噴灌工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿

●中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)噴灌工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T50085—20XX條文說明目錄TOC\o"1-1"\h\z\u1總則 343噴灌工程總體設(shè)計 354噴灌技術(shù)參數(shù) 375水力計算 386設(shè)備選擇 3911運行管理 401總則1.0.1~1.0.2噴灌具有增產(chǎn)、省工、節(jié)水、提高產(chǎn)品質(zhì)量、對地形適應(yīng)性強等優(yōu)點，且易于實現(xiàn)機械化管理和自動控制，經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益顯著，目前在我國已廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、牧業(yè)和園林綠地的灌溉。所以本標(biāo)準(zhǔn)是針對上述主要服務(wù)對象而編寫的，統(tǒng)一技術(shù)要求，科學(xué)合理規(guī)范噴灌工程建設(shè)，提高工程建設(shè)質(zhì)量。3噴灌工程總體設(shè)計3.1.3原標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定“發(fā)展噴灌工程應(yīng)優(yōu)先考慮經(jīng)濟作物、園林綠地及蔬菜、果樹、花卉等高附加值的作物”，隨著近年來我國經(jīng)濟實力大幅提升以及灌溉水平的提高，噴灌在大田糧食作物中的應(yīng)用也已十分普及。在目前農(nóng)業(yè)水資源短缺日益緊迫的形勢下，水資源緊缺程度代替經(jīng)濟性成為噴灌技術(shù)選用的主要考慮因素，因此修訂中去掉了該規(guī)定。3.2增加了水量平衡分析計算內(nèi)容，將原標(biāo)準(zhǔn)中水源分析計算分為水源供水能力計算、水源水量符合條件和用水計算3部分，明確了供水水量和用水量的關(guān)系，完善了用水計算的要求。3.2.1本條規(guī)定在進行噴灌工程的總體設(shè)計時，必須對水源供水能力進行分析計算，以使整個工程落實在可靠的基礎(chǔ)上，避免因水量不足而使工程建成后其效益不能充分發(fā)揮。1當(dāng)噴灌工程由已建成的水利工程(如水庫、渠道)供水時，應(yīng)調(diào)查收集該工程歷年向各用水單位供水的流量資料，分析計算符合設(shè)計頻率的年份可向本灌區(qū)提供的水量、水位和流量，以便判斷供水能力是否有保障，確定是否需要再調(diào)節(jié)等。2當(dāng)利用江、河、湖泊為噴灌水源時，由于水源的洪、枯水位變幅較大，因此應(yīng)通過頻率計算推求符合設(shè)計頻率的年徑流量及其年內(nèi)分配、灌水臨界期日平均流量，以避免枯水期抽不上水、或洪水期淹沒的風(fēng)險。3利用井水作噴灌水源時，可能是單井供水，也可能是群井匯流，其出流量可根據(jù)現(xiàn)有井水出水量調(diào)查確定，必要時可作單井抽水試驗來確定。3.2.3噴灌用水量是指為滿足植物正常生長需要，由水源向噴灌系統(tǒng)提供的水量。用水量大小取決于設(shè)計水文年的降雨量、蒸發(fā)量、植物種類和種植面積等因素，因此應(yīng)根據(jù)設(shè)計水文年的降雨、蒸發(fā)、植物種類及種植面積等因素計算確定。我國大田作物灌溉需水量試驗資料較多，而果樹、蔬菜和園林草坪的較少。此外，噴灌與傳統(tǒng)的地面灌溉又有所不同，現(xiàn)有的灌溉試驗資料也不能直接引用。因此，本條規(guī)定在有灌溉試驗資料時，應(yīng)根據(jù)試驗資料計算噴灌用水量；當(dāng)無試驗資料時，可參考條件相近地區(qū)試驗資料確定。3.3.3使用半固定管道式和移動管道式噴灌系統(tǒng)需要耗費大量的勞力，對于需要頻繁灌溉的作物適用性較差，因此本條在適宜條件中增加了灌溉次數(shù)少的要求。3.3.6本條為新增內(nèi)容。