滴灌技术在压砂地硒砂瓜中的应用——以沙坡头区香山高效节水灌溉项目2号系统为例

滴灌技术在压砂地硒砂瓜中的应用——以沙坡头区香山高效节水灌溉项目2号系统为例

何学忠

宁夏中卫市水利勘测设计院宁夏中卫755000

摘要：本文在总结当地农民长期农作种植实践成功经验的基础上，根据实际对硒砂瓜滴灌设计做了详细的说明。压砂地硒砂瓜采用滴灌技术，不仅提高了项目区的灌溉水利用率，同时还提高了硒砂瓜的品质和产量，实现了增产增效、省工省肥、节水。

关键词：压砂地；滴灌技术；应用

中卫市环香山地区地处宁夏中部干旱带，该地区干旱少雨，丘陵纵横，砂砾遍地，昼夜温差大，自然条件恶劣。自2004年以来，中卫市把环香山地区农民经过长期农作实践探索出来的一种抵抗水土流失的“压砂地”耕作方式进行大力推广，在干旱的山坡地表面（坡度小于15°），覆盖一层15cm左右的砂砾，通过砂砾层的蓄水、保墒、增加昼夜温差等作用种植西瓜。这一独特的种植方式产出的硒砂瓜个大、瓤红、汁多、果肉鲜嫩、营养丰富，富含硒、铁、锌等对人体健康有益的微量元素，使香山硒砂瓜品质出类拔萃、享誉全国。

2016年全市种植硒砂瓜86万亩，销售收入达到14亿元以上，比2004年中卫建市时增加近12亿元。香山硒砂瓜已成为宁夏中部干旱带群众“拔穷根”脱贫致富的支柱产业。

1.硒砂瓜灌溉方式选择

沙坡头区香山乡压砂地硒砂瓜现状灌溉的主要方式是滴灌，不但大幅度减少了人力投入，节约水量且可增产，还能使硒砂瓜得到适时适量灌溉，补充营养成分，减少病虫害发生机率。

2．硒砂瓜灌溉工程设计

为了引导项目区农民科学灌水，下面以中卫市沙坡头区2015年度香山高效节水灌溉项目香山2号系统为例介绍硒砂瓜滴灌工程布置与主要技术参数。

中卫市沙坡头区2015年度香山乡实施高效节灌面积2.14万亩，项目区均采用“辅助支管+毛管”的形式。

滴灌系统结构为：水源（峡门水库）——高位蓄水池（沉淀、蓄水）——主干管——过滤器——干管——分干管——支管——辅助支管——滴灌带。

干管与分干管、分干管与支管均采用梳型布置、支管与辅助支管、辅助支管与毛管均采用鱼骨型布置，以减少沿程水头损失，降低能耗，使滴头出水均匀。

2.1滴灌毛管布置模式及主要参数

毛管布置模式：硒砂瓜种植为一管一行，滴灌带铺设间距为2m，滴灌带采用内镶贴片滴灌带，滴头间距为2m，每个滴头额定流量为3.75L/h，每条长50～100m。毛管沿作物种植方向铺设于地表，均薄土覆盖防止大风吹损，在滴头附近不覆土，防止滴头堵塞，其铺设管理都很方便，详见滴灌带铺设方式示意图。

硒砂瓜滴灌带铺设示意图

2.2滴灌主要参数拟定

2.2.1日耗水强度

参照作物蒸发蒸腾量根据改进彭曼公式计算。

彭曼公式：

再参照《宁夏微灌工程规划设计技术导则》确定滴灌设计耗水强度，沙坡头区香山乡灌区硒砂瓜的耗水强度取3mm/d。

2.2.2灌溉水利用系数

滴灌灌溉水利用系数：η＝0.9。

2.2.3设计最大净灌水定额

最大净灌水定额mmax：

Mmax=0.1γzp（θmax-θmin）

式中：Mmax-最大灌水定额，mm；p-设计土壤湿润比，硒砂瓜35%；γ-土壤容重，1.42g/cm3；z-计划湿润土层深度，硒砂瓜0.3m；θmax、θmin-适宜土壤含水率上下限，分别取田间持水率的90%、65%。

