滴灌技術在扶溝縣規模化節水灌溉增效示范項目中的應用

□吳海芹 □徐啟收 □劉 沖（扶溝縣水利局）

滴灌技術在扶溝縣規模化節水灌溉增效示范項目中的應用

□吳海芹 □徐啟收 □劉 沖（扶溝縣水利局）

1 基本概況

1.1 地理位置

扶溝縣地處豫東平原中部，黃泛區腹地，周口市的西北部，北緯33°51′～34°20′，東經114°15′～114°37′之間，總面積1143km2，耕地面積7.60萬hm2。全縣轄16個鄉鎮，412個行政村，980個自然村，總人口74.40萬人，其中農業人口65.90萬人。扶溝縣全境大多屬黃泛沖積平原，地勢較低，地面高程一般在54～64m之間，地面坡降為1/5000。

1.2 氣候狀況

扶溝縣位于中緯度地帶，屬暖溫帶大陸性氣候，多年平均降雨量為718.60mm，各季降雨分配不均，七、八、九3個月占全年降水量的60%，水量由南向北逐漸遞減，多年平均蒸發量1300mm。由于特殊的地理氣候條件，內干旱、洪澇、干熱風、雹災等自然災害時有發生，其中尤其以旱災最為嚴重。

1.3 農業生產狀況

扶溝縣是典型的農業大縣，先后被國家確定為小麥商品糧生產基地縣、優質棉生產基地縣、無公害蔬菜生產基地縣、國家優質糧食產業工程項目重點縣。主要農作物為小麥、玉米、大豆等，經濟作物主要為瓜、蔬菜、棉花。近幾年，各鄉鎮日光溫室蔬菜大棚迅速發展，規模以上蔬菜園區相繼建成。大棚蔬菜的發展，極大地推動了農業產業結構調整，促進了農村經濟發展，取得了良好的經濟效益和社會效益。

2 滴灌技術方案的選擇

扶溝縣地表水資源匱乏，農業灌溉幾乎全部依賴抽取地下水進行灌溉。近年來，隨著工農業的發展，地下水需求量逐年加大。但極端干旱氣候連年出現，加之田間溝渠淤塞，主干河道水源引不到灌溉區，地下水得不到有效補源，超采現象相當嚴重，致使地下水位連年下降。但是，農民水危機意識不強，作物灌溉為大水漫灌，水資源浪費嚴重。

傳統溝灌的大棚，一次灌水量大，地表長時間保持濕潤，不但棚溫、地溫降低太快，回升較慢，且蒸發量加大，室內濕度太高，易導致蔬菜等作物病蟲害發生。同時引起土壤嚴重板結，通氣性下降，土壤結構遭到一定程度破壞。大棚蔬菜種植，特別是黃瓜的種植，需水量極大。在蔬菜生長旺季，為確保蔬菜生長，農民超負荷的從機井中抽取地下水，形成惡性循環，導致目前很多蔬菜園區機井大批量報廢，提水設備更新頻繁，灌溉成本增加，嚴重影響作物增產，農民增收。

與傳統灌溉方式相比，滴灌利用管道直接將水和作物需要的養分一滴一滴、均勻而又緩慢地滴入作物根區土壤中，既滿足了蔬菜生長需要，又不會因灌水降低地溫。滴灌是定量而緩慢的灌水，使土壤不板結，通氣順暢，土壤內部水、肥、氣、熱經常保持適宜于作物生長的良好狀況。同時降低了棚內空氣的濕度，抑制了病菌對蔬菜的危害，大大減少了水分的滲漏和蒸發，保證了蔬菜生長的需要。不僅能提高蔬菜產量和品質，而且滴灌后不必中耕，既省力又省工。

扶溝縣隨著近年來高效節水灌溉工程的發展，在全縣范圍內積極推廣實施節水灌溉工程，積累了一定的實踐經驗。從近幾年滴灌的實際應用來看，滴灌用水量僅為地面灌溉的1/3、噴灌的1/2，技術比較成熟，在大棚蔬菜種植中更能體現其優越性。因此，扶溝縣規模化節水灌溉增效示范項目工程對項目區內的蔬菜大棚采用滴灌技術方案，計劃發展滴灌面積479hm2，灌溉水利用系數達0.90。

