絞盤(pán)式噴灌工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)及推廣前景

□李靜李海娟

噴灌是一種先進(jìn)的灌溉技術(shù)，它具有省工、節(jié)水、增產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，隨著水資源日益緊張，特別是我省地下水資源的嚴(yán)重超采，農(nóng)業(yè)灌溉中開(kāi)始不斷推行噴灌技術(shù)。絞盤(pán)式噴灌機(jī)是大中型噴灌機(jī)的一種，在寧晉縣、無(wú)極縣等地的高效節(jié)水灌溉項(xiàng)目中得到廣泛應(yīng)用，省工、節(jié)水、增產(chǎn)效果明顯，深受廣大農(nóng)民喜愛(ài)。

1.絞盤(pán)式噴灌機(jī)簡(jiǎn)介

絞盤(pán)式噴灌機(jī)是將噴槍或懸臂噴灑支架裝在輪式小車上，由水力驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，纏繞軟管使噴頭車邊運(yùn)行邊噴灑的噴灌機(jī)，由底盤(pán)、PE管、絞盤(pán)、噴水行車、水渦輪驅(qū)動(dòng)裝置以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、排管機(jī)構(gòu)等部件組成。與其他噴灌形式相比，具有機(jī)動(dòng)靈活、適應(yīng)能力強(qiáng)，操作簡(jiǎn)單、機(jī)械化程度高，結(jié)構(gòu)緊湊、便于保管等特點(diǎn)，適用范圍廣。

2.絞盤(pán)式噴灌工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)

絞盤(pán)式噴灌工程設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目區(qū)的水源、土壤、風(fēng)速風(fēng)向等自然條件來(lái)選取設(shè)計(jì)參數(shù)。寧晉縣2015年地下水超采綜合治理試點(diǎn)地下水高效節(jié)水灌溉項(xiàng)目中使用絞盤(pán)式噴灌機(jī)，項(xiàng)目區(qū)土地全部實(shí)現(xiàn)流轉(zhuǎn)，土地主要由種植專業(yè)合作社和承包大戶經(jīng)營(yíng)，種植作物為冬小麥、夏玉米，機(jī)井出水量為40~ 50m3/h?，F(xiàn)就該項(xiàng)目介紹絞盤(pán)式噴灌工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

2.1 灌溉制度設(shè)計(jì)

根據(jù)作物計(jì)劃濕潤(rùn)層深度、作物需水高峰期平均日耗水量、土壤干容重等參數(shù)計(jì)算出作物的凈灌水定額、灌水周期。

2.2 總體布置

絞盤(pán)式噴灌工程輸水管道采用地埋固定管道，一般優(yōu)先沿田間道路布置，噴灑小車行走方向與種植垅向平行，噴灌機(jī)取水點(diǎn)處設(shè)置給水栓。

2.3 噴灌機(jī)選型

絞盤(pán)式噴灌機(jī)分為單噴頭式和多噴頭桁架式，單噴頭式適用于對(duì)霧化指標(biāo)要求低的高稈作物，多噴頭桁架式適用于對(duì)霧化指標(biāo)要求高的低矮作物。根據(jù)地形、土壤質(zhì)地、作物種類、水源情況、風(fēng)速、風(fēng)向、操作方便程度等情況，寧晉縣地下水超采綜合治理項(xiàng)目采用了JP75-300絞盤(pán)式噴灌機(jī)（單噴頭式），噴嘴直徑20mm，噴嘴壓力0.43 MPa，噴頭射程41.4m，流量32m3/h，入機(jī)壓力0.7MPa。

