節(jié)水滴灌工程在西北山區(qū)的應(yīng)用

□孫　凱（綏中縣水利技術(shù)推廣站）

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節(jié)水滴灌工程在西北山區(qū)的應(yīng)用

□孫凱（綏中縣水利技術(shù)推廣站）

摘要：我國(guó)西北山區(qū)因?yàn)榈乩?、自然等因?當(dāng)?shù)厮Y源非常缺乏,為了大力發(fā)展農(nóng)業(yè)，提高山區(qū)農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入，及保障人民日常生活，西北山區(qū)政府正大力推行節(jié)水滴灌工程。文章從節(jié)水滴灌的概念出發(fā)，分析了節(jié)水滴灌工程對(duì)于缺水地區(qū)果樹(shù)種植的重要作用，并以綏中縣大王廟鎮(zhèn)水泉溝村果樹(shù)節(jié)水灌溉工程為例具體分析了工程的設(shè)計(jì)應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：節(jié)水滴灌；實(shí)用性；工程設(shè)計(jì)

0　前言

我國(guó)是一個(gè)缺水的國(guó)家，尤其是在西北山區(qū)，因?yàn)檫@些地理、自然等因素，當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展落后，經(jīng)濟(jì)條件比較低。考慮到西北山區(qū)的自然條件，果樹(shù)種植的條件非常適宜。鑒于此，為了大力發(fā)展果樹(shù)種植業(yè)，提高經(jīng)濟(jì)狀況，改變當(dāng)?shù)刎毨浜蟮木置?，采用?jié)水滴灌技術(shù)，一方面有效利用水資源，另一方面能推動(dòng)節(jié)水技術(shù)的優(yōu)化更新。

1　節(jié)水滴灌概述

當(dāng)前應(yīng)用比較多的節(jié)水灌溉技術(shù)主要有噴灌技術(shù)、滴灌技術(shù)。噴灌技術(shù)主要適用于水資源比較豐富的地區(qū)，而滴灌技術(shù)主要適用于水資源稀缺的地區(qū)。滴灌技術(shù)是通過(guò)滴水管把植物所需的水和養(yǎng)分一滴滴地、均勻地滴入土壤中的灌溉技術(shù)。滴灌的主要特點(diǎn)是：一是對(duì)土壤結(jié)構(gòu)不會(huì)造成破壞，影響作物需要的空氣、養(yǎng)分等；二是灌溉量小，持續(xù)周期長(zhǎng)；三是壓力小，水資源浪費(fèi)少。

2　節(jié)水滴灌工程對(duì)缺水地區(qū)果樹(shù)種植的重要作用

滴灌技術(shù)主要是運(yùn)用在水資源比較少的干旱地區(qū)，通過(guò)滴水管將植物所需要的水和養(yǎng)分滴入土壤，滿(mǎn)足植物生長(zhǎng)所需。在中國(guó)西北地區(qū)發(fā)展節(jié)水滴灌工程進(jìn)行果樹(shù)種植有著非常重要的作用。

保證水資源的利用率。西北地區(qū)屬于干旱地區(qū)，水資源稀缺，發(fā)展果樹(shù)種植業(yè)需要大量的水資源進(jìn)行灌溉，顯然噴灌技術(shù)不適宜當(dāng)?shù)貤l件。采用滴灌技術(shù)，通過(guò)鋪設(shè)滴水管，將果樹(shù)所需的水和養(yǎng)分滴入土壤，能夠非常有效地滿(mǎn)足果樹(shù)生長(zhǎng)所需，并且能夠保證水資源的充分利用。

有利于節(jié)約成本。采用滴灌技術(shù)對(duì)于水資源能夠進(jìn)行有效地利用，大大地節(jié)約了水成本，而且通過(guò)滴水管滴灌不需要大量的人力，能夠有利于勞動(dòng)力資源的節(jié)約。所以采用滴管技術(shù)對(duì)于西北干旱地區(qū)的果樹(shù)種植來(lái)說(shuō)，非常經(jīng)濟(jì)實(shí)用。

3　節(jié)水滴灌工程在西北山區(qū)的具體應(yīng)用設(shè)計(jì)

3.1當(dāng)?shù)厍闆r

綏中縣大王廟鎮(zhèn)水泉溝村地屬溫暖帶，屬大陸性半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，多年來(lái)平均降雨量615.90 mm，降雨量分布不均，主要集中在6-9月份。每年平均氣溫在8－9℃，濕度60%，最大凍層1.10 m，日照時(shí)間2760 h。土壤類(lèi)別為沙壤土、棕壤土，土壤干密度為1.42 g/cm3，田間持水量22%，入滲速度12 mm/h。

區(qū)內(nèi)主要種植果樹(shù)，但由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基本條件低下，依然是人種天養(yǎng)、廣種薄收的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，經(jīng)常是在大旱大減產(chǎn)、小旱小減產(chǎn)、風(fēng)調(diào)雨順增點(diǎn)產(chǎn)的狀態(tài)。

3.2工程概況

為了解決此問(wèn)題，實(shí)行節(jié)水灌溉項(xiàng)目。項(xiàng)目計(jì)劃新建井房1座、方塘1座，上水管路832 m，配水管路3910 m，出水栓43個(gè)，灌溉果樹(shù)面積49.33 hm2。由于項(xiàng)目區(qū)所在地地勢(shì)平緩，自然落差較小，不適宜采用蓄水池利用自然高差自流灌溉，所以該工程采用直灌的運(yùn)行方式，是用水泵將水由方塘抽到山上直接利用配水支管進(jìn)行灌溉，管網(wǎng)布置如下，1條上水管路配6條配水支管，每條配水支管路上每隔50 m設(shè)一個(gè)出水栓，由群眾自配軟管與出水栓相連，將水輸送至滴灌地點(diǎn)。

