【对海原县兴仁镇岳家沙地枣瓜间作节灌工程的初谈】 海原县兴仁镇
摘要：针对海原县兴仁镇的气候和地貌、地质适宜沙地枣瓜的生长，笔者就这一现状进行了分析并做了具体设计。 关键词：沙地；枣瓜；节灌工程 兴仁镇位于中卫香山南麓，海原县北部，属典型的资源性缺水地区，风大沙多,干旱少雨，是制约香山地区经济发展和农民增收的主要自然因素。
1建设条件
1.1地形地貌本项目区位于兴仁镇西南部，地形平坦开阔，地形坡度一般仅2%～5%，极有利于大面积的农田开发。
土壤以灰钙土为主，成土母质为黄土，土层厚度0.50～5m，土壤有机质含量低, 抗蚀力弱,透水性强,保水性差,但耕性良好，适宜硒砂瓜生长，种植硒砂瓜将产生良好的效益，发展潜力大。
1.2硒砂瓜产业发展优势明显该区硒砂瓜种植已有100多年的历史,悠久的种植历史和栽培经验，优越的自然条件，十分有利于硒砂瓜的生长，土地压砂，保墒性好，昼夜温差大，有利于硒砂瓜糖分的积累，得天独厚的含硒元素品质，生产的硒砂瓜果大，色泽鲜美，香气浓郁，以其甘甜、味纯、无污染、无公害被誉为上品，远销全国各大中城市，深受消费者青睐，已经形成了绿色食品的品牌优势，是项目区增加农民收入的有效途径。硒砂瓜产业已成为中卫市八大优势特色产业之首，香山地区硒砂瓜基地也被自治区农牧厅确定为首批无公害农产品示范基地。
2工程总体设计
2.1设计灌溉面积根据当地土地、气候以及耕地较为平坦等有利情况，设计规划种植枣瓜间作面积为2000亩，间作比例为1∶4。
2.2总体布局本节水灌溉工程所用水源为机井，2005年岳家沙地已建成机井1眼，单井出水量为40m3/h，工程设计从该机井取水扬至高位调蓄水池，通过三级管道输水至田间，干管采用地埋式，支管沿地面铺设，田间利用毛管滴灌。枣树行毛管为固定式，每行1条，硒砂瓜行毛管为移动式，每4行1条。
2.3水量平衡计算
2.3.1灌溉设计保证率。节水灌溉保证率按作物全生育期内设计需水量得到满足的年份占总年数的百分数确定。根据《砂地硒砂瓜种植及灌溉技术》，并结合本灌区地处半干旱并以旱作为主的地区及多年灌溉经验，灌水方式采用滴灌，灌溉设计保证率取75%。
2.3.2灌溉制度的确定
①灌溉定额的确定：硒砂瓜灌溉定额的确定。当保证率为75%时，年降雨量为207mm。硒砂瓜全生育期内降水量为143.30mm，取有效利用系数0.80，则可利用降水114.60mm。规划节灌区枣瓜间作种植面积2 000亩，间作比例为1∶4。根据当地硒砂瓜种植经验，瓜穴、行距为2m×1.60m，每亩穴数为176穴；枣树株、行距为3m×8m，每亩株数为40株，即每２行枣树之间再种４行瓜。硒砂瓜播种―成熟期(4月18日～8月10日)合计118d，根据项目区群众多年硒砂瓜灌溉经验和《硒砂瓜种植及灌溉技术》，硒砂瓜全生育期共需灌溉3次，每次7L/穴，硒砂瓜主要灌溉期分别为播种前期(4月1日～4月18日)、保苗期(5月20日～6月10日)、膨胀期(7月1日～8月10日)，则亩净灌灌溉定额为4.50m3/亩，毛灌灌溉定额为5.19m3/亩(净灌溉定额加大15%)，净灌水定额为1.50m3/亩.次(毛灌溉定额为1.73m3/亩.次)。1次灌水时间按播种前期、保苗期、膨胀期3次中最短灌水时间考虑，计18d/次。各生育阶段需水量见下表：
②枣树灌溉定额的确定。当保证率为75%时，年降雨量为207mm。枣树生长期内年降雨量为207mm，取有效利用系数0.70，则可利用降水144.90mm，折合为97.20m3/亩，根据周边地区种植和灌溉经验,枣树全生育期需水量为200m3/亩，扣除可利用水量需补灌55.10mm，折合为37m3/亩，取灌溉水利用系数η=0.90，则毛灌溉定额为41.10m3/亩。
灌水定额的确定依《节水灌溉技术手册》公式：
m净=αβPH1000/η
=0.30×0.125×1×0.20×1000/0.90
=8.30(mm) 折算为5.60m3/亩
式中：m-净灌水定额（mm）
α-土壤中允许消耗水量占土壤有效含水量的百分数，取30%
