低压条件下滴灌带灌水均匀系数实验研究

吴刚 罗川

【摘要】滴灌是当前各种灌水方式中灌水效率最高、耗水量最小的一种灌水技术，具有节水、增产、提质、高效等优点，已广泛应用于多种粮经作物中。但目前滴灌技术投资相对较高，制约了其应用和推广，降低系统的工作压力能有效降低滴灌工程的成本，因此，低压滴灌是未来灌溉技术发展的重要方向。

【关键词】低压;滴灌带;灌水均匀系数

微灌均匀系数是微灌系统设计及衡量系统灌水质量的重要指标，灌水均匀系数有多种表达式或计算方法，包括均匀系数、分布均匀系数、统计均匀度、流量变差率等。在田间，影响灌水均匀系数的因素较多，如灌水器工作压力的变化、灌水器制造偏差、堵塞情况、水温变化、微地形变化、滴灌带长度等。基于此，本文对低压条件下滴灌带灌水均匀系数实验进行了详细的论述。

一、滴灌带概述

我国自1974年引进滴灌技术。目前，国际普遍流行的滴灌灌水器是一体化滴灌带（管），即滴头和滴灌管结合成一体。这类灌水器安装方便，滴头的水力性能、抗堵性能、调节性能及出水均匀性方面都很强。

滴灌带是利用塑料管（滴灌管引）道将水通过直径约10mm毛管上的孔口或滴头送到作物根部进行局部灌溉。它是通过出流孔口非常小入的滴头或滴灌带，把水一滴一滴地均匀而缓慢地滴在作物根部附近的土壤中。滴灌带分为贴片式滴灌带、内嵌圆柱式滴灌管、迷宫式滴灌带、蓝色轨道滴灌带。

二、材料与方法

试验选取了4种迷宫式滴灌带及2种内镶式滴灌带六种常用产品。选取7种地形坡度（-1%、-0.6%、-0.3%、0、0.3%、0.6%、1%）、4种铺设长度（60、80、100、120m）及4种进口压力水头（2、4、6、8m）三个因素开展试验研究。试验装置首部为220L塑料水箱，将潜水泵置于其中，滴灌带铺设在自制的角铁槽连接件内，每隔3m设一调节杆支座，作为镀锌角铁连接件的调坡控制点，通过调整支座高程来控制铺设坡度，以调整滴灌带铺设坡度，水平坡度用自动安平水准仪校核。从滴灌带首端开始每隔3m设一固定取水点，压力大小由首部压力表控制，测试时间为20min，在测试时间完成后将取水点的取水器取下，用量筒测出水量，每个组合重复3次，进行均匀系数平均值计算。

三、结果与分析

（1）滴灌带铺设长度对均匀系数的影响。当6个规格滴灌带在0坡度、进口压力分别为2、4、6、8m时，不同滴灌带铺设长度对均匀系数的影响。在相同压力下，滴灌带灌水均匀系数随着滴灌带铺设长度的增大而降低。随滴灌带铺设长度增加（60～120m），灌水均匀系数降低的幅度和各规格滴灌带灌水器流量的大小有关。因此，在低压0坡时，滴灌带额定流量越大，随滴灌带长度增加其灌水均匀系数下降幅度也越大。

（2）滴灌带进口压力水头对灌水均匀系数的影响。当滴灌带铺设坡度为0°时，滴灌带铺设长度分别为60、80、100、120m条件下，滴灌带不同進口压力水头对灌水均匀系数的影响。总体上而言，低压0坡度情况下，当滴灌带铺设长度从60～120m变化时，随着进口压力的增大，各规格滴灌带均匀系数也有所增加，但增加的幅度不同。进口压力相同时，对于同一规格滴灌带而言，铺设长度较小时的灌水均匀系数更高。在滴灌带铺设长度较长时（大于100m），相同进口压力下，不同规格滴灌带的灌水均匀系数存在显著的差异，这表明在低压条件下，当滴灌带铺设长度较大时，滴灌带的规格类型（或自有属性特征，如额定流量、制造偏差等）对滴灌带的灌水均匀系数存在显著影响，也说明了低压条件下，当滴灌带铺设长度较大时选取滴灌带规格类型的重要性。

（3）滴灌带铺设坡度对灌水均匀系数的影响。图1给出在滴灌带铺设长度为120m、不同进口压力（2～8m）、不同坡度时的灌水均匀系数。

从图1中可知，在不同压力下，坡度从逆坡-1%到顺坡1%变化时，灌水均匀系数呈逐渐增加的趋势。在滴灌带进口压力为2～4m时，滴灌带铺设坡度对灌水均匀系数有很大影响，坡度从逆坡-1%～-0.3%变化时，灌水均匀系数增加且幅度较大，其中B1在2m压力时，均匀系数差值比率最大到达20%，最小的A1灌水均匀系数差值比率也达到10.8%，但当滴灌带进口压力大于4m时，均匀系数差值较小，最大的C2为6.3%，这是因在较低压力下，滴灌带坡差所产生的水头在滴灌带各点总水头中的比重很大，当坡差较大时，坡差对滴灌器工作压力产生很大影响，就会引起灌水均匀系数较大的变化。滴灌带进口压力在2～8m范围，坡度从0～1%顺坡变化时，灌水均匀系数随坡度变化不大，主要原因是当压力降低时灌水器出流量也减小，从而滴灌带中的水流量也减小，使水头损失减小，最终导致灌水均匀系数的变化不大。

参考文献：

[1]陈昌渠.微灌均匀度参数之间的关系及其应用[J].灌溉排水，2015（2）.

[2]冯素珍.低水头滴灌系统研究[J].内蒙古农业大学学报，2015（3）.