滴灌技术在扶沟县规模化节水灌溉增效示范项目中的应用

□吴海芹 □徐启收 □刘 冲（扶沟县水利局）

滴灌技术在扶沟县规模化节水灌溉增效示范项目中的应用

□吴海芹 □徐启收 □刘 冲（扶沟县水利局）

1 基本概况

1.1 地理位置

扶沟县地处豫东平原中部，黄泛区腹地，周口市的西北部，北纬33°51′～34°20′，东经114°15′～114°37′之间，总面积1143km2，耕地面积7.60万hm2。全县辖16个乡镇，412个行政村，980个自然村，总人口74.40万人，其中农业人口65.90万人。扶沟县全境大多属黄泛冲积平原，地势较低，地面高程一般在54～64m之间，地面坡降为1/5000。

1.2 气候状况

扶沟县位于中纬度地带，属暖温带大陆性气候，多年平均降雨量为718.60mm，各季降雨分配不均，七、八、九3个月占全年降水量的60%，水量由南向北逐渐递减，多年平均蒸发量1300mm。由于特殊的地理气候条件，内干旱、洪涝、干热风、雹灾等自然灾害时有发生，其中尤其以旱灾最为严重。

1.3 农业生产状况

扶沟县是典型的农业大县，先后被国家确定为小麦商品粮生产基地县、优质棉生产基地县、无公害蔬菜生产基地县、国家优质粮食产业工程项目重点县。主要农作物为小麦、玉米、大豆等，经济作物主要为瓜、蔬菜、棉花。近几年，各乡镇日光温室蔬菜大棚迅速发展，规模以上蔬菜园区相继建成。大棚蔬菜的发展，极大地推动了农业产业结构调整，促进了农村经济发展，取得了良好的经济效益和社会效益。

2 滴灌技术方案的选择

扶沟县地表水资源匮乏，农业灌溉几乎全部依赖抽取地下水进行灌溉。近年来，随着工农业的发展，地下水需求量逐年加大。但极端干旱气候连年出现，加之田间沟渠淤塞，主干河道水源引不到灌溉区，地下水得不到有效补源，超采现象相当严重，致使地下水位连年下降。但是，农民水危机意识不强，作物灌溉为大水漫灌，水资源浪费严重。

传统沟灌的大棚，一次灌水量大，地表长时间保持湿润，不但棚温、地温降低太快，回升较慢，且蒸发量加大，室内湿度太高，易导致蔬菜等作物病虫害发生。同时引起土壤严重板结，通气性下降，土壤结构遭到一定程度破坏。大棚蔬菜种植，特别是黄瓜的种植，需水量极大。在蔬菜生长旺季，为确保蔬菜生长，农民超负荷的从机井中抽取地下水，形成恶性循环，导致目前很多蔬菜园区机井大批量报废，提水设备更新频繁，灌溉成本增加，严重影响作物增产，农民增收。

与传统灌溉方式相比，滴灌利用管道直接将水和作物需要的养分一滴一滴、均匀而又缓慢地滴入作物根区土壤中，既满足了蔬菜生长需要，又不会因灌水降低地温。滴灌是定量而缓慢的灌水，使土壤不板结，通气顺畅，土壤内部水、肥、气、热经常保持适宜于作物生长的良好状况。同时降低了棚内空气的湿度，抑制了病菌对蔬菜的危害，大大减少了水分的渗漏和蒸发，保证了蔬菜生长的需要。不仅能提高蔬菜产量和品质，而且滴灌后不必中耕，既省力又省工。

扶沟县随着近年来高效节水灌溉工程的发展，在全县范围内积极推广实施节水灌溉工程，积累了一定的实践经验。从近几年滴灌的实际应用来看，滴灌用水量仅为地面灌溉的1/3、喷灌的1/2，技术比较成熟，在大棚蔬菜种植中更能体现其优越性。因此，扶沟县规模化节水灌溉增效示范项目工程对项目区内的蔬菜大棚采用滴灌技术方案，计划发展滴灌面积479hm2，灌溉水利用系数达0.90。

