大型灌区农田节水灌溉制度设计

2019-11-22王汝江

陕西水利 2019年10期

王汝江

（新疆泰达水利水电工程有限责任公司，新疆乌鲁木齐 830000）

1 工程概况

新疆兵团某大型灌区水利工程建设项目，位于新疆维吾尔自治区巴音郭楞蒙古自治州（以下简称巴州）南部的且末县，昆仑山、阿尔金山北麓，塔里木盆地东南缘。本文涉及的田间管网包括果园、条田防护林、沙漠生态林和周边防护林的灌溉管网。任务为将取自分干管出水口的水输送到条田内果园和上述林地，田间管网灌溉总面积为67826亩，其中园地55992亩，林地11834亩，共有144个田间系统，多数系统面积在600亩左右。田间管网涉及的主要内容有田间支管、分支管、辅管、毛管、管网附属设备和配套建筑物等[1～2]。

2 灌溉制度

在果树幼龄期，园区需要同时灌溉果树和间作；在果树盛果期，将停止间作或仅附带种植一些在果树灌水高峰期不需要灌水的间作作物。因此果树幼龄期，果树和间作需分别制定灌溉制度；果树盛果期只对果树制定灌溉制度。

2.1 基本参数设计

（1）作物设计供水强度Ia

1）作物设计日耗水强度Ea

式中：kc为作物系数值；kr为覆盖率影响系数；ET0为参照作物蒸发量，可根据彭曼公式计算。

2)作物设计供水强度Ia

式中：P0为有效降雨量，mm/d；S为地下水补给量，mm/d。

参数取值及计算结果见表1。

表1 作物设计日耗水强度Ia表

（2）土壤特性指标

土壤为砂壤土，容重γ为1.5 g/cm3，田间持水率20%，适宜土壤含水率上限θmax取田间持水量的90%，下限θmin取田间持水量的65%。

（3）计划湿润土层深度z

表2 计划湿润土层深度z表

2.2 末级灌水器的选择

对不同作物进行灌溉时对末级灌水器的选择也不同，本文选取2.8 L/h、1.8 L/h、1.0 L/h三种额定流量的灌水器，每种额定流量对应有滴灌管和滴灌带两种类别，其中滴灌管用于灌溉果树和林带，滴灌带用于灌溉间作，灌水器参数见表3。

表3 灌水器参数表

由于果树生长周期较长，因此用于灌溉果树的末级灌水器为滴灌管，沿果树种植方向每行果树下铺设一条滴灌管。农作物生长周期较短，因此用于灌溉间作的末级灌水器为滴灌带，每两行农作物间铺一条滴灌带。林带用滴灌管与果树用滴灌管型号相同，沿林带种植方向每行林带铺设一条滴灌管。

2.3 灌溉制度计算

（1）灌水定额m

式中：γ为土壤容重，g/cm3；z为计划湿润层深度，m；p为土壤湿润比，为其中S为湿润带宽度，经现场测量间作、w果树幼龄期、果树盛果期和林带的湿润带宽度分别为0.55 m、0.4 m、0.6 m 和 0.4 m，SL为毛管间距为 1 m；θmax、θmin分别为田间持水率的上、下限；η为灌溉水利用系数。参数取值及计算结果见表4。

表4 各参数取值及计算结果表

（2）灌水周期T

经计算，间作、果树（幼龄期和盛果期）和林带的灌水周期分别为：间作（小麦）T=22.58×0.95/3.6=5.96 d,取 6 d；果树（幼龄期）T=22.11×0.95/3.4=6.18 d，取 6 d；果树（盛果期）T=56.84×0.95/7.8，T=6.92 d，取 7 d 林带 T=31.58×0.95/5.6=5.36 d，取5 d。

由上述计算可知，灌溉制度表见表5。

表5 灌溉制度表

3 管网系统设计

本次设计枣树、间作和林地全部采用滴灌。该条田南北向净长746 m，东西向净宽506 m，面积566.2亩（不含周边条田防护林和道路面积）。根据灌区种植计划，果树沿条田长边方向种植，在每个标准条田内部，沿长边方向再种植3排林带，沿短边方向在条田中部再布设一条联系道并配套两侧林带，见图1。

图1 标准条田管网铺设

4 灌区运行管理

4.1 建设期管理

为确保工程质量和施工进度，工程建设必须推行业主负责制、施工招投标制和建设监理制，有条件时还应逐步推行设计招标制。施工期间，建设管理局作为业主单位应根据各建设项目、各专业的实际需要，确定建设管理管局的人员配备。提前进场人员按定编人数不得少于20人，并根据施工进度和交付使用的工程数量，逐步增加管理人员。严把工程建设质量关，严格财经纪律、用好工程建设资金。

4.2 运行期管理

工程建成后，必须加强工程在运行中的管理，管理单位必须严格按照设备操作要求操作设备。各级管理人员在整个工程运行过程中必须作好运行记录，根据运行记录总结灌溉管理经验，合理分配上游来水量。冬季停水期间，各管理单位应对所管理的工程进行检修、维护，并作好下一年用水方案。

项目区采用高效节水灌溉技术，应制定严格的灌溉用水制度。根据设计灌溉制度和作物的实际情况，作好年度用水计划，在运行中严格按用水计划灌水；建立用水奖惩机制，计划内用水按平价计费、计划外加倍征收水费。在贯彻落实国务院2004年颁布的《水费办法》的基础上，结合整个灌区实际情况制定水费征收管理办法。实行农业用水保本微利，力求以水养水，保证该工程走向良性循环的发展之路。