北方某地山区板栗节水灌溉制度研究

□景志杰

北方某地山丘区面积占全县面积的80%以上，当地因地制宜，重点发展优势果品板栗种植，逐渐成为全国板栗种植的重要优势产区。由于水资源紧缺，当地传统板栗种植都是靠天吃饭，板栗的产量和品质均无法得到保障。为了提高板栗的产量和品质，促进当地经济发展，当地政府决定对部分山区板栗适进行节水灌溉。由于缺乏山区板栗节水灌溉的技术和经验，现以当地某地下水高效节水灌溉项目为载体，对山区板栗节水灌溉制度进行研究，通过理论计算确定灌水定额、灌溉周期、单井控制灌溉面积及灌溉工作制度等，并通过实地调查当地以往灌溉经验对理论计算进行充分验证，确保理论计算的准确性，为该地区及类似地区板栗节水灌溉提供借鉴。

1.灌水定额计算

采用大田作物毛灌水定额按下式计算：

式中：

m—灌水定额(m3/hm2)；

γs—计划湿润层土壤干容重(kN/m3)，取14.5kN/m3；

h—计划湿润层深度（m），取0.6m；

β1—适宜土壤含水量上限，取0.9；

β2—适宜土壤含水量下限，取0.65；

η—灌溉水利用系数，取0.8。

将各数据代入上式，计算得板栗各灌水时期的净灌水定额为478.5m3/hm2，毛 灌 水 定 额 为598.1m3/hm2，即40m3/亩。

此项目区均位于山区，板栗种植于山坡台地上，坡度10°～60°，板栗灌溉非全坡面灌溉，而是逐棵“穴灌”。据考察，灌溉面积占坡面面积约45%，将计算的毛灌水定额换算过来即为18m3/亩。根据实地调查，已建类似工程一座100m3调节池可灌溉面积为6亩左右，亩均灌水量约16.7m3，与本计算灌水定额较接近。

2.灌水周期计算

灌水周期按下式计算：

式中：

T—设计灌水周期，（d）；

mmax—灌水定 额（mm），取59.81mm；

ETd—作物平均日耗水强度（mm/d），取3.1mm/d。

将各数据代入上式，计算得，灌水周期取20d。

据实地调查，一般干旱年份，板栗一年内灌溉3次，分别为10月份入冬前的秋灌，来年4月初的春灌和6月份开花结果期的夏灌。遇到特别干旱的年份，会在6月—10月间再增加一次灌溉。一般干旱年份板栗灌溉情况统计如表1所示。

表1 一般干旱年份板栗灌溉情况统计表

当地5月—9月逐步进入多雨季，基本每个月内能至少下一场雨，缓减旱情，减少了板栗的灌溉次数。从实地调查来看，板栗的灌溉周期大约在16d左右，与计算的灌溉周期相差不大。

3.单井控制面积计算

单井控制灌溉面积采用下式计算：

式中：

A0—单井控制灌溉面积（hm2）；

Q—机井出水量(m3/h)；

t—灌溉期机井每天开机时间（h/d），取18h/d；

T2—每次轮灌期天数（d），取20d；

η—灌溉水利用系数，取0.8；

η1—干扰抽水的水量消减系数，取0.1；

m—综合平均灌水定额(m3/hm2)，取598.1m3/hm2。

项目区机井类型分为两类，分别为井深为6～10m的大口井和井深为20～100m的机井。根据实际情况及项目区周边水井的出水量，确定项目区内大口井平均出水量约为20m3/h，机井平均出水量约为8m3/h。将各数据代入上式，计算得大口井单井控制面积为130亩；机井单井控制面积为52亩。

考虑项目区实际地形及板栗种植情况，实际灌水定额约为计算值的45%，即269.1m3/hm2，则实际灌溉面积可扩大到计算值的2.22倍。则大口井单井控制面积为289亩，机井单井控制面积为115亩。

4.灌溉工作制度

4.1 单次开启出水口个数

根据当地管灌管理经验，单个出水口流量控制在10m3/h左右为宜，机井出水量为8m3/h，灌溉系统每次开启1个出水口，单个出水口流量为8m3/h；机井出水量为20m3/h，灌溉系统每次开启2个出水口，单个出水口流量为10m3/h。

4.2 单个出水口工作时间

单个出水口工作时间按下式计算：

式中：

a、b—出水口、支管布置间距，分别不超过40m、40m；

m—设计净灌溉定额；

qp—出水口流量；

ηp—灌溉水利用系数，0.8。

按照大田作物计算的板栗毛灌水定额为59.8mm，考虑到山区地形及实际灌溉面积，实际灌溉面积占坡面面积约45%，将计算的毛灌水定额进行折算，则板栗的毛灌水定额为26.91mm。

计算得，出水口流量为10m3/h一个工作位置的开启时间为5.38h；出水口流量为8m3/h一个工作位置的开启时间为6.73h。

根据实地调查，当地每亩地大约种植60棵板栗树，每棵树占地约11.11m2。一个工作位置可控制1600 m2，可灌溉果树144棵，则单棵果树灌溉时间为：出水口流量为10m3/h，灌溉时间为2.2min；出水口流量为8m3/h，灌溉时间为2.8min。一满池水量100m3，可灌溉约6亩果树，每亩果树约60棵，则每棵果树每次灌水约0.28m3。出水口流量为10m3/h，灌溉时间为1.7min；出水口流量为8m3/h，灌溉时间为2.1min。

据当地有经验的百姓了解，灌溉一棵果树大概需要1～3min，理论计算与实际情况相差不大，较吻合。

5.结语

以北方某地地下水高效节水灌溉项目为载体对山区板栗节水灌溉制度进行了研究，通过实地调查当地以往灌溉经验，对理论计算的灌水定额及灌溉工作制度等进行验证，为该地区及类似地区板栗节水灌溉提供经验。在节水的同时，采取综合配套的科学管理技术，提高板栗产量和品质，增加农民收入，促进山区经济发展。对山区板栗节水灌溉制度的研究具有非常重要的实际意义和理论意义。