关于自压滴灌技术研究

□朱小军（新疆生产建设兵团农九师勘测设计院）

0 前言

现阶段要加快现代农业的发展步伐，要以发展高新节水灌溉为起点，开展节水工程，有效降低农业灌溉定额，使农作物可适时、适量的灌溉，提高水资源的利用率，降低灌水定额，不仅可节省农业用水量，而且可保证农业稳产高产。缓解水资源供需矛盾，为工业、服务业、城乡建设及生态环境建设提供更多的水资源，确保当地经济和社会各项事业快速、健康、持续发展。自压滴灌是高新节水灌溉中最为理想的灌溉方式，因为它利用地形坡差满足滴灌所需能量，是真正的绿色高新节水灌溉。因此，在条件允许的条件下，尽可能采用自压滴灌的方式进行灌溉，且要注意以下问题。

1 自压滴灌的条件及布置原则

农业灌溉在水源、土地有保证的情况下，可以采用喷管、滴灌或管道管。考虑到所需压力、节水效果、作物产量等因素，滴灌最为理想。滴灌可以加压，也可自压，结合运行成本、绿色环保等相关问题，自压滴灌称得上零耗能。

整个项目先布局全系统管网，同时确定滴灌的基本参数，再确定管网管材，以及管径，最终顺利实施项目，发挥预测内效益。

2 滴灌主要参数确定

2.1 灌水定额

2.1.1 土壤湿润比

对于单条毛管直线布置时，滴灌土壤湿润比用下式计算：

式中：P—土壤湿润比；Sw—湿润带宽度，在项目区范围调查；SL—毛管间距。

经计算初定土壤湿润比，再依据《微灌工程技术规范》（GB/T50485-2009）进行符合比较。

2.1.2 最大净灌水定额m

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，cm；p-滴灌设计土壤湿润比,%；θmax、θmin-适宜土壤含水率上下限。

2.2 设计灌水周期T

式中：T—设计灌水周期，d；Tmax—最大灌水周期，d；Ia—设计供水强度，mm/d；Ea—设计耗水强度，mm/d。

2.3 设计灌水定额

式中：md—设计净灌水定额（mm）；m′—设计毛灌水定额（mm）；η—灌溉水利用系数。

2.4 一次灌水延续时间

式中：Se—滴头间距；Sl—毛管间距；qd—滴头流量。

2.5 轮灌组数目的确定

轮灌组:N≤CT/t；

式中：N—轮管组的数目，以组表示；C—系统1 d的运行小时数。

3 管材的选定

3.1 埋管管材的选定

地埋管管材的选定通过对常用UPVC管、玻璃钢管这二种管材的经济技术进行比较。通过比较，de400以下采用UPVC管、de400以上采用玻璃钢管较为经济。

3.2 地面支管的选定

目前滴灌所用支管大都为PE管，可以卷曲，利于回收管理。

3.3 地面毛管的选定

根据当地情况选用毛管，农业旱作物灌溉可考虑滴灌带；树木类，可选用滴灌管。

4 滴灌管网水力计算

压力前池→主干管→干管→分干管→支管→毛管→滴水器

根据末端滴水器所需工作水头、各级管道损失及地形坡差逆推确定压力前池位置。

4.1 干管、分干管水头损失

干管、分干管的水头损失按下式计算：沿程水头损失hf=fQmL/db

局部水头损失hw=ξ×v2/2g或hw=10%·hf

式中：L—管长，m；Q—流量，m3/h；d—管道内径，mm；m—流量指数，1.77；b—管径指数，4.77；f—管材摩阻系数，取 94800；ζ—局部阻力系数；v—管道流速,m/s；g—重力加速度,9.81m2/s.

4.2 支管水头损失

沿程水头损失hf支=fSqdm/db[(N+0.48)m+1/（m+1）-Nm(1-S0/S)]

式中:hf支—等距多孔支管沿程水头损失m；f—摩阻系数0.51；S—分流孔间距m；S0—多孔管进口至首孔的间距m；N—分流孔总数；q—单孔设计流量；d—管道内径mm；m—流量指数；b—管径指数；支管局部水头损失按沿程水头损失的15%计。

4.3 毛管水利计算

毛管内径为16mm>8mm，可认为管内流态为光滑紊流，沿程水头损失hf毛=fsqdm/db[（N+0.48）m+1/(m+1)-Nm(1-S0/S)]

式中:hf毛—等距多孔毛管沿程水头损失m；f—摩阻系数；S—分流孔间距m；S0—多孔管进口至首孔的间距m；N—分流孔总数；q—单孔设计流量h；d—管道内径mm；m—流量指数；b—管径指数；毛管局部水头损失按沿程水头的15%计。

5 总结

目前我国节水灌溉技术的推广应用仍以单项技术为主，固然已开始正视研究节水综合技术，但应用尚不普遍。节水灌溉综合技术的目标不但要提高水的利用率,而且要利用绿色能源增效，真正起到节水增产的作用。因此节水浇灌技术今后发展的主要方向是将工程技术、农业技术与治理技术有机组合,形成节水高效的节水灌溉综合技术体系，并在大面积上推广应用。

[1]吴普特.中国西北地区水资源开发战略与利用技术[M].北京：中国水利水电出版社，2001.

[2]梅旭荣，蔡典雄，杨正礼，等.节水高效农业理论与技术[M].北京：中国农业科学出版社，2002.