甘肅省秦安縣大棚白脆瓜種植中節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用分析

溫馨

摘 要：秦安縣屬于甘肅天定片區(qū)，作為林果業(yè)大縣，其果品產(chǎn)業(yè)已形成規(guī)模，以蜜桃、蘋果、花椒為代表的農(nóng)產(chǎn)品名揚(yáng)全國各地，但林果業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的最大瓶頸在于秦安縣水資源缺乏，作物需水期得不到及時(shí)灌溉，影響果品產(chǎn)量和品質(zhì)?，F(xiàn)如今，發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)已成為一項(xiàng)重要國策，因此開展灌區(qū)改造、節(jié)水配套，把農(nóng)業(yè)用水損失降至最低程度是當(dāng)前迫切需要解決的問題之一。借助項(xiàng)目實(shí)施，對片區(qū)范圍實(shí)施滴灌，新建高效節(jié)水工程，實(shí)施精準(zhǔn)灌溉，很好解決了周邊果蔬灌溉問題，有效提高了土地產(chǎn)值，促進(jìn)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)、健康、快速發(fā)展。

關(guān)鍵詞：林果業(yè)；節(jié)水灌溉；滴灌；可持續(xù)

秦安縣歷屆縣委、縣政府高度重視經(jīng)濟(jì)林果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，圍繞打造“全國林果產(chǎn)業(yè)基地縣”的目標(biāo)，大力發(fā)展以蘋果、蜜桃為主的林果業(yè)，拓展白脆瓜果品，充分利用縣域優(yōu)勢，發(fā)展特色產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)全縣經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，而水利基礎(chǔ)設(shè)施作為農(nóng)業(yè)發(fā)展的命脈已是共識(shí)，各級領(lǐng)導(dǎo)對水利項(xiàng)目非常重視，及時(shí)組織成立全縣農(nóng)田水利項(xiàng)目建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組，并盡最大力量籌措資金，全力支持水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。

1 項(xiàng)目概況

秦安縣地處秦嶺以北，甘肅省東南部，天水市北部，渭河主要支流葫蘆河下游，秦安縣位于甘肅省東南部，天水市北部，地處隴山之西、葫蘆河下游，由王鋪梁、中山梁、千戶嶺、云山梁等各大山梁組成趨向縣城所在地興國盆地，縣境內(nèi)海拔1120～2230米。秦安屬隴中南部溫和半濕潤季風(fēng)氣候，日照充足，晝夜溫差大，特別是適宜于瓜果生長。

秦安縣利用耕地開展白脆瓜種植項(xiàng)目，通過對項(xiàng)目實(shí)施范圍實(shí)施滴灌，新建高效節(jié)水工程，實(shí)施精準(zhǔn)灌溉，有效整合閑散資源，充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，形成秦安縣白脆瓜種植的特色經(jīng)營模式。

2 工程布置方案

2.1 工程等級及標(biāo)準(zhǔn)

本次規(guī)劃灌溉面積410畝，灌溉作物為白脆瓜、蔬菜。按照《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB/50201—2014）等規(guī)范的規(guī)定，該工程等別屬Ⅴ等?。?）型工程，灌溉設(shè)計(jì)保證率：75%。灌溉水利用系數(shù)：η=0.9。

2.2 灌溉方式

2.2.1 滴灌 滴灌是利用專門的設(shè)備或自然水頭獲取壓力，通過壓力管道及末端灌水器，將有壓流變成細(xì)小的水滴，直接送到作物根區(qū)附近，均勻、適量地施于作物根層所在部分土壤的灌水方法[1]，主要適用于大田作物以及果樹、蔬菜、溫室溫棚等經(jīng)濟(jì)作物和水源極缺的地區(qū)。

滴灌的優(yōu)點(diǎn)：①水的有效利用率高，減少土壤水分的蒸發(fā)，防止雜草的生長，且易掌握精確的施水深度，非常省水；②實(shí)現(xiàn)肥料的高效利用，最大限度地提升農(nóng)產(chǎn)品的綜合質(zhì)量與商品率，擁有較高的經(jīng)濟(jì)效益[2]；③適宜于地形有起伏的地塊和不同種類的土壤。

