第二節(jié) 微灌工程技術(shù) (NXPowerLite)

1、第二節(jié)第二節(jié) 微灌工程技術(shù)微灌工程技術(shù)在節(jié)水農(nóng)業(yè)方面，以色列應(yīng)該是我們學(xué)習(xí)的榜樣。在在節(jié)水農(nóng)業(yè)方面，以色列應(yīng)該是我們學(xué)習(xí)的榜樣。在圣經(jīng)圣經(jīng)中以色列被描述為中以色列被描述為“流著奶和蜜流著奶和蜜”的地方的地方,實(shí)際上以色列實(shí)際上以色列2/3國(guó)國(guó)土是沙漠，全年土是沙漠，全年7個(gè)月無雨，人均水資源僅個(gè)月無雨，人均水資源僅250t，僅為世界的，僅為世界的1/33，為中國(guó)的，為中國(guó)的1/8，其干旱貧瘠的生態(tài)環(huán)境比我國(guó)大西北還要，其干旱貧瘠的生態(tài)環(huán)境比我國(guó)大西北還要惡劣。就是這樣一個(gè)國(guó)家，創(chuàng)造了令全世界矚目的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)。惡劣。就是這樣一個(gè)國(guó)家，創(chuàng)造了令全世界矚目的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)。以色列靠科學(xué)用水，僅一代人就建成了

2、現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)。按以色列以色列靠科學(xué)用水，僅一代人就建成了現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)。按以色列的節(jié)水農(nóng)業(yè)效益，地球能多養(yǎng)活的節(jié)水農(nóng)業(yè)效益，地球能多養(yǎng)活3倍的人口。以色列專家認(rèn)為，倍的人口。以色列專家認(rèn)為，中國(guó)西北大部分地區(qū)可以用滴灌技術(shù)解決缺水。中國(guó)北方如果中國(guó)西北大部分地區(qū)可以用滴灌技術(shù)解決缺水。中國(guó)北方如果普及滴灌技術(shù)，可節(jié)水普及滴灌技術(shù)，可節(jié)水800億億t，相當(dāng)于，相當(dāng)于34個(gè)南水北調(diào)工程，個(gè)南水北調(diào)工程，但投資只有其但投資只有其1/3，還可帶來科技、增產(chǎn)、墾荒、節(jié)水、環(huán)保，還可帶來科技、增產(chǎn)、墾荒、節(jié)水、環(huán)保等巨大效益。等巨大效益。微灌工程技術(shù)概述微灌設(shè)備與工作原理微灌工程規(guī)劃設(shè)計(jì)參數(shù)的確定微灌工程規(guī)劃微

3、灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)微灌工程設(shè)計(jì)示例概述微灌的定義微灌的組成和分類微灌的優(yōu)缺點(diǎn)微灌技術(shù)的發(fā)展與展望微灌的定義微灌是利用微灌設(shè)備組裝成微灌系統(tǒng)，微灌是利用微灌設(shè)備組裝成微灌系統(tǒng)，將有壓水輸送分配到田間，通過灌水器將有壓水輸送分配到田間，通過灌水器以微小的流量濕潤(rùn)作物根部附近土壤的以微小的流量濕潤(rùn)作物根部附近土壤的一種局部灌水技術(shù)一種局部灌水技術(shù)微灌是以少量的水濕潤(rùn)作物根區(qū)附近的部分土壤，比地面灌溉節(jié)水5070 %，比噴灌省水15%20 %，灌水均勻，適用于所有的地形和土壤,特別適用于干旱缺水地區(qū)微灌的分類微灌可以按不同的方法分類，按所用的設(shè)備(主要是灌水器)及出流形式不同，分為：滴灌（地表與地下滴灌）微噴

