1、1小管出流灌水技术在砀山县果园灌溉中的应用研究中图分类号：S155.4+4 文献标识码：A 文章编号： 一、概述： 砀山县位于安徽省最北部，全县土地面积 122.7582 万亩，主要种植小麦、玉米和果树，其中果树面积达 70 多万亩，主要是名闻遐迩的砀山酥梨。砀山水资源缺乏，全县人畜饮水和农田灌溉用水主要依靠开采地下水。据砀山县水资源分析计算，砀山境内水资源总量为 3.349 亿立方米，可利用水资源量仅为 2.01 亿立方米，而农田灌溉用水就占到 8047万立方米，其中果树灌溉占 43.6%，可见砀山县果树灌溉是用水大户，科学有效的控制果树灌溉是保证砀山县水资源可持续利用的关键。 多年来，砀山
2、在果园灌溉方面一直在进行积极的探讨，70 年代进行了砖砌或混凝土防渗渠输水灌溉，发展到利用移动软管输水灌溉，但都没有脱离田间漫灌，灌溉水利用率低下；80 年代进行了果树滴管试验，但由于砀山果园的土质为漏水漏肥的沙性土壤，不适宜砀山地区种植密度较小的果树灌溉而不被果农接受。2011 年，我们在砀山县园艺场试验成功了小管出流灌溉技术，以 80-120L/h 的出流量均匀进行果树树盘根部灌溉，它以节水、易控制、省水省力省时又可以结合灌溉进行施肥而有效的进行果树树盘灌溉而被果农形象誉为“果树自来水”工程深受农民的喜爱，是砀山果树节水灌溉的发展方向。 二、试验区基本情况： 2试验区位于砀山县园艺场东 1
3、km 处，园区内为 30 年生成年酥梨树，面积 100 亩，树冠直径 6m 左右，种植密度为 4*8m，土质为漏水、漏肥的泡沙地，地势平坦。机井位于地块中间靠南，出水量 20m3/h，配置水泵型号为 QBS20-52 型潜水电泵。 三、灌溉系统设计 （一）小管灌水器设计 考虑到该园区内果树树龄较高，树冠较大，地址漏水跑肥，单位灌水量不宜较小，必须让果农直观看到灌水效果，为此我们选择直径为 4mm的 PE 微管按照一定长度截取而成。根据果农施肥深度，截取小管长度为70cm，小管灌水器流量采取 80L/h，每个小管灌水器末端配置一个稳流器进行灌水流量控制。 （二）渗水沟断面设计 渗水沟为围绕果树周
4、围的封闭水沟，根据果树周围土质情况，采用底宽 10cm，沟深 15cm 的深窄型梯形断面，采用铁锹人工开挖。 （三）毛管直径与允许最大长度计算 毛管长度和直径直接影响到工程费用和灌水均匀度，经过对比分析，本工程采用毛管直径为 25mmPE 管，其极限长度采用下式计算： L 极=SINT（ 本工程计算毛管极限长度为 50m。即毛管实际铺设长度不能超过此值。（四）管网灌溉系统布置 根据该区地下水情况，设计机井出水量为 20m3/h，园区果树种植形3式，设计配水毛管沿果树种植方向南边方向布置，支管垂直毛管东西方向布置，干管从地块中间南边向布置。根据机井出水量及果树种植密度，本区共划分为 4 个二级分
5、区 16 个灌溉小区，每个小区控制 11 行果树，每行 12 株计 264 株果树，灌溉流量为 19.8m3/h 小于机井供水量20m3/h，可以满足灌溉水量要求。 四、灌溉系统水力计算及水泵扬程的核算 （一）配水毛管水头损失计算： 根据系统布置，毛管最大长度为 48m，内径为 23mm，其水头损失采取下式计算： Hf =10.6310-6 FL 式中毛管输水流量 Q 取 19.8m3/h，毛管内径 D 取 23mm，多口流量系数 F 由多口出流个数经查表计算为 0.380，经计算其总水头损失为2.64m。 （二）支管总水头损失计算 按照经济流速计算支管采取 75mmPVC 管，其公称压力 0
6、.6MPa，内径70.6mm，最大工作长度 170m，其中输水长度 85m，配水长度 85m，采取下式计算其工作水头损失： Hf 支=L 经计算支管最大工作水头损失为 3.85m。 （三）干管水头损失计算 干管采用 90mm0.6MPaPVC 管，计算内径 85mm，最大工作长度 48m，经计算其总水头损失为 0.7m。 4（四）系统最大工作水头为 11.2m。 （五）所需水泵扬程的核算： 水泵扬程包括系统工作水头、进出水闸阀、砂石过滤器工作水头、施肥罐工作水头、水泵淹没深度、水泵出水管水头及最不利灌溉点超高，其中：系统工作水头为 11.2m，闸阀水头损失按系统工作水头的 20%计算，为 1.
