浅谈滴灌工程主要设计参数的选择

李雪梅　赵新伟

【摘要】滴灌设施投入高，设备选型和系统规划设计不够科学合理，影响了膜下滴灌效益的发挥，制约着该技术进一步发展。本文就棉花膜下滴灌工程设计中几个主要参数选择谈几点意见。

【关键词】滴灌工程；毛管间距；湿润比；耗水强度

新疆是我国严重的干旱区之一，农业生产的突出特点是荒漠绿洲，灌溉农业，水资源短缺，成为制约该地区农业生产可持续发展和生态环境改善的瓶颈。滴灌技术为干旱地区发展现代化高效节水农业，改善生态环境开辟了一条新路，为缓解我区旱情，改善生态环境发挥了积极作用。但滴灌设施投入高，设备选型和系统规划设计不够科学合理，影响了膜下滴灌效益的发挥，制约着该技术进一步发展。现就棉花膜下滴灌工程设计中几个主要参数选择谈几点意见。

1. 滴头流量和滴头间距

通过几年来对不同滴头流量，不同土质条件下的土壤水分运动规律研究可以看出，重壤土的土壤水分分布形状如同一个“碗”，滴水点处水分增量最大，越向深处越小，湿润峰的宽深比较大。在一定水量下，流量越大，湿润深度越浅，湿润宽度越大。当滴头流量达到3升/小时，地表出现径流迹象。对中壤土来说，在滴水量相同时，滴头流量越大，湿润宽度就越大，而湿润深度差别不大。当滴头流量大于3升/小时，开始出现径流迹象，当滴头流量为4升/小时，径流更加明显。对砂土而言，土壤水分主要以垂直入渗为主，当滴水量达到4升时，砂土湿润深度可达60厘米，此时地表湿润宽度为35厘米左右。综上所述，重壤土和中壤土滴头流量不宜超过3升/小时，在不产生地表径流情况下取较大值（从排盐效果和滴头抗堵效果考虑）。另外，根据土壤湿润峰的变化情况，滴头间距也没必要太小，一般重壤土可选择0.40～0.50米，中壤土可选择0.40米左右。对砂土来说，滴头流量宜选择较大值，可取到3～4升/小时，滴头间距不宜超过0.30米。同时，在有盐碱的土壤上，滴头流量的选择，在不产生地表径流情况下，宜取其上限值，这样有利于在棉花根层形成淡化区，排盐效果较好。

2. 关于毛管间距确定

在滴灌系统投资中，毛管投资占有相当大的比重。在中壤土上，土壤湿润宽度随滴头流量的增加而增大，滴头最大湿润直径可达140厘米。采用一管四行棉花布置毛管，毛管到最边行棉花的距离为55～60厘米，机采棉棉花行距配置（66+10厘米）中，毛管到最边行棉花距离只有43厘米。说明在壤土和重壤土类土壤上采用“一管四行”方式布置毛管是完全可行的，这样毛管间距可由原来90厘米，增加到120厘米左右，每亩毛管用量可减少1/3，可充分发挥滴灌系统的效益，有效降低滴灌设施投入。

3. 关于土壤湿润比

土壤湿润比是指在土壤计划湿润层内，湿润土体与总土体的比值。在田间由于滴头流量和滴水量及土壤质地的变化，其湿润比是有差异的，通过试验和计算分析，三种土壤膜下滴灌棉花花铃期平均土壤湿润比为63%。因此，在滴灌工程设计中，壤土类土壤上棉花花铃期膜下滴灌湿润比取60%～65%较适宜，重壤土取上限值，砂土和砂壤土取下限值。

4. 最大日耗水强度

根据多年实测资料，在石河子垦区，不同土壤膜下滴灌棉花花铃期平均日耗水率为4.50～5.10毫米（表1）。因此，在该地区棉花膜下滴灌工程设计中，棉花最大日耗水强度取4.50～5毫米/天较适宜，其它地区棉花最大日耗水强度，可采用当地实测值确定，没有实测资料可参考气候类似地区资料确定，也可用彭曼公式求得。

5. 计划湿润土层深度

膜下滴灌不仅湿润区域小，而且湿润深度也远比常规沟灌浅，属于浅层灌溉。根据大量土壤水分监测结果分析，在棉花膜下滴灌合理灌溉制度下，滴灌的土壤湿润深度基本在60厘米以内，而沟灌一般都在100厘米以下。从土壤水分消耗来看，膜下滴灌60厘米土层以内土壤含水量分布有波动（发生变化），60厘米深度以下，土壤含水量几乎没发生变化，说明60厘米以下土层水分几乎没有消耗。因此，膜下滴灌棉花最大计划湿润层深度不宜超过60厘米。一般取50～60厘米较适宜。

6. 土壤适宜含水率上、下限

滴灌设计中所指的土壤适宜含水率上、下限是指满足棉花花铃期需水要求，土壤适宜含水率上、下限值，一般用占田间持水率的百分数表示。对常规沟细灌土壤适宜含水率上、下限一般取田间持水率的100%和60%。膜下滴灌是一种控制灌溉，可适时适量控制滴灌水量，调节水分含量。通过多年试验，土壤计划润湿层内土壤水分上限控制在80%～85%，下限控制在60%～65%较适宜。

7. 关于干管工作压力的选择

在滴灌工程设计中，干管工作压力的选择，直接影响到工程的投资。从滴灌系统本身工作需要来说，干管工作压力选用0.40MPa较经济。但采用滴灌技术后，田间已没有任何渠道，当种植小麦等密植作物时，采用喷灌方式灌溉，干管工作压力不够。因此，在滴灌工程设计中，建议干管工作压力选择0.60MPa，而且系统的地埋管道按喷、滴灌或滴灌、管道灌共用考虑。