淺談如何選擇膜下滴灌工程設計主要參數

熱米拉?塔什珀拉提

【摘要】滴灌技術為干旱地區發展現代化高效節水農業，改善生態環境開辟了一條新路，為緩解我區旱情，改善生態環境發揮了積極作用。但滴灌設施投入高，設備選型和系統規劃設計不夠科學合理，影響了膜下滴灌效益的發揮，制約著該技術進一步發展。現就棉花膜下滴灌工程設計中幾個主要參數選擇談幾點意見。

【關鍵詞】滴頭流量；滴頭間距；確定；土壤濕潤比；耗水強度；深度

【Abstract】Drip irrigation technology for arid regions to develop modern and efficient water-saving agriculture， improve the ecological environment has opened up a new road， played a positive role to ease the drought of our region， improve the ecological environment. Drip irrigation facilities investment， equipment selection and system planning and design is not enough scientific and rational， affect the effective play of drip irrigation， restricting the further development of the technology. On a few comments on several key parameters in the cotton drip irrigation engineering design.

【Key words】Emitter flow；Emitter spacing；Determine；Soil moisture ratio；Water consumption；Epth

滴頭流量；滴頭間距；確定；土壤濕潤比；耗水強度；深度

新疆是我國嚴重的干旱區之一，農業生產的突出特點是荒漠綠洲，灌溉農業，水資源短缺，成為制約該地區農業生產可持續發展和生態環境改善的瓶頸。滴灌技術為干旱地區發展現代化高效節水農業，改善生態環境開辟了一條新路，為緩解我區旱情，改善生態環境發揮了積極作用。但滴灌設施投入高，設備選型和系統規劃設計不夠科學合理，影響了膜下滴灌效益的發揮，制約著該技術進一步發展。現就棉花膜下滴灌工程設計中幾個主要參數選擇談幾點意見。

1. 滴頭流量和滴頭間距

通過幾年來對不同滴頭流量，不同土質條件下的土壤水分運動規律研究可以看出，重壤土的土壤水分分布形狀如同一個“碗”，滴水點處水分增量最大，越向深處越小，濕潤峰的寬深比較大。在一定水量下，流量越大，濕潤深度越淺，濕潤寬度越大（圖1、圖2、圖3）。當滴頭流量達到3升/小時，地表出現徑流跡象。對中壤土來說，在滴水量相同時，滴頭流量越大，濕潤寬度就越大，而濕潤深度差別不大（圖4、圖5、圖6）。當滴頭流量大于3升/小時，開始出現徑流跡象，當滴頭流量為4升/小時，徑流更加明顯。對砂土而言，土壤水分主要以垂直入滲為主，當滴水量達到4升時，砂土濕潤深度可達60厘米，此時地表濕潤寬度為35厘米左右（圖7、圖8）。

綜上所述，重壤土和中壤土滴頭流量不宜超過3升/小時，在不產生地表徑流情況下取較大值（從排鹽效果和滴頭抗堵效果考慮）。另外，根據土壤濕潤峰的變化情況，滴頭間距也沒必要太小，一般重壤土可選擇0.4～0.5米，中壤土可選擇0.4米左右。對砂土來說，滴頭流量宜選擇較大值，可取到3～4升/小時，滴頭間距不宜超過0.3米。同時，在有鹽堿的土壤上，滴頭流量的選擇，在不產生地表徑流情況下，宜取其上限值，這樣有利于在棉花根層形成淡化區，排鹽效果較好。

2. 關于滴灌帶間距確定

在滴灌系統投資中，滴灌帶投資占有相當大的比重。由圖9、圖10可以看出，在中壤土上，土壤濕潤寬度隨滴頭流量的增加而增大，滴頭最大濕潤直徑可達140cm。采用一管四行棉花布置滴灌帶，滴灌帶到最邊行棉花的距離為55～60 cm，機采棉

棉花行距配置（66+10 cm）中，滴灌帶到最邊行棉花距離只有43 cm。說明在壤土和重壤土類土壤上采用“一管四行”方式布置滴灌帶是完全可行的，這樣滴灌帶間距可由原來90 cm，增加到120 cm左右，每畝滴灌帶用量可減少1/3，可充分發揮滴灌系統的效益，有效降低滴灌設施投入。

3. 關于土壤濕潤比

土壤濕潤比是指在土壤計劃濕潤層內，濕潤土體與總土體的比值。在田間由于滴頭流量和滴水量及土壤質地的變化，其濕潤比是有差異的，通過試驗和計算分析，三種土壤膜下滴灌棉花花鈴期平均土壤濕潤比為63%。因此，在滴灌工程設計中，壤土類土壤上棉花花鈴期膜下滴灌濕潤比取60～65%較適宜，重壤土取上限值，砂土和砂壤土取下限值。

4. 最大日耗水強度

根據多年實測資料，在新疆北疆，不同土壤膜下滴灌棉花花鈴期平均日耗水率為4.5～5.1mm（表1）。因此，在該地區棉花膜下滴灌工程設計中，棉花最大日耗水強度取4.5～5mm/d較適宜，其它地區棉花最大日耗水強度，可采用當地實測值確定，沒有實測資料可參考氣候類似地區資料確定，也可用彭曼公式求得。

5. 計劃濕潤土層深度

膜下滴灌不僅濕潤區域小，而且濕潤深度也遠比常規溝灌淺，屬于淺層灌溉。根據大量土壤水分監測結果分析，在棉花膜下滴灌合理灌溉制度下，滴灌的土壤濕潤深度基本在60cm以內，而溝灌一般都在100cm以下。從土壤水分消耗來看，膜下滴灌60cm土層以內土壤含水量分布有波動（發生變化），60cm深度以下，土壤含水量幾乎沒發生變化（圖11），說明60cm以下土層水分幾乎沒有消耗。因此，膜下滴灌棉花最大計劃濕潤層深度不宜超過60cm。一般取50～60cm較適宜。

6. 土壤適宜含水率上、下限

滴灌設計中所指的土壤適宜含水率上、下限是指滿足棉花花鈴期需水要求，土壤適宜含水率上、下限值，一般用占田間持水率的百分數表示。對常規溝細灌土壤適宜含水率上、下限一般取田間持水率的100%和60%。膜下滴灌是一種控制灌溉，可適時適量控制滴灌水量，調節水分含量。通過多年試驗，土壤計劃濕潤層內土壤水分上限控制在80%～85%，下限控制在60%～65%較適宜。

7. 關于干管工作壓力的選擇

在滴灌工程設計中，干管工作壓力的選擇，直接影響到工程的投資。從滴灌系統本身工作需要來說，干管工作壓力選用0.4MPa較經濟。但采用滴灌技術后，田間已沒有任何渠道，當種植小麥等密植作物時，采用噴灌方式灌溉，干管工作壓力不夠。因此，在滴灌工程設計中，建議干管工作壓力選擇0.6MPa，而且系統的地埋管道按噴、滴灌或滴灌、管道灌共用考慮。endprint