4、灌涌泉灌（小管出流灌）重力滴灌滲灌微灌技術(shù)微灌技術(shù)灌水器種類灌水器種類微微 噴噴 灌灌滴滴 灌灌重力滴灌重力滴灌小管出流小管出流滲滲 灌灌滴 灌滴灌是通過安裝在毛管上的灌水器將水、通過安裝在毛管上的灌水器將水、均勻而又緩慢地滴入作物根區(qū)附近土壤中均勻而又緩慢地滴入作物根區(qū)附近土壤中的灌水形式的灌水形式除緊靠滴頭下面的土壤水分處于飽和狀態(tài)外，其它部位的土壤水分均處于非飽和狀態(tài)，土壤水分主要借助毛管張力作用入滲和擴(kuò)散滴灌適合于蔬菜、果樹、花卉以及壟向種植的作物，各種土壤條件都適用便于實(shí)施化學(xué)灌溉（灌溉施肥），控制灌溉，在保護(hù)地蔬菜采用滴灌技術(shù)效果最佳 孔口滴頭1.1.滴頭罩滴頭罩2.2.出水口出水

5、口3.3.滴頭體滴頭體 4.4.毛管管壁毛管管壁5 5減壓孔減壓孔6 6進(jìn)水口進(jìn)水口長(zhǎng)流道滴頭長(zhǎng)流道滴頭采用長(zhǎng)的發(fā)絲采用長(zhǎng)的發(fā)絲管或者管或者做成窄槽水流通道，做成窄槽水流通道，主要靠水流與流道管主要靠水流與流道管壁之間的摩阻耗能來壁之間的摩阻耗能來調(diào)節(jié)出水量大小，如調(diào)節(jié)出水量大小，如微管、內(nèi)螺紋及迷宮微管、內(nèi)螺紋及迷宮式管式滴頭等均屬于式管式滴頭等均屬于長(zhǎng)流道滴頭長(zhǎng)流道滴頭 大田滴灌果樹滴灌蔬菜滴灌大型連棟溫室黃瓜滴灌大型連棟溫室黃瓜滴灌大棚蔬菜滴灌大棚蔬菜滴灌日光溫室滴灌系統(tǒng)包括滴頭座、滴頭體以及壓力補(bǔ)償膜片，包括滴頭座、滴頭體以及壓力補(bǔ)償膜片，滴頭座和壓力補(bǔ)償膜片以插孔方式連接，滴頭與滴頭

6、滴頭座和壓力補(bǔ)償膜片以插孔方式連接，滴頭與滴頭體之間由卡環(huán)連接，壓力補(bǔ)償膜片與滴頭體之間通過體之間由卡環(huán)連接，壓力補(bǔ)償膜片與滴頭體之間通過定位銷的不同安裝角度來實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的控制定位銷的不同安裝角度來實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的控制 滴灌的類型固定式地面滴灌 半固定式地面滴灌 膜下滴灌地下滴灌 （1）省水：不易發(fā)生地表徑流和深層滲漏；水的利用率更省水：不易發(fā)生地表徑流和深層滲漏；水的利用率更 高。高。（2）節(jié)能：滴灌的灌水器在低壓條件下運(yùn)行。）節(jié)能：滴灌的灌水器在低壓條件下運(yùn)行。（3）灌水均勻：均勻度一般高達(dá)）灌水均勻：均勻度一般高達(dá)8090%。（4）增產(chǎn)：滴灌較其他灌水方法一般可增產(chǎn)）增產(chǎn)：滴灌較其他灌水方法

7、一般可增產(chǎn)30%左右。左右。（5）對(duì)土壤和地形的適應(yīng)性強(qiáng)：滴灌是壓力管道輸水，不一）對(duì)土壤和地形的適應(yīng)性強(qiáng)：滴灌是壓力管道輸水，不一 定要求對(duì)地面整平。定要求對(duì)地面整平。（6）在一定條件下可以利用咸水資源：灌溉水中含鹽量在）在一定條件下可以利用咸水資源：灌溉水中含鹽量在2 4克克/升，作物仍能正常生長(zhǎng)，并獲得較高產(chǎn)量。升，作物仍能正常生長(zhǎng)，并獲得較高產(chǎn)量。（7）節(jié)省勞動(dòng)力：減少了田間灌水的勞動(dòng)量和勞動(dòng)強(qiáng)度。）節(jié)省勞動(dòng)力：減少了田間灌水的勞動(dòng)量和勞動(dòng)強(qiáng)度。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) （1）易于引起堵塞引起堵塞的原因可以是物理因素、）易于引起堵塞引起堵塞的原因可以是物理因素、 生物因素或化學(xué)因素。如水中的泥沙、有機(jī)

