山地滴灌系统灌水小区水量均匀分配技术探讨

　　摘 要：本文介绍山地滴灌2种方式进行对灌水小区水量再分配技术探讨，极大程度上满足山地滴灌系统运行稳定、灌水均匀的目的，对常规山地滴灌灌水小区斑块面积和水量分配中的不足有借鉴和指导意义。 

　　关键词：滴灌；灌水小区；均匀分配 

　　滴灌有其独特优势，但是设计不合理，往往造成运行管理上诸多不利。滴灌工程逐步从平原向丘陵地发展，丘陵地向山坡地推进，种植作物也多样化，不仅在平原大田、保护地、林果、经济类作物上应用，山区丘陵坡地也加大了高效节水灌溉，滴灌工程勘察、设计、实施难度也加大。因此，滴灌系统布局是否合理，灌水小区的水量均匀分配是决定滴灌系统高效运行的主要因素。 

　　1 山地管网设计要求 

　　因山地地形和地势条件特殊，山地滴灌自压或加压设计输水主干一般从水源出发，管网成“树枝状”布设，达到管道沿线压力均衡的目的，水流从主干向分干分流，一般要求主干沿山脊处于相对较高地势布设，分干基本垂直于等高线走向，沿分干沿线布设出水口，每个出水口连接地面管网，形成一个灌水小区，为了滴灌系统运行可靠和维护管理，一般不再输水主干增设出水口。 

　　2 灌水小区面积的确定 

　　滴灌规划设计时灌水小区的确定一般是基于斑块投影面积，而山地投影面积往往小于实际地貌表面积，在滴灌规划设计时，地形落差相对较小可按照投影面积确定灌水小区，而对于落差起伏较大的地形，就需要准确勘测地形地势用三角网计算表面积，在此基础上进行灌水小区的划分和水量分配。 

　　3 灌水小区划分 

　　利用井水作为滴灌灌溉水源，水量一定，根据水量确定灌溉面积；采用地表水作为滴灌灌溉水源，由灌溉面积确定灌水量。在毛管允许的工作压力范围，由灌溉水量、灌溉面积和灌水器流量分配灌水小区，由此确定水泵流量与扬程，使得水泵在高效区工作运行。 

　　目前在滴灌工程设计时灌水小区能考虑的只有水力和制造偏差2种因素的影响，滴头制造偏差是在制造过程中，流道尺寸的偏差使同型号滴头在同一水压力下的出流量不同而引起的，微灌工程技术规范中滴头流量偏差由水流运动过程中的摩擦损失和地形高差引起，以不大于流量偏差率的20%作为灌水均匀度设计标准。 

　　山地滴灌设计根据种植作物合理选择压力补偿式灌水器，可简化滴头制造偏差引起的压力与流量偏差的计算，水力因素影响时均匀坡条件下流量偏差率与工作水头偏差率关系式以下式计算： 

　　山地滴灌工程设计一般要求采用压力补偿式灌水器，压力补偿式灌水器可以根据管路内压力的波动，做到对植物精确和均匀灌溉，减小灌水小区滴头流量偏差。在滴灌工程设计时，确定了灌水器，根据灌水器流态指数，确定均匀系数，即可计算允许的压力偏差率，从而可以确定毛管的设计工作压力变化范围。 

　　在农业种植结构中，山地种植作物较为复杂，地形地势起伏较大，农业有效种植面积与规划设计面积有时出入会很大，造成滴灌灌溉系统压力不匀，灌水小区水量偏差较大。造成灌水小区压力与流量偏差的主要因素除水力因素、制造偏差，还有不可忽视的是灌水小区实际布置的滴头数量，因此按照常规斑块投影面积确定灌水小区在灌溉过程中造成系统运行压力不稳定，不同轮灌组运行压力不一致，压差悬殊较大甚至造成滴灌系统管网及加压设备损坏，这与单位面积上铺设毛管数量即滴头数量有直接关系，因此，在实际应用中要进行合理调整地面管网再分配灌水小区。 

　　3.1 按照滴灌管铺设数量确定灌水小区 

　　根据种植作物类型选定毛管管径、灌水器类型、滴头流量、确定滴头间距，对于一次成型的滴灌管按照规划设计试算灌水小区布设滴头数量以及铺设滴灌管数量，在实际铺设过程中按照试算数量铺设总长度。这样有利于每个灌水小区内滴头数量基本一致，在系统运行过程中滴头在额定工作压力下水量分配一致。 

　　3.2 按照滴头数量确定灌水小区 

　　对于株距不确定种植作物，主要针对林果类，株距没有规律性，在选定毛管管径、灌水器类型、滴头流量后，采用人工安装滴头的情况下，先铺设毛管，待毛管在自然伸展状态下人工打孔安装滴头，事先按照滴灌系统流量分配试算灌水小区滴头数量，用称重法计算滴头数量，以单位面积滴头数量确定灌水小区，与设计有偏差进行相应调整，达到每个灌水小区流量与压力均衡的目的。 

　　4 小结 

　　利用滴灌管铺设数量和滴头数量2种方式对山地滴灌系统灌水小区划分，进行灌水小区滴头数量分配，确保水量均匀分配，可达到灌水小区水量分配均匀的目的，有利于滴灌系统的稳定运行，压力均衡，有效保护管网不因水压波动造成管网损坏和管件连接脱落。以滴灌管铺设数量和滴头数量2种方式确定灌水小区优于常规以斑块面积确定灌水小区水量分配。有利于实现自动化，对精准灌溉、测土配方施肥、实现水肥一体化、科学合理灌溉有指导作用。 

　　参考文献 

　　[1] 朱德兰，吴普特，王剑.滴头制造偏差对灌水均匀度及毛管造价的影响[J].排灌工程技术学报，2011，29（2）：175-179. 

　　[2] 白安龙.基于Google earth技术平台计算山地表面积初探[J].农业与技术，2015，35（12）：242-243.