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1.地理位置及气候特征
哈密地区位于新疆东部，是新疆通向祖国内地的要道。其东部与甘肃省的酒泉市相邻，西部与昌吉回族自治州的木垒县和吐鲁番地区的鄯善县毗邻，南部与巴音郭楞蒙古自治州的若羌县接壤，北部以及东北部与蒙古国接壤，有长达586.663km的国界线。另外还设有老爷庙口岸，是国家一类季节性开放口岸，也是新疆地区与蒙古国发展边贸的重要开放性口岸之一。所以哈密地区素有“西域襟喉、中华拱卫”和“新疆门户”之称。
哈密地跨天山南北，山南为哈密市，山北为巴里坤哈萨克自治县和伊吾县，全地区总面积15.3万km 2 。有汉、维吾尔、哈萨克、回、蒙古等31个民族，少数民族占30.06%，城镇人口占57.3%。辖区内驻有新疆生产建设兵团第十三师、吐哈油田公司、新钢雅满苏矿业公司、潞安新疆煤化工（集团）有限公司等20多个中央、自治区驻地单位。
本试验基地位于哈密市红星一场园艺二场，所处地理位置在东经93°32'10.09″、北纬42°49'11.23″，距哈密市约18km。海拔960m左右，属典型大陆干旱气候，年平均降水量仅30mm,年平均蒸发量高达3300mm,年平均相对湿度41%，年均日照时间达3360h,年平均气温9.9℃，大于10℃的积温为4260℃，年平均风速2.8m/s,最大冻土深度1.26m,无霜期182天。
2.社会经济状况
2011年末全地区总人口 58.39 万人，其中，常住户口人口（户籍人口） 54.56万人，未落常住户口人口3.83万人。城镇化率为61.1%。全年出生人口0.59万人，人口出生率10.2‰；死亡人口0.25万人，死亡率4.3‰。人口自然增长率5.8‰。全地区暂住人口 27.71 万人。全年城镇居民人均可支配收入15666元，人均消费性支出12646元。农村居民人均纯收入7318元，人均生活消费支出6464元。
农业产业结构调整步伐进一步加快，按照“调粮、退棉、增经、扩草”的思路，大力发展特色林果业、设施农业和现代畜牧业，优势特色产业基地规模不断扩大。全地区农作物播种面积91.07万亩，较上年增长5.1%。设施农业逐步成为“南园”经济中的主导产业。共完成人工造林3.32万亩，全地区大枣种植面积达32.86万亩，其中新植红枣1.8万亩，葡萄种植面积5.61万亩，葡萄和大枣比上一年增长1.0%和4.8%。哈密地区正在巩固、完善、提高设施农业和以哈密大枣、葡萄为主的特色林果业发展成果，转变农业发展方式，加大农业科技创新和现代农业示范区建设，促进农业生产经营专业化、标准化、规范化、集约化。
3.项目区水资源现状
年均水资源总量16.86亿m 3 ,人均水资源2888m 3 。中型水库蓄水量0.12亿m 3 ,年均用水总量10.38亿m 3 ,其中，生活用水0.66亿m 3 ,工业用水0.65亿m 3 ,农业用水8.34亿m 3 ,人均用水量约为1778m 3 。其中农业灌溉用水主要是地下水，占灌溉用水的90%以上，水质符合滴灌用水要求。
4.项目区交通状况
目前项目区有直接通往市区的公路从项目区北边经过，田间有生产道路配套，均可作为工程施工的交通道路。
5.项目区电力设施状况
整个项目区内电力设施完善，境内10kV线路遍及整个红星一场，电力线基本拉到田间地头。项目区的电力设施状况基本满足生产生活用电及项目实施时施工用电需求。
6.项目主要材料供应状况
工程用水泥由二道湖工业区水泥厂供应，运距为20km,钢筋、木材从哈密市获取，运距30km。混凝土骨料由二道湖砂石料场获取，运距为68km。区外材料物亦可由供货点直接运往工地。
1.节水灌溉系统组成和主要设施配置
