『摘要』本文作者从承担云南省玉溪市“现代旱作节水示范样板”建设工程入手,系统地分析了在我国南方山区、半山区的旱作节水的节水模式、技术路线、节水效率与发展方向,探索出了一条山区、半山区节水农业的新路子。
关键词:旱作节水、垂直等高分厢布局、喷灌、滴灌、微喷。
据有关方面统计,我国耕地灌溉率高达40%(而美国和前苏联都不到10%),灌溉用水量占全国用水总量的65%,即便如此,我国农田有效灌溉面积中,每年尚有1亿亩左右得不到灌溉。此外,我国渠灌区渠系损失50%,农田蒸发损失17%,实际利用量仅有33%。传统的粗放型灌溉模式导致每亩实际灌水量达到500立方米以上,浪费极为严重。
一方面农业用水紧缺,另一方面水资源利用率又很低,怎样发展和推广高效的节水农业技术,促进耕地保养与质量建设,已迫在眉睫。根据《云南省坡耕地治理及旱作节水农业规划》,为了探索我国南方山区、半山区的旱作节水模式,我们结合云南省基本农田建设开展了“通海县曲陀关现代旱作节水示范样板”工程建设,旨在探索我国南方山区、半山区条件下不同节水灌溉模式的技术路线、节水效率和发展方向。
一、原理与方法
(一)原理
以垂直等高分厢布局技术为主体、复式台位两厢式台面供水技术为重点的集喷灌、滴灌、微喷技术为一体,利用山区地形采用自然压差进行压力式供水,通过管道和喷、滴头进行田间灌溉。
(二)方法
选用国内外先进工艺、先进材料,根据云南省坡耕地的实际地形,因地制宜进行工艺的组装配套,分三大类型(喷灌、微喷、滴灌),五种灌溉模式(摇臂式喷灌、喷灌带喷灌、微喷、滴头式滴灌、滴灌带式滴灌), 在复式台位田面宽7-26米的台位上,分小区进行工艺设计:
1)滴灌区采用两厢式台面供水技术;
2)喷灌区采用单项截止阀供水技术;
3)微喷区采用单点两厢连接阀供水技术;
4)喷灌带区采用单向厢式台面供水技术。。
二、设计与实施
(一)设计参数
1、保证主供水压力池需要的水源点出水量及管道输水能力和布置密度。
2、根据管道长度,水头(上下游水位差)水大、管径、流速来计算管道流量。即Q=φW(zgH。)1/2
Q:流量(m3/s) W:过水断面面积
g:重力加速度g=9.81
圆管W=πd2/4 d:管道直径(内径)
H。:水头
φ:流速系数φ=1/(ξ+2)1/2
ξλ1/d+局部阻力系数和
α:系数,自由出流为1.0,淹没出流为0。
λ=8gn2/n1/3
R=水力半径,R=d/4 n:管道半造系数
λ=8gn2/n1/3
塑料管:0.01
(二)、实施
1、建设地点:云南省玉溪市通海县曲陀关
2、建设规模:建设面积52亩,三大类型(喷灌、微喷、滴灌)五种灌溉模式(摇臂式喷灌、喷灌带喷灌、微喷、滴头式滴灌、滴灌带式滴灌)。
3、作物布局:旱地烤烟。
4、材料与施工
主管道采用国标PE供水管(分为ф63、ф50两种规格),二级管道采用国标U—PVC供水管(分为ф50、ф40、ф25三种规格)及国标PEф供水管。
摇臂喷头选用优质合金材料;微喷滴头、滴灌区滴头、喷水带、膜片式滴灌管、叠片式过滤器均采用进口产品。
配件:采用ABS球阀、PE焊接管件、PE锁接管件、PE承叉管件,U-PVC粘接管件等新型材料。
在施工上采用先进的施工工艺,在复式台位上,以最简洁的管道铺设路线,采用垂直等高分厢布局技术分区实施。其中PE管采用热融焊接技术,U-PVC二级输水管采用化学粘结技术,从而保证了施工质量。
三、结果与讨论
三大类型五种灌溉模式的整个供水体系,在灌溉区形成了采用多项先进技术的网络式灌溉系统,具有技术先进、操作方便、供水快捷、灌溉均匀的特点,适应多种作物种植,经过初步试水,总体可节水35%以上,其中滴灌区滴头附近方圆50cm区域,仅需60分钟滴灌,即可侵湿20cm厚的耕作层,节水效果十分明显;喷灌区则受地形和风力影响较大,节水效果不如滴灌区明显。
通过以上分析,我们认为,在我国南方山区、半山区复式台位旱作节水模式以滴灌方式节水效率最高,具有广阔的推广前景;不适于滴灌的作物布局如茶园可采用喷灌方式,亦可节水20%以上。
参考文献:
1、彭世琪等《全国节水农业技术标准》,中国农业出版社,2003.3
2、康绍忠、蔡焕杰《农业水管理学》,中国农业出版社,1996