喷灌工程技术标准征求意见稿

●中华人民共和国国家标准喷灌工程技术标准GB/T50085—20XX条文说明目录TOC\o"1-1"\h\z\u1总则 343喷灌工程总体设计 354喷灌技术参数 375水力计算 386设备选择 3911运行管理 401总则1.0.1~1.0.2喷灌具有增产、省工、节水、提高产品质量、对地形适应性强等优点，且易于实现机械化管理和自动控制，经济效益、社会效益和生态效益显著，目前在我国已广泛应用于农业、林业、牧业和园林绿地的灌溉。所以本标准是针对上述主要服务对象而编写的，统一技术要求，科学合理规范喷灌工程建设，提高工程建设质量。3喷灌工程总体设计3.1.3原标准中规定“发展喷灌工程应优先考虑经济作物、园林绿地及蔬菜、果树、花卉等高附加值的作物”，随着近年来我国经济实力大幅提升以及灌溉水平的提高，喷灌在大田粮食作物中的应用也已十分普及。在目前农业水资源短缺日益紧迫的形势下，水资源紧缺程度代替经济性成为喷灌技术选用的主要考虑因素，因此修订中去掉了该规定。3.2增加了水量平衡分析计算内容，将原标准中水源分析计算分为水源供水能力计算、水源水量符合条件和用水计算3部分，明确了供水水量和用水量的关系，完善了用水计算的要求。3.2.1本条规定在进行喷灌工程的总体设计时，必须对水源供水能力进行分析计算，以使整个工程落实在可靠的基础上，避免因水量不足而使工程建成后其效益不能充分发挥。1当喷灌工程由已建成的水利工程(如水库、渠道)供水时，应调查收集该工程历年向各用水单位供水的流量资料，分析计算符合设计频率的年份可向本灌区提供的水量、水位和流量，以便判断供水能力是否有保障，确定是否需要再调节等。2当利用江、河、湖泊为喷灌水源时，由于水源的洪、枯水位变幅较大，因此应通过频率计算推求符合设计频率的年径流量及其年内分配、灌水临界期日平均流量，以避免枯水期抽不上水、或洪水期淹没的风险。3利用井水作喷灌水源时，可能是单井供水，也可能是群井汇流，其出流量可根据现有井水出水量调查确定，必要时可作单井抽水试验来确定。3.2.3喷灌用水量是指为满足植物正常生长需要，由水源向喷灌系统提供的水量。用水量大小取决于设计水文年的降雨量、蒸发量、植物种类和种植面积等因素，因此应根据设计水文年的降雨、蒸发、植物种类及种植面积等因素计算确定。我国大田作物灌溉需水量试验资料较多，而果树、蔬菜和园林草坪的较少。此外，喷灌与传统的地面灌溉又有所不同，现有的灌溉试验资料也不能直接引用。因此，本条规定在有灌溉试验资料时，应根据试验资料计算喷灌用水量；当无试验资料时，可参考条件相近地区试验资料确定。3.3.3使用半固定管道式和移动管道式喷灌系统需要耗费大量的劳力，对于需要频繁灌溉的作物适用性较差，因此本条在适宜条件中增加了灌溉次数少的要求。3.3.6本条为新增内容。变量灌溉是国内外灌溉领域研究的热点，也是田间灌溉技术发展的方向，目前变量灌溉技术在国内外均已开展了不同程度的应用。实施变量灌溉解决的目的就是解决大尺度农田空间引起的作物水肥需求差异过大问题，水肥需求差异出现的原因包括土壤性质空间变异，以及作物种植结构、种植模式及生长差异等。根据李久生和温江丽等2012年在内蒙古达拉特旗开展的圆形喷灌机水肥试验结果，当土壤黏粒和粉粒含量变异系数CV≥0.2时，宜实施变量灌溉（温江丽,李久生,赵伟霞,栗岩峰.2018.土壤空间变异对水氮淋失和产量影响的模拟研究.排灌机械工程学报,36(10):1035-1040.）。3.4新增自动控制方式选择与信息监测的内容，以满足当前灌溉自动化控制的发展要求。3.4.1～3.4.2随着经济水平和技术水平的提高，喷灌系统自动控制灌溉应用越来越普遍，从规模较小的庭院灌溉、温室大棚灌溉、到中等规模的千亩灌溉再到大规模的万亩以上大田灌溉，均有大量的采用自动控制灌溉实例。自动控制灌溉大面积应用、以及基于信息化基础的智能化灌溉将成为灌溉发展的方向。采用自动控制灌溉方式时，应根据农业种植、地形、气象、用户特点和经济条件等因素，选用适宜的自动控制方式及控制系统。规模小的灌溉项目，宜选择简单时序控制系统；规模较大控制复杂的灌溉系统，可采用本地控制和远程控制相结合的方式。3.4.3～3.4.4随着信息化技术的发展，基于多维信息采集的灌溉决策系统成为发展方向，通过对水源、首部枢纽、管网、主要设备设施等的运行状况，以及土壤、植物、墒情、地下水、农田小气候等要素监测，利用相关数学模型库和专家决策支持模块，为灌溉决策和用水管理提供辅助支持成为可能，作为辅助决策工具，为人工决策提供技术支持。