根据水源情况及地形条件确定微灌系统为加压滴灌系统，其工程建设主要由水源工程、首部控制工程（枢纽）、输配水工程及田间工程等四部分组成。首部控制工程（枢纽）由加压泵、过滤装置、施肥罐，以及相应的配电设备、电控压力表、水表、空气阀等组成。田间工程由地埋干管、地面管网和灌水器组成。干管选UPVC管，地面管用PE管。滴灌带沿葡萄沟平行布置，每行葡萄铺两条滴灌带，田间布置如图2—1~图2—3所示。
图2—1 葡萄滴灌工程田间布置图（单位:cm）
图2—2 滴灌系统安装工艺流程图
图2—3 大枣滴灌试验田间布置图（单位:cm）
2.滴灌葡萄工程设计技术规范
第十三师计划在红星一场的葡萄条田进行滴灌系统试运行，此工程的总体设计如下：工程系统一灌溉面积有372亩（24.8hm 2 ），工程等别为2级，主体建筑物级别为4级，次要建筑物及临时建筑物为5级。工程的主要技术规范规程依据如下：
（1）《微灌工程技术规范》（GB/T 50485—2009）。
（2）《节水灌溉工程技术规范》（GB/T 50363—2006）。
（3）《喷灌与微灌工程技术管理规程》（SL 236—99）。
（4）《地埋硬聚氯乙烯给水管道工程技术规程》（CECS 17∶2000）中国工程建设标准化协会标准。
（5）《新疆生产建设农场地下水资源开发利用规划报告》。
（6）《1997—2011年农场土地利用总体规划》。
（7）《项目区测量报告》。
（8）《项目区工程地质及水文地质勘察报告》。
3.工程系统一总体布置
（1）按照农场现状种植模式和井、林带、道路分布状况，承包户承包土地情况和管理划分试验区项目工程系统。系统布局见表2—1。
表2—1 工程规模及布局表
项目区种植葡萄，系统一水源为井水，其余系统水源为渠水，采用加压滴灌，其工艺流程如图2—2所示。选择地埋干管、分干管采用PVC—U塑料管，出地管采用1.0MPa PVC—U塑料管，地表支管和毛管采用PE管，其他管件配套齐全。
（2）首部系统布置。水源为渠水：首部枢纽由加压离心泵、变压器、启动箱、过滤设施（砂石过滤器+筛网过滤器）、压差式施肥等组成，并装有闸阀、逆止阀、排气阀、压力表、球阀等量测安全保护和控制设备。
（3）田间管道及管件布置。滴灌系统的主要田间管道由地埋PVC—U塑料管、出地1.0MPa PVC—U塑料竖管、地表PE管组成四级管网。地埋PVC—U塑料管道由干管、分干管两级组成，干管与分干管按各条田的具体形状，以优化方式采用鱼骨式或梳型两种方式布置，其中分干管上接PVC—U塑料竖管，为地表PE支管供水，干管连接系统首部和分干管，为分干管输水。地面管根据连队管理和承包户要求安装辅管灌溉，地表PE支管通过辅管与毛管垂直连接，为作物直接供水。连接管道的三通、变径、弯头等管件则根据各系统的管道布置情况分别布置。
（4）闸阀井布置。干管与分干管连接位置安装阀门处布置闸阀井。
（5）排水井布置。滴灌系统冬季不运行，在地块地势低处，分干管末端均设置排水井以确保滴灌系统的安全运行。
4.滴灌设计原则
（1）充分考虑与项目区内现有道路、林带、输电线的有机衔接，统筹兼顾，尽量发挥原有基础设施的作用。
（2）在充分考虑项目区地形条件的前提下，系统管道布置将力求使管道路线最短、经济。同时管道布置应考虑各用水单元的需要，以达到方便管理，便于组织轮灌。
（3）运行管理方便，充分考虑工程投入运行后科学的运行管理。
（4）设计力求保证系统运行的可靠性、安全性、长久性。在保证安全运行的前提下，节约投资，尽量发挥节水灌溉的最大效益。
（5）根据条田地形条件及农作物种植情况，系统支管及毛管水力设计按均匀坡计算。
5.项目投资概算及资金筹措
本工程项目（1万亩滴灌）总投资为1023.72万元，全部申请由国家投资，见表2—2。
表2—2 工程投资表
6.项目效益分析及经济评价结果
本工程的兴建可以调整哈密地区的农业结构，提高水的利用率，改善生态环境，扩大经济规模，增加农牧民收入。从水土保持、环境影响评价、经济评价等方面都表明本项目是切实可行的。本工程的兴建，势必会加快当地经济向着更高台阶发展，应尽早实施。