2.4 單臺(tái)噴灌機(jī)最大控制面積及噴灌機(jī)臺(tái)數(shù)確定

一是條田寬度的確定。依據(jù)噴頭射程、風(fēng)速大小、射程折減系數(shù)，計(jì)算出噴灌最大條田寬度為56m。二是機(jī)組噴灑長(zhǎng)度的確定。根據(jù)噴灌機(jī)卷管有效長(zhǎng)度、噴頭射程，考慮0.5的折減系數(shù)，計(jì)算出機(jī)組最大連續(xù)有效噴灑長(zhǎng)度為321m。三是噴頭車作業(yè)行走速度的設(shè)定。根據(jù)作物不同生育期設(shè)計(jì)灌水定額、噴灌條田寬度、單臺(tái)噴灌機(jī)的噴灑流量、田間噴灑水利用系數(shù)，計(jì)算出不同生育期噴頭車作業(yè)行走速度。四是計(jì)算單條田的灌水時(shí)間。根據(jù)噴頭車作業(yè)時(shí)的行走速度和條田長(zhǎng)度，計(jì)算出單條田的灌水時(shí)間。五是一臺(tái)機(jī)組控制條田數(shù)目的確定。根據(jù)灌水周期、設(shè)計(jì)日灌水時(shí)間、單條田的灌水時(shí)間，計(jì)算出一臺(tái)機(jī)組平均可控制條田數(shù)目。六是單臺(tái)機(jī)組最大控制面積的確定。根據(jù)單臺(tái)機(jī)組流量、凈灌水定額、灌水周期、單臺(tái)機(jī)組日運(yùn)行時(shí)間、田間噴灑水利用系數(shù)，計(jì)算出單臺(tái)機(jī)組最大控制面積。七是根據(jù)項(xiàng)目區(qū)總面積及地塊集中程度等情況，綜合確定出所需噴灌機(jī)總臺(tái)數(shù)，寧晉縣地下水超采綜合治理項(xiàng)目絞盤(pán)式噴灌機(jī)噴灌工程總面積2812畝，共配備絞盤(pán)式噴灌機(jī)28臺(tái)。八是校核噴灌強(qiáng)度。根據(jù)噴頭流量、噴頭射程及噴頭噴灑角度，計(jì)算出噴灌強(qiáng)度，噴頭噴灑角度按270°設(shè)計(jì)，則計(jì)算噴灌強(qiáng)度為9.8mm/h，小于壤土的允許噴灌強(qiáng)度12mm/h，符合要求。

3.絞盤(pán)式噴灌機(jī)的推廣前景

據(jù)我國(guó)節(jié)水灌溉中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃，到2020年節(jié)水灌溉面積達(dá)8億畝，其中噴灌面積1億畝，所占比重逐漸增加。近年來(lái)，隨著農(nóng)村土地流轉(zhuǎn)速度加快，集中連片經(jīng)營(yíng)增多，加上外出務(wù)工人員增多，勞動(dòng)力出現(xiàn)短缺，噴灌機(jī)組利用率越來(lái)越高，絞盤(pán)式噴灌機(jī)與中心支軸式等大型噴灌機(jī)相比，具有畝均投資低、機(jī)動(dòng)靈活、適應(yīng)大小田塊、不受地塊中障礙物限制、易于管理等優(yōu)點(diǎn)，適合灌溉小麥、玉米等農(nóng)作物，是大田作物比較適宜的灌溉模式，受到廣大農(nóng)民及種植大戶歡迎，適宜大面積推廣。

操作簡(jiǎn)單，易于管理。絞盤(pán)式噴灌機(jī)設(shè)置好噴頭車行走速度后，噴頭車在噴灑過(guò)程中可自動(dòng)回收，噴灌結(jié)束時(shí)，噴頭車回收至噴灌機(jī)前，動(dòng)力自動(dòng)切斷，完成噴灌工作。噴灌機(jī)作業(yè)完畢，可存放于庫(kù)房保管，有效避免損壞和被盜。

節(jié)省勞動(dòng)力。絞盤(pán)式噴灌機(jī)設(shè)置好后，可自動(dòng)進(jìn)行噴灑工作。據(jù)寧晉縣2015年地下水超采綜合治理項(xiàng)目，作業(yè)過(guò)程中，一個(gè)人可看管3～4臺(tái)噴灌機(jī)，一個(gè)人每天可控制灌溉面積58.8～78.4畝，與傳統(tǒng)灌溉方式相比，灌溉勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低。

節(jié)水增產(chǎn)。絞盤(pán)式噴灌機(jī)噴頭車行走速度可根據(jù)不同作物進(jìn)行調(diào)節(jié)，灌溉均勻且灌后不積水，在寧晉縣2015年地下水超采綜合治理項(xiàng)目中，絞盤(pán)式噴灌工程與地面灌溉相比，節(jié)水達(dá)22.7%，糧食增產(chǎn)10%以上。

絞盤(pán)式噴灌機(jī)是一種已廣泛使用的噴灌機(jī)型，采用的國(guó)家很多，如德國(guó)、奧地利、美國(guó)等，目前我國(guó)制造絞盤(pán)式噴灌機(jī)技術(shù)比較成熟，加上絞盤(pán)式噴灌機(jī)適用性強(qiáng)，便于管理，節(jié)水省工等優(yōu)點(diǎn)，極具廣闊的推廣前景?！?/p>

2017-02-25

李靜，女，漢族，河北省水利技術(shù)試驗(yàn)推廣中心，工程師。

李海娟，女，漢族，河北省防汛抗旱指揮部辦公室，主任科員。