種植，西瓜1個棚內種植4行，株距0.4m，平均行距3.2m；蔬菜1個棚內種植22行，株距0.4m，行距0.6m。水源為機井，單井出水量60m3/h，水質符合灌溉要求。

1 滴灌系統設計

根據節水灌溉技術規范，考慮當地的實際條件和蔬菜種植情況，選用如下設計參數。

1.1 設計參數

大棚西瓜：1）設計耗水強度Ea，考慮夏季西瓜生長，按露地栽培方式取值，Ea=5.5mm/d；2）設計土壤濕潤比P，考慮西瓜種植行距較大，根據實踐經驗，參考微灌技術規范，取P=20%；3）設計灌水均勻度Cu=90%；4）灌溉水利用系數 η=0.95。

大棚蔬菜：1）設計耗水強度Ea，考慮到夏季露地蔬菜生長，故按露地栽培方式取值，取Ea=5.5mm/d；2）設計土壤濕潤比P，考慮蔬菜種植行距較小，根據實踐經驗，參考微灌技術規范，取P=60%；3）設計灌水均勻度Cu=92%；4）灌溉水利用系數η=0.95。

1.2 滴灌灌水器

根據大棚瓜菜的種植特點，選用外徑為16mm、壁厚0.6mm的灌水器。額定工作壓力10m時，單滴頭流量2.7L/h，滴頭間距0.3m的內鑲式滴灌管。

1.3 系統管網布置

典型地塊13hm2，從南到北共有4排大棚，每排東西向各有24個大棚，共96個大棚。除機井附近1個棚長為79m外，其余大棚長度均為86m。

從機井通過首部樞紐引出主干管，主干管總長386m，主干管東西向有一段80m長與一分干共用，南北向主干管沿地塊中央、大棚之間鋪設，長度為276m；共設8條分干管，分別從大棚中間穿過，總長度為1380m。在每個棚內東西向1/2處，通過三通從分干管上接出一出水立管與棚內首部樞紐連接，首部樞紐與地面支管連接，長度為13m。

滴灌管因種植作物不同有兩種形式：一種是蔬菜滴灌布置形式；一種是西瓜滴灌布置形式。由于同一塊地既種植蔬菜，又輪作西瓜，蔬菜行距小于西瓜，因此在布置滴灌管時按蔬菜來考慮。

根據大棚種植蔬菜行數，在支管南北兩側雙向布置22條滴灌管，支管與滴灌管利用旁通連接，滴灌管平行作物種植行布設在小行內，1條滴灌管控制1行蔬菜，滴灌管平均行距0.6m，單根滴灌管長43m。

據上述布置，可計算出大棚滴灌的實際濕潤比P=66.7%〉60%，故此布置滿足設計濕潤比要求。

1.4 設計灌水定額及周期

經計算：設計灌水定額m=15.9mm，即159m3/hm2，取150m3/hm2；設計灌水周期T=2.7d，取T=2.5d。

1.5 灌溉系統工作制度的確定

一次灌水延續時間，計算得：t=1.12h。取t=1.2h。

根據大棚瓜菜種植特點，灌溉系統采用了變頻恒壓供水系統，由于管網的壓力恒定，采取隨機供水的工作制度，單棚可隨時用水灌溉，適合一家一戶灌溉用水需要。由于出水量限制，實際操作時，同時工作的大棚個數應根據單棚灌溉流量的大小，來控制系統流量不超過機井出水量。同時考慮灌溉時盡量使同時工作的大棚分布在兩條分干管上。

1.6 系統流量計算

1）毛管流量。計算得：Qm=2.7×43÷0.3=387L/h，2）支管流量。支管流量Q支=17.03m3/h。

根據單井出水量大小，同時工作的大棚個數應為55÷17.03=3個。即干管流量為3×17.03=51.09m3/h。

考慮灌溉時盡量使用同時工作的大棚分布在兩條分干管上，相對稱的兩條分干管的流量分別為34.06m3/h、17.07m3/h。

1.7 管網水力計算

由于每個大棚的支管入口流量、各級管道長度已定，最不利情況下的灌溉方式為：七分干有2個棚工作，八分干有一個棚工作。據此計算分析求出支管、分干管、干管的管徑。管網水力計算具體成果見表1。

1.8 水泵選型

根據水力計算結果，系統管網進口流量、進口壓力水頭分別為51.09m3/h、58.8m，選取水泵200QJ50-65/5-15kW，流量50m3/h，揚程65m，配套功率15kW，同時配置18.5kW的變頻恒壓控制裝置。

2 工程效果初步分析

1）節電效益。變頻恒壓滴灌技術的最顯著優點就是節約電能，初步測試數據表明，節能達30%～40%。單臺水泵相比，流量小，節能量大。

2）增產效益。增產效益見表2。

3）節地效益。根據已有試驗對比觀測資料 ，變頻恒壓滴灌和低壓管灌渠灌相比，可節約用地1.5%～2.5%，相應地增加了蔬菜種植面積。

4）省工效益。根據當地群眾灌水經驗和已有試驗對比觀測資料，地面灌溉現狀土渠每人每天澆地0.05hm2，滴灌每人每天澆地約0.47hm2，每年可省工112個。

表1 管網水力計算成果表

表2 灌溉增產效益計算表

5）節水效益。經測試，蔬菜滴灌灌溉水利用系數為0.95；在P=50%的平水年，年灌溉用水量為399.3萬m3，項目實施前，灌溉水利用系數僅為0.55。按項目實施前后凈灌溉用水量不變計算，則項目實施后每年可節水16萬m3。