项目评价指标包括：经济内部收益率,19.20%；经济净现值（1%~8%）,1881.5万元；经济效益费用比,1.39;投资回收期,6.3年。从以上经济指标可知该项目经济上是可行的。
7.编制依据
（1）《新疆维吾尔自治区国民经济与社会发展第十二个五年规划纲要》。
（2）《自治区党委、自治区人民政府关于进一步提高特色林果业综合生产能力的意见》。
（3）《新疆维吾尔自治区林业发展第十二个五年规划》。
（4）《新疆维吾尔自治区林果产业发展与建设规划》。
（5）《哈密地区国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》。
（6）《哈密地区生态建设规划》。
（7）《微灌工程技术规范》（GB/T 50485—2009）。
（8）《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL 252—2000）。
（9）《节水灌溉工程技术规范》（GB/T 50363—2006）。
（10）《农田灌溉水质标准》（GB 5084—2005）。
（11）《灌溉与排水工程设计规范》（GB 50288—2018）。
（12）《建设项目经济评价方法和参数》（第三版）。
8.存在的问题及欲解决的问题
（1）存在问题。哈密地区地处新疆东部，与甘肃接壤，位于东疆地区的生态脆弱区，是吐哈盆地风沙危害最严重的地区之一，同时也是全国防沙治沙重点地区。经济以农牧业为主。项目区存在的问题主要有以下几方面：
1）项目区林果生产灌溉方式相对落后，水资源利用率较低。
2）针对哈密的成龄葡萄树和大枣树，其根系在多年漫灌条件下分部已经相当广泛，直接采用一般的滴灌系统布设1行1管或1行2管的滴灌毛管布设带恐怕满足不了果树对水分的需要。
3）果园灌溉制度混乱、林果种植管理水平低。
4）项目区人民科技知识匮乏，生产技术水平低。
（2）计划研究的问题。主要针对以上存在问题中的第二点，对于哈密地区1998年定植的成龄葡萄树和2000年定植的成龄大枣树，由于其根系在多年的大水漫灌条件下在土壤中的分布已经很广泛，故在一般滴灌系统中毛管布设基础上增设1行3管和1行4管两种毛管铺设方式，研究葡萄和大枣在4种毛管铺设方式下生长状况，产量以及土壤中水分含量的变化，进而找出当地果树的最优滴灌毛管布设方式。通过此次试验项目的建设，可以改善农民生产生活水平，加大科技知识的普及，提高项目区人民的经济收入。
1.试验地的选取及果树栽培模式
选择实验葡萄品种为无核白,1998年定植，树龄13年，大沟定植，东西走向，沟长51m,沟宽1.0~1.2m,沟深0.6m左右。葡萄株距1m,行距5m,栽培方式为小棚架栽培。大枣品种为哈密大枣,2000年定植，树龄11年，当地种植模式为行距5m,株距2m。试验区内地下水埋深10m以下，试验区以渠水和机井水为水源，当渠水来水不足时，采用机井水补充供水，可以满足工程用水需要，且水质符合灌溉水质要求。
2.试验设计方案布置
选定2.5亩葡萄地和4亩大枣地作为大田试验小区；然后根据周边泵房水渠方位初步拟定滴灌系统布置方案，画出示意图，计算所需试验设备、工具、材料的数量和费用并联系相关部门购置；最后按照经修改完善的试验方案在试验小区进行滴灌系统安装。试验布置如图2—4所示。
通过水泵从水渠独立取水进行灌溉，水泵上装有滤网，为便于调压设有尾水管，水源经 ϕ 50管输送到试验小区一头，在每一沟（即每一个处理）都安装有水表和球阀， ϕ 50变 ϕ 32再接滴灌毛管带将水滴到每一棵果树根系分布附近。滴灌毛管带的规格选用滴头流量为3.0L/h,滴头间距为30cm。主要将毛管铺设分为:1行1管、1行2管、1行3管和1行4管4种方式，分别设有一组重复，将农户的传统沟灌作为对照，试验过程中每隔5天灌一次水，每次灌水时间均为10h,记录每次每种处理的灌水量，并定期用卷尺和电子游标卡尺测葡萄的新梢、叶片、果穗和果粒的生长量和大枣的枝条和颗粒横径的生长变化量，最后测产，初步估算单位面积的葡萄大枣产量。