變量灌溉是國內(nèi)外灌溉領(lǐng)域研究的熱點，也是田間灌溉技術(shù)發(fā)展的方向，目前變量灌溉技術(shù)在國內(nèi)外均已開展了不同程度的應(yīng)用。實施變量灌溉解決的目的就是解決大尺度農(nóng)田空間引起的作物水肥需求差異過大問題，水肥需求差異出現(xiàn)的原因包括土壤性質(zhì)空間變異，以及作物種植結(jié)構(gòu)、種植模式及生長差異等。根據(jù)李久生和溫江麗等2012年在內(nèi)蒙古達拉特旗開展的圓形噴灌機水肥試驗結(jié)果，當(dāng)土壤黏粒和粉粒含量變異系數(shù)CV≥0.2時，宜實施變量灌溉（溫江麗,李久生,趙偉霞,栗巖峰.2018.土壤空間變異對水氮淋失和產(chǎn)量影響的模擬研究.排灌機械工程學(xué)報,36(10):1035-1040.）。3.4新增自動控制方式選擇與信息監(jiān)測的內(nèi)容，以滿足當(dāng)前灌溉自動化控制的發(fā)展要求。3.4.1～3.4.2隨著經(jīng)濟水平和技術(shù)水平的提高，噴灌系統(tǒng)自動控制灌溉應(yīng)用越來越普遍，從規(guī)模較小的庭院灌溉、溫室大棚灌溉、到中等規(guī)模的千畝灌溉再到大規(guī)模的萬畝以上大田灌溉，均有大量的采用自動控制灌溉實例。自動控制灌溉大面積應(yīng)用、以及基于信息化基礎(chǔ)的智能化灌溉將成為灌溉發(fā)展的方向。采用自動控制灌溉方式時，應(yīng)根據(jù)農(nóng)業(yè)種植、地形、氣象、用戶特點和經(jīng)濟條件等因素，選用適宜的自動控制方式及控制系統(tǒng)。規(guī)模小的灌溉項目，宜選擇簡單時序控制系統(tǒng)；規(guī)模較大控制復(fù)雜的灌溉系統(tǒng)，可采用本地控制和遠程控制相結(jié)合的方式。3.4.3～3.4.4隨著信息化技術(shù)的發(fā)展，基于多維信息采集的灌溉決策系統(tǒng)成為發(fā)展方向，通過對水源、首部樞紐、管網(wǎng)、主要設(shè)備設(shè)施等的運行狀況，以及土壤、植物、墑情、地下水、農(nóng)田小氣候等要素監(jiān)測，利用相關(guān)數(shù)學(xué)模型庫和專家決策支持模塊，為灌溉決策和用水管理提供輔助支持成為可能，作為輔助決策工具，為人工決策提供技術(shù)支持。信息采集宜采用自動采集與傳輸系統(tǒng)。通訊方式可以有線、無線和混合使用等多種選擇，但應(yīng)根據(jù)工程特點、規(guī)模，以及當(dāng)?shù)赝ㄓ崿F(xiàn)狀綜合確定。4噴灌技術(shù)參數(shù)4.2.2將原標(biāo)準(zhǔn)中統(tǒng)一的均勻系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)修改為按不同氣候區(qū)分別設(shè)定噴灌均勻系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值，實現(xiàn)在不影響作物生長和產(chǎn)量的同時，降低系統(tǒng)投資和運行費用。分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)取值是根據(jù)李久生等在華北、西北、東北等地區(qū)連續(xù)開展6年噴灌試驗結(jié)果提出的（李久生,栗巖峰,趙偉霞,王珍,關(guān)紅杰,張航.2015.噴灌與微灌水肥高效安全利用原理.北京:中國農(nóng)業(yè)出版社.）忽視不同生態(tài)區(qū)域均勻系數(shù)對作物影響的差異，統(tǒng)一采用較高的均勻系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)是導(dǎo)致噴、微灌工程投資和運行費用高的原因。濕潤和半濕潤區(qū)存在較強的降雨補償作用，減弱或抵消了不均勻性對作物生長的負面效應(yīng)，采用的均勻系數(shù)可比適當(dāng)降低；而在干旱區(qū)，由于生育期較少的降雨難以彌補灌水和施肥不均勻的負面影響，均勻系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)高于濕潤和半濕潤區(qū)。