賀 瑜

大同縣下高莊膜下滴灌工程簡介

賀 瑜

（山西省大同縣水務(wù)局，山西大同037300）

介紹了大同縣下高莊膜下滴灌工程項目概況、建設(shè)的必要性、工程中基本參數(shù)的選取、工程設(shè)計，通過實施膜下滴灌工程，提高了水資源的利用率，為農(nóng)民增產(chǎn)增收提供了有力保障。

膜下滴灌工程；工程設(shè)計；簡介

大同縣下高莊膜下滴灌工程，發(fā)展膜下滴灌66.67hm2，項目區(qū)土地主要由蔬菜種植專業(yè)合作社經(jīng)營，主要種植作物為玉米。項目區(qū)地形為平地，土質(zhì)為沙壤土，由于土壤保水、保肥性差，故作物產(chǎn)量低。采用滴灌技術(shù)，水肥一體化運作可提高作物單產(chǎn)，改善作物品質(zhì)。根據(jù)項目區(qū)的農(nóng)業(yè)灌溉用水量、人畜用水量及其他用水量的總需求計算，當保證率P=85%時，年需水量16.67萬m3。項目區(qū)目前實際年可利用水資源量289.1萬m3，因此，其需水量基本能夠得到滿足。項目區(qū)境內(nèi)水質(zhì)均未受到污染，經(jīng)大同縣衛(wèi)生防疫檢測，項目區(qū)的地下水水質(zhì)符合GB5084―2005《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準》指標。

1 項目建設(shè)必要性

膜下滴灌工程項目區(qū)農(nóng)民85%的收入來自于種植、養(yǎng)殖業(yè)，發(fā)展水源工程、建設(shè)節(jié)水灌溉工程是保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展、增加農(nóng)民收入、建設(shè)社會主義新農(nóng)村的重要舉措［1］。膜下滴灌技術(shù)使毛灌溉定額大幅降低，節(jié)水達30%，為發(fā)展高效節(jié)水農(nóng)業(yè)提供了可能和新途徑。

2 工程項目概況

西坪鎮(zhèn)下高莊村l號地塊面積17.63hm2，該地塊土壤容重1.34g/cm3，田間持水量25%。主要種植作物為玉米，經(jīng)過與場主溝通，玉米種植季節(jié)灌溉方式采用滴灌。玉米起壟種植，壟寬0.75m，壟溝寬0.25m，壟上雙行種植，行距0.50m，株距0.15m。水源為現(xiàn)狀機井，水量有保障。

2.1 基本參數(shù)選取

（1）根據(jù)GB/T50485―2009《微灌工程技術(shù)規(guī)范》確定滴灌工程設(shè)計保證率為85%，灌溉水利用系數(shù)取0.90。

（2）設(shè)計耗水強度。根據(jù)當?shù)匮芯抠Y料及場戶種植經(jīng)驗，覆膜地塊設(shè)計耗水強度取3mm/d。

（3）土壤濕潤比p=50%。

（4）灌水小區(qū)流量偏差率qv取20%。

2.2 水量平衡計算

根據(jù)灌溉面積和設(shè)計耗水強度，計算灌溉系統(tǒng)所需的最小供水流量：

式中Qmin為灌溉系統(tǒng)所需的最小供水流量（m3/h）；A為可灌溉面積，玉米取17.6hm2；Ia為設(shè)計耗水強度，玉米取3mm/d；η為灌溉水利用系數(shù)，取0.90；td為水源每日供水時間，22h/d。經(jīng)計算：

Qmin=26.7m3/h。

由于水源為地下水，出水量50m3/h，滿足灌溉需水。

2.3 灌水器選擇與毛管布置方式

根據(jù)工程區(qū)實際情況，在兩行玉米中間布置一條毛管（滴管帶）。選用內(nèi)鑲貼片式滴灌管，直徑16mm，壁厚0.2mm［2］。滴頭額定工作壓力ha=0.10MPa，額定流量1.38L/h，滴頭間距0.3m。

2.4 灌溉制度設(shè)計

2.4.1 最大凈灌水定額

mmax=0.001γzp（θmax-θmin）

式中mmax為最大凈灌水定額（mm）；γ為計劃濕潤層土壤干容重，取1.34g/cm3；z為土壤計劃濕潤土層深度，取50cm；p為設(shè)計土壤濕潤比，取50%；θmax為適宜土壤含水率上限（占干土重量的百分比），取田間持水率θ田=0.25的90%；θmin為適宜土壤含水率下限（占干土重量的百分比），取田間持水率θ田=0.25的65%。

經(jīng)計算mmax=20.9mm。

2.4.2 設(shè)計灌水周期

式中T為設(shè)計灌水周期（d）；Tmax為最大灌水周期（d）；Ia為設(shè)計耗水強度，取3mm/d。其余符號意義同前。

經(jīng)計算Tmax=7.0d。

2.4.3 設(shè)計灌水定額

式中md為設(shè)計凈灌水定額（mm）；m毛為設(shè)計毛灌水定額（mm）；η為灌溉水利用系數(shù)，取0.90。其余符號意義同前。

經(jīng)計算md=21.0mm，m毛=32.3mm。

2.4.4 一次灌水延續(xù)時間

式中t為次灌水延續(xù)時間（h）；Se為滴頭間距，取0.30 m；Sl為毛管間距，取1.0m；qd為設(shè)計的滴頭流量，取1.38L/h。其余符號意義同前。

