高效节灌技术在华坪县芒果产业中的应用
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摘要： 近年来，芒果产业已成为华坪县种植的支柱产业，对于种植园采用管道灌溉技术已推广多年，技术日趋成熟。目前华坪县芒果产业的灌溉技术仍然落后。本文通过华坪县已采用节水灌溉技术的果园为例，将芒果节水灌溉技术作了详细的计算和分析，为推动华坪县芒果产业高效节灌技术创造条件。
Abstract： In recent years， mango industry has become a pillar industry of Huaping County，the pipelines irrigation technology used in plantations has been promoted for many years and increasing mature. Currently， irrigation technology in Huaping County mango industry still lags behind. This article takes the orchard that has adopted water-saving irrigation technology as example in Huaping County， calculates and analyzes water-saving irrigation technology， creates conditions for promoting high-efficiency saving irrigation technology in Huaping County mango industry.
关键词： 高效节灌；工程设计；应用
Key words： high-efficiency saving irrigation；engineering design；application
中图分类号：S275 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）17-0104-02
华坪县国土面积2156.21km2，芒果种植面积达16.1万亩（2013年底统计面积），芒果产业的灌溉仍沿用渠道灌溉，排灌不畅，渠系配套不完善，灌溉方式落后，造成水资源的大量浪费。同时华坪县芒果种植区域大多处于金沙江干热河谷区，降雨量小、蒸发量大，雨热同季，干旱缺水十分严重，因此推广节水灌溉技术已势在必行。
2 高效节灌技术的设计
2.1 工程设计标准及规范：《节水灌溉技术规范》GB/T50363-20064、《灌溉与排水工程设计规范》GB50288-99、《灌溉与排水工程技术管理规程》SL/T246-1999、《水利工程计算规范》SL104-95。
2.2 典型工程设计：选择华坪县2010年度中心镇楠木灵宝山节水灌溉典型地块面积为149亩，种植作物为芒果。
2.3 灌溉制度
①设计灌水定额。选取计划湿润层深度为50cm，对于芒果适宜土壤含水率的上限为田间持水量的90%，下限为田间持水量的60%。
设计灌水定额用下式计算：
m=667×γ×h×p×θs×（θ1-θ2）/η
m=667×0.6×1.4×0.65×0.23×（0.9-0.60）/0.9=23.28m3/亩
②灌水周期T。作物在其整个生长过程中，其日耗水量是随着作物的生长而不断发生变化的。为了确定植物的灌水周期，首先要确定其日耗水量的峰值。采用最大日耗水量7mm/d。设计轮灌周期由下式确定：T=m/Ep
式中：T-设计灌水周期，d；Ep-设计耗水强度，mm/d。
T=46.5/7=6.6d
2.4 一次灌水延续时间：t=mSeSl/qd
式中：t-一次灌水延续时间，h；qd-设计滴头流量。
t=m′SeSl/qd=6h
2.5 轮灌制度 计算最大轮灌组：N=cT/t
式中：N-轮灌组数；t-一次灌水延续时间，取6h；c-一天运行的小时数，取22小时；T-灌水周期，取7d。
N=22×6/7=18
根据水池的位置，在中间道两侧各布置一条干管（PE管），在干管上布置分干管。每条分干管上等距对称分布四条支管。以东西对称的两个支管控制的区域为一个轮灌组，共8个轮灌组小于最大轮灌组，满足要求。
2.6 管网布置 采用二级地埋（主干管、分干管埋置地下），支管、毛管布置在地面上。
首部枢纽：由于水池含有一定的泥沙及有机质，由此进入管网的水采用网式过滤器，查性能曲线可知，水头损失为6-8m。
干管：为了避免热胀冷缩和风化的破坏，干管为地下管道，深埋方式，埋于地面下0.7m，采用PE管。
支管：采用地面PE管，每条支管上设有独立的阀门。管道属于地面移动管道，为防止管材的丢失及损害。
滴灌管：选用单翼迷宫式滴灌管，垂直于支管布置，即与垄向相同。每条滴灌管上不设球阀，所有灌水器同时工作滴灌管的间距为5.0m，每棵树设置4个滴头，滴头流量为3L/h，工作水头压力为10m。
2.7 管网的水利计算及手头损失
2.7.1 毛管铺设长度的确定
①计算小区内滴头的最大水头和最小水头：
h■=（1+0.65q■）■h■ hmin=（1-0.35q■）■h■
计算得：hmax=12.77m，hmin=8.65m，小区内最大水头差[h]=hmax-hmin=4.12m。
②分配给毛管的允许水头差：
？茁支=■
=■=0.66
？茁毛=1-0.66=0.34
支管允许水头差[h]支=0.66×4.12=2.72（m）
毛管允许水头差[h]毛=0.34×4.12=1.40（m）
试算得L=68m，根据地形形状，毛管的布置长度取为60m。设计根据地形滴管带长度在30米左右调节，管道采取单向布置，能够满足灌溉均匀度的要求。
2.7.2 流量的计算
毛管的设计流量：Q=■ 计算得Q毛=0.3m3/h。
干管的设计流量：Q=■ 计算得：Q干=6m3/h。
分干管的设计流量：Q=■计算得：Q分干管6m3/h。
支管的设计流量：Q=■ 计算得：Q支=3m3/h。
2.7.3 管径的计算
支管的设计管径：d=18.8■
计算得支管内径d支=37.6mm，支管拟选用Pe？准40。
干管的设计管径：d=18.8■
计算得干管的内径d干=48.2mm，干管拟选用？准50PE管。
2.7.4 水头损失计算：因篇幅不再叙述。
2.7.5 滴灌典型地块小区流量偏差率的计算
水头偏差率的计算：hv=■×100%
式中：hmax-滴头最大水头，m；hmin-滴头最小水头，m；hd-额定压力，取10m。计算得：hv=13.9%。
流量偏差率的计算：hv=■（1+0.15×■qv）
式中：hv-灌水器水头偏差率（%）；qv-灌水器的流量偏差率（%）；x-灌水器的流态指数。
通过上述的计算，qv=0.07
3 结语
上述节水灌溉技术在理论上是可行的，示范项目区管道节水工程的实施，解决芒果种植合理用水，充分利用水资源，有效提高示范区灌溉水利用率和灌溉效率，为逐渐改变区内传统的耕作方式起到推动作用。工程节水效益按本次设计的管道灌溉与常规的衬砌渠系进行比较计算。根据万亩综合用水过程线，用水净定额为120万m3/万亩，管灌的灌溉水利用系数取0.90，渠道灌溉取0.70，经计算，示范区工程实施后，比常规衬砌渠系灌溉年节水量0.57万m3，节水效益对于华坪县干旱较为严重地区是十分明显的，对于华坪县芒果产业节水灌溉的发展具有深远的意义。
参考文献：
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[2]冯广志.节水灌溉器材设备开发与应用[J].中国水利，2001（02）.
[3]靳建红.潞河节水园区工程设计探讨[J].山西水利，2003（01）.