朝陽縣小管出流滴灌技術(shù)的應(yīng)用及效益分析

馬宏娟，宋興治，孫 鵬

(1.遼寧省朝陽縣水務(wù)局，遼寧朝陽122000;2.遼寧省水文水資源勘測局鐵嶺分局，遼寧 鐵嶺112000)

小管出流灌溉是一種新型的微灌技術(shù)，通過試驗研究和應(yīng)用推廣，一直穩(wěn)步向前發(fā)展，在短短十幾年時間里，應(yīng)用小管出流滴灌技術(shù)的灌溉面積已從最初的1 300 hm3發(fā)展到6 600 hm3，2011年朝陽縣借助遼寧省啟動千萬畝滴灌工程的契機，開始實施小管出流節(jié)水滴灌項目，截止2013年朝陽縣已發(fā)展小管出流節(jié)水滴灌面積8.02萬畝，糧果豐收有了保證，促進了農(nóng)民增產(chǎn)增收。

1 小管出流滴灌技術(shù)的涵義、優(yōu)點與適用條件

1.1 小管出流滴灌技術(shù)的涵義

小管出流節(jié)水滴灌實際上也叫涌泉灌，主要是針對微灌系統(tǒng)在使用過程中，灌水器易被堵塞的難題和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理水平不高的現(xiàn)實，打破微灌灌水器流道的截面通常尺寸(一般直徑為0.5～1.2 mm)而采用超大流道，以Φ4PE塑料小管或膠皮管代替微灌滴頭，并輔以田間滲水溝形成一套以小管出流灌溉為主體的符合實際要求的微灌系統(tǒng)。

1.2 小管出流滴灌技術(shù)的適用條件

小管出流是用直徑4 mm的微管與毛管連接作為基本灌水器，并結(jié)合其他配套設(shè)施，實現(xiàn)小管出流局部(采用溝、埂)地面灌溉、滴灌、滲灌、微噴灌等多種微灌技術(shù)。適用于高差變化大，水質(zhì)條件不太好，以及經(jīng)濟發(fā)展變化快的地區(qū)。

1.3 小管出流滴灌技術(shù)的優(yōu)點

1.3.1 節(jié)水

小管出流滴灌技術(shù)屬于局部灌溉，只濕潤滲水溝兩側(cè)作物根系活動層的部分土壤，其他部分的土壤仍保持干燥狀態(tài)，水的利用率高，而且是利用管道輸配水，沒用輸水、滲漏等的損失。根據(jù)朝陽縣地區(qū)的實驗，可比地面灌溉每畝地節(jié)約用水64 m3。

1.3.2 節(jié)能、堵塞問題小、水質(zhì)凈化處理簡單

小管出流灌水器的流道直徑比滴管灌水器的流道或孔口的直徑大得多，其過水斷面是滴頭流道斷面的8～10倍，而且采用大流量出流，解決了滴灌系統(tǒng)灌水器容易堵塞的難題，大大增強了抗堵塞能力。因此，一般只要在系統(tǒng)首部安裝篩網(wǎng)式過濾器即可，其目數(shù)為60～80(而滴灌系統(tǒng)的過濾器則需要120～200目)。如果利用水質(zhì)良好的井水進行灌溉，也可以不安裝過濾器;同時，由于過濾器網(wǎng)眼大、水頭損失小，既節(jié)省能量消耗，又可延長沖洗時間，即沖洗周期延長了。

1.3.3 施肥方便

在作物的生育期內(nèi)，當作物進行施肥時，可將化肥液注入管道內(nèi)隨灌溉水進入作物根區(qū)土壤中，也可把肥料均勻地撒于滲溝內(nèi)溶解，隨水進入土壤。特別是施有機肥埋入滲水溝下的土壤中，在適宜的水、熱、氣條件下熟化，充分發(fā)揮肥效，解決了滴灌條件下不能施有機肥的問題。因此，在小管出流的條件下，可以適時適量進行施肥，以滿足作物生長發(fā)育的需要，促進作物的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。