8、物質(zhì)或是生物因素或化學(xué)因素。如水中的泥沙、有機(jī)物質(zhì)或是 微生物以及化學(xué)沉凝物等。因此，滴灌對(duì)水質(zhì)要求較微生物以及化學(xué)沉凝物等。因此，滴灌對(duì)水質(zhì)要求較 嚴(yán)，一般均應(yīng)經(jīng)過過濾，必要時(shí)還需經(jīng)過沉淀和化學(xué)嚴(yán)，一般均應(yīng)經(jīng)過過濾，必要時(shí)還需經(jīng)過沉淀和化學(xué) 處理。處理。（2）可能引起鹽分積累利用咸水滴灌時(shí)，鹽分會(huì)積累）可能引起鹽分積累利用咸水滴灌時(shí)，鹽分會(huì)積累 在濕潤(rùn)區(qū)的邊緣，可能會(huì)被沖到作物根區(qū)而引起鹽在濕潤(rùn)區(qū)的邊緣，可能會(huì)被沖到作物根區(qū)而引起鹽 害。害。（3）可能限制根系的發(fā)展由于滴灌只濕潤(rùn)部分土壤，）可能限制根系的發(fā)展由于滴灌只濕潤(rùn)部分土壤， 加之作物的根系有向水性，這樣就會(huì)引起作物根系集加之作物的根

9、系有向水性，這樣就會(huì)引起作物根系集 中向濕潤(rùn)區(qū)生長(zhǎng)。中向濕潤(rùn)區(qū)生長(zhǎng)。缺點(diǎn)缺點(diǎn) 微噴灌微噴灌微噴灌是利用直接安裝在毛管上，利用直接安裝在毛管上，或與毛管連接的微噴頭將壓力水或與毛管連接的微噴頭將壓力水以噴灑狀濕潤(rùn)土壤以噴灑狀濕潤(rùn)土壤微噴頭包括固定式和旋轉(zhuǎn)式微噴頭的流量通常為20250L/h微噴灌微噴技術(shù)的特點(diǎn)它是通過有壓管網(wǎng)有壓管網(wǎng)將首部加壓的水輸送到田間，再經(jīng)過特制的霧化噴頭將水噴灑呈霧狀進(jìn)行灌溉 微噴頭孔徑較滴灌灌水器大，比滴灌抗堵塞，供水快微噴適合于果樹、花卉、部分露地蔬菜，各種土壤條件下都適用在設(shè)施環(huán)境中灌溉花卉、育苗效果較好灌溉質(zhì)量受地形影響，工程造價(jià)較高，適用于經(jīng)濟(jì)作物灌溉旋轉(zhuǎn)式微噴

10、頭折射式微噴頭果樹微噴灌露地蔬菜微噴灌溫室霧噴系統(tǒng)苗圃微噴灌 涌泉灌（小管出流灌）涌泉灌涌泉灌是微灌形式的一種,屬小管出流灌溉方式。采用流量調(diào)節(jié)器控制塑料三通小管替代微灌多滴頭出水孔,形成一套以4小管出流為主體的微灌系統(tǒng)。涌泉灌涌泉灌是以細(xì)流局部濕潤(rùn)作物附近土壤,均勻度較高,灌水器流量為3060 L/h。對(duì)于高大果樹通常在圍繞樹桿修一滲水小溝，以分散水流，均勻濕潤(rùn)果樹周圍土壤果樹小管出流平面布置圖重力滴灌系統(tǒng)重力滴灌系統(tǒng)以它極低的工作壓力、均勻的供水方、高效的水分利用、廣泛的適用條件以及產(chǎn)出效率，已為越來越多的用戶所接受重力滴灌系統(tǒng)重力滴灌系統(tǒng)的組成：蓄水池(也可用廢柴油桶去蓋清洗改裝而成)、