滴灌的缺點(diǎn)：①易引起堵塞，所以對水質(zhì)要求高；②可能引起鹽分積累，使作物根區(qū)引起鹽害；③可能限制根系的發(fā)展。

2.2.2 管灌 管灌是利用專門的設(shè)備或自然水頭獲取壓力，通過壓力管道將水輸送至田間，再設(shè)置出水口通過軟管將水輸送至田間或植物根區(qū)附近，主要適用于大田作物以及果樹、蔬菜、溫室溫棚等經(jīng)濟(jì)作物。

管灌的優(yōu)點(diǎn)：①流速大，灌水方便，強(qiáng)度相對較低，群眾容易接受；②水量損失較小，從而有效地滿足了作物生長的需水，可收到增產(chǎn)增收的效果。

管灌的缺點(diǎn)：所需勞動(dòng)力多，所用管道管徑相對于滴灌較大。

2.2.3 噴灌 噴灌技術(shù)是一種先進(jìn)的灌溉技術(shù)，利用水泵將水源的水加壓，通過管道輸送至噴頭，以噴灑的方式進(jìn)行灌溉。噴灌技術(shù)的主要特點(diǎn)是利用噴頭將水噴灑出來，形成細(xì)小的水滴，從而對農(nóng)作物進(jìn)行均勻的灌溉。與傳統(tǒng)的地面灌溉相比，噴灌技術(shù)可以更加有效地控制灌溉水量與灌溉時(shí)間，實(shí)現(xiàn)節(jié)水節(jié)能的目標(biāo)。

噴灌的優(yōu)點(diǎn)：①對地形適應(yīng)性強(qiáng)；②適用于各種類型土壤質(zhì)地。

噴灌的缺點(diǎn)：①受風(fēng)的影響較大，不適用于灌溉期風(fēng)力大于3級風(fēng)的地塊；②不適用于枝干較高的果樹[3]。

結(jié)論：通過對實(shí)地論證和走訪調(diào)查，并根據(jù)當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有水源情況，秦安縣較缺水的實(shí)際，且項(xiàng)目區(qū)地形大部分較為平緩，種植面積集中，因此本次灌溉形式采用滴灌。

3 工程設(shè)計(jì)

3.1 灌溉制度的確定

本次節(jié)水灌溉規(guī)劃中，灌溉用水量按滴灌區(qū)進(jìn)行計(jì)算，項(xiàng)目區(qū)種植以白脆瓜為主，蔬菜為輔，白脆瓜收獲后，耕地進(jìn)行蔬菜種植，總灌溉面積410畝，占地面積694畝，土質(zhì)為中壤土，其株行距為0.4米×0.6米，灌溉方式采用滴灌。

經(jīng)計(jì)算所得：上述灌水定額與實(shí)際走訪田間調(diào)查數(shù)據(jù)較為吻合。即滴灌條件下，白脆瓜的灌水定額為6.0米?/畝，蔬菜的灌水定額為5.30米?/畝。

3.2 設(shè)計(jì)灌水周期

3.2.1 作物耗水強(qiáng)度 采用滴灌時(shí)，白脆瓜設(shè)計(jì)耗水強(qiáng)度取值范圍為3～7毫米/天，干旱地區(qū)宜取上限的要求，結(jié)合項(xiàng)目區(qū)氣候特點(diǎn)（屬半濕潤半干旱地區(qū)），取Ea=4.0毫米/天。

3.2.2 灌水周期 用下式計(jì)算：

按理論計(jì)算，白脆瓜及蔬菜設(shè)計(jì)灌水周期在2.01天、1.80天，經(jīng)走訪調(diào)查，在實(shí)際灌溉過程中，白脆瓜及蔬菜在大棚內(nèi)生長，水分不易蒸發(fā)消失，因此將灌水時(shí)間拉長至7天，即每周需灌水一次。

3.3 大棚設(shè)計(jì)灌溉工作制度

圖1為大棚白脆瓜實(shí)物圖。由于水源地水量較小，如采用續(xù)灌，供水量嚴(yán)重不足，根據(jù)實(shí)際情況，故本次采用輪灌的灌水方式。

輪灌次序：按照整個(gè)灌溉區(qū)域進(jìn)行一個(gè)輪次灌溉所耗時(shí)間不能大于設(shè)計(jì)灌水周期和機(jī)泵一天的連續(xù)運(yùn)行時(shí)間，不能高于規(guī)范規(guī)定的22小時(shí)，根據(jù)各片區(qū)灌溉面積以及來水量確定輪灌組，每個(gè)輪灌組管轄的范圍宜集中連片，輪灌順序采用從低處向高處逐個(gè)輪灌組灌溉。

