噴灌技術(shù)在供港蔬菜基地的應(yīng)用

□焦志生（修武縣水利局）

□付立新（修武縣西村鄉(xiāng)人民政府）

□孫跟山（修武縣水利局）

1.基本情況

修武臺灣農(nóng)民創(chuàng)業(yè)園于2011年6月8日被農(nóng)業(yè)部、國臺辦正式批準為國家級臺灣農(nóng)民創(chuàng)業(yè)園，包括臺農(nóng)創(chuàng)業(yè)服務(wù)中心、生態(tài)休閑農(nóng)業(yè)園、精細農(nóng)業(yè)園、高效農(nóng)業(yè)園、農(nóng)產(chǎn)品加工物流區(qū)、特色產(chǎn)業(yè)示范區(qū)等六大功能區(qū)，其中供港蔬菜基地是臺灣農(nóng)民創(chuàng)業(yè)園中的一大亮點。供港蔬菜基地位于修武縣城北云臺大道西側(cè)，占地面積66.67hm2，全部辦理了土地流轉(zhuǎn)手續(xù)，土地使用權(quán)歸無為公司所有，主要種植富含維生素的芥藍菜。該區(qū)為山前沖積平原，是洪沖積扇裙的邊緣，地形較平坦，坡度平緩，地面高程在83～81m之間，地面坡降1/2000向南微傾，組成的堆積物由北向南逐漸變細，地表為粘土，亞粘土，土層厚，土質(zhì)肥沃。最大凍土深度0.4m。地表水資源嚴重匱乏。從地貌特征和鉆孔資料分析，地下水受山區(qū)承壓水的補給，水源豐富，水質(zhì)良好，含水層為沖積的卵石、礫石、砂，含水層水位埋深10～30m，單井出水量為40～60m3/h。全縣多年平均降雨量567mm，最大933.6mm（1963年），最小 248.4mm（1981年），降雨年內(nèi)分配不均，夏季（6-8月）降雨量占全年的50%，秋季（9-11月）為27%，春季（3-5月）為18.4%，冬季（12-次年2月）為4.6%。全年蒸發(fā)量1705mm。多年平均風速2.9m/s，最大為24m/s，風向以西北和東南風為主。

為打造精品供港蔬菜基地，根據(jù)該區(qū)的地形地貌、水資源狀況、氣候特征等自然條件，結(jié)合蔬菜經(jīng)濟價值高、灌水頻繁等種植特點，實施了供港蔬菜基地固定式噴灌工程。

2.工程布設(shè)及灌溉制度

2.1 主要技術(shù)參數(shù)

依據(jù)《噴灌工程技術(shù)規(guī)范》，管網(wǎng)設(shè)計采用以下主要技術(shù)參數(shù)。管網(wǎng)水利用系數(shù)不低于0.95。田間工程配套齊全，灌水方法合理、灌水定額適當，其田間水利用系數(shù)不低于0.90，灌溉水利用系數(shù)不低于0.85。

2.2 工程布置

本工程共建設(shè)固定式噴灌面積66.7hm2。以某單井作為典型設(shè)計。控制地塊長240m，寬168m。一是采用單井管道系統(tǒng)，二級固定管道,根據(jù)各部分承擔的功能由：水源、水泵、輸水管道、給配水裝置等部分組成;二是根據(jù)該田塊的機井位置，地塊形狀，種植方式及風向等實際狀況，通過比較采用“梳齒型”型管網(wǎng);三是干管沿地塊長邊布置為固定式管道，埋設(shè)于地下。根據(jù)該區(qū)的凍土深度及耕作深度，確定埋設(shè)深度為0.7m；為防止管道發(fā)生位移，每隔30m設(shè)鎮(zhèn)墩1個；在管道最低處設(shè)置泄水閥并設(shè)閥門井，以便對管道進行沖淤清洗，防止堵塞，同時便于入冬前或維修時排空管內(nèi)存水；四是水泵管通過法蘭彎頭埋入地面以下與干管連接，在水泵與干管連接段處設(shè)置排氣閥、逆止閥、閘閥、施肥器及壓力表。排氣閥用以排除管內(nèi)空氣，以免空氣在管中積聚造成水流不穩(wěn)影響過水能力；止回閥防止水泵停機時管內(nèi)水倒流對水泵造成損害；閘閥和壓力表用來調(diào)節(jié)管道流量及壓力，保證各處噴頭在額定工作壓力下運行，基地種植蔬菜為芥藍菜，由于該品種需高水肥，施肥器用來在蔬菜葉面隨水噴施有機肥料；五是支管垂直于干管布設(shè)，為固定管道，通過閥門與干管連接，給水閥門外設(shè)閥門井。

2.3 灌水定額

根據(jù)該區(qū)土壤情況和作物種植情況，土壤容重r=1.40kg/cm3，計劃濕潤深h=25cm，適宜土壤含水量上限95%、下限65%。由于項目區(qū)風速低于3.4m/s，噴灑系數(shù)取0.8。設(shè)計灌水定額為35mm。

