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大田滴灌工程設(shè)計主要參數(shù)選擇
新疆是我國嚴(yán)重的干旱區(qū)之一,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的突出特點(diǎn)是荒漠綠洲,灌溉農(nóng)業(yè),水資源短缺,成為制約該地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境改善的瓶頸。滴灌技術(shù)為干旱地區(qū)發(fā)展現(xiàn)代化高效節(jié)水農(nóng)業(yè),改善生態(tài)環(huán)境開辟了一條新路,為緩解我區(qū)旱情,改善生態(tài)環(huán)境發(fā)揮了積極作用。但滴灌設(shè)施投入高,設(shè)備選型和系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計不夠科學(xué)合理,影響了膜下滴灌效益的發(fā)揮,制約著該技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展?,F(xiàn)就棉花膜下滴灌工程設(shè)計中幾個主要參數(shù)選擇談幾點(diǎn)意見。
1 滴頭流量和滴頭間距
通過幾年來對不同滴頭流量,不同土質(zhì)條件下的土壤水分運(yùn)動規(guī)律研究可以看出,重壤土的土壤水分分布形狀如同一個“碗”,滴水點(diǎn)處水分增量最大,越向深處越小,濕潤峰的寬深比較大。在一定水量下,流量越大,濕潤深度越淺,濕潤寬度越大(圖1、圖2、圖3)。當(dāng)?shù)晤^流量達(dá)到3升/小時,地表出現(xiàn)徑流跡象。對中壤土來說,在滴水量相同時,滴頭流量越大,濕潤寬度就越大,而濕潤深度差別不大(圖4、圖5、圖6)。當(dāng)?shù)晤^流量大于3升/小時,開始出現(xiàn)徑流跡象,當(dāng)?shù)晤^流量為4升/小時,徑流更加明顯。對砂土而言,土壤水分主要以垂直入滲為主,當(dāng)?shù)嗡窟_(dá)到4升時,砂土濕潤深度可達(dá)60厘米,此時地表濕潤寬度為35厘米左右(圖7、圖8)。綜上所述,重壤土和中壤土滴頭流量不宜超過3升/小時,在不產(chǎn)生地表徑流情況下取較大值(從排鹽效果和滴頭抗堵效果考慮)。另外,根據(jù)土壤濕潤峰的變化情況,滴頭間距也沒必要太小,一般重壤土可選擇0.40~0.50米,中壤土可選擇0.40米左右。對砂土來說,滴頭流量宜選擇較大值,可取到3~4升/小時,滴頭間距不宜超過0.30米。同時,在有鹽堿的土壤上,滴頭流量的選擇,在不產(chǎn)生地表徑流情況下,宜取其上限值,這樣有利于在棉花根層形成淡化區(qū),排鹽效果較好。
2 關(guān)于毛管間距確定
在滴灌系統(tǒng)投資中,毛管投資占有相當(dāng)大的比重。由圖9、圖10可以看出,在中壤土上,土壤濕潤寬度隨滴頭流量的增加而增大,滴頭最大濕潤直徑可達(dá)140厘米。采用一管四行棉花布置毛管,毛管到最邊行棉花的距離為55~60厘米,機(jī)采棉棉花行距配置(66+10厘米)中,毛管到最邊行棉花距離只有43厘米。說明在壤土和重壤土類土壤上采用“一管四行”方式布置毛管是完全可行的,這樣毛管間距可由原來90厘米,增加到120厘米左右,每畝毛管用量可減少1/3,可充分發(fā)揮滴灌系統(tǒng)的效益,有效降低滴灌設(shè)施投入。
3 關(guān)于土壤濕潤比
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