甘肅省秦安縣大棚白脆瓜種植中節水灌溉技術的應用分析

溫馨

摘 要：秦安縣屬于甘肅天定片區，作為林果業大縣，其果品產業已形成規模，以蜜桃、蘋果、花椒為代表的農產品名揚全國各地，但林果業進一步發展的最大瓶頸在于秦安縣水資源缺乏，作物需水期得不到及時灌溉，影響果品產量和品質。現如今，發展節水農業已成為一項重要國策，因此開展灌區改造、節水配套，把農業用水損失降至最低程度是當前迫切需要解決的問題之一。借助項目實施，對片區范圍實施滴灌，新建高效節水工程，實施精準灌溉，很好解決了周邊果蔬灌溉問題，有效提高了土地產值，促進了社會經濟可持續、健康、快速發展。

關鍵詞：林果業；節水灌溉；滴灌；可持續

秦安縣歷屆縣委、縣政府高度重視經濟林果產業的發展，圍繞打造“全國林果產業基地縣”的目標，大力發展以蘋果、蜜桃為主的林果業，拓展白脆瓜果品，充分利用縣域優勢，發展特色產業，促進全縣經濟的可持續發展，而水利基礎設施作為農業發展的命脈已是共識，各級領導對水利項目非常重視，及時組織成立全縣農田水利項目建設領導小組，并盡最大力量籌措資金，全力支持水利基礎設施建設。

1 項目概況

秦安縣地處秦嶺以北，甘肅省東南部，天水市北部，渭河主要支流葫蘆河下游，秦安縣位于甘肅省東南部，天水市北部，地處隴山之西、葫蘆河下游，由王鋪梁、中山梁、千戶嶺、云山梁等各大山梁組成趨向縣城所在地興國盆地，縣境內海拔1120～2230米。秦安屬隴中南部溫和半濕潤季風氣候，日照充足，晝夜溫差大，特別是適宜于瓜果生長。

秦安縣利用耕地開展白脆瓜種植項目，通過對項目實施范圍實施滴灌，新建高效節水工程，實施精準灌溉，有效整合閑散資源，充分發揮技術優勢，形成秦安縣白脆瓜種植的特色經營模式。

2 工程布置方案

2.1 工程等級及標準

本次規劃灌溉面積410畝，灌溉作物為白脆瓜、蔬菜。按照《防洪標準》（GB/50201—2014）等規范的規定，該工程等別屬Ⅴ等小（2）型工程，灌溉設計保證率：75%。灌溉水利用系數：η=0.9。

2.2 灌溉方式

2.2.1 滴灌 滴灌是利用專門的設備或自然水頭獲取壓力，通過壓力管道及末端灌水器，將有壓流變成細小的水滴，直接送到作物根區附近，均勻、適量地施于作物根層所在部分土壤的灌水方法[1]，主要適用于大田作物以及果樹、蔬菜、溫室溫棚等經濟作物和水源極缺的地區。

滴灌的優點：①水的有效利用率高，減少土壤水分的蒸發，防止雜草的生長，且易掌握精確的施水深度，非常省水；②實現肥料的高效利用，最大限度地提升農產品的綜合質量與商品率，擁有較高的經濟效益[2]；③適宜于地形有起伏的地塊和不同種類的土壤。

滴灌的缺點：①易引起堵塞，所以對水質要求高；②可能引起鹽分積累，使作物根區引起鹽害；③可能限制根系的發展。

2.2.2 管灌 管灌是利用專門的設備或自然水頭獲取壓力，通過壓力管道將水輸送至田間，再設置出水口通過軟管將水輸送至田間或植物根區附近，主要適用于大田作物以及果樹、蔬菜、溫室溫棚等經濟作物。

管灌的優點：①流速大，灌水方便，強度相對較低，群眾容易接受；②水量損失較小，從而有效地滿足了作物生長的需水，可收到增產增收的效果。

管灌的缺點：所需勞動力多，所用管道管徑相對于滴灌較大。

2.2.3 噴灌 噴灌技術是一種先進的灌溉技術，利用水泵將水源的水加壓，通過管道輸送至噴頭，以噴灑的方式進行灌溉。噴灌技術的主要特點是利用噴頭將水噴灑出來，形成細小的水滴，從而對農作物進行均勻的灌溉。與傳統的地面灌溉相比，噴灌技術可以更加有效地控制灌溉水量與灌溉時間，實現節水節能的目標。

噴灌的優點：①對地形適應性強；②適用于各種類型土壤質地。

噴灌的缺點：①受風的影響較大，不適用于灌溉期風力大于3級風的地塊；②不適用于枝干較高的果樹[3]。

結論：通過對實地論證和走訪調查，并根據當地現有水源情況，秦安縣較缺水的實際，且項目區地形大部分較為平緩，種植面積集中，因此本次灌溉形式采用滴灌。

3 工程設計

3.1 灌溉制度的確定

本次節水灌溉規劃中，灌溉用水量按滴灌區進行計算，項目區種植以白脆瓜為主，蔬菜為輔，白脆瓜收獲后，耕地進行蔬菜種植，總灌溉面積410畝，占地面積694畝，土質為中壤土，其株行距為0.4米×0.6米，灌溉方式采用滴灌。