1.3.4 適應(yīng)性強

小管出流的工作水頭應(yīng)用范圍寬。小管出流采用穩(wěn)流器，當水頭在5～25 m變化時，仍能使流量穩(wěn)定在允許范圍內(nèi)，因此，適用于各種復(fù)雜地形。

小管出流的使用流量廣，小管出流的出流量由穩(wěn)流器控制，其穩(wěn)定的出流量有 8、10、20、30、40、50、60 L/h 等 7 中，可根據(jù)不同需要選用。

對土地平整要求不高。平地、坡地、崗地等不同地形均可采用，同時，也不受土壤條件和作物種類的限制。1.3.5 運行費用低

小管出流可利用高位水池(塘、庫、蓄水池、水窖等)不同位置的壓力，設(shè)備全部埋于地下，不易遭到破壞，維修費用少，其運行費用大約是滴灌系統(tǒng)的1/3—1/2一般工作壓力在0.02 MPa以上即可正常工作。

2 小管出流滴灌的組成及功能

2.1 水源工程

水源井:水質(zhì)水量滿足要求的江河、湖泊、井、泉、渠和池塘等都可作為灌溉水源，在朝陽縣多數(shù)為水源井，對于含水層淺的地區(qū)可打大口井(直徑2 m以上)，對于含水層比較深的地區(qū)適合打機械井(直徑0.3 m以上)。

水源工程的功能要求:

(1)水源工程必須保證按灌水計劃的要求按時按量供水;

(2)水源井的井徑不低于300 mm;

(3)對于水源井井壁巖層不穩(wěn)定應(yīng)下全護壁;

(4)水源井單井水量每小時涌水量超過20 m3才能配套。

井房的建設(shè):井房尺寸:4 m(長)×3 m(寬)×3 m(高)，面積12 m2。井房基礎(chǔ)采用漿砌石結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)埋深0.5 m;四周立墻采用磚混結(jié)構(gòu)，墻寬24 cm，墻壁內(nèi)外刷一層玻璃膠后在采用M5砂漿抹面2 cm厚，內(nèi)部墻頂采用M7.5砂漿抹面2 cm厚;房頂采用混凝土預(yù)制板形式;井房內(nèi)挖一2 m長、1.8 m寬、1.8 m深的槽子，內(nèi)壁砌筑一層12 cm磚用于存放過濾器及施肥罐等，門采用整體套裝門。

2.2 首部樞紐

首部樞紐由水泵、動力機、蓄水池、過濾器、控制閥門、計量和保護設(shè)備等組成。首部土建工程有設(shè)備的基礎(chǔ)、泵房、配電間和管理房等。

其功能是從水源抽水加壓到蓄水池，經(jīng)過濾后按時按量送入管網(wǎng)。

2.3 輸配水管網(wǎng)

小管出流輸配水管網(wǎng)包括干管、支管、毛管、小管及滲水溝。干管起輸水作用，支管起配水作用。當壓力水送到田間后，由毛管承擔灌水功能。滲水溝的作用是把灌水器流出的水均勻分散地入滲到作物周圍的土壤中。

目前，干管、支管、毛管和小管采用PE管，為了減緩老化，延長使用壽命，并方便田間管理，均埋于地表以下，小管灌水器在滲溝內(nèi)露出10～15 cm。

2.4 灌水器

基本灌水器為φ4 mm小管。在平原地區(qū)，當?shù)匦纹露刃∮?.001，壓力調(diào)節(jié)的幅度較小時，小管出流灌水器可由φ4 mm小管接頭與小管組成。通過改變小管的長度或改變不同的管徑，均衡輸水壓力，保證出流量穩(wěn)定;在地形變化較大的地區(qū)，可用穩(wěn)流器，來調(diào)節(jié)局部損失，加大壓力調(diào)節(jié)幅度，以保證穩(wěn)定的出流量。