图2—4 葡萄小区试验布置图
1.研究方法
采用试验研究与理论分析相结合，其中试验部分需进行大田试验监测。监测的主要包括以下内容：
（1）土壤理化性质测定：采用环刀法测定土壤容重、田间持水量。
（2）气象因素：观测日最高、最低气温，风速、风向、相对湿度、太阳辐射、降雨量等指标。
（3）灌水量：每次灌水前后记录各处理水表读数、工作压力及灌水时间。
（4）土壤水分：取土烘干法和中子仪联合监测：采用取土烘干法及中子仪测定土壤含水量。分别距离葡萄树和枣树根区毛管水平距离0cm及30cm,纵向分6层取土。取土深度为0cm、20cm、40cm、60cm、80cm、100cm。中子仪平均5天测一次，灌水前后和降雨前后加测。葡萄园每5~6天灌水一次，大枣园每10~12天灌水一次，每次灌水前后各取土一次，灌后取土为滴灌灌水24h平衡后采用土钻取土，立即装入已知重量的铝盒中带回室内称重、烘干计算其质量含水量。
（5）土壤养分：定期取样，监测土壤养分（主要是N、P、K），分析氮、磷、钾含量。
（6）果树生长状况：各处理标记生长势一致的葡萄树3株，测定标定的新梢长度和新梢基部节粗度（每株标记5个枝条）及主干基部直径。
（7）发芽后定期（10天）调查新梢长度（卷尺）、粗度（游标卡尺）和叶片中脉长度（卷尺）（每株标记5个叶片）及主干基部直径（标记并用游标卡尺测定）。新梢粗度测定部位为新梢基部第二节中部。
（8）在果树膨大期测定标定穗（3个）的纵横径（卷尺）。测定标定的新梢长度，卡尺测量果实纵向和横向尺寸。枝条与果实每10天观测一次。
（9）果实产量测定：在果实成熟期调查标定植株（3株）的产量（单株产量和单果重采用天平称重法），然后折算成亩产量。
2.毛管布置方式
在葡萄大枣地分别铺设1行1管、1行2管、1行3管和1行4管4种毛管铺设方式，作为4个不同的处理，第2个处理作为平均水平设计不同的灌水量和施肥量共4个梯度，每个处理各重复一次，水肥量取平均水平的0.5、1.5倍和2倍。
3.果树生长指标测定
（1）新梢长度测定：从4月末制作标签标记位置开始，每5天测定一次，卷尺测量新梢的长度（测量时从新梢的基部发根处至最上部叶片顶端的最高处），精度到0.1cm。
（2）新梢基径测定：自标签标记位置，与新梢生长同步每5 天测定一次，使用电子游标卡尺测量，精度0.01cm。
（3）叶片中脉长度测定：标签标记叶片，每5天测定一次，卷尺测量叶片的长度，精度0.1cm （顺便记录下叶片数目）。
（4）果穗生长测定：在之前标签标定的枝条上，使用卷尺测量新梢上果穗的长度（测量时从果穗的基部至最上部），精度0.1cm,从5月4号每5天测定一次，直到6月25号，果穗大小基本不再变化。
（5）果粒大小测定：从6月25号开始，葡萄大枣果粒已经成型，使用电子右边卡尺分别测量之前标记枝条上的葡萄大枣果粒的横径，以此表征其大小变化。
（6）产量测定:8月下旬，葡萄大枣基本成熟，在每一种处理标记的3棵树上分别数葡萄串数目和大枣颗粒数目，摘取具有典型代表的葡萄穗和大枣称量单穗重，百粒重和单粒重，最后计算出各处理的亩产量。
4.数据处理
试验数据采用Excel进行统计分析。试验数据有土壤水分的取土烘干法所得数据和中子仪读数记录数据，两者在比较的基础上通过Excel拟合出一个函数，对数据进行综合处理，得出不同数量的毛管铺设方式下葡萄园和大枣园土壤中水分分布状态。
另外在试验过程中对葡萄和大枣整个生育期的各个生长指标以及产量指标通过Excel整理分析，作出其生长变化趋势折线图，可以明确看出在不同数量的毛管铺设方式下各自的生长状况。