全滴灌區渠道規模計算方法淺析

王忠智

【摘要】滴灌乃至灌水技術的發展應與農業農村生產相適應，因地制宜地選擇和發展滴灌技術是發揮其優勢的前提. 當前中國農業現代化進程加快，原有的耕作生產模式和農業生產理念正逐漸被沖擊顛覆，土地流轉、集約化農業、職業農民等農業新事物不斷涌現，在此背景下，未來滴灌技術與裝備將如何發展方能滿足農業灌溉需求，值得灌溉行業尤其是滴灌工作者思考總結。本文分析了全滴灌區渠道規模計算方法。

【關鍵詞】全滴灌區；渠道規模；計算方法

滴灌通過滴頭直接將水或水肥混合液均勻、精確的輸送到作物根部，是一種進行局部控制性灌溉的節水灌溉技術。滴灌帶是滴灌的配水裝置，部分學者就滴灌帶主要技術參數對作物生長發育的影響進行了研究并取得了一些成果。

一、全滴灌區渠道規模計算方法

1、設計參數。一是計算流程：作物類型和種植方向確定之后，首先選定毛管類型、毛管內徑、滴頭流量等參數。根據地形條件和作物種植模式確定毛管間距和滴頭間距 ，再計算毛管極限長度，確定毛管實際鋪設長度。毛管實際鋪設長度除于滴頭距再乘滴頭流量，從而獲得一條毛管的流量。根據地形條件確定支管長度支計算相應的支管流量，然后同時工作支管與調節流量集進行校核，直至滿足平衡式為止。二是灌水定額的計算。根據當地種植作物的要求，計劃濕潤層深度H=40cm；土壤密度λ=1.4 g/cm3；田間持水量θ=28%；土壤含水量上下限（β1 和β2 ）以占田間持水量的60%～40%計；灌水定額由式計算確定：，隨后集水池的水位上升，斷面流態為有壓非恒定淹沒出流，進水管流量逐漸降低，最終使調水池和集水池的水位齊平。由于自壓滴灌無法控制地形落差提供的壓力，因此毛管進水口處安裝滴水調節器時，毛管每個滴水孔出流量與壓力無關的等流多孔管。關閉排氣閥打開系統供水閥后，集水桶內流出的水量由調水池提供，調水池內流入的水量大于等于系統所需水量，集水桶內的水量保持穩定狀態。節省滴灌工程沉淀池的投資，根據自壓灌溉面積的大小適當加大集水桶的尺寸，可持續利用。

2.由于膜下滴灌屬于精準灌溉，少灌勤灌，使土層中的水分一直保持在最優含水量，所以在作物需水高峰期，多次灌溉的時間是連續的，在用水時，各系統首部幾乎是同時運行，所以各級渠道（一般取水首部設在斗渠上）均為續灌渠道，渠道設計流量為各首部流量之和。由于在渠道設計時，滴灌系統一般還沒有開始設計，所以利用滴灌系統最小供水流量作為設計值。由于滴灌系統的流量是一定的，所以渠道的流量也是一定的，可不需要加大流量。根據灌溉與排水工程設計規范，萬畝以上灌區的干渠、支渠應按照續灌方式設計，斗渠、農渠應按輪灌方式設計。續灌渠道應按設計流量、加大流量和最小流量進行水力計算，輪灌渠道可只按設計流量進行水力計算。續灌渠道規模由灌水率、灌溉面積、灌溉水利用系數確定。

3.地下和地表滴灌灌水器壓力流量關系。用一元線性回歸方法， 可得到某個壓力下地下滴灌灌水器累計出水量和時間的關系為：，式中 W—地下滴灌灌水器累計出水量， Lt—時間， h。地表滴灌試驗采用與地下滴灌相同型號和規格的內鑲式滴灌管， 用容積法實測地表滴灌灌水器壓力和流量關系 得到地表滴灌灌水器流量和壓力的關系為：，式中 Q—地表滴灌灌水器流量， L/hH —地表滴灌灌水器壓力， kPa。滴灌灌水器敏感性指標隨壓力變化的，壓力較低時兩類滴灌灌水器敏感性指標均較高， 壓力的變化對灌水器流量影響較大， 隨著壓力的增加， 兩類滴灌灌水器敏感性指標降低， 壓力的變化對灌水器流量大小影響程度逐漸減弱。但兩類滴灌灌水器在相同的壓力條件下，即地下滴灌灌水器流量對壓力變化的敏感程度高于地表滴灌。這是由于灌水器埋在土壤中， 流量除受到灌水器本身流道構造影響外， 還受到周圍土壤性質的影響， 如灌水器周圍土壤含水率、土壤容積密度和土壤結構等。另外， 在壓力較低時 兩者差值逐步增加， 表明隨著壓力的增加， 地下滴灌灌水器流量對壓力變化的敏感程度明顯高于地表滴灌。

二、趨勢分析

1.滴灌智能化。目前中國的滴灌技術已可輕松實現自動化，但卻不是真正意義的智能化，自動化強調的是控制，對灌溉作業時序控制，而智能化強調了決策，通過墑情等實時監測，制定合理的灌溉策略進而交由灌溉系統自動實現，不僅僅是工業自動化在農業中的簡單應用，而是農業灌溉學者在基于灌溉原理及測控方式下的技術消化與探討，是未來滴灌發展的趨勢。

2.裝備研發與制造。為支持以上的理論技術，滴灌裝備需做如下研制和改進。一是大流量、低能耗過濾裝置過濾裝置是滴灌系統正常運行的關鍵設備之一，研制大流量過濾器以提供足夠的灌溉水量是適應滴灌系統大規?；厔莸谋厝灰?，大流量過濾裝置應滿足過濾精度要求，同時不單單是簡單地增大過濾面積，而作為灌溉系統中水頭損失最大的首部裝置，降低過濾能耗也必然被考慮。能耗降低的途徑，包括通過技術措施和不同過濾裝置的優化組合，延長過濾時間，縮短或取消反沖洗過程，降低反沖洗。二是滴灌系統回收與鋪設。大規模的田間作業必然用到大型機械，滴灌管網對大型機械的田間運作有一定阻礙作用，如收獲、旋耕時必須將滴灌管網收回. 因此，實用的卷管機應進一步研制使用，卷管機不僅能收獲一次性滴灌帶，而且應利于多年用滴灌帶的回收和重新鋪設。與此同時，滴灌系統快速連接件等利用回收與連接的相關管件也將有巨大的應用空間.

渠道進水流量、調水池的調節流量、集水桶的供水流量及系統流量間建立平衡關系，闡述了系統流量的計算方法，解決了無電灌區水源的過濾、過濾網的自行沖洗、排沙等問題。為牧業灌區實現節水灌溉技術提供依據。本文分析了全滴灌區渠道規模計算方法，可滿足試驗要求。

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