大田作物滴灌喷灌共用系统设计

安徽农业科学．Ｊｏｕｒｎａｌ

ｏｆ

Ａｎｈｕｉ

Ａｇｎ．Ｓｃｉ．２０１０，３８（３１）：１７８４０—１７８４１

责任编辑李占东责任校对况玲玲

大田作物滴灌喷灌共用系统设计

夏明华，吕忠良，王江涛

（新疆生产建设兵团勘测规划设计研究院一分院，新疆石河子８３２０００）

摘要滴灌、喷灌共用系统模式，可适应多种作物的灌溉要求，实现作物的倒茬轮作，起到保护土壤的作用。该系统共用的部分为地埋管道和水源部分，需要调节流量和压力，在地面安装滴灌带时为滴灌，安装喷灌地面移动设施时为半固定式喷灌：在设计中通过合理整

合，可在滴灌系统投资基础上只增加较少的费用而实现与喷灌系统的共用，且增加的投资可在２年内收回，这对改善滴灌系统的弊病大

有益处．是一种较好的节水灌溉模式．具有推广价值。

关键词滴灌；喷灌；共用系统模式；规２１Ｊ设计；费用与效益中图分类号ｓ２７５．５；￥２７５．６文献标识码Ａ文章编号０５１７—６６ｌｌ（２０１０）３１一１７８柏一０２

随着经济建设的的快速发展，节水灌溉工程取得了突飞猛进的发展，尤其是滴灌这种灌溉－亡程在大田节水工程中建设速度最快，并取得ｒ较好的增产与节水效果。由于滴灌能灌溉的作物有局限性，除种植棉花外，尚无其他经济作物可种植，作物的倒茬轮作无法实行，同时多年的单一作物种植结构以及滴灌较低的灌溉定额，对土壤结构及生态环境造成了一定的负面影响。目前，在新疆各主要滴灌灌区已出现土壤的次生盐渍化、板结等不利于作物生长的土壤问题，影响到农业的可持续发展。为此，目前出现了滴灌、喷灌共用系统模式，该灌溉系统在地面安装滴灌带时为滴灌，安装喷灌地面移动设施时为半同定式喷灌，可适应多种作物的灌溉要求，实现作物的倒茬轮作，减少土壤次生盐渍化，起到保护土壤的作用。该系统共用部分为地埋管道和水源部分，需要调节流量和压力，在设计中通过合理整合，可在滴灌系统投资基础上只增加较少的费用而实现与喷灌系统的共用，这对改善滴灌系统的弊病大有益处，是一种较好的节．水灌溉模式。笔者结合实际丁程设计及使用情况，探讨该类节水灌溉模式设计中应注意的一些问题。１设计参数

（１）设计保证率：根据规范要求节水灌溉工程设计保证率应大于８５％，结合当地自然条件和经济条件，取９０％…。

（２）灌溉水利用系数（竹）：根据规范要求不低于０．９０，取

０．９５。

（９）灌水小区允许水头偏差率勋＝０．３４５，灌水小区允许水头偏差△＾＝３．４５ｍ，由于灌水小区的水头偏差分别是毛管和支管２级管道共同产生的，根据经验毛管分配０．５５，支管分配０．４５ｐ１。

（１０）设计灌水定额：按可种植作物的最大需水量确定，喷灌ｒｔ／＝０．１×１．４８ｘ５０（２２．５一１７．５）÷０．８５＝４３．５

４３５ｍ３／ｈｍ２ｏ取ｒｒ／＝４５ｍｍ＝４５０

ｆｉｌｍ＝

ｍ３／ｈｍ２；滴灌ｍ＝０．１×

１．４８ｘＯ．５×０．６０×（２２．５一１５）÷０．９０＝３７．０ｍｉｌｌ＝３７０．５

ｍ３／ｈｍ２。取ｒｎ＝３７５

ｍ３／ｈｍ２。

（１１）设计灌水周期：按作物最大腾发月的月平均耗水强度进行计算，喷灌Ｔ＝（４５／５．１）ｘ０．８５＝７．５ｄ，取Ｔ＝７．５滴灌Ｔ＝（３７÷４．８）×０．９５＝７．３ｄ，取Ｔ＝７．５ｄ。

