滴灌工程田间布置计算与设计

□刘 洋

近年，为了合理利用水资源、减少地下水开采，我省大力推广农业节水、发展节水灌溉，滴灌即是节水灌溉的重要方式之一。滴灌即滴水灌溉，是利用如滴灌带（管）、滴头等组成的灌水系统进行高效灌溉的一种节水措施，它能将水分和养分均匀滴入作物根区土壤，其水的利用率可达95%。在农田水利建设过程中，滴灌可以起到节水高产的作用，现以沧州鑫兴果蔬专业合作社为例，进行滴灌的田间布置与设计，以期对今后相关设计提供参考。

1.工程情况简介

沧州鑫兴果蔬专业合作社位于河北省肃宁县，占地共计110亩（南北长177～373m，东西宽263m）。该合作社当年主要种植作物为辣椒，大棚个数152个，单棚尺寸40×5.2m，棚内辣椒株距（s）t0.5m，行距（sr）0.7m。供水方式为地下水机井，机井出水量50m3/h。

2.田间布置计算与设计

2.1 设计参数

根据《微灌工程技术规范》（GB/T 50485-2009），设计湿润比（p）60%，设计耗水强度（Ea）4mm/d，土壤计划湿润土层深度（z）0.5m，灌溉水利用系数（η）不低于0.9，设计日工作小时数（c）20h。

2.2 管道田间布置

滴灌管顺辣椒种植方向布置，每行布置1条；支管采用PE管道，沿棚一侧地上布置，垂直滴灌管并不影响作业；干管采用PVC管道，铺设于地下。支管垂直于滴灌管布置，干管垂直于支管布置。

2.3 灌溉制度设计

最大净灌水定额mmax按下式计算：

θmax—适宜土壤含水率上限（重量百分比）（%）；

θmin—适宜土壤含水率下限（重量百分比）（%）。

根据生产经验，田间持水率一般为适宜土壤含水率上限，其值的60%为适宜土壤含水率下限。项目区土壤为壤土，土壤容重（γ）取1.40g/cm3，田间持水率可取18%。经计算，mmax为30.24mm。

设计灌水周期Tmax及一次灌水延续时间t按下式确定：

2.4 轮灌组设计

结合作物生长期的需水量要求，毛管拟选用直径Φ16mm的滴灌管，滴头间距（S）0.5m，工作压力0.15MPa，滴孔流量（qd）3.0L/h，地表湿润直径（DW）0.7m。土壤湿润比（P）计算公式如下：

此滴灌工程系统采用轮灌形式，每个大棚为1个灌水单元，根据大棚尺寸规格确定单棚设计流量，如表1所示。根据机井出水量及大棚个数确定轮灌组数，如表2所示。

表1 单棚流量计算

表2 轮灌组数设计

2.5 灌水小区水利设计

按照经济流速法计算，并结合当地实际情况综合考虑，干管选用PVCΦ 110mm，支管选用PEΦ63mm。灌水器设计允许流量偏 差率（[qv]）不 大 于20%，灌水器水头偏差率（hv）由下式确定：

（x流态指数，取0.5）

我国以往采用支、毛管间的分配比例为45%和55%对允许水头差进行分配，则毛管的允许压力差为：

根据《微灌工程技术规范》（SL 103-95）,毛管极限长度为：

3.结语

滴灌工程设计内容包括灌溉系统选型、首部枢纽选型及管网设计等，此文仅对管网设计进行了阐述。以沧州鑫兴果蔬专业合作社为例大体阐述了滴灌工程田间布置的设计方法，此类大棚在肃宁、饶阳地区较为普遍，因此该方法在相似平原地区具有一定的参考意义。田间持水率选取经验值会对计算结果造成一定的误差，如有条件应进行实测；另《微灌工程技术标准》（GB/T 50485-2020）即将实施，今后工作也应参照新标准对计算方法加以校核修正。

滴灌工程是河北省地下水超采治理“节、引、调、补、蓄、管”等综合措施的具体表现形式之一，是节水与农艺的高效结合，是现代化精准农业的主要措施。滴灌工程具有高效、节水、小型化特点，对于干旱雨少和水资源缺乏地区，节约利用水源，解决高价值经济作物灌溉，具有一定的实际意义，是一种值得推广的节水农业措施。