導(dǎo)語(yǔ)：葡萄滴灌設(shè)計(jì)管理論文一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：滴灌工程設(shè)計(jì)中，滴頭間距對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的效率、灌水質(zhì)量來(lái)說(shuō)是一個(gè)很重要的參數(shù)，而現(xiàn)有的資料和生產(chǎn)實(shí)踐中，該值大多是根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行估計(jì)的。本文介紹采用布瑞斯勒（Bresler）公式確定滴頭間距的方法。

關(guān)鍵詞：滴灌滴頭間距土壤水勢(shì)

1引言

滴灌是當(dāng)今世界最先進(jìn)的灌水技術(shù)之一。在正確的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和高水平的田間作物水分管理?xiàng)l件下，滴灌系統(tǒng)能夠適時(shí)適量地進(jìn)行灌溉，在作物的根區(qū)創(chuàng)造出適宜的水、肥、氣、熱條件，從而獲得節(jié)水、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的效果。全國(guó)微灌面積約300萬(wàn)畝，其中大部分是“九五”期間發(fā)展起來(lái)的。我國(guó)進(jìn)入WTO后，國(guó)外設(shè)備與國(guó)產(chǎn)設(shè)備價(jià)格差距正逐步縮小。新世紀(jì)我國(guó)進(jìn)入全面建設(shè)小康社會(huì)，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)都在進(jìn)行調(diào)整，“2001年~2010年微灌發(fā)展戰(zhàn)略”表明灌溉未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)是精確灌溉和節(jié)約能量。計(jì)算機(jī)控制將是灌溉自動(dòng)控制系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，將氣象、土壤、水分、作物資料等的數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，輸出指令，電磁閥根據(jù)指令操作灌溉系統(tǒng)工作。這樣，在滴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)中根據(jù)土壤資料和滴頭流量確定滴頭間距顯得愈加重要。滴頭間距過(guò)密，使?jié)駶?rùn)重疊區(qū)域加大，會(huì)加大不必要的工程投資；滴頭間距過(guò)大，會(huì)使作物根系不能得到足夠的水分，無(wú)法達(dá)到滴灌節(jié)水高產(chǎn)的效果。本文介紹在確定新疆伊寧葡萄滴灌設(shè)計(jì)中，采用的布瑞斯勒（Bresler）公式確定滴頭間距方法。

2計(jì)算方法

現(xiàn)將以色列滴灌專家布瑞斯勒（Bresler）教授確定滴頭間距的程序介紹如下。

2.1土壤的物理水力性質(zhì)

根據(jù)所討論的土壤類型，從不同類型土壤的典型物理水力參數(shù)（表1）中查出，砂壤土的飽和土壤滲透系數(shù)以及土壤特性常數(shù)為：

表1不同類型土壤的典型水力參數(shù)

土壤

-h（）

（）

（）

粘土

1.02~104

8.64×10-4

2.54×10-6（0.009）

壤土

1.3~890

7.26×10-3

1.44×10-5（0.05）

砂壤土

43.3~300

1.69×10-2

3.9×10-4（）

砂土

58.4~147.2

0.466×10-2

1.27×10-2（45.7）

2.2計(jì)算飽和區(qū)土壤浸潤(rùn)最大半徑

根據(jù)布瑞斯勒（Bresler）提出的水份浸潤(rùn)土壤后期飽和區(qū)不同滴頭流量最大半徑公式（1），計(jì)算幾種可能選擇滴頭不同流量時(shí)的最大半徑：

（1）

式中：——浸潤(rùn)飽和區(qū)最遠(yuǎn)半徑，

——土壤特性系數(shù)，

——滴頭設(shè)計(jì)流量，

——飽和土壤滲透系數(shù)，

當(dāng),

當(dāng)時(shí)，

2.3選擇適宜土壤含水率上下限

根據(jù)采集的土樣，用壓力膜法，獲得一組土壤水吸力與土壤含水率間的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。以土壤水吸力為縱坐標(biāo)，土壤含水率為橫坐標(biāo)，畫出一條土壤水分特性曲線（圖1）。選擇適當(dāng)?shù)呐R界土壤含水量值，就可以從該曲線中獲得相應(yīng)的土壤水吸力值，此值的負(fù)值為非飽和土壤水的基質(zhì)勢(shì)，也就是相應(yīng)的臨界土壤水勢(shì)值。

圖1砂壤土水分特性曲線

從圖1中查得：田間持水量（占土壤體積百分比）時(shí)，；

適宜土壤含水率上限為田間持水量的90%，時(shí)，；適宜土壤含水率下限為田間持水量的60%，時(shí)，。

2.4計(jì)算轉(zhuǎn)換土壤水勢(shì)函數(shù)的比值

根據(jù)公式（2）可以計(jì)算轉(zhuǎn)換土壤水勢(shì)函數(shù)臨界值與飽和值的比值：

（2）

式中：——轉(zhuǎn)換土壤水勢(shì)函數(shù)，

——飽和土壤的轉(zhuǎn)換土壤水勢(shì)函數(shù)值，

——非飽和土壤臨界土壤水勢(shì)函數(shù)時(shí)轉(zhuǎn)換土壤水勢(shì)函數(shù)值，

——臨界土壤水勢(shì)，，

——自然對(duì)數(shù)

