□朱小軍（新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團農(nóng)九師勘測設(shè)計院）

0 前言

現(xiàn)階段要加快現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展步伐，要以發(fā)展高新節(jié)水灌溉為起點，開展節(jié)水工程，有效降低農(nóng)業(yè)灌溉定額，使農(nóng)作物可適時、適量的灌溉，提高水資源的利用率，降低灌水定額，不僅可節(jié)省農(nóng)業(yè)用水量，而且可保證農(nóng)業(yè)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。緩解水資源供需矛盾，為工業(yè)、服務(wù)業(yè)、城鄉(xiāng)建設(shè)及生態(tài)環(huán)境建設(shè)提供更多的水資源，確保當?shù)亟?jīng)濟和社會各項事業(yè)快速、健康、持續(xù)發(fā)展。自壓滴灌是高新節(jié)水灌溉中最為理想的灌溉方式，因為它利用地形坡差滿足滴灌所需能量，是真正的綠色高新節(jié)水灌溉。因此，在條件允許的條件下，盡可能采用自壓滴灌的方式進行灌溉，且要注意以下問題。

1 自壓滴灌的條件及布置原則

農(nóng)業(yè)灌溉在水源、土地有保證的情況下，可以采用噴管、滴灌或管道管?？紤]到所需壓力、節(jié)水效果、作物產(chǎn)量等因素，滴灌最為理想。滴灌可以加壓，也可自壓，結(jié)合運行成本、綠色環(huán)保等相關(guān)問題，自壓滴灌稱得上零耗能。

整個項目先布局全系統(tǒng)管網(wǎng)，同時確定滴灌的基本參數(shù)，再確定管網(wǎng)管材，以及管徑，最終順利實施項目，發(fā)揮預(yù)測內(nèi)效益。

2 滴灌主要參數(shù)確定

2.1 灌水定額

2.1.1 土壤濕潤比

對于單條毛管直線布置時，滴灌土壤濕潤比用下式計算：

式中：P—土壤濕潤比；Sw—濕潤帶寬度，在項目區(qū)范圍調(diào)查；SL—毛管間距。

經(jīng)計算初定土壤濕潤比，再依據(jù)《微灌工程技術(shù)規(guī)范》（GB/T50485-2009）進行符合比較。

2.1.2 最大凈灌水定額m

式中：m—設(shè)計灌水定額，mm；γ—土壤容重，g/cm3；z-計劃濕潤土層深度，cm；p-滴灌設(shè)計土壤濕潤比,%；θmax、θmin-適宜土壤含水率上下限。

2.2 設(shè)計灌水周期T

式中：T—設(shè)計灌水周期，d；Tmax—最大灌水周期，d；Ia—設(shè)計供水強度，mm/d；Ea—設(shè)計耗水強度，mm/d。

2.3 設(shè)計灌水定額

式中：md—設(shè)計凈灌水定額（mm）；m′—設(shè)計毛灌水定額（mm）；η—灌溉水利用系數(shù)。

2.4 一次灌水延續(xù)時間

式中：Se—滴頭間距；Sl—毛管間距；qd—滴頭流量。

2.5 輪灌組數(shù)目的確定

輪灌組:N≤CT/t；

式中：N—輪管組的數(shù)目，以組表示；C—系統(tǒng)1 d的運行小時數(shù)。

3 管材的選定

3.1 埋管管材的選定

地埋管管材的選定通過對常用UPVC管、玻璃鋼管這二種管材的經(jīng)濟技術(shù)進行比較。通過比較，de400以下采用UPVC管、de400以上采用玻璃鋼管較為經(jīng)濟。

3.2 地面支管的選定

目前滴灌所用支管大都為PE管，可以卷曲，利于回收管理。

3.3 地面毛管的選定

根據(jù)當?shù)厍闆r選用毛管，農(nóng)業(yè)旱作物灌溉可考慮滴灌帶；樹木類，可選用滴灌管。

4 滴灌管網(wǎng)水力計算

壓力前池→主干管→干管→分干管→支管→毛管→滴水器

根據(jù)末端滴水器所需工作水頭、各級管道損失及地形坡差逆推確定壓力前池位置。

4.1 干管、分干管水頭損失

干管、分干管的水頭損失按下式計算：沿程水頭損失hf=fQmL/db

局部水頭損失hw=ξ×v2/2g或hw=10%·hf

式中：L—管長，m；Q—流量，m3/h；d—管道內(nèi)徑，mm；m—流量指數(shù)，1.77；b—管徑指數(shù)，4.77；f—管材摩阻系數(shù)，取 94800；ζ—局部阻力系數(shù)；v—管道流速,m/s；g—重力加速度,9.81m2/s.

4.2 支管水頭損失

沿程水頭損失hf支=fSqdm/db[(N+0.48)m+1/（m+1）-Nm(1-S0/S)]

式中:hf支—等距多孔支管沿程水頭損失m；f—摩阻系數(shù)0.51；S—分流孔間距m；S0—多孔管進口至首孔的間距m；N—分流孔總數(shù)；q—單孔設(shè)計流量；d—管道內(nèi)徑mm；m—流量指數(shù)；b—管徑指數(shù)；支管局部水頭損失按沿程水頭損失的15%計。

4.3 毛管水利計算

毛管內(nèi)徑為16mm>8mm，可認為管內(nèi)流態(tài)為光滑紊流，沿程水頭損失hf毛=fsqdm/db[（N+0.48）m+1/(m+1)-Nm(1-S0/S)]

式中:hf毛—等距多孔毛管沿程水頭損失m；f—摩阻系數(shù)；S—分流孔間距m；S0—多孔管進口至首孔的間距m；N—分流孔總數(shù)；q—單孔設(shè)計流量h；d—管道內(nèi)徑mm；m—流量指數(shù)；b—管徑指數(shù)；毛管局部水頭損失按沿程水頭的15%計。

5 總結(jié)

目前我國節(jié)水灌溉技術(shù)的推廣應(yīng)用仍以單項技術(shù)為主，固然已開始正視研究節(jié)水綜合技術(shù)，但應(yīng)用尚不普遍。節(jié)水灌溉綜合技術(shù)的目標不但要提高水的利用率,而且要利用綠色能源增效，真正起到節(jié)水增產(chǎn)的作用。因此節(jié)水澆灌技術(shù)今后發(fā)展的主要方向是將工程技術(shù)、農(nóng)業(yè)技術(shù)與治理技術(shù)有機組合,形成節(jié)水高效的節(jié)水灌溉綜合技術(shù)體系，并在大面積上推廣應(yīng)用。

[1]吳普特.中國西北地區(qū)水資源開發(fā)戰(zhàn)略與利用技術(shù)[M].北京：中國水利水電出版社，2001.

[2]梅旭榮，蔡典雄，楊正禮，等.節(jié)水高效農(nóng)業(yè)理論與技術(shù)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)出版社，2002.