3 效益分析

朝陽縣自2011年開始在大、小凌河流域兩岸，開始實施小管出流節(jié)水滴灌，截至目前共發(fā)展面積8.02萬畝。以1萬畝為例進行效益分析。

3.1 經(jīng)濟效益

增產(chǎn)效益:增產(chǎn)效益主要指經(jīng)濟作物(以果樹為例)實施小管出流高效節(jié)水滴灌后增加的生產(chǎn)能力。項目實施后畝產(chǎn)量由原來的多年平均畝產(chǎn)量650 kg增加到1 050 kg，果樹按3元/kg計算，1萬畝產(chǎn)田共增加效益1 200萬元。

表1 新果樹增產(chǎn)和增收效益成果表

節(jié)水效益:實施小管出流節(jié)水滴灌措施后，水費按2元/m3計算，則滴灌節(jié)水約14.3萬元。

節(jié)能效益:實施小管出流滴灌措施后，減少了灌溉用水量，這就意味著節(jié)約了能量。按節(jié)水85萬m3，100 m3用電20度，每度電0.7元計算，共節(jié)能11.9萬元。

節(jié)地效益:滴灌按節(jié)地4%計算，每畝農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)凈效益按400元/畝計，則節(jié)地效益為0.04×400×10 000=16萬元。

節(jié)工效益:實施小管出流滴灌后年每畝按省工2個，每個工日25元計算，則節(jié)工效益2×25×10 000=50萬元。

表2 1萬畝工程年效益匯總表 萬元

本項目實施后，每年每萬畝新增效益1292.2萬元，水利分攤系數(shù)按0.6計算，每萬畝年效益B=775.32萬元。

社會效益:通過該工程的實施，可以進一步增強各級領(lǐng)導(dǎo)及當?shù)厝罕姷墓?jié)水意識和科技興農(nóng)意識，緩解水源危機，進一步發(fā)展水利事業(yè)，真正改善當?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，降低農(nóng)民的勞動強度，便于農(nóng)業(yè)機械化、自動化。朝陽縣水資源貧乏，素有“十年九旱”之稱，干旱成為制約朝陽農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的主要因素，發(fā)展節(jié)水灌溉、增強農(nóng)田水利工程建設(shè)不僅能夠提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，促進農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展，提高農(nóng)民生活水平，增加經(jīng)濟作物產(chǎn)值，而且能夠有效防止灌溉水的滲漏損失，調(diào)整本地區(qū)的農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)，改變農(nóng)民靠天吃飯的局面。

生態(tài)效益:通過小管出流節(jié)水滴灌工程的實施，增強了項目區(qū)的農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，合理開發(fā)利用水土資源，提高作物生長條件，控制土地鹽堿化，改變了土壤的有機質(zhì)含量，增加了土壤的含水性，改善了項目區(qū)的生態(tài)環(huán)境，減少了自然災(zāi)害的發(fā)生機率。

節(jié)水灌溉工程的建設(shè)，使項目區(qū)內(nèi)土地實現(xiàn)旱澇保收有了保障，而且有效避免出現(xiàn)深層滲漏，減少土壤養(yǎng)份流失，有助于改善土壤結(jié)構(gòu)，改善了農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，為項目區(qū)生態(tài)環(huán)境向良性健康循環(huán)發(fā)展創(chuàng)造了較好的條件。

4 結(jié)語

小管出流節(jié)水滴灌，收到了顯著的經(jīng)濟效果。該技術(shù) 易于掌握，效果直觀，投資少，運行費用低，農(nóng)民看得見，用得起，適應(yīng)中國農(nóng)民管理水平和投資能力，是一種易被農(nóng)民所接受的微灌新技術(shù)，值得推廣。

［1］張連輝.小管出流灌溉技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用［J］.農(nóng)業(yè)科技與裝備，2009，(02).

［2］張建波.小管出流在果樹灌溉中的應(yīng)用［J］.落葉果樹，2004，(01).