（１２）一次灌水延续时间：取４ｈ左右。

（１３）灌溉制度：根据大田作物灌溉制度的研究和实践应用，喷灌灌溉定额为４定额为３

２２５

８００

ｄ；

ｍ３／ｈｍ２，全年灌溉８次；滴灌灌溉

ｍ３／ｈｍ２，全年灌溉１２次。

２规划设计２．１管网布置形式

首先应按喷灌要求布置管网，条田的

形状一般为长方形，为了更好地利用地形，系统内管网应相互垂直布置。喷灌管网系统可以斗排为基准线，平行斗排布置，田间管道分为２级，第１级为干管，第２级为移动支管。干管长度大于ｌ

１．４

０００

ｍ时，中间位置官设节制阀，干管埋深≥

ｍ，管坡顺水流方设计，为防止管道冬季受冻胀破坏，在

（３）设计系统的日工作小时数（ｔ）：根据项目区水源情况及农业技术条件确定，按大于１２ｈ小于２０ｈ设计。

（４）土壤湿润比（Ｐ）：根据当地自然条件、种植种类和作物种植方向选择，棉花一般为６０％～９０％，取６０％。

管道尾部设放水闸阀，以便放空地埋管道中的积水。移动支管垂直十管沿其左右方向布置，每组有２套设备，运行时一套工作一套向前或向后移动。移动支管的长度由条田宽度控制，当条田宽度大于３００ｍ时，移动支管的进口需要０．４ＭＰａ以上的压力，当条田宽度小于３００ｉｎ时，移动支管的进口需要Ｏ．３ＭＰａ以上的压力，较大的Ｔ作压力将增大水源部分投资及增加运行费用（加压系统），且移动较长支管时搬动时间长，劳动强度大，易产生不均匀灌溉的情况。经计算当条田宽度大于３５０ｍ时，ｌｈｍ２投资增加６．３％以上，因此，条田宽度最好为３００ｍ左右Ｈｊ。干管上的给水栓间距可取６０、

６３ｍ，每组移动支管配一条连接管。滴灌管网系统依托喷灌

（５）设计日耗水强度（眈）：设计日耗水强度应根据当地试验资料确定，干旱地区设计日耗水强度在３—６ｍｍ／ｄ。膜

下滴灌为４．８ｍｍ／ｄ，非膜下灌为５．１ｍｍ／ｄ。

（６）土壤含水量：适宜于作物生长的土壤含水量（占干土重量的百分比）为２５％。

（７）土壤计划湿润层深度（Ｚ）：棉花土壤计划湿润层深度一般为０．３—０．６ｍ，取０．５

ｍ。

（８）滴灌均匀系数：水利部行业标准《微灌丁程技术规范》规定，灌水器设计允许流量偏差率ｑｔＪ应不大于２０％，设

管网的干管进行布置，分为３级，第ｌ级为干管，完全利用喷灌管网的十管。第２级为支管，垂直干管沿其左右方向布置，进水口在给水栓处，间距为２倍给水栓间距（１２０、１２６Ｉｎ）。第３级为毛管，垂直支管布置，毛管间距３０ｃｍ，每条支

计灌水均匀度不应低于０．８０．取０．９５。引。

作者简介夏明华（１９７７一）。男，四川营山人，Ｊ＿Ｃｔ，Ｊｆ，从事水利水电工

程方面的研究。

收稿日期２０１０－０７—１２

管由一个球阀控制，以便于对轮灌组的管理和划分。当条田宽度大于３００ｉｎ时，支管的直径将由Ｄ７５上升到［ＤＯ，ｌ

ｈｍ２

３８卷３ｌ期

夏明华等

大田作物滴灌喷灌共用系统设计１７８４１

投资增加９％，因此，一条十管的控制宽度最好为３００ｍ以下。综合来看，条ｎＪ宽度在３００ｉ１ＩＩ以下是较为经济的。２．２田间系统设计在喷头选型上。除考虑满足应有的雾化指标外，还考虑喷头工作压力要适中。喷头按令圆喷洒，正方形组合进行布置，喷头组合间距按设计射程确定。可取

２０

均按种植权霞考虑计算。

单一的滴灌系统，棉花采用滴灌，小麦等其他作物只能采用常规地面灌，，喷滴灌共用系统，棉花采用滴灌，小麦等其他作物可采用喷灌。根据试验资料、统计资料及农产品单价计算，１ｈｍ２增产效益为３６２．４元。１ｈｍ２节水效益为３６．７５元，ｌｈｍ２新增电费为３７．５元。

根据以上计算，喷滴灌共用系统较单一滴灌系统所增加的投资可在２年内收回，具有较好的经济效益‘““。４结语

滴灌系统在干旱地区大田作物灌溉中的快速发展，主要受棉花这一经济作物的推动，虽然取得了较好的增产与节水效果．但由于滴灌在灌溉作物品种上有局限性，已导致同一地块多年连续种植棉花，作物的倒荐轮作无法实行，对十壤结构及生态环境造成了较为严重的影响，已影响到这些地区农业生产的町持续发展。

