滴灌设计参数

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(图1、图2、图3)。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(4、图5、图6)。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人渗为主，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(图7、图8)}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以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0.40一0.50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3一4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。目前,团场普遍赞同采用滴头流量大的滴灌带,主要是由于在实际运行中,实际流量没有达到设计流量。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。由图9、图10可以看出，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55一60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%一65%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4.50一5.10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1.50一5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(图11)，说明60厘米以下土层水分没有消耗。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。土壤适宜含水率上、下限滴灌设计中所指的上壤适宜含水率上、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概，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%一85%，下限2控制在60%一65%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。轮灌小区的划分对于目前普遍采用的支附管轮灌方式，划分轮灌小区时，一条分干管上的所有支管尽可能同时运行，每条支管上各开启一条附管。这样运行，不容易造成漏开附管的现象，可以提高灌水均匀度。操作人员不需盲目的到田间四处找球阀。切记系统不要低压运行在系统运行过程中，不要人为的多开或少开球阀。系统低压运行的后果是：按设计额定工作压力的系统，灌水均匀度就能得到充分保证，当滴头压力下降时，灌水均匀度就差，在设计完成的系统内一旦遇此情况，作物长势必将不均匀，直接影响到作物的产量和经济效益的高低。通常滴灌系统首部压力在进入地下管道前不宜低于2.5kg。分干管不主张变径在设计中，分干管按变径考虑，虽可节约一部分投资，但从长远来看，不变径更为合适，其原因：如果按变径设计，在以后的运行中，滴灌带的型号就需按当时设计的型号采购，而实际上滴灌带的型号每年都在不同程度的变化；分干管变径不适宜以后改为支管轮灌的方式；实际运行中，采用了分干管变径的条田，灌水均匀度大都受到不同程度的影响。制定灌溉制度的具体方法有三种:①总结群众丰产的灌水经验:②总结灌溉试验资料:③按水量平衡原理推算。大田膜下滴灌技术的灌溉制度是严格按照土壤水允许上下限指标进行控制灌溉的高效节水型灌溉新技术。其灌溉制度的制定原则和计算方法与一般性常规沟灌灌溉方法是一样的。只是一个实时调整问题。但在滴灌下程技术设计中只是计算灌溉高峰期(如棉花花铃期)的一次灌溉过程中的灌水定额、设计灌水周期、一次灌水的延续时间，它井不是全生育期内的灌溉制度，所以必须按照设计单位提出的设计要求进行操作管理。上述制度在实际操作答理过程中的必要性目前还没有被人们完全所认识，有此单位在没有自然降水补充可利用的同等条件下，在自行制定的操作管理“办法”、“规程”、“要点”，甚至一些自办的“电视科普讲座”中，随意降低技术设计中所制定的灌水定额(亦有增加的)。有的还人为延长灌水间隔时间(灌水周期)，这样操作的结果一是设计要求与实际操作脱节,失去了设计灌水定额的意义；二是作物需水高峰期严重供水不足，受旱而减产。2系统轮灌方式对降低投资的影响大田滴灌系统中，一般采用干支管轮流输水方式进行轮灌，然而在同一条干管上若采用3不同的支管组合方式，如规划设计时考虑不周，必会增大干支管中的沿程水头损失，同时有此单位由于盲目改变设计轮灌方式，也可能增大管道沿程损失，甚至还影响到支管，迫使增大流速，超过适宜流速，总之，支管组合轮灌方式不同，干管中的流量变化也不同，合理的轮灌方式可以减小部分干支管的管径，降低投资。