3.4 灌溉制度

主要作物灌溉制度如表1、表2。灌水設(shè)計(jì)保證率P=75%。

3.5 年用水量

1#灌區(qū)的灌區(qū)蓄水過程見表3。

3.5.1 灌溉凈需水量 根據(jù)設(shè)計(jì)灌溉制度計(jì)算的綜合灌溉定額推算灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉凈需水量。通過計(jì)算，設(shè)計(jì)水平年總凈需水量為7056米?。

3.5.2 灌溉毛需水量 每次灌溉用水量可直接根據(jù)灌水定額乘以畝數(shù)計(jì)算。先算出凈需水量，然后再算出毛需水量。

V總凈= A總凈×m畝

式中：V總凈：一次灌水凈需水量，米3；

A總：灌溉面積，畝；

m畝：凈灌水定額，米3/畝。

V總毛=A總凈×m畝/0.9

式中：V總毛：一次灌水毛需水量，米3；

A總：灌溉面積，畝；

m總：凈灌水定額，米3/畝。

秦安縣大棚灌溉建設(shè)工程輸水方式均采用滴灌形式灌溉，田間灌溉水利用系數(shù)為0.9。計(jì)算得灌區(qū)年總毛需水量為7840米?。

同理，其他片區(qū)灌溉形式均采用滴灌灌溉，氣候環(huán)境及土壤在同一片區(qū)，因此白脆瓜及蔬菜灌水定額同上，其他片區(qū)灌區(qū)需水量及總用水量計(jì)算表，文中不再贅述。

3.6 田間滴灌工程設(shè)計(jì)

3.6.1 管道系統(tǒng) 灌溉系統(tǒng)采用如下結(jié)構(gòu)：水源（提水至高池）→出水口→離心+碟片過濾器（進(jìn)排氣裝置）→施肥罐（施肥控制裝置）→溫室內(nèi)主管（地面PE管）→支管（地面PE黑管）→滴灌管。滴灌系統(tǒng)鋪設(shè)如圖2所示。

3.6.2 棚內(nèi)管道布設(shè)形式 根據(jù)大棚中白脆瓜和蔬菜的種植情況，進(jìn)行輸水管的合理布設(shè)，使用旁通閥連接滴灌帶。布置時(shí)確保輸水管與棚內(nèi)作物的種植行保持一致。滴灌帶的間距按照作物種植的平均間距0.6米進(jìn)行布置，對于不同作物則通過調(diào)整株距來適應(yīng)其種植密度。

大棚白脆瓜種植情況如圖3所示。

3.7 管道水擊防護(hù)

在高壓管道輸水管網(wǎng)中，閥門的開啟或關(guān)閉操作會(huì)導(dǎo)致管內(nèi)流速發(fā)生急劇變化，從而引發(fā)管道動(dòng)水壓強(qiáng)的急劇上升，進(jìn)而形成水擊現(xiàn)象。這種現(xiàn)象會(huì)對管道系統(tǒng)的安全產(chǎn)生重大影響。因此，為了確保管道系統(tǒng)的安全，必須采取有關(guān)保護(hù)策略。

3.8 計(jì)量設(shè)施設(shè)計(jì)

該工程灌溉面積410畝，設(shè)計(jì)計(jì)量設(shè)施利用卡式智能水表控制用水量，并配有普通水表同時(shí)控制。智能水表實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)量自動(dòng)扣費(fèi)，即刷即開，即刷即停，兩次差值即可確定該用水戶灌水量及灌溉水費(fèi)。按照核定的水價(jià)收繳水費(fèi)，做到了計(jì)量設(shè)施全覆蓋，可按期達(dá)到農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革的目的。

4 小 結(jié)

白脆瓜種植目前作為秦安縣主導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)，大棚內(nèi)優(yōu)先保證白脆瓜種植，待白脆瓜收完，為防止大棚閑置，配套蔬菜種植，白脆瓜節(jié)水灌溉技術(shù)克服了秦安縣較缺水的困難，提高了工程區(qū)灌水保證率，讓水肥控制起到關(guān)鍵性的作用，同時(shí)由于滴灌的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，確保不會(huì)對工程區(qū)土壤結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，是一種適用于該地區(qū)的有效灌溉方式，值得同類缺水地區(qū)在農(nóng)業(yè)灌溉中借鑒應(yīng)用（圖4）。

參考文獻(xiàn)

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