信息采集宜采用自动采集与传输系统。通讯方式可以有线、无线和混合使用等多种选择，但应根据工程特点、规模，以及当地通讯现状综合确定。4喷灌技术参数4.2.2将原标准中统一的均匀系数标准修改为按不同气候区分别设定喷灌均匀系数标准值，实现在不影响作物生长和产量的同时，降低系统投资和运行费用。分区标准取值是根据李久生等在华北、西北、东北等地区连续开展6年喷灌试验结果提出的（李久生,栗岩峰,赵伟霞,王珍,关红杰,张航.2015.喷灌与微灌水肥高效安全利用原理.北京:中国农业出版社.）忽视不同生态区域均匀系数对作物影响的差异，统一采用较高的均匀系数标准是导致喷、微灌工程投资和运行费用高的原因。湿润和半湿润区存在较强的降雨补偿作用，减弱或抵消了不均匀性对作物生长的负面效应，采用的均匀系数可比适当降低；而在干旱区，由于生育期较少的降雨难以弥补灌水和施肥不均匀的负面影响，均匀系数标准应高于湿润和半湿润区。4.2.3在喷灌均匀系数的控制因素中，增加了“喷灌机行走速度变化”，完善了对喷灌机组喷洒均匀性的控制。4.2.4在表4.2.4喷头组合间距中增加了设计风速的风力等级，根据我国2012年6月发布的《风力等级》国家标准，将表中的设计风速划分为1-3级，并对风速的限值做了部分修正。4.4.3~4.4.6增加了绞盘式喷灌机作业时的移动速度的计算方法、滚移式喷灌机在一个作业位置的灌水时间的计算方法、中心支轴式喷灌机运行一周最短时间的计算方法和平移式喷灌机沿灌溉地块长度灌一次水的设计灌水时间的计算方法，细化了喷灌机组的工作参数。5水力计算5.1.4新增了喷灌机系统设计水头的计算方法，完善了喷灌机组的水力计算。5.2.1在表5.2.1中增加近年来灌溉工程使用量快速增加的聚乙烯管的参数取值。5.3.3将公式5.3.3-2中的D明确为管道内径，保证了水锤计算的安全性和准确性。5.3.4本条为新增内容。塑料管的强度将随承压时间而衰减，因此，不能以新管道的试验压力作为长期使用条件下承受冲击荷载的依据。美国塑料管道学会规定：在任何时候的总压力即运行压力加上水锤压力不应超过系统额定压力的1.5倍，本规范予以引用。6设备选择6.1.3~6.1.4增加了管道式喷灌系统、滚移式喷灌机、中心支轴式、平移式喷灌机以及园林、绿地、运动场等喷灌系统选用喷头的要求。6.3.5本条为新增内容，为防止喷灌系统运行及施肥灌溉过程中管网水流排入水源造成的水源污染，应在在上坡输水管道下端、井泵出口及施肥装置的上游应设置逆止阀。过滤及施肥装置前后安装的压力表精度不应低于1.5级，压力表的量程应为系统设计压力的1.3~1.5倍。6.5.4增加了不同类型喷灌机的通过能力要求，提高了喷灌机组的运行安全，同时完善了喷灌机组的选型指标。6.6.1~6.6.5增加了自动控制与信息采集设备选型应满足的条件，满足了当前灌溉自动化控制的发展要求。6.7新增了施肥设备的选型要求，对于规模较小的管道式喷灌系统可选择压差式式施肥罐、文丘里式施肥器等施肥装置，对于中心支轴式、平移式和绞盘式喷灌机等规模较大的系统采用柱塞式、隔膜式等注入式施肥装置。11运行管理本节为新增内容，规定了水源工程、首部枢纽和自动控制和信息采集设备、田间工程、施肥（药）管理和系统性能评价要求，更好满足了喷灌工程运行管理要求。11.6.3喷灌施肥工程中喷洒肥液过高时产生的叶片灼伤风险是普遍关注的问题。根据赵伟霞和张萌等2018年在国家节水灌溉北京工程技术研究中心大兴试验基地开展的水肥喷洒试验结果，灼伤叶片数占总叶片数的比例整体上随肥液浓度的增大呈增长趋势，当肥液浓度超过0.4%后，开始出现明显的叶片灼伤，肥液浓度低于1.2%时仅在上层叶片的叶尖处发生轻微灼伤，中层和下层叶片未出现灼伤现象。当浓度大于等于1.4%时灼伤叶片数出现的比例大于50%，其中3.0%、4.0%浓度时所有处理叶片均出现灼伤现象。表11.6.3叶面灼伤叶片统计肥液浓度灼烧叶片数占总叶片数比例（%）叶片位置灼烧叶片数占总叶片数比例（%）肥液浓度灼烧叶片数占总叶片数比例（%）叶片位置灼烧叶片数占总叶片数比例（%）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