3适宜经济流速对管径选择的影响答径的选择应从技术和经济两个方面综合考虑，适宜经济流速的选择合适与否，对整个滴灌系统的造价起重要作用。滴灌系统各级管道管径的选择目前大部分采用经济流速计算选择。那么各级管道的经济流速的值或范围应是多少，微灌规范中没有规定范围，因而各地选择不一，通过查阅参考资料，其结果也有差异，如:①《农村水利技术实用手册》》(董冠群等主编)中讲到:低压管道输水如塑料硬管适宜流速为0.6~1.3m/s、，压力管道经综上所述，目前兵团各团场的滴灌系统干管一般均低于上述范围，而不少支、辅管却大于上述范围，笔者认为，滴灌系统的干管适宜流速一般应选择在2m/s左右，在与各方面因索匹配的条件下，尽量用足用够，必要时可提高到2.5m/s,要比现在一般采用的1.2~1.8m/s有所提高，至少不要低于上限。PE支辅答可用到3.5m/s,否则目前我们已设计的滴灌系统大部分不符合要求了，上述情况事实上还未超过以色列有关资料中的限额指标，只是我国还未规范而已。4降压运行对滴灌带最大铺设长度、灌水均匀度的影响滴灌系统灌水器的流量偏差率按规范要求不应大于20%，而灌水器的工作水头又与流量偏差率相互作用和影响。为此，已按规范要求设计并施工完善的滴灌系统，是一个相互协调的整体。操作运行时若某一环节发生变化，在设计供水流量不变的情况下，最终受影响的是滴灌带灌水器的工作压力。系统内不管来自何方造成的压力变化，如降压会导致毛管允许最大铺设长度缩短，如在已建成的系统中继续运行必将影响灌水均匀度。系统降压运行的后果是:按设计额定压力工作的系统，灌水均匀度可得到充分保证；当滴头压力下降时，灌水均匀度就差，在已建成的系统内一旦遇此情况，作物长势必将不均匀，直接影响到作物的产量和经济效益的高低，同理，在系统内任意改变滴灌带的规格，也将影响到系统运行效益的发挥。1石河子乡节水灌溉存在的主要问题1.1节水灌溉意识淡薄，宣传力度不够农村土地实行承包到户后，个体农户成为实施农田灌溉的基本单元，政府的水管部门对灌溉只能进行宏观管理和控制。因此很大一部分农民凭借自己的经验，实行大水漫灌等十分粗放的灌水方法，根本无节水灌溉的意识。再加上宣传力度不够，很多节水措施无法落实。1.2节水灌溉规划工作薄弱到目前为止，石河子乡还未制定出一个完整的节水灌溉规划，因此石河子乡节水灌溉的实施带有盲目性，还处于启蒙阶段，工作较被动，还未进入规范化，标准化阶段。1.3灌区管理水平低，存在着重建轻管问题4目前，石河子乡灌区，还存在工程管理薄弱、用水管理粗放、生产管理落后、组织管理不善等问题。规章制度制定的还不十分完善，贯彻得也不十分彻底，缺乏科学化、正规化管理。这些问题的存在，严重影响着灌区水利工程效益的充分发挥。灌水方法即田间配水方法，就是如何将现在我国采用过的和正在研究或推广使用的节水灌溉技术有数十种之多。各种技术都各有利弊，各有不同的适用条件。只不过有些技术成熟一些，有些技术还有待进一步研究，有些技术优点更多些，适用范围更广些，而有些技术稍逊而已。节水灌溉技术可分为灌水方法、输水方法、灌溉制度和田间辅助措施等4大类别。节水灌水方法1.1.1灌水技术要素的优化灌水技术要素指沟、畦规格、入畦(沟)流量，改水成数。这些灌水技术要素的合理的组合就会得到节水的效果，一般经验表明对沟灌和畦灌采用较小的畦、沟尺寸，就可以大大提高灌溉均匀度和灌水效率，即常说的小畦短沟畦。至于沟畦尺寸多大为宜，则因不同地形与土质而异，各地要通过试验来确定。1_1.2新的沟畦灌水工具传统的沟畦灌水是用人工从配水渠开口放水入沟畦，这样既不准确又不方便，而且常因放水口渗漏造成水的田间损失，国外早已采用虹吸管(用于明渠输水的情况)或闸门孔管(用于管道输水的情况)放水，我国已做了一些试验，证明可提高田间水利用率5%一10%，但目前有关的工具尚未批量生产，而且农民也不习惯，推广还有待时日。灌水方法即田间配水方法，就是如何将已送到田头的灌溉水均匀地分布到作物根系活动层中去。按灌溉水是通过何种途径进入根系活动层，灌水方法可分为地面灌溉、喷灌、微灌和地下灌溉。由于承压要求低，就可采用专门的低压管，单位造价即可大大降低。这主要用于地面灌溉的输水系统，在美国现在中小渠道基本都被低压管道所取代。我国前几年从“小白龙”(即薄膜塑料管)开始，以后逐步改进成为一个专门技术措施—“管灌”，即用低压管道输水的地面灌溉。因此在无力发展喷灌和微灌的地方，采用管灌是一个方向，在井灌区，应逐步用低压管来代替所有的中小型渠道。也可以取得显著的节水效果。在渠灌区，如果渠系配套完整仍以采用防渗措施节水为宜，如果地形有一定坡度，且渠系配套不完整，则应考虑直接采用输水管道进行配套。但是在非常平坦的自流灌区要采用管道输水则应填重斟酌。目前有些地方，管灌只用管道将水送至地头，没有直接送入灌水沟，田间还得布置输水沟，为了进一步节水，就应当生产闸门孔管，使得从水源直到引人灌溉沟(或畦)，水都在管内流动。综上所述，可见节水灌溉技术是多种多样的，每一种技术都有一定的适用条件，每个地方，每一种条件都可以选择合适的节水灌溉技术。我们在开展节水灌溉工作中，一定要因地制宜地选择使用一种或几种方法同时使用。我们的目的是节水，只要是有效的节水灌溉技术，我们就要根据当地条件积极采用。首