4.2.3在噴灌均勻系數(shù)的控制因素中，增加了“噴灌機行走速度變化”，完善了對噴灌機組噴灑均勻性的控制。4.2.4在表4.2.4噴頭組合間距中增加了設(shè)計風(fēng)速的風(fēng)力等級，根據(jù)我國2012年6月發(fā)布的《風(fēng)力等級》國家標(biāo)準(zhǔn)，將表中的設(shè)計風(fēng)速劃分為1-3級，并對風(fēng)速的限值做了部分修正。4.4.3~4.4.6增加了絞盤式噴灌機作業(yè)時的移動速度的計算方法、滾移式噴灌機在一個作業(yè)位置的灌水時間的計算方法、中心支軸式噴灌機運行一周最短時間的計算方法和平移式噴灌機沿灌溉地塊長度灌一次水的設(shè)計灌水時間的計算方法，細化了噴灌機組的工作參數(shù)。5水力計算5.1.4新增了噴灌機系統(tǒng)設(shè)計水頭的計算方法，完善了噴灌機組的水力計算。5.2.1在表5.2.1中增加近年來灌溉工程使用量快速增加的聚乙烯管的參數(shù)取值。5.3.3將公式5.3.3-2中的D明確為管道內(nèi)徑，保證了水錘計算的安全性和準(zhǔn)確性。5.3.4本條為新增內(nèi)容。塑料管的強度將隨承壓時間而衰減，因此，不能以新管道的試驗壓力作為長期使用條件下承受沖擊荷載的依據(jù)。美國塑料管道學(xué)會規(guī)定：在任何時候的總壓力即運行壓力加上水錘壓力不應(yīng)超過系統(tǒng)額定壓力的1.5倍，本規(guī)范予以引用。6設(shè)備選擇6.1.3~6.1.4增加了管道式噴灌系統(tǒng)、滾移式噴灌機、中心支軸式、平移式噴灌機以及園林、綠地、運動場等噴灌系統(tǒng)選用噴頭的要求。6.3.5本條為新增內(nèi)容，為防止噴灌系統(tǒng)運行及施肥灌溉過程中管網(wǎng)水流排入水源造成的水源污染，應(yīng)在在上坡輸水管道下端、井泵出口及施肥裝置的上游應(yīng)設(shè)置逆止閥。過濾及施肥裝置前后安裝的壓力表精度不應(yīng)低于1.5級，壓力表的量程應(yīng)為系統(tǒng)設(shè)計壓力的1.3~1.5倍。6.5.4增加了不同類型噴灌機的通過能力要求，提高了噴灌機組的運行安全，同時完善了噴灌機組的選型指標(biāo)。6.6.1~6.6.5增加了自動控制與信息采集設(shè)備選型應(yīng)滿足的條件，滿足了當(dāng)前灌溉自動化控制的發(fā)展要求。6.7新增了施肥設(shè)備的選型要求，對于規(guī)模較小的管道式噴灌系統(tǒng)可選擇壓差式式施肥罐、文丘里式施肥器等施肥裝置，對于中心支軸式、平移式和絞盤式噴灌機等規(guī)模較大的系統(tǒng)采用柱塞式、隔膜式等注入式施肥裝置。11運行管理本節(jié)為新增內(nèi)容，規(guī)定了水源工程、首部樞紐和自動控制和信息采集設(shè)備、田間工程、施肥（藥）管理和系統(tǒng)性能評價要求，更好滿足了噴灌工程運行管理要求。11.6.3噴灌施肥工程中噴灑肥液過高時產(chǎn)生的葉片灼傷風(fēng)險是普遍關(guān)注的問題。根據(jù)趙偉霞和張萌等2018年在國家節(jié)水灌溉北京工程技術(shù)研究中心大興試驗基地開展的水肥噴灑試驗結(jié)果，灼傷葉片數(shù)占總?cè)~片數(shù)的比例整體上隨肥液濃度的增大呈增長趨勢，當(dāng)肥液濃度超過0.4%后，開始出現(xiàn)明顯的葉片灼傷，肥液濃度低于1.2%時僅在上層葉片的葉尖處發(fā)生輕微灼傷，中層和下層葉片未出現(xiàn)灼傷現(xiàn)象。當(dāng)濃度大于等于1.4%時灼傷葉片數(shù)出現(xiàn)的比例大于50%，其中3.0%、4.0%濃度時所有處理葉片均出現(xiàn)灼傷現(xiàn)象。表11.6.3葉面灼傷葉片統(tǒng)計肥液濃度灼燒葉片數(shù)占總?cè)~片數(shù)比例（%）葉片位置灼燒葉片數(shù)占總?cè)~片數(shù)比例（%）肥液濃度灼燒葉片數(shù)占總?cè)~片數(shù)比例（%）葉片位置灼燒葉片數(shù)占總?cè)~片數(shù)比例（%）0.4%11.1上33.31.6%55.6上0.0中0.0中66.7下0.0下100.00.6%0.0上0.01.8%66.7上0.0中0.0中10