低壓條件下滴灌帶灌水均勻系數實驗研究

吳剛 羅川

【摘要】滴灌是當前各種灌水方式中灌水效率最高、耗水量最小的一種灌水技術，具有節水、增產、提質、高效等優點，已廣泛應用于多種糧經作物中。但目前滴灌技術投資相對較高，制約了其應用和推廣，降低系統的工作壓力能有效降低滴灌工程的成本，因此，低壓滴灌是未來灌溉技術發展的重要方向。

【關鍵詞】低壓;滴灌帶;灌水均勻系數

微灌均勻系數是微灌系統設計及衡量系統灌水質量的重要指標，灌水均勻系數有多種表達式或計算方法，包括均勻系數、分布均勻系數、統計均勻度、流量變差率等。在田間，影響灌水均勻系數的因素較多，如灌水器工作壓力的變化、灌水器制造偏差、堵塞情況、水溫變化、微地形變化、滴灌帶長度等。基于此，本文對低壓條件下滴灌帶灌水均勻系數實驗進行了詳細的論述。

一、滴灌帶概述

我國自1974年引進滴灌技術。目前，國際普遍流行的滴灌灌水器是一體化滴灌帶（管），即滴頭和滴灌管結合成一體。這類灌水器安裝方便，滴頭的水力性能、抗堵性能、調節性能及出水均勻性方面都很強。

滴灌帶是利用塑料管（滴灌管引）道將水通過直徑約10mm毛管上的孔口或滴頭送到作物根部進行局部灌溉。它是通過出流孔口非常小入的滴頭或滴灌帶，把水一滴一滴地均勻而緩慢地滴在作物根部附近的土壤中。滴灌帶分為貼片式滴灌帶、內嵌圓柱式滴灌管、迷宮式滴灌帶、藍色軌道滴灌帶。

二、材料與方法

試驗選取了4種迷宮式滴灌帶及2種內鑲式滴灌帶六種常用產品。選取7種地形坡度（-1%、-0.6%、-0.3%、0、0.3%、0.6%、1%）、4種鋪設長度（60、80、100、120m）及4種進口壓力水頭（2、4、6、8m）三個因素開展試驗研究。試驗裝置首部為220L塑料水箱，將潛水泵置于其中，滴灌帶鋪設在自制的角鐵槽連接件內，每隔3m設一調節桿支座，作為鍍鋅角鐵連接件的調坡控制點，通過調整支座高程來控制鋪設坡度，以調整滴灌帶鋪設坡度，水平坡度用自動安平水準儀校核。從滴灌帶首端開始每隔3m設一固定取水點，壓力大小由首部壓力表控制，測試時間為20min，在測試時間完成后將取水點的取水器取下，用量筒測出水量，每個組合重復3次，進行均勻系數平均值計算。

三、結果與分析

（1）滴灌帶鋪設長度對均勻系數的影響。當6個規格滴灌帶在0坡度、進口壓力分別為2、4、6、8m時，不同滴灌帶鋪設長度對均勻系數的影響。在相同壓力下，滴灌帶灌水均勻系數隨著滴灌帶鋪設長度的增大而降低。隨滴灌帶鋪設長度增加（60～120m），灌水均勻系數降低的幅度和各規格滴灌帶灌水器流量的大小有關。因此，在低壓0坡時，滴灌帶額定流量越大，隨滴灌帶長度增加其灌水均勻系數下降幅度也越大。

（2）滴灌帶進口壓力水頭對灌水均勻系數的影響。當滴灌帶鋪設坡度為0°時，滴灌帶鋪設長度分別為60、80、100、120m條件下，滴灌帶不同進口壓力水頭對灌水均勻系數的影響。總體上而言，低壓0坡度情況下，當滴灌帶鋪設長度從60～120m變化時，隨著進口壓力的增大，各規格滴灌帶均勻系數也有所增加，但增加的幅度不同。進口壓力相同時，對于同一規格滴灌帶而言，鋪設長度較小時的灌水均勻系數更高。在滴灌帶鋪設長度較長時（大于100m），相同進口壓力下，不同規格滴灌帶的灌水均勻系數存在顯著的差異，這表明在低壓條件下，當滴灌帶鋪設長度較大時，滴灌帶的規格類型（或自有屬性特征，如額定流量、制造偏差等）對滴灌帶的灌水均勻系數存在顯著影響，也說明了低壓條件下，當滴灌帶鋪設長度較大時選取滴灌帶規格類型的重要性。

（3）滴灌帶鋪設坡度對灌水均勻系數的影響。圖1給出在滴灌帶鋪設長度為120m、不同進口壓力（2～8m）、不同坡度時的灌水均勻系數。

從圖1中可知，在不同壓力下，坡度從逆坡-1%到順坡1%變化時，灌水均勻系數呈逐漸增加的趨勢。在滴灌帶進口壓力為2～4m時，滴灌帶鋪設坡度對灌水均勻系數有很大影響，坡度從逆坡-1%～-0.3%變化時，灌水均勻系數增加且幅度較大，其中B1在2m壓力時，均勻系數差值比率最大到達20%，最小的A1灌水均勻系數差值比率也達到10.8%，但當滴灌帶進口壓力大于4m時，均勻系數差值較小，最大的C2為6.3%，這是因在較低壓力下，滴灌帶坡差所產生的水頭在滴灌帶各點總水頭中的比重很大，當坡差較大時，坡差對滴灌器工作壓力產生很大影響，就會引起灌水均勻系數較大的變化。滴灌帶進口壓力在2～8m范圍，坡度從0～1%順坡變化時，灌水均勻系數隨坡度變化不大，主要原因是當壓力降低時灌水器出流量也減小，從而滴灌帶中的水流量也減小，使水頭損失減小，最終導致灌水均勻系數的變化不大。

參考文獻：

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