大型指针式喷灌机在现代农业中的应用吕灿翔石佳蒋兆英摘要：作为一种自动化程度较高的高效节水设备，大型指针式喷灌机在现代农业里面应用很广。以武汉市恒大现代农业示范基地应用大型指针式喷灌机进行高效节水灌溉为例，对其设计流程进行介绍，为指针式喷灌机在现代农业中的应用提供一些参考。关键词：指针式喷灌机;中心支轴式喷灌机;节水灌溉;喷灌设计：S22：ADOI：10.19754/j.nyyjs.20191115024喷灌是广泛应用于国内外较为现代化的高效节水方式。大型指针式喷灌机又称为中心支轴式喷灌机，是所有喷灌设备中自动化程度最高的。兰才有[1]等对我国喷灌机近年发展情况及后续发展趋势进行分析，每年在我国要新增超过千台的喷灌机应用于现代农业。喷灌机工作时绕着中心旋转，对于方形地块周边会产生灌溉死角，需要在末端使用远程喷头保证每个地角都能进行灌溉。李保明[2]等对喷灌机的优缺点进行总结，该设备适用于各种水源（地表水、地下水、咸水等），不限制作物种类，几乎所有作物均可以用喷灌机进行灌溉，并且可以远程自动化控制，喷洒质量可靠。缺点是要对旋转速度、时间进行精确计算控制，否则易产生地面径流。下面以武汉市汉南区恒大现代农业示范基地指针式喷灌机节水灌溉为例进行典型设计，介绍喷灌机的参数选取及设计流程。1基本概况汉南区属北亚热带东亚季风湿润气候，具有四季分明、热量充足、光照适宜、雨量充沛、雨热同季、旱涝交替等特点。汉南区年平均降水量为1276.2mm，降水年际差高达1197.7mm。全区年平均气温为16.8℃，年平均降水日数为123d，年平均风速为2.1m/s，常年风向为东北风。项目区地块总面积670hm2，项目区主要种植玉米和大豆等粮食作物。2工程设计条件关于喷灌机设计流程主要包括前期查勘收资、规划布置和喷灌机参数计算。收资方面主要收集土壤土质、地形、水源以及供电情况。对于参数计算主要有相应灌溉作物的灌水定额、作物需水量，及此计算机组运行速度、额定运行时间。根据布置进行水力计算，进行泵站扬程计算及泵站选型及相应配套设计。2.1调查土壤土质汉南项目区土壤类型为沙壤土，土壤干容重为1.4g/cm3。2.2调查地形条件该项目区地形已经过土地整治，地形较为平坦，地面坡度约为1/6000，且大田内无阻碍物，适合指针式喷灌机工作。2.3调查水源条件该项目区南部紧靠长江，且有提水泵站，水量充足。2.4调查电力条件该项目区紧靠省道，路边已有高压线，可满足项目区用电需求。以上只是调查清楚外部条件，后续还需要进行参数计算、水力计算及泵站选型等。3喷灌机典型设计3.1规划布置根據测量专业所测得的地形图，结合项目区地形地势条件、灌排基础设施条件，将项目区划分24个地块，每个地块设置1台喷灌机。利用更新改造后的泵站从长江提水至新建的调蓄水池，水池内设加压泵站，加压后利用管道将水输送至每台喷灌机的中心支轴处。管道共分为3级，依次为水源—调蓄池—总干管—干管—支管—中心支轴处。动力部分由地边界配电站接地埋式电缆到中心点，提供喷灌机以及水泵电源。3.2设计灌水定额与灌水周期项目区种植的春甜玉米生长期为1月中下旬—6月上中旬。根据作物的需水规律，计算其灌水定额，以确定喷灌机的工作制度，详见表1。依据《喷灌工程技术规范》GB/T50085-2007T，最大净灌水定额按公式（1）计算[5]：m=0.1rH（β1-β2）p（1）式（1）中：m为最大净灌水定额，mm;H为计划湿润层深度;r为土壤干容重，沙壤土取1.4g/cm3，β1为土壤适宜含水率上限，%;β2为土壤适宜含水率下限，%;p为田间持水量（占土体）按照质量百分率计，%;经计算，玉米最大净灌水定额为35mm。喷灌系统灌溉水利用系数是根据管道水利用系数（取为0.97）及田间水利用系数（取为0.9）相乘得到的，经计算灌溉水利用系数为0.88，从而计算得玉米毛灌水定额为39.8mm。设计灌水周期由式（2）计算：T=m/ETd（2）式（2）中ETd为玉米整个生育期需水高峰期的平均日耗水量，根据收集的试验资料玉米为7mm/d，经计算设计灌水周期玉米为5d。3.3喷灌机型选择以汉南项目区其中一个典型地块13#地块（面积38hm2）为例进行典型设计，13#地块喷灌机输水管外径为250mm，壁厚9.6mm，公称压力0.8MPa。喷灌机...