7、5m；首部设置离心式砂石过滤器，以过滤井水中的砂石等杂质，选用 LX-3008080 型过滤器，流量适应范围 10-40m3/h，水头损失为3.5m。施肥罐采用 100L 压差式施肥系统，其工作水头 2m；水泵淹没深度：井下 20m，水中 3 米，水头损失 25%，计 28.75m。则水泵工作水头设计为46.95m 小于所选用 QBS20-52 型潜水电泵额定扬程 52m，能满足小管出流灌溉系统工作要求。 五、灌溉试验效果分析 （一）节水效果： 由于直接采取果树树盘给水，通过果树周围入渗沟慢慢向果树周围土壤湿润灌溉，避免了大水漫灌，有效解决了当地土壤漏水跑肥现象，极大地节约了水资源，灌水湿润率
8、为 30%-40%左右，折合灌溉定额为20.8m3/亩，较以往果农使用的小白龙输水灌溉节约灌溉用水 48%以上，灌溉水利用系数 95%以上。 （二）节力省时效果： 过去采用比较先进的移管式灌溉，每次仅能允许一家果农进行灌溉作业，一般需要 3-4 人工作，而且一家灌溉结束后另一家还要重新安装水泵和铺设管道，例如这一片试验区 100 亩果园就需要投入 40 人左右，5重复安装水泵等灌溉设备 10 余次，据果农介绍，该片果园每次旱情严重时灌溉一次一般需要 20 天左右，有时还发生因挣井打架等现象。而采取上述小管出流灌溉系统，每次灌溉仅需 1-2 人就可操作，统一灌溉和施肥，6 天左右即可灌溉一遍，省
9、力省时效果非常明显。 （三）节省灌水费用效果 经计算，本片果园每灌溉一次，可节水 2000m3，节电 550kw，节省劳动力 38 人（每人每天按 100 元计算） ，节省肥料 30%，每次灌溉就可以节省灌水费用 4000 元以上，如果将每户投入的灌水设备计入灌水费用，则节省灌水费用更加明显。 （四）增产效果 由于灌水劳动强度较大，加上年轻的劳动力大都外出打工，往年果树灌水被轻视，一般都要等到旱情严重时才勉强灌水 1 次，灌水效果较差，起不到增产效果，对水果的品质影响较大，极大的影响到水果的商品率和价格。该片小管出流灌溉系统投入使用后，经过 2012 年的运行，该片 100 亩果园适时进行灌水
10、 3 次，水果品质良好，个大匀称，商品率达到 95%以上，亩产达到 4600kg，较以往增产 40%以上，亩均增收 1800元，2012 年该片果农增收 18 万元以上。 六、小管出流灌溉技术在果园区发展前景 仅砀山县种植水果 70 万亩，加上周边地区的河南、江苏、山东等省份，水果面积可达百万亩以上，如果采用传统的果树灌水技术，仅砀山地区每年（一般年份）就可节约灌溉水 4000 万立米左右，节水效果异常显著，节水潜力极大，因此在砀山地区推广这种节水、省时、省力的灌6水技术实属必要，如果再采取专业化的灌水服务专业组织统一实施灌溉，在大量农民工外出的情况下效果则更加明显，也必定为广大果农所接受，并将产生极大的社会经济效益。 【作者简介】：范瑜，男，工程师，1968 年 12 月出生，从事节水灌溉技术推广工作。