當(dāng)時(shí)，

當(dāng)時(shí)，

當(dāng)時(shí)，

2.5計(jì)算無(wú)因次土壤特性常數(shù)值α

應(yīng)用土壤飽和區(qū)最大濕潤(rùn)半徑，采用以下公式

（3）

計(jì)算無(wú)因次土壤特性常數(shù)值。式中為無(wú)因次土壤特性常數(shù)值，其他同前。

當(dāng)時(shí)，，

當(dāng)時(shí)，，

2.6查出相應(yīng)的無(wú)因次半徑值

定義非飽和區(qū)濕潤(rùn)徑向半徑與飽和區(qū)徑向最大半徑比值為無(wú)因次半徑，

（4）

式中：——無(wú)因次徑向半徑；

——非飽和區(qū)徑向半徑。

無(wú)因次半徑與呈函數(shù)關(guān)系，根據(jù)不同的值，繪出——曲線，如圖2所示，從圖2中可以根據(jù)不同的值和值查出無(wú)因次半徑值。

當(dāng)時(shí)，，

時(shí)，

時(shí)，

時(shí)，

圖2無(wú)因次半徑值表

2.7計(jì)算非飽和區(qū)濕潤(rùn)徑向半徑

從公式（4）中可推出，，可以計(jì)算非飽和區(qū)設(shè)計(jì)不同滴頭流量的臨界徑向半徑值，滴頭間距為：

（5）

式中：——滴頭間距，；

采用公式（5），計(jì)算滴頭間距如下：

時(shí)，

時(shí)，

時(shí)，

2.8確定滴頭間距

將應(yīng)用土壤水力特性和不同滴頭流量計(jì)算濕潤(rùn)區(qū)徑向半徑的結(jié)果列出，計(jì)算滴頭間距如下表2。

表2計(jì)算滴頭間距列表

參數(shù)

量綱

選擇采用公式

流量

1

飽和區(qū)

半徑

1

臨界

水勢(shì)

2

水勢(shì)

比值

2

土壤常數(shù)值

4

無(wú)因次

半徑

3

滴頭

間距

5

1

2

5.63

-10

0.844

0.048

1

11

-100

0.183

2.1

24

-200

0.033

10

56

2

4

10.60

-10

0.844

0.09

1

21

-100

0.183

1.9

40

-200

0.033

6.5

138

對(duì)于某一確定的土壤水勢(shì)值，在滴頭流量與其間距之間，均可選擇最佳的組合。如表2中，滴頭流量的滴頭，滴頭間距時(shí)，從地表滴頭算起的土壤濕潤(rùn)體的徑向濕潤(rùn)半徑，在沿著毛管的方向，濕潤(rùn)區(qū)可以重疊，而時(shí)的滴頭的濕潤(rùn)范圍過(guò)大，所以選擇滴頭流量，滴頭間距的滴頭比較合理。

3小結(jié)

傳統(tǒng)的重力灌溉方法其主要的設(shè)計(jì)規(guī)范之一是在地表獲得均勻的配水方案，而滴灌的配水方式是從每一個(gè)滴水源遵循土壤水力特性規(guī)律向土壤滲透的過(guò)程。這樣，在滴灌設(shè)計(jì)中，為了提高滴灌系統(tǒng)的水分和養(yǎng)分的有效利用率，滴頭間距和滴頭流量必須與土壤的濕潤(rùn)特性和作物的灌水頻率周期及灌水時(shí)間相適應(yīng)，而土壤濕潤(rùn)體的徑向距離和距離滴頭的濕潤(rùn)體深度的估算對(duì)設(shè)計(jì)和管理滴灌系統(tǒng)顯得十分重要。

布瑞斯勒（Bresler）確定滴頭間距的程序給我們提供了基本的準(zhǔn)則：根據(jù)土壤的水力學(xué)特性資料和以及設(shè)計(jì)滴頭流量，采用布瑞斯勒（Brasler）提出土壤飽和區(qū)浸潤(rùn)最大徑向半徑公式計(jì)算出值，然后根據(jù)其相關(guān)的公式可以計(jì)算出不同滴頭流量時(shí)的合理的滴頭間距。

參考文獻(xiàn)

1陳渠昌，吳忠渤等，滴灌條件下沙地土壤水分分布與運(yùn)移規(guī)律，灌溉排水，1999,18（1）

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3JosephShalhevet,EshelBreslerandXuYuexian,WaterUseandEfficiencyinAgriculture,InstituteofSoilandWater,AgriculturalResearchOrganization,TheVolcanicenter.BetDagan50250,Israel,1992

4S.ArmoniMicro-SprinklerIrrigation,KibbutgDan,Israel,1986

5TheoryandPracticeofWater-savingAgriculture,中以兩國(guó)雙邊節(jié)水農(nóng)業(yè)國(guó)際學(xué)術(shù)研究會(huì)論文集，黃興法，李光永，曾德超，RDI——TheNewTechniqueofWaterSavingIrrigationManagementinChina,中國(guó)水利出版社，2000