11、閥口控制部分(閘閥、水表和過濾器)、輸水管道和滴灌管組成。 微重力滴灌系統(tǒng)微重力滴灌系統(tǒng)的特點(diǎn)：1、超低壓的工作水頭（、超低壓的工作水頭（1m）。）。2、節(jié)省原來的用水量的、節(jié)省原來的用水量的50%。3、微流量（只有正常滴頭流量的、微流量（只有正常滴頭流量的1/10），微滴頭提供連續(xù)不斷），微滴頭提供連續(xù)不斷的毛細(xì)水流，水分利用效率高。的毛細(xì)水流，水分利用效率高。4、在同等流量條件下，重力滴灌系統(tǒng)可比一般滴灌系統(tǒng)擴(kuò)大十、在同等流量條件下，重力滴灌系統(tǒng)可比一般滴灌系統(tǒng)擴(kuò)大十倍的灌溉面積。倍的灌溉面積。5、使土壤系統(tǒng)為作物生長(zhǎng)創(chuàng)造了最適當(dāng)?shù)乃?、氣比例，增加了、使土壤系統(tǒng)為作物生長(zhǎng)創(chuàng)造了最適當(dāng)?shù)乃?/p>

12、氣比例，增加了根系活性及對(duì)養(yǎng)分的吸收。根系活性及對(duì)養(yǎng)分的吸收。揚(yáng)程又稱水頭，是指所輸送的水由水泵進(jìn)口至出口每單揚(yáng)程又稱水頭，是指所輸送的水由水泵進(jìn)口至出口每單位重量的能量增加值，即水泵能夠揚(yáng)水的高度。用符號(hào)位重量的能量增加值，即水泵能夠揚(yáng)水的高度。用符號(hào)H表示，其單位以米計(jì)。表示，其單位以米計(jì)。該灌溉系統(tǒng)的灌水器為長(zhǎng)流道，迷宮式，流量為該灌溉系統(tǒng)的灌水器為長(zhǎng)流道，迷宮式，流量為0.2L/h，灌水器，灌水器緊固在緊固在“毛管毛管”（4mm）上，系統(tǒng)的工作水頭可以降低到）上，系統(tǒng)的工作水頭可以降低到0.5m。 靠靠50cm落差的自然大氣壓就可驅(qū)動(dòng)整套系統(tǒng)運(yùn)行，簡(jiǎn)單、易行。落差的自然大氣壓就可驅(qū)動(dòng)整

13、套系統(tǒng)運(yùn)行，簡(jiǎn)單、易行。果樹重力滴灌系統(tǒng)溫室蔬菜重力滴灌研究生產(chǎn)重力滴灌灌水器的國(guó)外公司主要有：以色列的EIN-TAL公司、PLASTRO公司、NATEFIM公司等。中農(nóng)先飛實(shí)現(xiàn)了微重力滴灌系統(tǒng)的國(guó)產(chǎn)化優(yōu)化選型與配套。 滲 灌滲灌與地下滴灌相似，只是用滲頭代替滴頭全部埋在地下滲頭的水不像滴頭那樣一滴一滴地流出，而是慢慢的滲流出來，這樣滲頭不容易被土粒和根系所堵塞最近在國(guó)外引進(jìn)采用廢輪胎加工成的多孔滲流管，并進(jìn)行小面積試點(diǎn)，但是微孔滲流管的堵塞是一個(gè)嚴(yán)重的問題，未經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間試驗(yàn)檢驗(yàn)不宜貿(mào)然推廣 微灌的優(yōu)點(diǎn)及存在的問題微灌的優(yōu)點(diǎn)及存在的問題微灌的優(yōu)點(diǎn)適應(yīng)性強(qiáng)v主要表現(xiàn)在不要求地面平整就可主要表現(xiàn)在不

14、要求地面平整就可進(jìn)行灌溉，能夠適應(yīng)各種地形條進(jìn)行灌溉，能夠適應(yīng)各種地形條件，尤其適宜在山丘坡地進(jìn)行自件，尤其適宜在山丘坡地進(jìn)行自流灌溉的地方發(fā)展流灌溉的地方發(fā)展v兼有施化肥、噴農(nóng)藥等功能兼有施化肥、噴農(nóng)藥等功能微灌的優(yōu)點(diǎn) 省水v微灌全部采用管道輸水，灌水均勻，減微灌全部采用管道輸水，灌水均勻，減少損失，因而可以節(jié)約灌溉用水。同地少損失，因而可以節(jié)約灌溉用水。同地面灌溉相比，一般噴灌可省水面灌溉相比，一般噴灌可省水3030一一5050。由于滴灌沒有噴灌時(shí)水珠的蒸發(fā)飄移損由于滴灌沒有噴灌時(shí)水珠的蒸發(fā)飄移損失，因此滴灌比噴灌還要省水。與地面失，因此滴灌比噴灌還要省水。與地面灌溉相比，滴灌一般可省水灌