經(jīng)計算t=5.1h。

2.5 管網(wǎng)系統(tǒng)布置與輪灌組劃分

地塊的灌溉系統(tǒng)共布置三級管道，即干管、分干管、支管和毛管（滴灌帶）。干管南北向布置，分干管東西向布置，支管平行分干管單側(cè)布置，毛管沿玉米種植方向布置。

式中N為允許的輪灌組最大數(shù)目，取整數(shù)；td為水泵日供水小時數(shù)，一般為12～22h，對于固定式系統(tǒng)不低于22h；T為設(shè)計灌水周期（d）；t為一次灌水延續(xù)時間（h）。

本次設(shè)計整個地塊劃分為36個灌水小區(qū)，劃分為18個輪灌組。每個輪灌組灌溉5.lh，系統(tǒng)每天灌溉22h，5d灌完，滿足要求。

2.6 管徑的選擇

（1）毛管采用單側(cè)翼滴灌管直徑16mm。

（2）支、毛管水頭差分配比分別為0.45，0.55，計算得：ΔH支=0.45×ΔHs=0.45×3.4=1.53m。

（3）干管管徑初選。依據(jù)初選管徑D干=1000［4Q干/（3600πv）］0.5，代入數(shù)值得D干=102.08mm。

其中，V為塑料管徑經(jīng)濟流速（m/s）；Q干為各級干管流量（m3/h）。

考慮沿程管道水頭損失，設(shè)計干管選用PVC-U管，管徑110mm，工作壓力等級為0.63MPa。

根據(jù)計算結(jié)果并結(jié)合廠家生產(chǎn)規(guī)格，選用：D干= 110mm，選用PVC-U管；D支=75mm，選用PE軟管；D毛= 16mm，選用內(nèi)鑲貼片式滴灌管。

2.7 管理房及其他設(shè)施

2.7.1 管網(wǎng)結(jié)構(gòu)

管道連接采用承插式帶膠圈柔性連接。管道埋深根據(jù)地面荷載和機耕要求，干管埋深1.7m。

2.7.2 管理房

本項目對原有井房進行修繕，將水泵過濾器設(shè)備布置在管理房內(nèi)。

2.7.3 施肥罐及過濾器選擇

設(shè)計采用壓差式施肥罐。對于不同水質(zhì)過濾器的選擇也應(yīng)不同。對于地下水（井水）而言，一般離心+篩網(wǎng)過濾器即可滿足過濾要求。

項目實施以后，可以極大地提高項目區(qū)水資源的利用率，還能減少肥料的流失，有效地降低了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，同時對降低地下水的氮、磷污染、改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境、促進農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收，發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，大力推廣建設(shè)膜下滴灌示范工程具有積極作用［3］。

3 結(jié)語

（1）在大同縣下高莊膜下滴灌工程設(shè)計前，先對項目區(qū)的農(nóng)業(yè)灌溉用水量、人畜用水量及其他用水量進行了計算，并對項目區(qū)主要種植作物進行調(diào)查，使設(shè)計更切合當?shù)貙嶋H，為當?shù)剞r(nóng)民的增產(chǎn)增收打下了扎實基礎(chǔ)，為遇到類似情況的項目設(shè)計提供一些參考。

（2）實施膜下滴灌工程，大力建設(shè)高效節(jié)水灌溉工程，將極大地提高水資源的利用率，這對于節(jié)約用水、建設(shè)節(jié)水型社會、提高水資源利用率和承載力以水資源的可持續(xù)利用均會產(chǎn)生深遠影響。

［1］姜震.膜下滴灌工程中水泵最優(yōu)化選型的探討［J］.水利規(guī)劃與設(shè)計，2014（4）：67-70.

［2］王麗萍，付松，李宏偉，膜下滴灌工程中存在的問題及改進建議［J］.黑龍江水利科技，2015（7）：103，156.

［3］李微蒙，趙艷紅，劉貴今，等.大田膜下滴灌工程建設(shè)管理及其成效［J］.內(nèi)蒙古水利，2015（3）：160-161

［4］馬宏娟.朝陽縣膜下滴灌工程施工、安裝及運行管理［J］.湖南水利水電，2014（3）：7-9.

［5］李洪威.白城市膜下滴灌工程水土保持對策探討［J］.成功（教育），2012（16）：179-180.

Datong county high-chuang membrane under drip irrigation engineering method research

HE Yu
（Shanxi Datong county water authority，Datong 037300，China）

The paper introduces the datong county high-chuang membrane under drip irrigation project general situation，the necessity of the construction of basic parameters，engineering design，engineering，through the implementation of membrane with drip irrigation project，improve the utilization of water resources，provides a strong guarantee for farmers to increase production.

film with drip irrigation project;Engineering design;Introduction to the

S27

B

1672-9900（2016）04-0044-02

2016-07-26

賀瑜（1980-），女（漢族），山西大同人，工程師，主要從事水利工程管理工作，（Tel）13546468785。