滴灌技術(shù)在蘭州市南北兩山環(huán)境綠化工程中的應(yīng)用

蘭州市城關(guān)區(qū)小溝區(qū)域?yàn)樘m州北部干旱區(qū)，在地貌上分為石質(zhì)山地、黃土梁峁和和河谷階地三種類型，海拔高程1755 米～1620 米之間，最大坡度58°。區(qū)內(nèi)無常年地表徑流，只在降雨季節(jié)或暴雨時(shí)才能形成暫時(shí)性洪流，并集于低洼處向下流入黃河。根據(jù)氣象資料，該區(qū)域降水偏少，日照充足，蒸發(fā)量大，氣候干燥，晝夜溫差大，年平均氣溫7.8℃，年平均降水量350毫米，年蒸發(fā)量1539.6 毫米。在這樣的地理和氣候條件下，滴灌技術(shù)是最合理高效的灌溉方式。

一、滴灌系統(tǒng)介紹

（一）水源

該區(qū)域水源由黃河水經(jīng)大沙溝提灌二級(jí)渠提供。黃河水水質(zhì)渾濁、雜質(zhì)多，黃河水在蘭州段年平均含沙量為2.43 公斤/立方米，在每年的主汛期，平均含沙量達(dá)到8 公斤～10 公斤/立方米，而這段時(shí)間正是南北兩山綠化的主要灌溉期，因此，需要對(duì)黃河水沉淀后才能達(dá)到滴灌水質(zhì)要求。

（二）泥沙處理

小溝區(qū)域灌溉面積993 畝，根據(jù)地形及地質(zhì)條件，選用矩形斜管沉淀池，沉淀池通過積水槽出流，即低進(jìn)高出，斜管采用正六邊形PVC 管，斜管按60°仰角放置，沉淀池采用多斗底重力排沙，下部設(shè)1.0 米高排泥漏斗，池周邊布設(shè)排泥管。

通過沉淀池處理后的水渾濁度達(dá)到50NTV，泥沙粒徑在0.05 毫米～0.08 毫米，沉淀處理后進(jìn)入過濾器。

矩形斜管沉淀池的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、沉淀效果好、體積小、占地少。

（三）輸水管網(wǎng)

輸水管網(wǎng)由不同管徑的管道組成，包括干管、分支管、支管及減壓閥、除銹罐等。

工藝流程如下：黃河水→上水系統(tǒng)→沉淀池→上水系統(tǒng)→山頂水池→配水管網(wǎng)→滴灌區(qū)。

1、干管和分干管。其作用是將灌溉用水利用山坡落差形成的自壓輸送到最末級(jí)的滴頭?？筛鶕?jù)滴頭流量、灌水時(shí)間、控制面積等通過水力計(jì)算選擇經(jīng)濟(jì)管徑。

2、支管。支管應(yīng)垂直于等高線布設(shè)，采用￠40PE管，從分干管上設(shè)分水管并安裝閘閥，支管末端安裝堵頭用于排水。支管埋深15 厘米左右，支管上打孔安裝￠16 旁通與毛管連接，支管可單向或雙向分水，￠40PE 管承壓0.4MPɑ，每條支管最多允許控制100 個(gè)滴頭，誤差在10%以內(nèi)。

3、減壓閥。其作用是對(duì)水壓大于0.35MPɑ 的支管進(jìn)行減壓，使水壓符合滴頭的性能要求。

4、儲(chǔ)銹罐。其作用是用沉淀方式除去直管前輸水鋼管壁產(chǎn)生的銹渣，防止銹渣直接流入毛管堵塞滴頭。

（四）毛管和滴頭

1、毛管。毛管應(yīng)垂直支管約平行于等高線布置，采用￠16PE 管，承壓0.4MPɑ，一般單根毛管長(zhǎng)度不允許超過100 米，最多安裝65 個(gè)滴頭。毛管除滴頭部分外露，其余要填埋，埋深10 厘米左右。

2、滴頭。林地滴頭采用大流量調(diào)壓補(bǔ)償式滴頭，其流量6L/h，適壓范圍1 公斤～3.5 公斤，滴頭應(yīng)安裝在毛管靠近地面的側(cè)下方，滴頭距離樹樁根部5 厘米～15 厘米。