β-土壤有效含水量，取12.50%
H-土壤计划湿润层深度（m），取1m
P-土壤湿润比，取20%
η-滴水利用系数，取0.90
经计算灌水定额为5.60 m3/亩，灌水次数为8次，每亩株数为40株，每株每次需灌0.14m3。
③灌水周期
根据枣树需水规律，其需水高峰期平均日需水量最大为1.50mm。依《节水灌溉技术手册》公式：
T =8.30/e=8.30/1.50≈6(d)
式中：T-灌水周期（d）
m-净灌水定额（mm）
e-全生育期最大日平均耗水量（mm）
2.3.3灌溉水利用系数。全部用管道输水，渠系水利用系数可提高到0.95，田间水利用系数可提高到0.95，灌溉水利用系数达到0.90以上。
2.3.4水量供需平衡计算。规划种植枣瓜间作面积为2 000亩，间作比例为1∶4，即枣树种植面积为500亩，硒砂瓜种植面积为1 500亩。枣树全生育期灌溉定额为41.10m3/亩，年需水总量为2.06万m3，硒砂瓜年需水总量为0.78万m3。规划灌溉区年需水总量为2.84万m3，当地人畜饮水需水量为12.80万m3，而水源机井年出水量为27.60万m3，由此可见，水源水量满足需水要求，供需平衡。
3工程设计
根据枣树和硒砂瓜需水量和灌区多年来的灌水实际，硒砂瓜3个灌溉周期最短为18d，枣树灌溉周期为6d，灌水时间为12h，以此计算各级管道流量。
3.1管径确定
3.1.1毛管流量及管径的确定。根据枣树株、行距为3m×8m，确定滴头间距为3m，绕树一周每株设4个，硒砂管穴、行距为2m×1.60m，确定滴头间距为2m，每穴1个，毛管间距为4m，一条毛管长度为150m，每条支管平均长为967m，每条支管上毛管条数平均为242条，其中灌溉瓜树的毛管条数为121条,每条毛管上滴头个数为200个，灌溉硒砂瓜的毛管条数也为121条,每条毛管上滴头个数为75个，滴头选择毛管式滴头，工作压力为0.10～0.30Mpa。根据枣树的灌水定额确定枣树行毛管上每个滴头的流量为0.49L/h，根据硒砂瓜的灌水定额确定硒砂瓜行毛管上每个滴头的流量为0.13L/h，两种作物上毛管的流量分别为:
Q枣毛=nq滴=200×0.49=98（L/h）
Q瓜毛=nq滴=75×0.13=9.8（L/h）
Q毛平均=n滴平均q滴平均=138×0.31=43（L/h）
D枣毛=（KFfQmL/[Δh]毛）（1/b）
＝(1.20×0.40×0.505×431.75×150/1.10)(1/4.75)
=8.30（mm）选10mm
K-局部水头损失加大系数为1.20
F-多口系数为0.40
F-摩阻系数为0.505
N-多孔管总数
L-毛管长度（m）
b-管径指数为4.75
m-流量指数为1.75
3.1.2支管流量及管径的确定。根据两种作物毛管平均流量推算支管流量：
Q支=242×43=10406（L/h）=2.89(L/s)
管径根据公式：D=4Q/πV确定。
式中：D-管道直径(m)；
Q-管段流量(m3/s)；
π-圆周率；
V-经济流速(0.60~1m/s)；
3.1.3干管流量及管径的确定。灌溉分3个轮灌组，每次开启2条支管，以此确定干管流量：
Q干=2×3.46=5.78(L/s)。
管径根据公式：D=√4Q/πV确定。
式中：D-管道直径(m)；
Q-管段流量(m3/s)；
π-圆周率；
V-经济流速(0.6~1.0m/s)；
3.2工程设计引水流量
通过上述各级管道流量推算，确定工程设计引水流量为5.78L/s。
4管网布置
4.1根据灌区实际，尽量作到统一规划，运用方便，与道路、结合布置。
4.2力求管道长度最短，管线平缓，避免弯道与起伏，达到节水、节能、扩灌、增产增收的目的。
4.3干管沿山脊线布置基本与等高线平行，支管垂直干管，毛管垂直支管走向应与作物种植方向平行（即和等高线基本平行），干支管呈“梳子”形，支毛管呈“圭”字形，支毛管沿地面铺设，支管间距为150m，毛管间距为4m，滴头间距与作物种植间距一致。