大型噴灌工程適用條件及推廣使用的制約因素

張 沖，邢宇良

(1. 同江市水務(wù)局，黑龍江 同江156400;2. 黑龍江省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，哈爾濱150080)

1 大型噴灌機(jī)適用條件

目前，國內(nèi)外應(yīng)用較普遍的大型噴灌機(jī)為電力驅(qū)動(dòng)中心支軸式全自動(dòng)噴灌機(jī)和平移式大型噴灌機(jī)，以下介紹兩者的適用條件。

1.1 電力驅(qū)動(dòng)中心支軸式大型噴灌機(jī)

自動(dòng)化程度高，可晝夜工作，1 人可管理8 ～12 臺(tái)噴灌機(jī)。一個(gè)灌水周期可噴灌約600 hm2，工作效率很高，節(jié)約水量、勞力和土地。可適時(shí)適量地滿足作物需水要求，增產(chǎn)效果顯著。適應(yīng)性很強(qiáng)，可適應(yīng)地形坡度達(dá)30%左右，幾乎適宜灌溉所有的作物和土壤。能一機(jī)多用，可用來噴施化肥、農(nóng)藥、除草劑等。其不足之處是在4個(gè)地角不易灌溉到。噴灌機(jī)機(jī)長可由63 ～1 182 m，轉(zhuǎn)一圈可控制4 ～433.3 hm2。400 m長的機(jī)組轉(zhuǎn)一圈所需要的時(shí)間可根據(jù)作物需要調(diào)整到1 ～7 d，噴水量可在5 ～100 mm內(nèi)調(diào)節(jié)，均勻度系數(shù)可達(dá)85%以上，地形坡度在30%以內(nèi)的丘陵山坡地都可使用。

1.2 平移式大型噴灌機(jī)

平移式噴灌機(jī)除了保留中心支軸式噴灌機(jī)的優(yōu)點(diǎn)外，適于灌矩形地塊，并且所有地角都能灌到，土地利用率可高達(dá)98%;灌溉方向與傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)耕作措施和耕作方向相適應(yīng)，沿機(jī)長方向噴灑均勻，受風(fēng)的影響小，適于壟作農(nóng)業(yè)，輪跡線路可長期保留，沒有妨礙農(nóng)機(jī)作業(yè)的圓形輪溝，灌水均勻度很高。

同機(jī)長比電力驅(qū)動(dòng)中心支軸式噴灌機(jī)的控制面積增大，單位面積上的投資和消耗材料指標(biāo)降低，各跨架控制面積相等，便于加大機(jī)長; 噴灌效率高，管路水頭損失小，耗能省，噴頭采用一個(gè)型號(hào)，無需加大末端噴頭，沿管各點(diǎn)的噴灌強(qiáng)度一致，管道可用不同直徑;綜合利用性能更好，調(diào)速范圍更寬，可以噴農(nóng)藥。

其缺點(diǎn)是爬坡能力較低，只能在地面坡度＜7%的地塊上作業(yè);由于它在平面上有3個(gè)自由度，增加了導(dǎo)向問題，不僅難度增加，也往往使導(dǎo)向系統(tǒng)妨礙交通，供水系統(tǒng)的難度增大等。主要適用于地面較平整、地面坡度小的精耕細(xì)作農(nóng)業(yè)區(qū)和牧區(qū)。

1.3 應(yīng)用大型噴灌機(jī)其他約束條件

1) 氣候條件:應(yīng)選擇風(fēng)小的補(bǔ)充灌溉區(qū)。

2) 土壤條件，它更適用于滲漏性較好的砂壤土。噴灌機(jī)的噴灌強(qiáng)度必須小于土壤的滲吸速度。土壤質(zhì)地非常黏重地區(qū)，滲吸速度很小而蒸發(fā)強(qiáng)度又很大時(shí)，不適合大型噴灌機(jī)噴灌，因?yàn)椴捎脟姽嗖豢赡芗葷M足土壤滲吸速度要求的同時(shí)又要滿足作物耗水的需求。

3) 作物條件:密植作物、矮桿作物采用噴灌相對(duì)較好，特別適合牧區(qū)草場灌溉。更適宜在電能資源豐富且電價(jià)價(jià)格較低的地方使用。

2 大型噴灌工程發(fā)展的制約因素

近年來，先進(jìn)的大型噴灌設(shè)備引進(jìn)和推廣在一定程度上促進(jìn)了全省旱田節(jié)水灌溉事業(yè)的發(fā)展。但還存在著以下制約因素:

2.1 一家一戶經(jīng)營管理形式，不適合大型噴灌工程發(fā)展

目前，全省除農(nóng)墾系統(tǒng)所屬土地外，其余縣市農(nóng)村土地基本上已包產(chǎn)到戶30 a，一家一戶經(jīng)營管理，土地沒有流轉(zhuǎn)。種植作物不同，需水量不同，灌溉制度不同，如果土地不流轉(zhuǎn)，大型噴灌機(jī)無法使用。

另外，大型時(shí)針式噴灌機(jī)主機(jī)及運(yùn)行輪行走占地，大型平移式噴灌機(jī)喂水渠、主機(jī)行車道及行車輪占地，被占地農(nóng)民土地?zé)o法置換或補(bǔ)償，部分農(nóng)民不愿意接受大型噴灌機(jī)。

2.2 西部干旱及半干旱地區(qū)現(xiàn)有防護(hù)林阻礙經(jīng)濟(jì)型大型噴灌工程發(fā)展

根據(jù)大型噴灌設(shè)備生產(chǎn)廠家提供的數(shù)據(jù)，最優(yōu)控制面積33.33 hm2，以地下水為水源的經(jīng)濟(jì)綜合投資在800 元/666.7 m2左右。而全省目前已實(shí)施的大型噴灌項(xiàng)目投資均在1 300/666.7 m2元以上。原因是黑龍江省西部地區(qū)耕地田塊尺寸多為500 m×500 m林帶方田(25 hm2) ，以時(shí)針式噴灌機(jī)為例。選用半徑250 m的4 跨或5 跨大型噴灌機(jī)實(shí)際控制面積為19.6 hm2( 占地塊面積的78%) ，平均綜合投資1 900 元/666.7 m2以上。

2.3 大型噴灌設(shè)備利用地表水為水源，水源工程和輸水管道投資較大

大型噴灌工程為節(jié)水灌溉工程，按照規(guī)范，灌溉設(shè)計(jì)保證率應(yīng)為85%以上。而以地表水為水源的設(shè)計(jì)保證率相對(duì)較低;利用地表水為水源的大型噴灌機(jī)( 時(shí)針式噴灌機(jī)) 需要管道輸水或( 平移式噴灌機(jī)) 明渠尾水渠，工程造價(jià)( 管道投資每米70 萬元以上) 和占地都較高。所以，部分地下水貧乏地區(qū)發(fā)展大型噴灌工程有一定限制。

［1］黑龍江省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院. 黑龍江省高效節(jié)水千萬畝大型噴灌工程建設(shè)規(guī)劃［R］. 哈爾濱: 黑龍江省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，2011.

［2］黑龍江省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院. 黑龍江省節(jié)水增糧行動(dòng)實(shí)施方案(2012—2015年) ［R］. 哈爾濱:黑龍江省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，2011.

［3］李龍昌，王彥軍，李永順，等. 管道輸水工程技術(shù)［M］. 北京:中國水利水電出版社，1998.

［4］鄭耀泉，李光永，黨平，等. 噴灌與微灌設(shè)備［M］. 北京:中國水利水電出版社，1998.

［5］崔毅. 農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)及應(yīng)用實(shí)例［M］. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社，2005.