根據(jù)南北兩山灌溉實(shí)驗(yàn)，1 個(gè)滴頭在1 個(gè)樹穴滴灌10 小時(shí)，樹穴濕潤(rùn)面積0.6 平方米，濕潤(rùn)深度約80厘米，經(jīng)測(cè)定樹木的主要根系80%在地下80 厘米土層內(nèi)，正好在滴灌的有效濕潤(rùn)范圍內(nèi)。

二、不同灌溉方式的參數(shù)對(duì)比

（一）噴灌方式

表一 噴灌灌溉制度表

（二）滴灌方式

表二 滴灌灌溉制度表

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，在同流量下，林地面積273 畝，利用噴灌方式，灌水周期20 天，灌水定額25 立方米/畝，年灌水5 次，凈灌溉定額125 立方米/畝，灌溉水利用系數(shù)0.85，毛灌溉定額147.06 立方米/畝，年灌溉毛用水量14.6 萬立方米。利用滴灌方式，灌水周期12天，灌水定額10 立方米/畝，年灌水8 次，凈灌溉定額80 立方米/畝，灌溉水利用系數(shù)0.9，毛灌溉定額88.88立方米/畝，年灌溉毛用水量8.83 萬立方米。利用滴灌方式比噴灌節(jié)約水量5.77 萬立方米。

三、綜合分析滴灌造林的效益

（一）節(jié)水。滴灌系統(tǒng)從水源到樹穴全部用管道輸水，輸水損失??；滴灌只濕潤(rùn)樹穴根系部分土體，樹木株行間保持干燥，地面蒸發(fā)量降至最小值；能有效控制水量，不會(huì)造成深層滲漏和產(chǎn)生地表徑流；噴灌土壤濕潤(rùn)深度30 厘米～40 厘米，灌溉定額120 立方米/畝～150 立方米/畝。滴灌土壤濕潤(rùn)深度100 厘米左右，灌溉定額43 立方米/畝，滴灌比噴灌節(jié)水64%～70%。

（二）節(jié)能。主要體現(xiàn)在滴灌用水定額大幅降低后，泵站提水量減少64%～70%，耗能隨之減少。

（三）省工。滴灌操控維護(hù)便利，田間灌溉運(yùn)行管理人員少，與窩灌相比不需要大量的管護(hù)人員，工效由窩灌的5 畝/工日提高到滴灌的100 畝/工日，僅此項(xiàng)省工減少95%。滴灌不需要清淤、修穴、打埂、整地等，從而減少了平時(shí)的管護(hù)用工，大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度，解決了陡峭山坡澆水帶來的安全隱患。

（四）省時(shí)。其它灌水方式受地勢(shì)和勞力的限制，一般只在白天灌水，夜間停止灌溉，而滴灌可晝夜連續(xù)灌溉，因此，滴灌節(jié)省時(shí)間近一半。

（五）增產(chǎn)?；纳缴鷳B(tài)林的增產(chǎn)主要是指樹木當(dāng)年新生長(zhǎng)量以及對(duì)裸露地面的郁閉程度。觀測(cè)噴灌區(qū)每月噴1 次水，在旱年或高溫時(shí)節(jié)楊樹、柳樹葉子都有發(fā)黃甚至枯萎脫落現(xiàn)象，而滴灌區(qū)樹木蒼翠嫩綠，當(dāng)年新生長(zhǎng)高度達(dá)15 厘米～30 厘米。

（六）適應(yīng)性強(qiáng)。對(duì)土壤、地形、樹種均適應(yīng)性強(qiáng)，滴灌后土質(zhì)疏松，不會(huì)僵化板結(jié)；陡峭山坡和溝坎凹凸不平的地方都能滴灌；各種樹木都適合滴灌。

（七）灌水均勻度高。滴灌系統(tǒng)能夠控制滴頭水量，灌水均勻度可達(dá)80%～90%，遠(yuǎn)高于其它灌水方式，可降低肥料、養(yǎng)分和水的流失。

（八）減少病蟲害。滴灌技術(shù)灌水在根部，出水量的大小可以通過調(diào)節(jié)閥和滴頭進(jìn)行調(diào)節(jié)，令葉子保持干燥，減少病蟲害的風(fēng)險(xiǎn)。