安徽省江淮丘陵区管灌系统设计与分析
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摘要 选取安徽省江淮丘陵区绿梅种植园为实例，根据当地的水文地质特征、水源条件、地形特征以及种植结构，合理确定了以管灌作为高效节水灌溉的方式，并选择了适合的取水栓。通过灌溉制度的制定，计算各级管道管径、水头损失，确定水泵型号，完成了管灌系统的整体设计。该管灌设计案例分析过程详细，结果合理，为该地区高效节水灌溉模式的选择提供了一种思路，并可作为相关管灌工程设计的参考依据。
关键词 管灌;系统设计;灌溉制度;江淮丘陵区;安徽省
中图分类号 S275 文献标识码 A
文章编号 1007-5739（2020）09-0178-02 开放科学（资源服务）标识码（OSID）
Abstracts Taking the green plum plantation in Jianghuai Hilly Area，Anhui Province as an example，according to the local hydrogeological characteristics，water source conditions，topographical characteristics and planting structure，the pipe irrigation as a high-efficiency water-saving irrig-ation method was reasonably determined，and the appropriate water intake plug was selected.Through the establishment of irrigation system，calculation of pipe diameter and head loss at all levels，determination of pump model，the overall design of pipe irrigation system was completed.The case analysis process of pipe irrigation design is detailed and the result is reasonable，which provides a way of thinking for the selection of efficient water-saving irrigation mode in this area，and can be used as a reference for the design of related pipe irrigation projects.
Key words pipe irrigation;system design;irrigation system;Jianghuai Hilly Area;Anhui Province
我國的基本国情是人多、地少、水资源缺乏，水的粮食生产能力远落后于发达国家[1-2]。安徽省江淮丘陵区水资源总量不足，水利工程配套不足[3]，在该地区采取适宜的高效节水灌溉模式有利于解决这一矛盾。本文选择绿梅种植区作为典型案例，在水资源平衡分析的基础上，合理确定了高效节水灌溉方式，制定了完善的管灌方案，为该绿梅种植区高效节水灌溉系统设计提供了科学依据，同时也为该地区其他管灌系统设计提供了参考。
1 项目区概况
项目区位于庐江县龙桥镇盆形村，面积20 hm2，属北亚热带季风气候区，气候温和湿润、四季分明、雨量充沛、光照充足、无霜期长。光、热、水资源较丰富。多年平均日照时间为1 823.5 h，日平均日照长6.2 h，日照率38%，全年无霜期约259 d;多年平均气温15.9 ℃，最冷1月平均气温达2.6 ℃，最热7月平均气温达28.3 ℃;多年平均降水量1 226 mm，全年降水的65%以上集中在5—9月。
项目区呈东北—西南走向，长度约1 200 m，宽度100～400 m，地形高低起伏为山丘地貌，高程在33～97 m范围变化。项目区土壤以黄棕壤为主，该土壤土层较厚，质地黏重，阻水、阻气，在30 cm深以上形成滞水层，水分难以向下渗透。土壤酸碱度适中，一般中性偏酸，较适宜各种作物生长。项目区内目前仅有当家塘1口、撇洪沟堰坝1座、小（2）型水库1座，无其他水利骨干工程。水资源主要为地表水，包括区内塘坝以及撇洪沟堰坝蓄水。该片属地下水贫乏区，只有地表层储存少量地下水，主要依靠降雨补给。
2 项目区水资源平衡分析
2.1 可供水量分析
根据当地自然条件，项目区可供水量主要是塘坝蓄水及堰坝引水。根据统计，项目区现状总蓄引水量2.72万m3，其中，塘坝水面面积6 636.7 m2，塘坝水深2 m左右，塘坝蓄水量1.33万m3;85%保证率可供水量0.95万m3，堰坝可引水量为1.77万m3。 2.2 需水量预测
项目区种植作物为绿梅。经调查，绿梅在苗期时需水量较大，当水文频率P=85%时，年均净用水量1 050 m3/hm2，待成长2～3年以后需水量较少，此时以苗期需水量进行计算，则年需水量为2.4万m3。
2.3 供需水平衡分析
项目实施前，由于区内无灌溉设施，采用人工运水灌溉方式费时费力，且无法满足作物生长。
项目实施后，通过管道灌溉，灌溉水有效利用系数达到0.8以上，85%保证率可供水水量为2.72万m3，项目区需外水补给水量为2.4万m3;总供水量大于项目区需水量，项目区工程实施后总供水满足设计要求，灌溉保证率达到85%。
3 高效节水灌溉方式的选择与布局
项目区内地形高差较大，最高处与最低处相差达66 m，若采用滴灌或喷灌，需安装大量的减压阀，以保证灌溉均匀性[4]，但目前市场在售减压阀产品质量难以满足实际灌溉生产需求[5]。综合以上考虑，选取管灌方式，末端取水栓选择铸铁一体式消防栓（SS100/65-1.6），该产品具备调压功能，可确保灌溉均匀性。
4 管灌工程设计
系统由水源工程、首部枢纽、输配水管网和取水栓组成。管网级数采用干管、支管2级固定管道。根据实际情况，支管间距60～80 m，取水栓间距50～80 m。在干管入口、各支管入口各设1套闸阀，安装于阀门井内;支管末端排水井内设排水塑料球阀。
4.1 灌溉制度确定
根据现场实际情况及取水栓的布局情况，采用支管轮灌、干（支）管和取水栓轮灌的方式。
设计灌水周期：根据调查了解，绿梅灌水周期为5 d。
轮灌分区：15个分区，每个小区面积1.00～1.67 hm2。
4.2 设计流量计算
4.2.1 系统灌溉设计流量。具体按照下式计算：
5.3 机泵造型
根据管网设计流量和工作压力，查水泵手册，选用6SP1
7-134/17-9.2（T）泵，其主要技术参数流量为17 m3/h、扬程为134 m、转速为2 850 r/min、额定功率为9.2 kW。
6 结语
高效节水灌溉事业发展能有效促进经济社会的良性可持续发展[6]。本文选取安徽省江淮丘陵区绿梅种植园进行管灌工程设计，该案例的设计分析过程较为详尽，分析结果合理，不仅可以为管灌系统布局、管道选型、机泵选型等计算分析提供技术指导与科学依据，也可以为该地区高效节水灌溉工程发展提供一种思路。
7 参考文献
[1] 逢焕成.我国节水灌溉技术现状与发展趋势分析[J].中国土壤与肥料，2006（5）：1-6.
[2] 赵建梅.农田水利工程高效节水灌溉发展思路探讨[J].农业开发与装备，2019（5）：155-156.
[3] 黃义德，武立权，黄雅丽.安徽省江淮丘陵地区单季中稻旱灾原因浅析及对策[J].安徽农业科学，2005，33（12）：2223-2224.
[4] 郭元裕.农田水利学[M].3版.北京：中国水利电力出版社，1995：79-80.
[5] 刘丽娇，路波，马云龙，等.国内气动减压阀产品检测结果分析[J].液压气动与密封，2016（2）：66-70.
[6] 李学荣，王小宝.林泉灌区农业水价形成机制分析：以高效节水灌溉工程为例[C]//2018中国水资源高效利用与节水技术论坛.2018中国水资源高效利用与节水技术论坛论文集.广州：河海大学，2018.
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