3 滴灌典型工程設計

3.1 典型工程布局和范圍

滴灌項目區主要有兩種類型日光溫室大棚，一種類型日光大棚，每個大棚長200m，寬28m，以種植黃瓜、西紅柿、辣椒為主；另一種類型日光大棚，每個大棚長150m，寬32m，以種植其他蔬菜等經濟作物為主。此次滴灌設計分別選取這兩種不同類型的日光溫室大棚做典型設計，配套地埋管，分為干、支、毛三級管道，其中干管采用Φ90PVC-U管，支管采用Φ63PE管，毛管選用內鑲壓力補償式滴灌管。滴灌系統水源采用井水，兩行蔬菜布置一條毛管。

3.2 主要設計參數

3.2.1 灌溉設計保證率

根據《微灌工程技術規范》（SL/103-95），灌溉設計保證率不應低于85%。

3.2.2灌溉水利用系數

根據《微灌工程技術規范》（SL/103-95)及《節水灌溉技術規范》（GB/T50363-2006)，滴灌區灌溉水利用系數不低于0.90。

3.2.3 滴灌設計灌溉補充強度

由基本資料可知，蔬菜高峰期日均耗水量Ec=5mm/d，則：根據《微灌工程技術規范》（GB/T50485-2009），在不考慮淋洗的情況下，滴灌設計供水強度為：Ia=Ec=5.00mm/d。

3.2.4 滴灌土壤濕潤比

根據《微灌工程技術規范》（SL103-95），滴灌設計土壤濕潤比P≥80%。

3.2.5 滴灌允許灌水強度

滴灌的允許灌水強度P允=15mm/h。

3.3 水量平衡計算

根據現場實際情況，項目區機井穩定出水量為32m3/h。則根據《微灌工程技術規范》（SL/103-95)計算水量平衡：

式中：A—可灌溉面積，hm2；Q—可供流量（m3/h）32m3/h；Ia—日耗水強度（mm），5mm/d；η—灌溉水利用系數，根據規范取0.90；t—日灌溉最大運行時數，根據規范及當地生產條件取14h。

計算可得：A=8.06hm2，設計單井控制灌溉面積7.33hm2。

3.4 灌水器選擇與毛管布置方式

選用內鑲壓力補償式滴灌管，內徑15.30mm，滴頭額定流量2.20L/h，額定工作壓力100kPa，流態指數x=0.50，滴頭間距0.30m，濕潤直徑為0.60m，擬定毛管間距為1m。

3.5 設計灌水定額

工程所在區內土壤干容重1.40g/cm3，田間持水率β=25%，蔬菜的計劃濕潤層深度30cm，土壤含水量上下限按田間持水量90%和65%計，灌溉水利用系數取0.90，則灌水定額為：m＝ 0.10γzP（θmax-θmin）/η

式中：m—設計灌水定額，mm；γ—土壤容重，g/cm3；z—計劃濕潤土層深度，m；P—微灌設計土壤濕潤比，%；θmax、θmin—適宜土壤含水率上下限，占干土重量的百分比；η—灌溉水利用系數。

3.6 設計灌水周期

Ia—滴灌設計灌溉補充強度

計算可得：T=8.75d，為提高設計灌溉保證率，取設計灌水周期T=7d

3.7 一次灌水時間

式中：t—一次灌水延續時間，t；m—灌水深度，mm；qa—滴灌流量，L/h；S1—毛管間距，m；Se—滴頭間距，m。

計算可得t=3.98h。

4 施工過程中注意事項

為了防止滴灌建成后，日常灌溉過程中水中少量雜質沉淀在管道底部，并防止根系入侵滴灌孔，安裝時，滴灌管上的滴孔不要正對地面。安裝過程中，水表要安于首部，置于施肥裝置之前，以防肥料腐蝕。壓力表安于過濾器之后，用來測量系統的壓力，系統應控制在設計壓力下運行。

5 結語

通過滴灌的實施，對棚菜園區水資源進行優化配置，提高灌溉水利用率，必將大幅度降低棚菜園區灌溉用水量，緩解水資源供需矛盾，縮短灌溉周期，提高灌溉保證率，提升蔬菜品質，增加蔬菜產量，使農業生態處于良性循環狀態。

2014-03-04

符 蕾）