經計算所得：上述灌水定額與實際走訪田間調查數據較為吻合。即滴灌條件下，白脆瓜的灌水定額為6.0米?/畝，蔬菜的灌水定額為5.30米?/畝。

3.2 設計灌水周期

3.2.1 作物耗水強度 采用滴灌時，白脆瓜設計耗水強度取值范圍為3～7毫米/天，干旱地區宜取上限的要求，結合項目區氣候特點（屬半濕潤半干旱地區），取Ea=4.0毫米/天。

3.2.2 灌水周期 用下式計算：

按理論計算，白脆瓜及蔬菜設計灌水周期在2.01天、1.80天，經走訪調查，在實際灌溉過程中，白脆瓜及蔬菜在大棚內生長，水分不易蒸發消失，因此將灌水時間拉長至7天，即每周需灌水一次。

3.3 大棚設計灌溉工作制度

圖1為大棚白脆瓜實物圖。由于水源地水量較小，如采用續灌，供水量嚴重不足，根據實際情況，故本次采用輪灌的灌水方式。

輪灌次序：按照整個灌溉區域進行一個輪次灌溉所耗時間不能大于設計灌水周期和機泵一天的連續運行時間，不能高于規范規定的22小時，根據各片區灌溉面積以及來水量確定輪灌組，每個輪灌組管轄的范圍宜集中連片，輪灌順序采用從低處向高處逐個輪灌組灌溉。

3.4 灌溉制度

主要作物灌溉制度如表1、表2。灌水設計保證率P=75%。

3.5 年用水量

1#灌區的灌區蓄水過程見表3。

3.5.1 灌溉凈需水量 根據設計灌溉制度計算的綜合灌溉定額推算灌區農業灌溉凈需水量。通過計算，設計水平年總凈需水量為7056米?。

3.5.2 灌溉毛需水量 每次灌溉用水量可直接根據灌水定額乘以畝數計算。先算出凈需水量，然后再算出毛需水量。

V總凈= A總凈×m畝

式中：V總凈：一次灌水凈需水量，米3；

A總：灌溉面積，畝；

m畝：凈灌水定額，米3/畝。

V總毛=A總凈×m畝/0.9

式中：V總毛：一次灌水毛需水量，米3；

A總：灌溉面積，畝；

m總：凈灌水定額，米3/畝。

秦安縣大棚灌溉建設工程輸水方式均采用滴灌形式灌溉，田間灌溉水利用系數為0.9。計算得灌區年總毛需水量為7840米?。

同理，其他片區灌溉形式均采用滴灌灌溉，氣候環境及土壤在同一片區，因此白脆瓜及蔬菜灌水定額同上，其他片區灌區需水量及總用水量計算表，文中不再贅述。

3.6 田間滴灌工程設計

3.6.1 管道系統 灌溉系統采用如下結構：水源（提水至高池）→出水口→離心+碟片過濾器（進排氣裝置）→施肥罐（施肥控制裝置）→溫室內主管（地面PE管）→支管（地面PE黑管）→滴灌管。滴灌系統鋪設如圖2所示。

3.6.2 棚內管道布設形式 根據大棚中白脆瓜和蔬菜的種植情況，進行輸水管的合理布設，使用旁通閥連接滴灌帶。布置時確保輸水管與棚內作物的種植行保持一致。滴灌帶的間距按照作物種植的平均間距0.6米進行布置，對于不同作物則通過調整株距來適應其種植密度。

大棚白脆瓜種植情況如圖3所示。

3.7 管道水擊防護

在高壓管道輸水管網中，閥門的開啟或關閉操作會導致管內流速發生急劇變化，從而引發管道動水壓強的急劇上升，進而形成水擊現象。這種現象會對管道系統的安全產生重大影響。因此，為了確保管道系統的安全，必須采取有關保護策略。

3.8 計量設施設計

該工程灌溉面積410畝，設計計量設施利用卡式智能水表控制用水量，并配有普通水表同時控制。智能水表實現自動計量自動扣費，即刷即開，即刷即停，兩次差值即可確定該用水戶灌水量及灌溉水費。按照核定的水價收繳水費，做到了計量設施全覆蓋，可按期達到農業水價綜合改革的目的。

4 小 結

白脆瓜種植目前作為秦安縣主導的產業，大棚內優先保證白脆瓜種植，待白脆瓜收完，為防止大棚閑置，配套蔬菜種植，白脆瓜節水灌溉技術克服了秦安縣較缺水的困難，提高了工程區灌水保證率，讓水肥控制起到關鍵性的作用，同時由于滴灌的獨特優點，確保不會對工程區土壤結構產生破壞，是一種適用于該地區的有效灌溉方式，值得同類缺水地區在農業灌溉中借鑒應用（圖4）。

參考文獻

[1] 苗壯.極端干旱區滴灌葡萄耗水規律與產量變化研究[J].赤峰學院學報（自然科學版），2013，29（19）：32-34.

[2] 李迎春.溫室大棚蔬菜生產中滴灌帶灌溉應用效果分析[J].農業開發與裝備，2018（2）：156.

[3] 張航波.淺析高效節水灌溉技術在黃土高原地區的應用：以甘谷縣磐安鎮謝家坪片區高效節水灌溉工程為例[J].農業科技與信息，2021（5）：5-9.