滴灌、喷灌共用系统模式的出现，对现行的滴灌系统进行了完善，克服了单一滴灌系统的弊病，可适应多种作物的灌溉要求，能实现作物的合理倒茬轮作，起到保护土壤和生态的作用。该系统采用的喷灌形式为目前常用的模式，易于为人们所接受，投资仅增加７．８％，是一种较好的节水灌溉模式。

从效益分析来看，喷滴灌共用系统较单一的滴灌系统要好，同时该灌溉模式更有利于科学化生产及适应市场需求变化，有利于提高农业生产的技术水平，因此是一种值得推广的灌溉模式。参考文献

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范（｛｝灌ｋ部分）［Ｓ］．北京：中固水利水电…版｝Ｐ，１９９５，

ｍ．喷头规格ＺＹ－２－７．０／３．０，公称流量４．３ｍ３／ｄ．喷头丁作

压力０．３ＭＰａ，射程１９．１ｍ，降水最１０．０ｍｍ／ｈ。棉花栽培模式为一膜４行，行间距为２０

ｃｌｎ

ｘ４０ｃｍ×２０

ｃｍ，一条毛管控

制２行棉花，灌水器采用单翼迷宫式滴灌带，其规格３００—２ ８，内径１６ｍｍ。壁厚１８０

２．８

ｍｉｌｌ，滴孔间距３００咖，公称流量

Ｌ／ｈ，滴头工作压力０．０５一Ｏ．１０ＭＰａ，毛管极限长度Ｌ×ｍ

ｍ，与喷灌给水栓间距配合较好。

＝２２６Ｘ０．３＝６８

２．３管道水力计算先计算喷灌系统，再按喷灌系统确定的管径计算滴灌系统。十管按经济流速为１．５ｍ／ｓ进行设计，移动支管按首末端喷头丁作压力之差不超过工作压力的２０％设计。千管和支管的局部水头损失可按沿程水头损失的５％～１０％计算，干管按５％计算，支管按１０％计算。２．４系统结构比例以种植棉花为主的系统，种植２～３茬棉花后，再以喷灌种植小麦、苜蓿倒茬轮作，可按２／３为滴灌，１／３为喷灌设计，一般应按独立的条田分别配置，或按相对独立的干管分别配置。

２．５水源工程设计从系统设计流量来看，喷灌需要的流量为滴灌的１．４倍左右，压力为滴灌的１．４倍左右，水源丁程按喷灌系统的需要进行设计。对于机井加压系统，要增加ｌ台变频控制器调节．水泵的工况，满足滴灌系统所需流量及

压力，以降低能耗，该设备约３．０万形台。对于自压系统，

可在于管首端增设在线式消能阀，控制流量和压力，满足滴灌系统所需流量及压力，该设备Ｄ１５０可满足要求。３费用与效益分析

在相同的地块上进行规划设计，单一滴灌系统投资为

８

１３０：：元ｔ．／ｈｍ２（含机井改造费），喷滴灌共用系统投资为８

７６０

［４］新辐农壁科学院干旱区棉花愤ｆ：滴感综合配套技术中试与示范项目

验收材料［Ｒｊ．乌鲁木齐：新疆农肇科学院，２００４．

影ｈｍ２，喷滴灌共用系统比单一滴灌系统投资增加６３０形ｈｍ２，增加７．８％。

以种植棉花为主的地区，作物种植比例为小麦１／３、棉花２／３较为合理，为使计算的效益更加准确，计算ｌｉｎｎ２效益时

［５］水利水电规划设计总隐ＳＩ．７２－９４．水利建设项Ｈ经济评ｌ介规范［ｓ］．北

京：中固水利水电出版社，１９９５．

［６］建设部．建设项日经济ｉ’｝价方法与参数［Ｍ］．２版．北京：中国建筑１二业

出版社，１９９３．

‘

（上接第１７８３７页）３结论

采用秸秆反应堆为沼气池增温，是经多年实践得到的实用技术，具有廉价、易操作、效果明显等优势，适宜在广大农村推广。参考文献

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大田作物滴灌喷灌共用系统设计

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：

夏明华， 吕忠良， 王江涛

新疆生产建设兵团勘测规划设计研究院一分院,新疆石河子,832000安徽农业科学

JOURNAL OF ANHUI AGRICULTURAL SCIENCES2010,38(31)

参考文献(6条)

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