浅谈膜下滴灌、管灌灌水技术的配置规划

　　摘要：河北崇礼县地处张家口北，是蔬菜种植大县，多年来受气候干旱和超采地下水的影响，水资源急剧下降，已渐成为缺水大县，为了节约用水，保护地下水资源，近年来一直大力推广高效节水项目，采用膜下滴灌、管灌等先进的灌水技术，不仅节水，而且具有增产、省工、保土保肥等优点，还可以防止土地板结、霜冻、盐碱化，有利促进农作物的生长，本文以崇礼县部分高效节水工程为例，论述了滴灌、管灌技术的配置要求和规划等方面一些要点问题。

　　主题词：节水技术;规划;分析

　　一、地理气象及地下水分析

　　崇礼县位于张家口东北明长城北侧，西北和东北以坝头为界，与张北、沽源两县接壤;东部和南部以长城相隔，和赤城、宣化两县毗邻;西南与张家口市连接，属寒温带大陆性季风气候，冬季干旱漫长，夏季凉爽短暂，春秋多风。全县分为5个气候区：东北部较湿润寒温区、东南部湿润寒温区、西北部半湿润寒温区、西部干旱暖温区、西南部半干旱暖温区。崇礼县地下水属于大气降水入渗，并以分水岭为界，形成三个独立的地下水补给、径流与排泄水文地质单元，地下水的流向垂直于等高线。补给来源除大气降水外，还有季节性洪水的入渗及少量山区凝结水的补给。由于山区沟谷狭窄，坡度较大，岩层粒度较粗，地下水径流排泄条件良好。但在局部地区因基岩埋深较浅，地下水流受阻时以泉水或明流形式排出地表汇入河流。地下水的动态受降水制约，在雨季含水层水量增多，到旱季水量明显减少，变化很大，形成雨多井水满，久旱井水干的现象。由于水资源的日渐短缺，实施高效节水项目已势在必行。

　　二、滴灌项目配置分析

　　(一)滴灌工程系统组成：滴灌系统基本由首部枢纽、输配水管网、滴头等组成。

　　1、首部枢纽：滴灌系统的首部枢纽包括水泵、施肥(药)装置、过滤设施和安全保护及量测控制设备。其作用是从水源取水加压并注入肥料(农药)经过滤后按时按量输送进管网供作物充分吸收。

　　2、输配水管网：输配水管网是将首部枢纽处理过的水流按照要求输送分配到每个灌水单元和滴头，包括干管、支管、辅管、毛管及所需的连接管件和控制、调节设备。系统由一条主干管和多条分干管组成，在每个分干管上根据作物的需水量和毛管的适量铺设长度及条田的宽度打增接口，安装出地管，以便于连接地面铺设的管网，各分干管在最低处设一排水井阀，便于冬季排空管内积水。分干管布置在条田中间，支管通过管件与辅管连接共同垂直于种植方向，与分干管呈鱼骨式布置，毛管在辅管上通过三通连接，与作物种植方向一致。

　　3、滴头：滴头是滴灌系统中最关键的部件，是直接向作物施水、施肥、施药的设备。其作用是利用滴头的微小流道或孔眼消能减压，使水流变为水滴均匀地施入作物根区土壤中。

　　(二)、滴灌的地下管网设计

　　1、水源分析及工程规划：对于井水系统，水中沙粒含量较多，因此水质处理的重点是考虑沙粒过滤问题，通过“离心+网式”过滤器处理后，基本达到滴灌水质要求;蓄水池系统水中无机物颗粒杂质含量较少，但有机物杂质含量较高，通过“砂石+网式”过滤器处理后，即可达到滴灌水质要求。

　　2、固定式管网配置：在一般的地势平坦区，多采用固定式滴灌系统。固定式滴灌其各级管道和滴头的位置在灌溉季节是固定的。其优点是操作简便、省工、省时、灌水效率高、效果好。固定式滴灌系统由水源工程、首部装置、输配水管网、灌水器四部分组成。首部枢纽包括过滤装置、施肥装置和测控装置。井水系统过滤装置采用“离心+网式过滤器”的组合形式，蓄水池系统过滤装置采用“砂石+网式过滤器”的二级过滤形式。施肥装置的作用是使易溶于水并适于根施的肥料、农药、化控药品等在施肥罐内充分溶解，然后再通过滴灌系统输送到作物根部，便于作物吸收，充分发挥肥效，同时减少肥料浪费。测控装置的作用是方便系统的操作、运行管理、保证系统安全，它包括阀门、水表、压力表、排气阀、逆止阀。输配水管网包括主干管、分干管、支管、毛管及连接管件。干管起到为滴灌系统输送水量的作用。支管在滴灌系统中起控制滴灌带适宜长度，划分轮灌区的作用。支管铺设于地表。管件的作用是将各部分管道连通为管网。灌水器作用是把末级管道中的压力水流均匀而稳定地分配到田间，满足作物对水分的要求。

　　三、管灌的管网布置及管径选择分析

　　(一)管网布置：管网的布置要经过实地考察，根据地形和田块位置形状及水源位置，对设计田块进行了具体分析研究，多数采用树枝状管网布置形式，并在各个适当位置留出水口，以达到节水、省工、高效的目的。

　　(二)管径选择：在各级管道流量已确定的前提下，各级管道管径的选取，对管网投资和运行费用有很大影响。

　　管径选择的约束条件

　　管径选择应满足的约束条件是：

　　①管网任意处工作压力的最大支应不大于该处材料的公称压力。

　　②管道流速应不小于不淤流速(一般取0.5m/s)，不大于最大允许流速。

　　③设计管道必须是已经设计的管径规格。

　　④树状管网各级管道管径应由上到下逐级逐段变小。

　　⑤在设计运行工况下，不同的运行方式时水泵工作点应尽可能在高效区内。

　　(三)水泵的选型

　　管灌的水泵选型十分重要，一般由于水源的水位埋深和扬程较大，多数选用多级潜水电泵，要求选择的井泵适用的最小井径必须小于井管内径，所选泵的流量不得大于井的最大涌水量，水泵要能满足各轮灌组运行流量和扬程的要求等。根据系统设计扬程和流量可以选择相应的水泵型号，一般所选的水泵参数应略大于系统的设计流量和扬程，然后由该水泵的性能曲线校核其他灌水小区要求的流量和压力是否满足。

　　结束语：实施高效节水项目可以调整农业种植结构，增强全村的农业抗旱能力，保证了增产丰收，大幅度地增加当地群众的经济收入。同时还能产生防治风沙，调节气候，保护水资源的巨大生态效益