甘肃省秦安县大棚白脆瓜种植中节水灌溉技术的应用分析

温馨

摘 要：秦安县属于甘肃天定片区，作为林果业大县，其果品产业已形成规模，以蜜桃、苹果、花椒为代表的农产品名扬全国各地，但林果业进一步发展的最大瓶颈在于秦安县水资源缺乏，作物需水期得不到及时灌溉，影响果品产量和品质。现如今，发展节水农业已成为一项重要国策，因此开展灌区改造、节水配套，把农业用水损失降至最低程度是当前迫切需要解决的问题之一。借助项目实施，对片区范围实施滴灌，新建高效节水工程，实施精准灌溉，很好解决了周边果蔬灌溉问题，有效提高了土地产值，促进了社会经济可持续、健康、快速发展。

关键词：林果业；节水灌溉；滴灌；可持续

秦安县历届县委、县政府高度重视经济林果产业的发展，围绕打造“全国林果产业基地县”的目标，大力发展以苹果、蜜桃为主的林果业，拓展白脆瓜果品，充分利用县域优势，发展特色产业，促进全县经济的可持续发展，而水利基础设施作为农业发展的命脉已是共识，各级领导对水利项目非常重视，及时组织成立全县农田水利项目建设领导小组，并尽最大力量筹措资金，全力支持水利基础设施建设。

1 项目概况

秦安县地处秦岭以北，甘肃省东南部，天水市北部，渭河主要支流葫芦河下游，秦安县位于甘肃省东南部，天水市北部，地处陇山之西、葫芦河下游，由王铺梁、中山梁、千户岭、云山梁等各大山梁组成趋向县城所在地兴国盆地，县境内海拔1120～2230米。秦安属陇中南部温和半湿润季风气候，日照充足，昼夜温差大，特别是适宜于瓜果生长。

秦安縣利用耕地开展白脆瓜种植项目，通过对项目实施范围实施滴灌，新建高效节水工程，实施精准灌溉，有效整合闲散资源，充分发挥技术优势，形成秦安县白脆瓜种植的特色经营模式。

2 工程布置方案

2.1 工程等级及标准

本次规划灌溉面积410亩，灌溉作物为白脆瓜、蔬菜。按照《防洪标准》（GB/50201—2014）等规范的规定，该工程等别属Ⅴ等小（2）型工程，灌溉设计保证率：75%。灌溉水利用系数：η=0.9。

2.2 灌溉方式

2.2.1 滴灌 滴灌是利用专门的设备或自然水头获取压力，通过压力管道及末端灌水器，将有压流变成细小的水滴，直接送到作物根区附近，均匀、适量地施于作物根层所在部分土壤的灌水方法[1]，主要适用于大田作物以及果树、蔬菜、温室温棚等经济作物和水源极缺的地区。

滴灌的优点：①水的有效利用率高，减少土壤水分的蒸发，防止杂草的生长，且易掌握精确的施水深度，非常省水；②实现肥料的高效利用，最大限度地提升农产品的综合质量与商品率，拥有较高的经济效益[2]；③适宜于地形有起伏的地块和不同种类的土壤。

滴灌的缺点：①易引起堵塞，所以对水质要求高；②可能引起盐分积累，使作物根区引起盐害；③可能限制根系的发展。

2.2.2 管灌 管灌是利用专门的设备或自然水头获取压力，通过压力管道将水输送至田间，再设置出水口通过软管将水输送至田间或植物根区附近，主要适用于大田作物以及果树、蔬菜、温室温棚等经济作物。

管灌的优点：①流速大，灌水方便，强度相对较低，群众容易接受；②水量损失较小，从而有效地满足了作物生长的需水，可收到增产增收的效果。

管灌的缺点：所需劳动力多，所用管道管径相对于滴灌较大。

2.2.3 喷灌 喷灌技术是一种先进的灌溉技术，利用水泵将水源的水加压，通过管道输送至喷头，以喷洒的方式进行灌溉。喷灌技术的主要特点是利用喷头将水喷洒出来，形成细小的水滴，从而对农作物进行均匀的灌溉。与传统的地面灌溉相比，喷灌技术可以更加有效地控制灌溉水量与灌溉时间，实现节水节能的目标。

喷灌的优点：①对地形适应性强；②适用于各种类型土壤质地。

喷灌的缺点：①受风的影响较大，不适用于灌溉期风力大于3级风的地块；②不适用于枝干较高的果树[3]。

结论：通过对实地论证和走访调查，并根据当地现有水源情况，秦安县较缺水的实际，且项目区地形大部分较为平缓，种植面积集中，因此本次灌溉形式采用滴灌。

3 工程设计

3.1 灌溉制度的确定

本次节水灌溉规划中，灌溉用水量按滴灌区进行计算，项目区种植以白脆瓜为主，蔬菜为辅，白脆瓜收获后，耕地进行蔬菜种植，总灌溉面积410亩，占地面积694亩，土质为中壤土，其株行距为0.4米×0.6米，灌溉方式采用滴灌。