3.3工程設(shè)計(jì)

3.3.1供水灌溉管網(wǎng)設(shè)計(jì)

根據(jù)多年經(jīng)驗(yàn)及設(shè)計(jì)規(guī)范等資料選定灌溉工作制度，通過(guò)壓力管路將水輸送至每條配水支管，支配水管路每相隔50m設(shè)置一處出水栓，由群眾自配塑料軟管與出水栓相連，將水輸送至灌溉地點(diǎn)。為了工程規(guī)劃合理，對(duì)管線(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)勘測(cè)。

3.3.1.1設(shè)計(jì)灌水定額的確定

果樹(shù)有兩個(gè)需水關(guān)鍵期，一個(gè)是果實(shí)膨大期，該時(shí)期充足的水分供應(yīng)，可使果實(shí)體積充分長(zhǎng)大；另一個(gè)是果實(shí)灌漿期，在夏末秋初，至少每?jī)芍芄喔?次，該時(shí)期能耐受的最長(zhǎng)的干旱脅迫時(shí)間為3周，否則樹(shù)體會(huì)受害，導(dǎo)致落果，嚴(yán)重時(shí)會(huì)減產(chǎn)一半。一般認(rèn)為，果園土壤的含水量在土壤最大田間持水量的60%～80%時(shí)，最適宜果樹(shù)的生長(zhǎng)發(fā)育，當(dāng)?shù)陀?0%時(shí)應(yīng)進(jìn)行灌水,果樹(shù)灌溉制度，見(jiàn)表1。

表1　果樹(shù)灌溉制度表

根據(jù)實(shí)際需要，需修建1座方塘，修建1處泵站，即可達(dá)到灌溉目的。

3.3.1.2配水管道設(shè)計(jì)流量的確定（見(jiàn)表2）

Q=mA/(Ttη)

式中：m—灌水定額（m3/hm2）；A—控制面積；T—灌水周期，項(xiàng)目區(qū)根據(jù)當(dāng)?shù)囟嗄旯喔冉?jīng)驗(yàn)和群眾意愿，總灌水周期取為20 d；t—每天灌水時(shí)數(shù)取22 h。

表2　管路設(shè)計(jì)流量計(jì)算表

3.3.1.3上水及配水管路管徑的確定

上水管路采用PE管材，總長(zhǎng)832 m。

根據(jù)公式：d=1.13×(Q/V)0.50

公式中：d—管道內(nèi)徑m；Q—管道設(shè)計(jì)流量m3/s；V—管道內(nèi)適宜流速，取1.50 m/s。

配水管路采用PE管，總長(zhǎng)3910 m（詳見(jiàn)管路工程量表3），每隔50 m設(shè)一個(gè)出水栓，共43個(gè)出水栓。

表3　管徑計(jì)算表

3.3.1.4設(shè)計(jì)水頭損失計(jì)算及水泵選型

根據(jù)公式：hf=f×(L×Qm/db)

式中：hf—沿程水頭損失(m)；L—管線(xiàn)長(zhǎng)度(m)；Q—相應(yīng)管段流量(m3/h)；d—相應(yīng)管段管徑(mm)。f鐵=6.25×105m鐵=1.90 b鐵=5.10f塑=0.95×105m塑=1.77b塑=4.77

根據(jù)長(zhǎng)管的局部水頭損失等于沿程損失的5%，局部水頭損失采用：hj=hf×5%，見(jiàn)表4。

3.3.1.5管材選用

表4　網(wǎng)戶(hù)新立項(xiàng)目區(qū)水力計(jì)算表

考慮到地形變化、經(jīng)濟(jì)要求、安裝方便、容易維修等因素，確定采用PE管材。壓力要求：上水主管路承壓要求0.80 MPa，配水管路0.60 MPa。采用標(biāo)準(zhǔn)：φ110及以上管材采用PE100級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，φ90（含）及以下管材采用PE63級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。管路長(zhǎng)度可由現(xiàn)場(chǎng)具體情況作適當(dāng)調(diào)整，見(jiàn)表5。

表5　管路工程統(tǒng)計(jì)表

3.3.2管路土方開(kāi)挖與回填

考慮地區(qū)凍層及管網(wǎng)安裝工藝流程，管溝開(kāi)挖深度為1.20 m,寬為0.80 m，可視現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況采用人工或機(jī)械，本設(shè)計(jì)采用機(jī)械開(kāi)挖，做好管網(wǎng)排水設(shè)施。管路回填土應(yīng)予以夯實(shí)，以不影響耕作。

4　結(jié)語(yǔ)

節(jié)水滴灌工程對(duì)于干旱缺水的西北山區(qū)來(lái)說(shuō)具有非常重要的作用，能夠有效地實(shí)現(xiàn)水資源的利用，并且能夠促進(jìn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，改善當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)狀況，提高當(dāng)?shù)厝嗣裆钏健９?jié)水滴灌工程的建設(shè)非常復(fù)雜，必須根據(jù)具體實(shí)際，在管道鋪設(shè)、水庫(kù)建設(shè)等充分考慮實(shí)際條件，使資源利用率達(dá)到最高。此外，還需要國(guó)家和相關(guān)部門(mén)加大對(duì)西北地區(qū)節(jié)水滴灌工程的投入力度，通過(guò)政府力量推動(dòng)節(jié)水滴灌工程在西北山區(qū)的應(yīng)用推廣。

（責(zé)任編輯：劉青）

收稿日期：2015-12-31

中圖分類(lèi)號(hào)：S274

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1673-8853（2016）03-0034-02