平邑县疏菜大棚滴灌系统设计及建设成效

蒋 莉

（平邑县水利局，山东 临沂 273300）

平邑县疏菜大棚滴灌系统试区位于平邑县卞桥镇资邱村南，面积33.8hm2。蔬菜大棚东西长86m，南北宽13m，每个大棚面积一般为0.11hm2。棚内瓜菜南北向种植，西瓜1个棚内种植4行，株距0.4m，平均行距3.2m；蔬菜1个棚内种植22行，株距0.4m，行距0.6m。水源为机井，单井出水量60m3/h，水质符合灌溉要求。

1 滴灌系统设计

根据节水灌溉技术规范，考虑当地的实际条件和蔬菜种植情况，选用如下设计参数。

1.1 设计参数

大棚西瓜：1）设计耗水强度Ea，考虑夏季西瓜生长，按露地栽培方式取值，Ea=5.5mm/d；2）设计土壤湿润比P，考虑西瓜种植行距较大，根据实践经验，参考微灌技术规范，取P=20%；3）设计灌水均匀度Cu=90%；4）灌溉水利用系数 η=0.95。

大棚蔬菜：1）设计耗水强度Ea，考虑到夏季露地蔬菜生长，故按露地栽培方式取值，取Ea=5.5mm/d；2）设计土壤湿润比P，考虑蔬菜种植行距较小，根据实践经验，参考微灌技术规范，取P=60%；3）设计灌水均匀度Cu=92%；4）灌溉水利用系数η=0.95。

1.2 滴灌灌水器

根据大棚瓜菜的种植特点，选用外径为16mm、壁厚0.6mm的灌水器。额定工作压力10m时，单滴头流量2.7L/h，滴头间距0.3m的内镶式滴灌管。

1.3 系统管网布置

典型地块13hm2，从南到北共有4排大棚，每排东西向各有24个大棚，共96个大棚。除机井附近1个棚长为79m外，其余大棚长度均为86m。

从机井通过首部枢纽引出主干管，主干管总长386m，主干管东西向有一段80m长与一分干共用，南北向主干管沿地块中央、大棚之间铺设，长度为276m；共设8条分干管，分别从大棚中间穿过，总长度为1380m。在每个棚内东西向1/2处，通过三通从分干管上接出一出水立管与棚内首部枢纽连接，首部枢纽与地面支管连接，长度为13m。

滴灌管因种植作物不同有两种形式：一种是蔬菜滴灌布置形式；一种是西瓜滴灌布置形式。由于同一块地既种植蔬菜，又轮作西瓜，蔬菜行距小于西瓜，因此在布置滴灌管时按蔬菜来考虑。

根据大棚种植蔬菜行数，在支管南北两侧双向布置22条滴灌管，支管与滴灌管利用旁通连接，滴灌管平行作物种植行布设在小行内，1条滴灌管控制1行蔬菜，滴灌管平均行距0.6m，单根滴灌管长43m。

据上述布置，可计算出大棚滴灌的实际湿润比P=66.7%〉60%，故此布置满足设计湿润比要求。

1.4 设计灌水定额及周期

经计算：设计灌水定额m=15.9mm，即159m3/hm2，取150m3/hm2；设计灌水周期T=2.7d，取T=2.5d。

1.5 灌溉系统工作制度的确定

一次灌水延续时间，计算得：t=1.12h。取t=1.2h。

根据大棚瓜菜种植特点，灌溉系统采用了变频恒压供水系统，由于管网的压力恒定，采取随机供水的工作制度，单棚可随时用水灌溉，适合一家一户灌溉用水需要。由于出水量限制，实际操作时，同时工作的大棚个数应根据单棚灌溉流量的大小，来控制系统流量不超过机井出水量。同时考虑灌溉时尽量使同时工作的大棚分布在两条分干管上。

1.6 系统流量计算

1）毛管流量。计算得：Qm=2.7×43÷0.3=387L/h，2）支管流量。支管流量Q支=17.03m3/h。

根据单井出水量大小，同时工作的大棚个数应为55÷17.03=3个。即干管流量为3×17.03=51.09m3/h。

考虑灌溉时尽量使用同时工作的大棚分布在两条分干管上，相对称的两条分干管的流量分别为34.06m3/h、17.07m3/h。

1.7 管网水力计算

由于每个大棚的支管入口流量、各级管道长度已定，最不利情况下的灌溉方式为：七分干有2个棚工作，八分干有一个棚工作。据此计算分析求出支管、分干管、干管的管径。管网水力计算具体成果见表1。

1.8 水泵选型

根据水力计算结果，系统管网进口流量、进口压力水头分别为51.09m3/h、58.8m，选取水泵200QJ50-65/5-15kW，流量50m3/h，扬程65m，配套功率15kW，同时配置18.5kW的变频恒压控制装置。

2 工程效果初步分析

1）节电效益。变频恒压滴灌技术的最显著优点就是节约电能，初步测试数据表明，节能达30%～40%。单台水泵相比，流量小，节能量大。

2）增产效益。增产效益见表2。

3）节地效益。根据已有试验对比观测资料 ，变频恒压滴灌和低压管灌渠灌相比，可节约用地1.5%～2.5%，相应地增加了蔬菜种植面积。

4）省工效益。根据当地群众灌水经验和已有试验对比观测资料，地面灌溉现状土渠每人每天浇地0.05hm2，滴灌每人每天浇地约0.47hm2，每年可省工112个。

表1 管网水力计算成果表

表2 灌溉增产效益计算表

5）节水效益。经测试，蔬菜滴灌灌溉水利用系数为0.95；在P=50%的平水年，年灌溉用水量为399.3万m3，项目实施前，灌溉水利用系数仅为0.55。按项目实施前后净灌溉用水量不变计算，则项目实施后每年可节水16万m3。