2.4 設(shè)計灌水周期

按作物需水臨界期需水強度7mm，設(shè)計凈灌水定額為35mm，確定設(shè)計灌水周期為5d。

2.5 噴頭選型及組合形式

一是噴頭選型。根據(jù)項目區(qū)主要作物大田蔬菜及土壤性質(zhì)等條件，以及各種噴頭特性和適用范圍，噴頭選低壓噴頭PY1S4型，噴嘴直徑4mm，設(shè)計工作壓力0.2mpa,設(shè)計流量0.79m3/h，射程12.5m，噴灌強度p=1.61mm/h，霧化指標H/d=20000/4=5000，均在適宜范圍內(nèi)。二是噴頭組合形式。采用正三角形組合形式。三是噴頭和支管間距。噴頭間距、支管間距同取10m。四是組合噴灌強度。為6.3mm/h，滿足土壤允許噴灑強度要求。

2.6 噴灌工作制度和運行方案

一是噴頭在一個位置上的工作時間。實際噴灑時取4.5h。二是同時工作的噴頭數(shù)。實際噴灑時取41個。

2.7 管網(wǎng)選擇

干支管均為固定管道，采用PVC管。干管為Ф110×0.6Mpa，支管為Ф50×0.6Mpa。安裝噴頭、Ф32豎管408套。

2.8 水泵選型

水泵選用200QJ32-65/5潛水電泵。額定流量32m3/h，電機功率11kW，揚程65m。

2.9 配套工程

為滿足管理和功能需要，配套止回閥、閘閥、泄水閥、排氣閥、壓力表各1套。在干支管連接處澆筑混凝土鎮(zhèn)墩并設(shè)閥門井，在泄水閥處設(shè)泄水井1座。

以上為單個機井的工程布設(shè)。該區(qū)共新打機井15眼，安裝水泵15套，鋪設(shè)管道4.82萬m。安裝噴頭、Ф32豎管6260套，配套止回閥、閘閥、泄水閥、排氣閥、壓力表各15套，在泄水閥處設(shè)泄水井15座。在干支管連接處澆筑混凝土鎮(zhèn)墩并設(shè)閥門井。工程總投資168萬元。

3.工程效益

3.1 提高了蔬菜質(zhì)量和產(chǎn)量

基地主要種植富含維生素的芥藍菜。芥藍的栽培最忌土壤的板結(jié)，保持根部的通透性十分重要，而噴灌是模擬人工降雨濕潤土壤，不破壞土壤結(jié)構(gòu)，為作物生長創(chuàng)造了良好的水分條件；噴灌不僅可根據(jù)作物需要控制灌溉水量，有利于保土保肥和較好地調(diào)節(jié)土壤中水、肥、氣、熱狀況，還能夠調(diào)節(jié)田間小氣候，增加空氣濕度，降低溫度；在低溫、高溫和干熱風期進行噴灌，還可減輕對作物的危害程度。噴灌可提高產(chǎn)量20%左右。另外，噴灌可以有效沖洗蔬菜葉面粉塵，減少害蟲叮咬，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

3.2 節(jié)約了水資源和能耗

由于噴灌系統(tǒng)主要用塑料管道輸水，代替了田間渠、畦，減少了輸水損失；能夠很好地控制噴灌強度和灌水量，灌水均勻，減少了深層滲漏和田間蒸發(fā)，提高了水的利用率，灌溉水利用系數(shù)不低于0.85；噴灌節(jié)水50%。灌溉蔬菜用的噴頭設(shè)計工作壓力只有20m，水泵揚程提高的不多，盡管每噸水提水成本增加了約80%，但用水量減少了50%，總能耗可節(jié)約10%左右。

3.3 節(jié)省了勞動力資源

固定式噴灌系統(tǒng)的機械化程度高，可以降低灌溉勞動強度；噴灌對地形適應(yīng)性強，中深耕后，不需要花費大量的人工進行土地平整；噴灌灌溉可以與施有機肥、農(nóng)藥和除草劑結(jié)合，有利于實現(xiàn)灌溉作業(yè)的機械化，節(jié)省勞動力資源。

3.4 提高了耕地的利用率

芥藍喜歡濕潤的土壤條件，但不耐澇，所以栽培芥藍要求地塊排灌方便，因此，不僅需要灌溉設(shè)施，也需要排水溝。再加上芥藍菜需要適時灌水、追肥、采收，管理強度大，應(yīng)該預(yù)留管理通道。供港蔬菜基地固定式噴灌系統(tǒng)用地下埋設(shè)管道代替了田間渠、畦，節(jié)省了灌溉工程的占地面積，按畦凈寬1.5m，埂寬0.3m計算，可提高耕地利用率17%；在實際耕作中，采用畦凈寬1.5m，沒有田埂，而是用凹溝代替，既可用于面上排水，又可用于管理人員日常工作通行，溝上口寬0.3m，節(jié)省了專用排水系統(tǒng)占地，可提高耕地利用率17%。

固定式噴灌工程的實施，提高了66.7hm2供港蔬菜基地的水利設(shè)施水平，為蔬菜生產(chǎn)能力的進一步提升提供了保證。基地每天可生產(chǎn)蔬菜20t，年產(chǎn)量2800t，年產(chǎn)值3000萬元，年利潤400萬元。高效供港蔬菜基地的建立，對帶動修武農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，搭建臺商與修武縣農(nóng)業(yè)交流合作平臺起到了很好的推動作用，具有顯著的經(jīng)濟效益、社會效益和深遠的政治意義。