3 滴灌典型工程设计

3.1 典型工程布局和范围

滴灌项目区主要有两种类型日光温室大棚，一种类型日光大棚，每个大棚长200m，宽28m，以种植黄瓜、西红柿、辣椒为主；另一种类型日光大棚，每个大棚长150m，宽32m，以种植其他蔬菜等经济作物为主。此次滴灌设计分别选取这两种不同类型的日光温室大棚做典型设计，配套地埋管，分为干、支、毛三级管道，其中干管采用Φ90PVC-U管，支管采用Φ63PE管，毛管选用内镶压力补偿式滴灌管。滴灌系统水源采用井水，两行蔬菜布置一条毛管。

3.2 主要设计参数

3.2.1 灌溉设计保证率

根据《微灌工程技术规范》（SL/103-95），灌溉设计保证率不应低于85%。

3.2.2灌溉水利用系数

根据《微灌工程技术规范》（SL/103-95)及《节水灌溉技术规范》（GB/T50363-2006)，滴灌区灌溉水利用系数不低于0.90。

3.2.3 滴灌设计灌溉补充强度

由基本资料可知，蔬菜高峰期日均耗水量Ec=5mm/d，则：根据《微灌工程技术规范》（GB/T50485-2009），在不考虑淋洗的情况下，滴灌设计供水强度为：Ia=Ec=5.00mm/d。

3.2.4 滴灌土壤湿润比

根据《微灌工程技术规范》（SL103-95），滴灌设计土壤湿润比P≥80%。

3.2.5 滴灌允许灌水强度

滴灌的允许灌水强度P允=15mm/h。

3.3 水量平衡计算

根据现场实际情况，项目区机井稳定出水量为32m3/h。则根据《微灌工程技术规范》（SL/103-95)计算水量平衡：

式中：A—可灌溉面积，hm2；Q—可供流量（m3/h）32m3/h；Ia—日耗水强度（mm），5mm/d；η—灌溉水利用系数，根据规范取0.90；t—日灌溉最大运行时数，根据规范及当地生产条件取14h。

计算可得：A=8.06hm2，设计单井控制灌溉面积7.33hm2。

3.4 灌水器选择与毛管布置方式

选用内镶压力补偿式滴灌管，内径15.30mm，滴头额定流量2.20L/h，额定工作压力100kPa，流态指数x=0.50，滴头间距0.30m，湿润直径为0.60m，拟定毛管间距为1m。

3.5 设计灌水定额

工程所在区内土壤干容重1.40g/cm3，田间持水率β=25%，蔬菜的计划湿润层深度30cm，土壤含水量上下限按田间持水量90%和65%计，灌溉水利用系数取0.90，则灌水定额为：m＝ 0.10γzP（θmax-θmin）/η

式中：m—设计灌水定额，mm；γ—土壤容重，g/cm3；z—计划湿润土层深度，m；P—微灌设计土壤湿润比，%；θmax、θmin—适宜土壤含水率上下限，占干土重量的百分比；η—灌溉水利用系数。

3.6 设计灌水周期

Ia—滴灌设计灌溉补充强度

计算可得：T=8.75d，为提高设计灌溉保证率，取设计灌水周期T=7d

3.7 一次灌水时间

式中：t—一次灌水延续时间，t；m—灌水深度，mm；qa—滴灌流量，L/h；S1—毛管间距，m；Se—滴头间距，m。

计算可得t=3.98h。

4 施工过程中注意事项

为了防止滴灌建成后，日常灌溉过程中水中少量杂质沉淀在管道底部，并防止根系入侵滴灌孔，安装时，滴灌管上的滴孔不要正对地面。安装过程中，水表要安于首部，置于施肥装置之前，以防肥料腐蚀。压力表安于过滤器之后，用来测量系统的压力，系统应控制在设计压力下运行。

5 结语

通过滴灌的实施，对棚菜园区水资源进行优化配置，提高灌溉水利用率，必将大幅度降低棚菜园区灌溉用水量，缓解水资源供需矛盾，缩短灌溉周期，提高灌溉保证率，提升蔬菜品质，增加蔬菜产量，使农业生态处于良性循环状态。

2014-03-04

符 蕾）