闊依其鄉(xiāng)高效節(jié)水工程設(shè)計(jì)

□圖爾迪麥麥提·麥麥提（新疆和田地區(qū)墨玉縣水利局）

闊依其鄉(xiāng)高效節(jié)水工程設(shè)計(jì)

□圖爾迪麥麥提·麥麥提（新疆和田地區(qū)墨玉縣水利局）

高效節(jié)水灌溉具有諸多優(yōu)點(diǎn)，但由于平均投資成本較高，高效節(jié)水灌溉項(xiàng)目在推廣和設(shè)計(jì)方面面臨包括資金在內(nèi)的很大困難。筆者從新疆墨玉縣闊依其鄉(xiāng)166.67 hm2高效節(jié)水工程實(shí)際出發(fā)，從該工程的總體設(shè)計(jì)方案、基本參數(shù)、灌水器的選擇、農(nóng)業(yè)節(jié)水配套設(shè)施的安排以及工程典型設(shè)計(jì)幾個(gè)方面，簡(jiǎn)要分析了該項(xiàng)目區(qū)高效節(jié)水灌溉工程的一些主要設(shè)計(jì)要點(diǎn)與措施，對(duì)類(lèi)似工程具有一定的借鑒意義。

高效節(jié)水；工程設(shè)計(jì)；淺析

1　工程現(xiàn)狀

闊依其鄉(xiāng)位于墨玉縣城北部，鄉(xiāng)政府駐地距縣城11km，東鄰?fù)峦馓剜l(xiāng)、47團(tuán)一連和二連、英也爾鄉(xiāng)、喀瓦克鄉(xiāng)；西與普恰克其鄉(xiāng)、47場(chǎng)、喀爾賽鄉(xiāng)接壤，北與阿克蘇地區(qū)阿瓦提縣接壤。闊依其鄉(xiāng)高效節(jié)水灌溉工程共控制灌溉面積166.67 hm2，設(shè)計(jì)水平年全部種植紅棗，株行距采用1m×3m。根據(jù)項(xiàng)目區(qū)現(xiàn)狀路、林、渠的布置，將項(xiàng)目區(qū)劃分為4個(gè)系統(tǒng)，其中系統(tǒng)一控制灌溉面積28.93 hm2，系統(tǒng)二控制灌溉面積42.60 hm2，系統(tǒng)三控制灌溉面積47.13hm2，系統(tǒng)四控制灌溉面積48hm2。

2　高效節(jié)水工程設(shè)計(jì)

2.1基本參數(shù)

2.1.1土壤特性指標(biāo)

土壤為砂壤土，土壤容重1.45g/cm3，田間持水率22%，適宜土壤含水率上限θmax取田間持水量的90%，下限θmin取田間持水量的65%。

灌溉水利用系數(shù)η=0.90。

2.1.2設(shè)計(jì)供水強(qiáng)度Ia

2.1.2.1參照作物蒸發(fā)蒸騰量ET0根據(jù)改進(jìn)彭曼公式計(jì)算：

式中：ET0—日參照作物需水量（mm/d）；Rn—太陽(yáng)凈輻射（mm/d）；Ea—干燥力（mm/d）；p0—海平面標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，p0=1013.25 hPa；p—計(jì)算地點(diǎn)的平均氣壓（hPa）；Δ—飽和水汽壓—溫度曲線(xiàn)上的斜率（hPa/℃），；γ—濕度計(jì)常數(shù)，0.66 hPa/℃；Ra—大氣頂層的太陽(yáng)輻射（mm/d），由《中國(guó)主要作物需水量與灌溉》表2-5查得；n、N—分別為實(shí)際日照時(shí)數(shù)和最大可能日照時(shí)數(shù)（h/d），N由《中國(guó)主要作物需水量與灌溉》表2-6查得；σTk4—黑體輻射（mm/d）；σ—斯蒂芬～博茨曼常數(shù)，2×10-9（mm/℃od）；Tk—絕對(duì)溫度，為273+t（℃）；t—平均氣溫（℃）；B—風(fēng)速修正系數(shù)，在日最低氣溫平均值＞5℃且日最高氣溫與最低氣溫之差的平均值Δt＞12℃時(shí)，其余條件下B=0.54；u2—地面以上2m處的風(fēng)速，其它高度的風(fēng)速應(yīng)換算為2m高處風(fēng)速，由《中國(guó)主要作物需水量與灌溉》可知，中國(guó)氣象站常規(guī)高度（10m）的風(fēng)速測(cè)定值換算成2m高處的風(fēng)速值時(shí)需要乘以0.75的系數(shù)；a、b—用日照時(shí)數(shù)計(jì)算太陽(yáng)凈輻射的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，查《中國(guó)主要作物需水量與灌溉》表2-10，分夏半年和冬半年取ea—飽和水汽壓（hPa）；ed—實(shí)際水汽壓（hPa）。

氣壓修正項(xiàng)采用下式計(jì)算

式中：H—海拔高度（m）；t—平均氣溫（℃）。

計(jì)算得ET0=6.65mm。

作物系數(shù)在全生育期的變化與作物種類(lèi)、生育期和生長(zhǎng)狀況有關(guān)，因無(wú)實(shí)測(cè)資料，根據(jù)FAO推薦的作物系數(shù)確定，項(xiàng)目區(qū)果樹(shù)為紅棗，作物系數(shù)取1.15。根據(jù)作物種植比例和株行距，確定作物覆蓋率影響系數(shù)kr，本次取0.85。

