滴灌工程土壤湿润比计算方法

于德志 侯大伟 周 强

（威海市文登区水利勘测设计院）

滴灌工程土壤湿润比计算方法

于德志 侯大伟 周 强

（威海市文登区水利勘测设计院）

自2009年山东省实施小型农田水利重点县建设以来，文登区的微灌节水工程得到广泛开展，滴灌因其省水、节能、提高肥效、灌水均匀、增产显著、适应性强等优点，被广泛应用于山丘区果园、蔬菜大棚等经济作物，取得了良好的经济效益。但在具体工程设计中，对土壤湿润比的计算往往不准确，影响工程投资与效益发挥。根据《微管工程技术规范》要求和已有的试验资料，探讨了滴灌工程可行的土壤湿润比计算方法，可供在设计时应用参考。

土壤湿润比 滴灌 毛管布置 滴头流量 计算方法

滴管是把灌溉水通过滴头，一滴一滴的滴入植物根部附近土壤的节水灌溉模式，非常适宜水资源比较缺乏、水土流失严重的丘陵山区应用。其特点：一是一次性灌水延续时间长，可避免输水损失和深层渗漏；二是可减少植物植株间地面的无效蒸发，提高灌溉水利用效率；三适应地域广，平原、山地均可采用；四是水肥相融，可利用滴管系统直接施肥，使作物根系土壤经常维持适宜的水肥条件，达到节水、抗旱、增产的目的。滴管在文登区开展的小型农田水利重点县建设中，被广泛应用于果园、蔬菜大棚等经济作物，为胶东低山丘陵区的绿色农业发展发挥了巨大作用。

在滴灌系统设计前期，有一个相当重要的工作，就是根据不同作物种类和耕地条件，选择合适的土壤湿润比。滴灌系统的土壤湿润比影响其系统的田间合理布置，对灌溉工程投资影响较大，从而影响到直接经济收益。湿润比小，利于减少地面蒸发，保持农作物行间干燥，便于其他农作，且滴灌系统投资小；但过小的湿润比，难以满足作物生长的用水需求，增产效益较低；湿润比增大，可充分满足作物的生长发育，但投资会增大，不经济。事实上，不同的土壤及结构的保水能力不同，不同的作物灌溉计划中湿润层深度也不相同。因此，在滴灌设计中，存在一个合理选用土壤湿润比的问题，需要针对不同的作物、土壤结构选用不同流量、间距的滴头，确定适宜的土壤湿润比，然后进行干支管道布置，以达到投资少、效益高的设计目的。本文就此问题进行探讨。

1 土壤湿润比的规范要求

土壤湿润比，一般是指湿润土体与整个计划层土体的比值。对滴灌而言，土壤湿润比指地面以下30 cm深处，土壤湿润面积与滴头控制面积的比值。《微管工程技术规范》（SL103-95），给出的不同作物的推荐湿润比范围为：粮棉油作物和蔬菜60%-90%，葡萄及瓜类30%-50%，果树25%-40%。在干旱地区，宜取上限值。

2 土壤湿润比的计算

土壤湿润比取决于土壤的结构、耕地坡度、土壤的均匀度和滴头流量、间距、一次灌水量等。对于一个具体设计而言，确定土壤湿润比最有效、最可靠的办法，是在设计区域选择有代表性的地块进行田间试验，实测计算土壤湿润比。在基层具体滴灌设计中，进行这种田间试验，即不具备试验条件，也无必要，可根据土壤结构、作物种类等，采用不同的滴灌管布置形式进行核算，选用适宜的土壤湿润比即可。

2.1 单行直线毛管布置的土壤湿润比计算

计算公式：

式中：P——土壤湿润比，%；

DW——土壤水分扩散直径，m；

Se——滴头（或出水点）间距，m；

Sl——毛管间距，m。

根据已有的田间试验结果，分析整理的单行直线毛管布置时的土壤湿润比可直接查表1选用。

表1 不同流量间距的土壤湿润比（%）选用表

举例：在一砂壤土菜地上布置滴灌系统，蔬菜行距1 m，选用滴头流量2 l/h，试确定滴头间距和土壤湿润比。

根据“灌水器流量2 l/h”，土壤结构“中”，毛管间距Sl为1 m时，查表1得单行直线毛管，滴头均匀布置，每次灌水40 mm时的土壤湿润比为80%，滴头间距0.7 m，满足《微管工程技术规范》推荐的蔬菜滴灌土壤湿润比范围。

2.2 毛管绕树布置时土壤湿润比计算

计算公式：

式中：P——土壤湿润比，%；

n——每棵果树下安装的滴头数，个；

Se——滴头（或出水点）间距（一般取湿润带宽度的80%），m；

Sw——湿润带宽度，m；

St、Sr——分别为果树株距和行距，m。

根据已有的田间试验结果，毛管绕树布置时，湿润带宽度按滴头流量和土壤条件，查表2选用。

表2 不同流量下土壤的湿润带宽度表

举例：在一砂壤土果园布置滴灌，果树株行距各为5 m，选用滴头流量4 l/h，每株果树下安装6个滴头，试确定滴头间距和土壤湿润比。

按土质和滴头流量，查表2得湿润带宽度为1.24 m，滴头间距按湿润带宽度80%考虑采用1 m。则果园滴灌的土壤湿润比为：

核算的果园滴灌土壤湿润比为30%，满足《微管工程技术规范》推荐湿润比范围要求。

3 结语

在滴灌设计中，由于镶嵌滴头的毛管用量很大，土壤湿润比选择将直接影响毛管数量和干支管径的大小，对工程建设投资影响很大。根据国内外试验资料，在干旱地区，果树的土壤湿润比应小于33%；在降雨较多地区，滴灌作为间歇性补充灌溉，土壤湿润比应小于20%；对于蔬菜和粮食作物，土壤湿润比一般为70%-90%。在具体滴灌设计中，需准确理解把握，根据不同的作物、土壤结构等条件，进行不同的滴头布置，计算选定适宜的土壤湿润比，然后进行滴灌系统的管路布置，才能达到费省效宏的目的。

S275.6

B

1008-0120（2017）01-0047-02

2016-12-26

于德志（1962-）：男，工程师；通讯地址：山东省威海市文登区龙山路54号，264400