大棚滴灌设计

某市郊有20个日光温室大棚，规格为东西长80m，南北跨度8m，所在的地方地形平整，多年平均降雨量250mm，多年平均蒸发量1500mm。温室内种植黄瓜，每个温室内畦长75m,宽1m，共有6个畦，每畦种植两行黄瓜，，东西株距为0.33m。

其温室群的中间地带有一口水井，出水量为50m3/h，动水位为20米

1.1基本资料

①基本情况:项目地块占地面积为160亩，该地块原种植玉米，采用沟灌灌溉，种植结构调整后不能适应当前生产和节水的要求，急需配套节水灌溉措施。因此，在该地块拟建温室大棚74栋，其中大棚规格为50m×8m，共3栋，温室规格为50m×8 m，共71栋，棚间距为2.0 m。

②种植情况：项目地块温室和大棚内主要种植蔬菜，均南北向栽植蔬菜，行距为

0.75 m，主要为市场供应服务。棚外作物采用管灌。

③栽培管理：根据蔬菜生长周期和市场规律确定，一般每年3月至11月销售情况比较好。

④气象资料: 该地区属温带大陆性季风气候,冬季寒冷,春季多风干旱,夏季多雨,秋季凉爽少雨，是暖温带与中温带，半干旱与半湿润的过渡地带。特点是春季干旱多风；夏季热，雨季多有冰雹，有时出现伏旱；秋季凉爽少雨；冬季寒冷干燥，多风少雪。一年四季分明，昼夜温差大，无霜期短，年无霜期平原区为152～175天,冻土1m左右。陆面蒸发量400 mm/年,水面蒸发量1666.2 mm/年，多年平均气温8.5 ℃，最高气温39℃,最低气温-27.3 ℃,最热的七月份平均气温23.1 ℃，最冷的一月份平均气温-8.8℃，年日照时数为3120.8 h，光资源比较丰富。多年平均降水量为493.0 mm。降水量时空分布不均，6～8月降水量占全年降水量的72％，年际变化大，最多年份为747.1 mm，最少年份为274 mm。

⑤土壤质地:该地块土壤主要为壤土，土壤容重约为1.38 g/cm3,田间持水量约为

23.2 %（重量）。根据蔬菜的水分需求特征和管理要求土壤适宜含水率的上限取田间持水量的95 %。

⑥水源状况：目前地块现有水源井1眼，井深110 m,出水量可达80 m3/h，可为该地块提供灌溉水源。

⑦动力：该地区动力采用电力，灌溉季节基本保证24 h供电。实际日灌溉时间为8～16 h。

1.2大棚蔬菜滴灌工程设计

①灌溉方式的选择

根据已有大棚蔬菜种植栽培技术和农艺技术人员的实践经验，选择大棚蔬菜灌溉采用滴灌。此地块棚间没有种植作物，故棚间不需要灌溉。

②灌溉系统设计参数

根据设计规范及结合当地的实际情况，选用如下设计参数：

a:日耗水强度E a ：棚内E a =4.0mm/d b:土壤湿润比P ：蔬菜滴灌取P=70% c:灌溉水的有效利用系数η≥0.90

d:土壤计划湿润层深度Z ：蔬菜取Z=30cm

e:土壤适宜含水率的上限取田间持水量的95%为22.04% 土壤适宜含水率的下限取田间持水量的70%为16.24%

③需水量计算

根据灌溉面积和设计耗水强度，按下式核算灌溉系统所需的最小供水流量。 I a =E a -P 0 式中：

Q ～需供水流量，m 3/h ； A ～灌溉面积，hm 2； I a ～设计供水强度，mm/d ； E a ～设计耗水强度，E a =4 mm/d ； P 0～有效降雨，不考虑P 0=0 mm/d ； t ～水源每日供水时数，t=12 h ； η～灌溉水利用系数，η=0.9；

经计算得所需流量Q min =39.51 m 3/h 。

根据上述计算，本地块灌溉系统所需的最小供水流量39.51 m 3/h ，原有井能满足灌溉用水需求。 ④灌水器的选择

经相关资料和试验，据灌水器的种类和水力性能拟选用：滴灌管采用直径Dn16mmPE 管，壁厚0.6mm ，滴头间距0.3m ，设计工作水头H d =0.1Mpa ，滴头设计流量流量q =2.0L/h 。

t

A

I Q

a η10min

=

⑤大棚蔬菜滴灌灌溉制度设计

a:大棚内蔬菜最大毛灌水定额

m=0.1γzp(θmax-θmin)/η

式中：m～设计最大毛灌水定额，mm；

γ～土壤容重，1.38 g/cm3；

z～计划湿润层深度，30 cm；

p～滴灌设计土壤湿润比，70 %；

θmax、θmin～适宜土壤含水量上下限（占干土重量的百分比），θmax=23.2%×95%=22.04%，θmin=23.2%×70%=16.24%，经计算得到大棚内蔬菜最大毛灌水定额：m=18.68mm=12.45m3/亩。

表1-1 大棚蔬菜滴灌灌溉制度设计参数表

b:设计灌水周期

作物在全生育期生长过程中，其日耗水量随着不同的生长阶段而改变。日耗水强度按照《微灌工程技术规范》用耗水高峰期的平均日耗水强度，依据设计灌水周期计算公式：

T=m/I a×η

式中：T～设计灌水周期，d；

m～设计毛灌水定额，mm；

I a～设计耗水强度，棚内I a =E a=4.0mm/d；

据计算大棚内蔬菜灌水周期为4.2d，取T=4d

⑥轮灌制度设计

a: 一次灌水延续时间

t1= m*S e*S l/q d

式中：t1～一次灌水延续时间，h；

m ～设计灌水定额，18.68mm ；

S e 、S l ～灌水器间距与毛管间距，m ；S e =0.3 m ；S l =0.75 m q d ～灌水器流量，2.0 L/h ；

经计算实际一次灌水延续时间为t=2.1 h 。

表1-2 大棚蔬菜滴灌轮灌制度设计参数表

b:轮灌组的划分：

本系统采用轮灌的灌溉形式，每个大棚为1个灌水单元。则大棚规格为50m×8m 灌水单元的流量为：

d d n q q ⨯=单 =3.33m 3/h

温室规格为50m×8m 灌水单元的流量为：

d d n q q ⨯=单=3.33m 3/h

水源井控制74个灌水单元，轮灌组划分按充分利用水源井的出水量，为今后扩大灌溉面积留有余地，可分为4个轮灌组，每个轮灌组包括16～20个灌水单元；每个轮灌组可独立工作，灌溉时必须按轮灌组顺序进行顺序灌溉，轮灌组的划分及轮灌次序见表1-3。

表1-3 大棚蔬菜滴灌轮灌制度