設施蔬菜膜下滴灌水肥一體化工程技術規范

宮彬彬　吳曉蕾　王寧　李威　高洪波

摘 ? ?要： 針對設施蔬菜產業發展需要，在試驗研究的基礎上，制定了設施蔬菜膜下滴灌水肥一體化工程技術規范，主要內容包括規定了設施蔬菜水肥一體化工程規劃、設計總體要求、膜下滴灌節水灌溉制度設計、灌溉系統組成、系統水力設計和系統運行管理等方面。該項規范可為設施蔬菜膜下滴灌水肥一體化工程的標準化、規范化提供參考。

關鍵詞： 蔬菜; 設施; 滴灌; 水肥一體化; 技術規范

滴灌水肥一體化系統是我國節水農業的重要技術，近幾年，隨著河北省設施蔬菜產業的飛速發展，使這項技術得到了大范圍的推廣。但與水肥一體化設備的使用面積逐年增加所不協調的是設施蔬菜膜下滴灌水肥一體化工程技術還缺乏規范的指導。河北農業大學相關科研人員在積累多年試驗示范經驗的基礎上制定了設施蔬菜膜下滴灌水肥一體化工程技術規范，該技術規范于2018年12月13日經河北省市場監督管理局批準發布實施（標準編號DB13/T2878—2018），為設施蔬菜膜下滴灌水肥一體化提供科學依據和技術保障，對實現河北省設施蔬菜節水節肥和農業精準化的可持續發展具有重要作用。

1 規劃設計總體要求

1.1 基本資料收集

工程所在地區的降水、蒸發、氣溫、濕度、日照、積溫、無霜期、風速風向、凍土深度、氣象災害等與灌溉密切相關的農業氣象資料。工程所在區域的水資源狀況、水利工程現狀。項目區灌溉水量平衡分析。灌溉工程控制區的設施農業布置與種植作物布局情況。

1.2 膜下滴灌設計標準

膜下滴灌工程灌溉水利用系數取0.9。設計灌水均勻系數不小于0.8。膜下滴灌工程設計保證率85%以上。

2 膜下滴灌節水灌溉制度設計

2.1 最小土壤濕潤比與計劃濕潤層深度

最小土壤濕潤比與計劃濕潤層深度根據作物種類、種植方式等確定，也可按表1選取[1-3]。

2.2 設計耗水強度

設計耗水強度應根據當地作物灌溉試驗資料確定;無灌溉試驗資料時，可參考鄰近地區資料。無資料時可按表2適當選取[4-5]。

3 膜下滴灌系統組成

3.1 水源工程

水源可選擇地表水或收集的雨水、地下水。地表水應先進行經攔污柵、沉淀池等預處理，再經首部處理后，應符合GB/T 5084—2005和GB/T 50485—2009中的規定。地下水經首部處理后，應符合GB/T 5084—2005和GB/T 50485—2009的規定。水源進入首部樞紐之前水壓應保障在0.3～0.5 MPa。

3.2 首部樞紐及兩級過濾器安裝

3.2.1 首部樞紐 一般安裝在水源附近，進水端直接與水泵出水口相連，出水端與供水管網相連。3.2.2 安裝兩級過濾器 容量應超過滴灌系統總流量的20%。水質較差的水源一級過濾器采用砂石過濾器，水質較好的水源可采用旋流水砂分離過濾器。過濾器需能過濾掉大于灌水器流道尺寸1/10粒徑雜質。二級過濾器采用疊片或網式過濾器，120～200目（篩孔尺寸0.075～0.125 mm，下同）。采用水溶肥施肥時二級首部樞紐過濾器應設置一級120～200目疊片過濾器;采用有機肥濾清液施肥時應設置50目+80目+120目的三級過濾器。

3.2.3 施肥裝置 用于有壓給水管路，規格型號應與種植要求以及所在管段管道的規格型號相配套。灌溉面積較小時可采用活塞注肥泵，灌溉面積較大時可采用隔膜式注肥泵或全自動施肥機。容積必須與肥液濃度相適應。

3.2.4 控制閥、壓力表和水表 控制閥額定參數應大于或等于系統設計工作參數;壓力表和水表量程取系統設計工作參數的1.25倍以上;規格型號應與所在管段管道的規格型號相配套。（1）在干管進口處設置控制閘閥。（2）在首部與供水管連接處和施肥裝置與灌溉水源連接處設置截止閥。（3）在水泵出水口和供水管與施肥裝置之間設置逆止閥。（4）在水泵出水側的主干管上設置安全閥。（5）在首部最高點設置排氣閥。 在首部樞紐進水口、各組過濾器進、出水口，以及施肥裝置進、出水口應分別設置壓力表。水表一般安裝在首部樞紐過濾器之后的干管上。也可根據需要在分干管、支管進口處設置水表。

