荒漠墾區滴灌工程應用探討

□胡偉（新疆瑪納斯河流域管理局）

荒漠墾區滴灌工程應用探討

□胡偉（新疆瑪納斯河流域管理局）

為確保后續造林工作的順利開展，文章結合工程實例，對擬建防護林配套建設防護林灌溉工程，在滴灌技術的實施過程中，通過不同滴灌系統的試驗比較，選取適宜的管網布置形式、滴灌管的設計等，有效提高滴灌系統工作效率，積累滴灌經驗，開展高效節水技術推廣工作。

干旱地區；荒漠墾區；滴灌工程

1 工程概況

新疆深居亞歐大陸腹地，遠離海洋，“三山夾二盆”的地理格局形成了我國最大的干旱、極端干旱區，是全國沙化土地面積最大、分布最廣、風沙危害最為嚴重的地區。新疆烏恰縣各居民點片狀分布在自然條件最差的荒漠墾區和山區，國家重點生態建設工程在烏恰縣的實施，使地區林業生態建設步入跨越式發展階段。通過重點林業工程的實施，可從重點建設工程中積累造林技術和管理經驗，對加速地區林業健康、快速發展產生積極影響。而造林工程的先決條件是需要充足的灌溉用水，只有滿足了灌溉要求，才能保證樹木的成活。為此，烏恰縣計劃對擬建防護林配套建設防護林灌溉工程，以確保后續造林工作的順利開展。

2 供需水平衡分析

2.1 設計水平年

本工程現狀年為2014年，設計水平年為2017年。

2.2 設計灌溉保證率

根據《灌溉與排水工程技術規范》規定，干旱地區以旱作物為主的灌溉設計保證率P=50%～75%，本次工程灌溉保證率按75%計算。

2.3 可供水量分析

本次水量平衡節點選擇在干渠進水口位置，供水量是根據克孜勒蘇水文水資源勘測局編寫的《新疆烏恰縣康蘇水庫工程水文分析計算報告》中P=75%時根據灌溉面積分攤，此次灌區從渠首引水量為1 750萬m3。

2.4 農業灌溉需水量計算

現狀年江吉爾干渠灌區灌溉面積為2 000 hm2。通過本次工程的新建，設計年江吉爾干渠灌區灌溉面積達到2 120 hm2。

表1 江吉爾干渠灌區作物灌溉面積及種植結構表

2.5 灌溉制度

依據烏恰縣豐產灌溉經驗，并參照國家規范，結合當地氣候、土壤、水資源及作物種類和自然條件，制定出該項目區農作物現狀年和設計水平年的灌溉制度。

2.6 設計灌水率

根據灌區作物灌溉制度及作物種植比例，根據計算出的灌區作物灌水率，繪制初步灌水率圖。為便于灌區用水管理和工程管理，在不影響作物需水量的前提下，對初步灌水率圖進行修正。從圖1可看出，灌區灌水高峰期主要集中在6-7月，期間灌水率較大。根據《灌溉與排水工程設計規范》（GB502888-99），以累計30 d以上的最大灌水率為設計灌水率，短期峰值應不大于設計灌水率的120%。經灌水率圖修正后，得到灌區現狀年灌水率qx=0.32 m3/（s·hm2），設計水平年灌水率qs=0.31 m3/（s·hm2）。

根據計算，并考慮到灌區渠道的實際管理水平及蒸發損失等因素，對計算值適當降低后，確定出現狀年和設計水平年江吉爾干渠和所屬的渠道水利用系數。在此需特別說明的是項目區內除本次新建防護林灌溉系統為滴灌外，其余控灌耕地灌溉方式均不發生變化，即均為地面灌，因此除本次新建滴灌系統灌溉水利用系數發生變化外，其余控灌耕地的灌溉水利用系數在現狀年和設計水平年均不改變。

圖1 設計水平年（2017年）灌水率圖

3 .滴灌工程設計

3.1 基本情況

本次建設自壓灌溉供水系統主要為項目區內后期擬建防護林供水，根據烏恰縣政府規劃，擬建防護林樹種為楊樹，防護林種植模式為2 m×2 m，防護林位于S309省道南北兩側，距離省道為50 m，防護林寬度為50 m，總面積為117.73 hm2。自壓灌溉系統灌溉水源采用黑孜葦鄉江吉爾干渠水，康蘇江吉爾干渠設計流量為1.12 m3/s，此次引水段渠道為現澆混凝土矩形渠道，渠道斷面尺寸為口寬1.50 m，深0.90 m。根據測量資料和實地勘察，項目區內地勢由西北向東南傾斜，南北平均坡降為20‰，西東坡降平均為25‰，本設計南北、東西坡降按均勻坡考慮。

