蔣 莉

（平邑縣水利局，山東 臨沂 273300）

平邑縣疏菜大棚滴灌系統(tǒng)試區(qū)位于平邑縣卞橋鎮(zhèn)資邱村南，面積33.8hm2。蔬菜大棚東西長(zhǎng)86m，南北寬13m，每個(gè)大棚面積一般為0.11hm2。棚內(nèi)瓜菜南北向種植，西瓜1個(gè)棚內(nèi)種植4行，株距0.4m，平均行距3.2m；蔬菜1個(gè)棚內(nèi)種植22行，株距0.4m，行距0.6m。水源為機(jī)井，單井出水量60m3/h，水質(zhì)符合灌溉要求。

1 滴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)節(jié)水灌溉技術(shù)規(guī)范，考慮當(dāng)?shù)氐膶?shí)際條件和蔬菜種植情況，選用如下設(shè)計(jì)參數(shù)。

1.1 設(shè)計(jì)參數(shù)

大棚西瓜：1）設(shè)計(jì)耗水強(qiáng)度Ea，考慮夏季西瓜生長(zhǎng)，按露地栽培方式取值，Ea=5.5mm/d；2）設(shè)計(jì)土壤濕潤(rùn)比P，考慮西瓜種植行距較大，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，參考微灌技術(shù)規(guī)范，取P=20%；3）設(shè)計(jì)灌水均勻度Cu=90%；4）灌溉水利用系數(shù) η=0.95。

大棚蔬菜：1）設(shè)計(jì)耗水強(qiáng)度Ea，考慮到夏季露地蔬菜生長(zhǎng)，故按露地栽培方式取值，取Ea=5.5mm/d；2）設(shè)計(jì)土壤濕潤(rùn)比P，考慮蔬菜種植行距較小，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，參考微灌技術(shù)規(guī)范，取P=60%；3）設(shè)計(jì)灌水均勻度Cu=92%；4）灌溉水利用系數(shù)η=0.95。

1.2 滴灌灌水器

根據(jù)大棚瓜菜的種植特點(diǎn)，選用外徑為16mm、壁厚0.6mm的灌水器。額定工作壓力10m時(shí)，單滴頭流量2.7L/h，滴頭間距0.3m的內(nèi)鑲式滴灌管。

1.3 系統(tǒng)管網(wǎng)布置

典型地塊13hm2，從南到北共有4排大棚，每排東西向各有24個(gè)大棚，共96個(gè)大棚。除機(jī)井附近1個(gè)棚長(zhǎng)為79m外，其余大棚長(zhǎng)度均為86m。

從機(jī)井通過(guò)首部樞紐引出主干管，主干管總長(zhǎng)386m，主干管東西向有一段80m長(zhǎng)與一分干共用，南北向主干管沿地塊中央、大棚之間鋪設(shè)，長(zhǎng)度為276m；共設(shè)8條分干管，分別從大棚中間穿過(guò)，總長(zhǎng)度為1380m。在每個(gè)棚內(nèi)東西向1/2處，通過(guò)三通從分干管上接出一出水立管與棚內(nèi)首部樞紐連接，首部樞紐與地面支管連接，長(zhǎng)度為13m。

滴灌管因種植作物不同有兩種形式：一種是蔬菜滴灌布置形式；一種是西瓜滴灌布置形式。由于同一塊地既種植蔬菜，又輪作西瓜，蔬菜行距小于西瓜，因此在布置滴灌管時(shí)按蔬菜來(lái)考慮。

根據(jù)大棚種植蔬菜行數(shù)，在支管南北兩側(cè)雙向布置22條滴灌管，支管與滴灌管利用旁通連接，滴灌管平行作物種植行布設(shè)在小行內(nèi)，1條滴灌管控制1行蔬菜，滴灌管平均行距0.6m，單根滴灌管長(zhǎng)43m。

據(jù)上述布置，可計(jì)算出大棚滴灌的實(shí)際濕潤(rùn)比P=66.7%〉60%，故此布置滿(mǎn)足設(shè)計(jì)濕潤(rùn)比要求。