2.1.2.2設(shè)計(jì)耗水強(qiáng)度

按照《節(jié)水灌溉工程技術(shù)規(guī)范》GBJ85-85，作物設(shè)計(jì)耗水強(qiáng)度按照下式計(jì)算：

Ea=kc創(chuàng)kr（ET0）=6.65創(chuàng)1.150.85=6.50mm/d

2.1.2.3設(shè)計(jì)供水強(qiáng)度

按照《節(jié)水灌溉工程技術(shù)規(guī)范》GBJ85-85，設(shè)計(jì)供水強(qiáng)度計(jì)算公式如下：

式中：P0—有效降雨量（mm/d），項(xiàng)目區(qū)所在區(qū)域年平均降水量為35.20mm，作物生育期更少，因此有效降雨量取0；S0—地下水補(bǔ)給的水量（mm/d），項(xiàng)目區(qū)目前地下水位4.50m以下，項(xiàng)目區(qū)土壤以砂壤土為主，作物根系不能與地下水位相接，因此地下水補(bǔ)給的水量也取0。

2.1.3計(jì)劃濕潤(rùn)土層深度z及土壤濕潤(rùn)比p

計(jì)劃濕潤(rùn)層深度z，項(xiàng)目區(qū)種植作物為紅棗，根據(jù)紅棗的根系深度取1.20m；

2.1.4灌水器的選擇

采用滴灌帶實(shí)施滴灌，依據(jù)項(xiàng)目區(qū)土壤條件（主要為砂壤土）及參照《滴灌工程設(shè)計(jì)圖集》中灌水器選型方法，滴灌帶參數(shù)見(jiàn)表1。

表1　滴灌帶參數(shù)表

2.2工程典型設(shè)計(jì)

以灌溉面積最大的系統(tǒng)四作為典型工程設(shè)計(jì)。

2.2.1設(shè)計(jì)灌水定額m

式中：m—設(shè)計(jì)灌水定額（mm）；γ—土壤容重（1.45g/cm3）；z—計(jì)劃濕潤(rùn)土層深度，為120cm；p—滴灌設(shè)計(jì)土壤濕潤(rùn)比，為36%；θmax、θmin—適宜土壤含水率上下限（占干土重量的百分比），本項(xiàng)目區(qū)分別為90%和65%；η—灌溉水利用系數(shù)。m=0.10×1.45×120×36%×22×（0.90-0.65）/0.90=38.28mm 2.2.2設(shè)計(jì)灌水周期T

式中：T—設(shè)計(jì)灌水周期（d）；Ia—設(shè)計(jì)供水強(qiáng)度（mm/d）；η—灌溉水利用系數(shù)。

2.2.3一次灌水延續(xù)時(shí)間t

式中：Se—灌水器間距，為0.30m；SL—毛管間距，3m；q—灌水器設(shè)計(jì)流量，選用3.20L/h的滴頭；

2.2.4輪灌組數(shù)N

式中：N—允許輪灌組最大數(shù)目；C—日工作小時(shí)數(shù)；T—設(shè)計(jì)灌水周期（d）；t—次灌水延續(xù)時(shí)間。

N≤CT/t=22×6/11=12，則最大輪灌組數(shù)為12組。

3　輪灌制度

系統(tǒng)工作時(shí)，一條滴灌帶上滴頭間的水頭偏差應(yīng)滿(mǎn)足計(jì)算數(shù)值，系統(tǒng)的管網(wǎng)分為干管、分干管、支管和滴灌帶四級(jí)，為了使管網(wǎng)達(dá)到更好的灌水均勻度，支管與滴灌帶之間采用穩(wěn)流三通連接，因此可將允許水頭偏差全部分配到滴灌帶。支管按照滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)流速的管徑和輪灌組編排的要求來(lái)鋪設(shè)。

本工程分為四個(gè)子系統(tǒng)，其中系統(tǒng)一控制灌溉面積28.93 hm2，布置有5條分干管，40條棗樹(shù)支管，每次開(kāi)啟5條支管，滴水時(shí)間11 hr，按每天水泵工作時(shí)間22 hr，4 d完成一次循環(huán)，具體情況見(jiàn)系統(tǒng)一棗樹(shù)輪灌順序表。

4　結(jié)語(yǔ)

項(xiàng)目通過(guò)先進(jìn)的灌溉技術(shù)，水的利用率得到提高，灌、平、肥協(xié)調(diào)發(fā)展，綜合生產(chǎn)能力明顯增強(qiáng)，應(yīng)用新技術(shù)、新成果，管理科學(xué)化，極大地改善了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收,地方財(cái)政、集體經(jīng)濟(jì)狀況得到改善，進(jìn)一步鞏固了農(nóng)村承包經(jīng)營(yíng)機(jī)制，從而提高農(nóng)民從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的積極性，激發(fā)農(nóng)民增加投入，掌握科學(xué)的農(nóng)業(yè)耕作、種植栽培方法和科學(xué)有效的管理模式，積極投入到學(xué)科學(xué)、用科學(xué)、依靠科學(xué)的農(nóng)業(yè)科技普及推廣活動(dòng)中，不斷提高生產(chǎn)效率，達(dá)到低投入、高回報(bào)的良性循環(huán)。

S275

A

1673-8853（2016）08-0073-02

2016-05-29

（責(zé)任編輯：左英勇）

圖爾迪麥麥提·麥麥提（1974-），男，高級(jí)工程師，主要從事水利工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)、招投標(biāo)及建設(shè)管理工作。

［1］楊濤.葉城縣江格勒斯鄉(xiāng)高效節(jié)水灌溉工程設(shè)計(jì)淺析［J］.陜西水利,2013（21）.

［2］季春根.高效節(jié)水灌溉工程優(yōu)化設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析［J］.廣東科技，2014（18）.