3.1.1 系統構成

本次項目為自壓滴灌工程建設，系統構成如下：自壓系統首部沉沙池→過濾間→系統主干管（地埋PE管）→田間系統分干管（地埋PE管）→田間系統支管（地面PE管）→滴灌管→滴頭。

3.1.2 輸配水管網

本工程輸配水管網包括主干管、分干管、支管和滴灌管。支管、滴灌管控制的灌溉范圍為一個灌水小區，滴灌管沿防護林種植的東西方向鋪設，滴灌管、支管、分干管依次相互垂直；主干管、分干管采用0.80 MPa的PE管以地埋形式鋪設；支管、滴灌管均鋪設于地面，支管選用0.40 MPa PE管，垂直于分干管，單邊布置，支管的間距是由毛管的鋪設長度決定的。

3.1.3 種植模式

本次項目區內后期擬建防護林規劃種植楊樹，種植模式為2 m×2 m。根據項目區氣候條件及種植模式，確定此次項目滴灌管采用一管一行鋪設。

3.1.4 灌水器的選擇

防護林的種植模式為株距2 m，行距2 m，根據防護林的株、行距配置，土壤條件，防護林樹木根系的活動范圍選定滴灌管的參數，根據土壤質地，選用一管一行。滴灌管選用de20的滴灌管，滴灌管鋪設間距2 m，滴灌管的主要參數為：直徑20 mm，工作水頭5～40 m，滴頭采用壓力補償式滴頭，滴頭出水量6 L/h，樹木株距為2 m，一棵樹木布置兩個滴頭，兩個滴頭之間距離0.50 m，則滴灌管上滴頭平均間距1 m。

3.1.5 系統水源

自壓灌溉系統灌溉水源采用黑孜葦鄉江吉爾干渠渠水，江吉爾干渠設計流量為1.12 m3/s。江吉爾干渠從康蘇河引水渠首引水。康蘇河引水渠首處多年平均懸移質輸沙量48.30×104t；推移質輸沙量按懸移質輸沙量估算，取折算系數0.23，估算多年平均推移質輸沙量為10.90×104t。康蘇河引水渠首多年平均全沙輸沙量59.20×104t。

3.2 田間布置形式

項目區田間種植作物為楊樹，布置形式均為株行距為2 m× 2 m，防護林沿道路東西向種植，滴灌管單側布置，一管一行，滴灌管間距2 m。詳見圖2所示。灌管垂直于支管順坡單側布置（但部分支管在改變滴灌管鋪設方向時需雙側布置滴灌管）。

圖2 滴灌管及滴頭布置圖

3.3 滴灌管設計

本系統東西坡降為25‰，需考慮地形坡差的影響因素，則按照《滴灌工程設計手冊》有關公式計算。毛管極限長度的確定：順坡Lm=S（Nm-1）+S0=1.0×（131-1）+0.5=130.50 m，逆坡Lm=S（Nm-1）+S0=1.00×（55-1）+0.50=54.50 m。根據地塊的實際長度，考慮灌水均勻度等因素，并結合近幾年項目區生產實際的觀測和調查總結，毛管順坡單向鋪設，該系統毛管順坡方向長度為60 m。根據輪灌制度和條田長度確定支管長度。受地塊尺寸限制，該系統支管長度為50 m。分干管平行毛管布置，本次項目共計2根分干管。

4 結語

文章通過結合某荒漠墾區和山區為例，針對該山區干旱情況，通過造林工程，增加森林覆蓋率，不斷改善區域生態環境。同時通過道路防護林配套灌溉工程的實施對改善項目區生態環境、促進地區經濟發展將產生積極而深遠的影響。

［1］王蕾.番茄滴灌規劃設計應用實例分析［J］.水利技術監督，2011（2）：58-60.

［2］韓秀，劉國強.滴灌帶在巴楚總干渠混凝土板養護中的應用［J］.水利規劃與設計，2009（3）：37-38.

［3］牛根在，陳杰.干旱山區應用滴灌技術助農增收［J］.現代農業，2015（1）：18.

S275.6

B

1673-8853（2017）06-0071-02

2017-04-14

編輯：符蕾

胡偉（1982-），工程師，主要從事水利工程工作。