1.4 設(shè)計(jì)灌水定額及周期

經(jīng)計(jì)算：設(shè)計(jì)灌水定額m=15.9mm，即159m3/hm2，取150m3/hm2；設(shè)計(jì)灌水周期T=2.7d，取T=2.5d。

1.5 灌溉系統(tǒng)工作制度的確定

一次灌水延續(xù)時(shí)間，計(jì)算得：t=1.12h。取t=1.2h。

根據(jù)大棚瓜菜種植特點(diǎn)，灌溉系統(tǒng)采用了變頻恒壓供水系統(tǒng)，由于管網(wǎng)的壓力恒定，采取隨機(jī)供水的工作制度，單棚可隨時(shí)用水灌溉，適合一家一戶(hù)灌溉用水需要。由于出水量限制，實(shí)際操作時(shí)，同時(shí)工作的大棚個(gè)數(shù)應(yīng)根據(jù)單棚灌溉流量的大小，來(lái)控制系統(tǒng)流量不超過(guò)機(jī)井出水量。同時(shí)考慮灌溉時(shí)盡量使同時(shí)工作的大棚分布在兩條分干管上。

1.6 系統(tǒng)流量計(jì)算

1）毛管流量。計(jì)算得：Qm=2.7×43÷0.3=387L/h，2）支管流量。支管流量Q支=17.03m3/h。

根據(jù)單井出水量大小，同時(shí)工作的大棚個(gè)數(shù)應(yīng)為55÷17.03=3個(gè)。即干管流量為3×17.03=51.09m3/h。

考慮灌溉時(shí)盡量使用同時(shí)工作的大棚分布在兩條分干管上，相對(duì)稱(chēng)的兩條分干管的流量分別為34.06m3/h、17.07m3/h。

1.7 管網(wǎng)水力計(jì)算

由于每個(gè)大棚的支管入口流量、各級(jí)管道長(zhǎng)度已定，最不利情況下的灌溉方式為：七分干有2個(gè)棚工作，八分干有一個(gè)棚工作。據(jù)此計(jì)算分析求出支管、分干管、干管的管徑。管網(wǎng)水力計(jì)算具體成果見(jiàn)表1。

1.8 水泵選型

根據(jù)水力計(jì)算結(jié)果，系統(tǒng)管網(wǎng)進(jìn)口流量、進(jìn)口壓力水頭分別為51.09m3/h、58.8m，選取水泵200QJ50-65/5-15kW，流量50m3/h，揚(yáng)程65m，配套功率15kW，同時(shí)配置18.5kW的變頻恒壓控制裝置。

2 工程效果初步分析

1）節(jié)電效益。變頻恒壓滴灌技術(shù)的最顯著優(yōu)點(diǎn)就是節(jié)約電能，初步測(cè)試數(shù)據(jù)表明，節(jié)能達(dá)30%～40%。單臺(tái)水泵相比，流量小，節(jié)能量大。

2）增產(chǎn)效益。增產(chǎn)效益見(jiàn)表2。

3）節(jié)地效益。根據(jù)已有試驗(yàn)對(duì)比觀測(cè)資料 ，變頻恒壓滴灌和低壓管灌渠灌相比，可節(jié)約用地1.5%～2.5%，相應(yīng)地增加了蔬菜種植面積。

4）省工效益。根據(jù)當(dāng)?shù)厝罕姽嗨?jīng)驗(yàn)和已有試驗(yàn)對(duì)比觀測(cè)資料，地面灌溉現(xiàn)狀土渠每人每天澆地0.05hm2，滴灌每人每天澆地約0.47hm2，每年可省工112個(gè)。

表1 管網(wǎng)水力計(jì)算成果表

表2 灌溉增產(chǎn)效益計(jì)算表

5）節(jié)水效益。經(jīng)測(cè)試，蔬菜滴灌灌溉水利用系數(shù)為0.95；在P=50%的平水年，年灌溉用水量為399.3萬(wàn)m3，項(xiàng)目實(shí)施前，灌溉水利用系數(shù)僅為0.55。按項(xiàng)目實(shí)施前后凈灌溉用水量不變計(jì)算，則項(xiàng)目實(shí)施后每年可節(jié)水16萬(wàn)m3。