经计算：硒砂瓜Mmax=9.7mm。

2.2.4设计灌水周期

设计灌水周期T

T=m/Ia

式中：T-灌水周期，d；M—最大净灌水定额，硒砂瓜9.7mm；Ia-设计日耗水强度，硒砂瓜3mm/d；

经计算，硒砂瓜灌水周期T=3.2d，设计运行方案按3d设计。

2.2.5设计修正灌水定额

M=T*Ia

式中：M—设计净灌水定额，mm；T—灌水周期，硒砂瓜3.0d；Mmax—最大净灌水定额，硒砂瓜9.0mm；Ia-设计日耗水强度，硒砂瓜3mm/d；

经计算，硒砂瓜m=9.0mm=6.0m3/亩。

2.2.6一次灌水延续时间

一次灌水延续时间按下式计算：t=（m×Se×SL）/qd×η

其中：Se—滴头间距，硒砂瓜2m；m—毛灌水定额（mm），硒砂瓜m=9mm；SL—毛管间距，硒砂瓜为2m；qd—滴头流量，硒砂瓜为3.75L/h。

经计算，硒砂瓜一次灌水延续时间t=7.1h。

2.3管道设计

2.3.1管道布置。中卫市沙坡头区2015年度香山高效节水灌溉项目香山2号系统水源为峡门水库水，水库下游建设泵站将水加压至高位蓄水池中，由高位蓄水池铺设DN1200钢质输水主干管辐射库灌区，高位蓄水池已进行初步大颗粒沉淀，各系统引水口单独建过滤器房进行过滤后，通过自压为各系统田间供水。

2号系统从主干管道取水，de180PVC干管出过滤器房后接分干管，沿生产路铺设de180PVC分干管，垂直分干管平行档向铺设de125PVC支管，支管每隔50～100m设出地桩一个用以连接地面辅助支管。辅助支管长80m，每条辅助支管两侧双向铺设毛管，每条辅助支管铺设40对毛管，铺设方向与作物种植方向一致，一管一行，运行时五条支管同时运行。

2.3.2管材的选定。滴灌系统管网包括地埋管和地面管两部分，地埋管有主干管、干管、分干管、支管，主干管选用DN1200钢管，干管、分干管、支管采用de125～de180UPVC管，压力等级为0.63MPa。地面管有辅助支管和毛管，辅助支管采用de63PE管，壁厚2mm，压力等级0.4MPa；毛管选用de16，壁厚0.2mm的内镶贴片滴灌带。

2.3.3首部枢纽。滴灌系统首部枢纽主要包括过滤器、施肥装置控制测量设施和保护装置。

（1）过滤器。本系统水源为峡门水库入库沉淀水，本工程综合考虑过滤设备采用“砂石+叠片式”组合自动反冲洗过滤器。

（2）施肥设备。本系统采用施肥泵注肥，施肥泵肥料配比范围：0.5%-2.5%，流量范围：0.009-2.5m3/h，配套融肥桶。

（3）控制测量设施与保护装置。测量设施主要有水表、压力表，水表安装在首部枢纽中过滤器之后的干管上，压力表安装在管道出口、过滤器进出水管部位；控制设施主要有蝶阀；保护设施主要有逆止阀和进排气阀。

2.3.4工程效益。项目实施后，进一步提高当地群众的科技意识和节水意识，提高农业生产效益和农民的增产增收，减轻农民劳动强度，可实现以有限的水资源保障农业增产、农民增收，提高项目区的抗旱减灾能力，对水资源可持续利用具有十分重要意义。

参考文献：

［1］中华人民共和国建设部《节水灌溉工程技术规范》GB/T50363-2006中国计划出版社

［2］《压砂地建设技术规范》DB64/T501-2007宁夏回族自治区质量技术监督局