经计算所得：上述灌水定额与实际走访田间调查数据较为吻合。即滴灌条件下，白脆瓜的灌水定额为6.0米?/亩，蔬菜的灌水定额为5.30米?/亩。

3.2 设计灌水周期

3.2.1 作物耗水强度 采用滴灌时，白脆瓜设计耗水强度取值范围为3～7毫米/天，干旱地区宜取上限的要求，结合项目区气候特点（属半湿润半干旱地区），取Ea=4.0毫米/天。

3.2.2 灌水周期 用下式计算：

按理论计算，白脆瓜及蔬菜设计灌水周期在2.01天、1.80天，经走访调查，在实际灌溉过程中，白脆瓜及蔬菜在大棚内生长，水分不易蒸发消失，因此将灌水时间拉长至7天，即每周需灌水一次。

3.3 大棚设计灌溉工作制度

图1为大棚白脆瓜实物图。由于水源地水量较小，如采用续灌，供水量严重不足，根据实际情况，故本次采用轮灌的灌水方式。

轮灌次序：按照整个灌溉区域进行一个轮次灌溉所耗时间不能大于设计灌水周期和机泵一天的连续运行时间，不能高于规范规定的22小时，根据各片区灌溉面积以及来水量确定轮灌组，每个轮灌组管辖的范围宜集中连片，轮灌顺序采用从低处向高处逐个轮灌组灌溉。

3.4 灌溉制度

主要作物灌溉制度如表1、表2。灌水设计保证率P=75%。

3.5 年用水量

1#灌区的灌区蓄水过程见表3。

3.5.1 灌溉净需水量 根据设计灌溉制度计算的综合灌溉定额推算灌区农业灌溉净需水量。通过计算，设计水平年总净需水量为7056米?。

3.5.2 灌溉毛需水量 每次灌溉用水量可直接根据灌水定额乘以亩数计算。先算出净需水量，然后再算出毛需水量。

V总净= A总净×m亩

式中：V总净：一次灌水净需水量，米3；

A总：灌溉面积，亩；

m亩：净灌水定额，米3/亩。

V总毛=A总净×m亩/0.9

式中：V总毛：一次灌水毛需水量，米3；

A总：灌溉面积，亩；

m总：净灌水定额，米3/亩。

秦安县大棚灌溉建设工程输水方式均采用滴灌形式灌溉，田间灌溉水利用系数为0.9。计算得灌区年总毛需水量为7840米?。

同理，其他片区灌溉形式均采用滴灌灌溉，气候环境及土壤在同一片区，因此白脆瓜及蔬菜灌水定额同上，其他片区灌区需水量及总用水量计算表，文中不再赘述。

3.6 田间滴灌工程设计

3.6.1 管道系统 灌溉系统采用如下结构：水源（提水至高池）→出水口→离心+碟片过滤器（进排气装置）→施肥罐（施肥控制装置）→温室内主管（地面PE管）→支管（地面PE黑管）→滴灌管。滴灌系统铺设如图2所示。

3.6.2 棚内管道布设形式 根据大棚中白脆瓜和蔬菜的种植情况，进行输水管的合理布设，使用旁通阀连接滴灌带。布置时确保输水管与棚内作物的种植行保持一致。滴灌带的间距按照作物种植的平均间距0.6米进行布置，对于不同作物则通过调整株距来适应其种植密度。

大棚白脆瓜种植情况如图3所示。

3.7 管道水击防护

在高压管道输水管网中，阀门的开启或关闭操作会导致管内流速发生急剧变化，从而引发管道动水压强的急剧上升，进而形成水击现象。这种现象会对管道系统的安全产生重大影响。因此，为了确保管道系统的安全，必须采取有关保护策略。

3.8 計量设施设计

该工程灌溉面积410亩，设计计量设施利用卡式智能水表控制用水量，并配有普通水表同时控制。智能水表实现自动计量自动扣费，即刷即开，即刷即停，两次差值即可确定该用水户灌水量及灌溉水费。按照核定的水价收缴水费，做到了计量设施全覆盖，可按期达到农业水价综合改革的目的。

4 小 结

白脆瓜种植目前作为秦安县主导的产业，大棚内优先保证白脆瓜种植，待白脆瓜收完，为防止大棚闲置，配套蔬菜种植，白脆瓜节水灌溉技术克服了秦安县较缺水的困难，提高了工程区灌水保证率，让水肥控制起到关键性的作用，同时由于滴灌的独特优点，确保不会对工程区土壤结构产生破坏，是一种适用于该地区的有效灌溉方式，值得同类缺水地区在农业灌溉中借鉴应用（图4）。

参考文献

[1] 苗壮.极端干旱区滴灌葡萄耗水规律与产量变化研究[J].赤峰学院学报（自然科学版），2013，29（19）：32-34.

[2] 李迎春.温室大棚蔬菜生产中滴灌带灌溉应用效果分析[J].农业开发与装备，2018（2）：156.

[3] 张航波.浅析高效节水灌溉技术在黄土高原地区的应用：以甘谷县磐安镇谢家坪片区高效节水灌溉工程为例[J].农业科技与信息，2021（5）：5-9.