3.3 供水管網

3.3.1 布置原則 滴灌管網應根據水源位置、地形、地塊等情況分級，一般應由干管、支管和毛管三級組成。管網布置應使管道總長度短，少穿越其他障礙物。毛管順作物種植行布置，毛管上級管路垂直于作物種植行布置。支管應均勻分布，供水面積相等[7]。

3.3.2 管網安裝 支管以上各級管道的首端宜設控制閥。在干、支管的末端應設沖洗排水閥。在直徑大于50 mm的管道末端、變坡、轉彎、分岔和閥門處，應設鎮墩。PE管材支管可沿地面鋪設，呈“S”形鋪設。PVC支管應埋入地下，埋設深度應根據土壤凍層深度確定。干、支管管頂覆土厚度需大于60 cm。

3.4 灌水器

3.4.1 灌水器規格 灌水器產品質量要滿足GB/T 19812.3—2017和GB/T 19812.2—2017相關標準規定。滴灌管（帶）鋪設于地表的地膜下，滴灌管（帶）的出水口應朝上，需要將地膜與滴灌管（帶）貼合或淺埋（≤5 cm）。

3.4.2 供水壓力 非壓力補償滴灌管（帶）工作水頭應在0.05～0.2 MPa設置。立體栽培設備可使用壓力補償滴灌管（帶），壓力補償滴灌管（帶）工作水頭應在0.1～0.4 MPa設置。

4 膜下滴灌系統水力設計

4.1 水頭損失計算

膜下滴灌系統管網水頭損失計算設計參照GB/T50485—2009相關規定執行。

4.2 設計流量與設計水頭

膜下滴灌系統管網設計流量與設計水頭設計參照GB/T50485—2009相關規定執行。

4.3 節點壓力均衡校核

膜下滴灌系統管網節點壓力均衡校核設計參照GB/T50485—2009相關規定執行。

5 膜下滴灌系統運行、管理

5.1 系統試運行

試運行前需進行主管道水壓試驗。試壓的水壓力應大于管道設計壓力的1.25倍，并保持10 min，管道不應發生爆裂、脫落等。

5.2 系統清洗

系統在使用前需徹底清洗。清洗順序可按照干管-支管-毛管進行。

5.3 系統運行

系統應依據本標準5膜下滴灌節水灌溉制度中所確定的單次灌水量，灌水周期和灌水延續時間等參數進行運行管理。

5.4 系統日常維護

5.4.1 日常管理 當過濾器進出口壓力差大于0.035～0.07 Mpa時，需對過濾器進行清洗。水表流量減少時，需檢查主管、過濾器或滴頭是否堵塞。嚴格按照滴灌系統設計的輪灌方式灌水，當一個輪灌小區灌溉結束后，應先開啟下一個輪灌組，再關閉當前輪灌組。灌溉系統維護時間可參照表4執行。

5.4.2 系統運行 灌溉施肥方案一般按照“清水-肥水-清水”的模式運行，先進行10 min的清水灌溉，在進行肥水灌溉，在灌溉停止前30 min停肥，滴30 min清水沖洗系統。

參考文獻

[1] 黃文敏，李思訓，武艷榮.水肥一體化灌溉施肥制度研究[J]. 西北園藝，2018（9）： 54-56.

[2] 劉金盛 ，唐士清.保護地蔬菜灌溉制度探討[J]. 黑龍江水利科技，2002，30（2）： 121.

[3] 劉學軍，張上寧，何寶銀.日光溫室番茄滴灌灌溉制度試驗研究[J]. 水資源與水工程學報，2010，21（3）： 21-24.

[4] 張自坤，劉作新，張穎，等.日光溫室黃瓜地下滴灌灌溉制度的試驗研究[J].干旱地區農業研究，2008，26 （6）： 76-81.

[5] 張上寧，何寶銀，郭鎮福，等.日光溫室菜豆滴灌灌溉制度試驗研究[J].寧夏農林科技，2010（2）： 16-18.

[6] 張西平，趙勝利，劉宏權，等.日光溫室黃瓜膜下滴灌灌溉制度的試驗研究[J].灌溉排水學報，2010，29（1）： 53-55.

[7] 張承林.水肥一體化技術[M].北京：中國農業出版社，2012.