15、溉相比，滴灌一般可省水5050一一7070v在透水性強(qiáng)、保水能力差的土地上省水在透水性強(qiáng)、保水能力差的土地上省水效果更為顯著。在干旱缺水地區(qū)，高揚(yáng)效果更為顯著。在干旱缺水地區(qū)，高揚(yáng)程灌區(qū)和井灌區(qū)，省水就意味著節(jié)省能程灌區(qū)和井灌區(qū)，省水就意味著節(jié)省能耗或擴(kuò)大灌溉面積耗或擴(kuò)大灌溉面積微灌的優(yōu)點(diǎn)省工省地v微灌實(shí)現(xiàn)了灌溉機(jī)械化和自動(dòng)化的操作微灌實(shí)現(xiàn)了灌溉機(jī)械化和自動(dòng)化的操作管理，可以減輕灌水的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省管理，可以減輕灌水的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省大量勞動(dòng)力?？梢詼p少雜草生長(zhǎng)的環(huán)境，大量勞動(dòng)力。可以減少雜草生長(zhǎng)的環(huán)境，節(jié)省田間管理的工時(shí)節(jié)省田間管理的工時(shí)v據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，微灌可節(jié)省用工據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，微灌可節(jié)省用工2

16、5402540。微灌的輸水管道多埋設(shè)在地下，減少了微灌的輸水管道多埋設(shè)在地下，減少了灌溉渠道所占的耕地。據(jù)統(tǒng)計(jì)，采用噴灌溉渠道所占的耕地。據(jù)統(tǒng)計(jì)，采用噴( (微微) )灌后，土地利用率一般可以提高灌后，土地利用率一般可以提高771010微灌的優(yōu)點(diǎn)保持水土和防止次生鹽堿化v微灌可以根據(jù)土壤的質(zhì)地和透水性能來微灌可以根據(jù)土壤的質(zhì)地和透水性能來調(diào)整灌水量和灌水強(qiáng)度，因此不破壞土調(diào)整灌水量和灌水強(qiáng)度，因此不破壞土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，不會(huì)產(chǎn)生地表沖刷和土、壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，不會(huì)產(chǎn)生地表沖刷和土、肥流失現(xiàn)象，不會(huì)產(chǎn)生深層滲漏，而且肥流失現(xiàn)象，不會(huì)產(chǎn)生深層滲漏，而且可防止地下水位上升而引起的土壤次生可防止地下水位上升而引

17、起的土壤次生鹽堿化鹽堿化v由于微灌能使作物根部的土壤經(jīng)常保持由于微灌能使作物根部的土壤經(jīng)常保持在較高含水量的狀態(tài)，因此還可以使用在較高含水量的狀態(tài)，因此還可以使用含有一定鹽分的水來灌溉作物含有一定鹽分的水來灌溉作物 微灌的優(yōu)點(diǎn)增產(chǎn)v微灌不會(huì)導(dǎo)致地面板結(jié)，使土壤始終保微灌不會(huì)導(dǎo)致地面板結(jié)，使土壤始終保持琉松、多孔相通氣的良好狀況，這種持琉松、多孔相通氣的良好狀況，這種狀況有利于土壤養(yǎng)分的分解和作物很系狀況有利于土壤養(yǎng)分的分解和作物很系的發(fā)育，因此保持和提高了土壤肥力的發(fā)育，因此保持和提高了土壤肥力v微灌還可以調(diào)節(jié)田間小氣低增加近地表微灌還可以調(diào)節(jié)田間小氣低增加近地表面的空氣濕度，滴灌能把肥料直接

18、送到面的空氣濕度，滴灌能把肥料直接送到作徹的根系周圍，有利于作物對(duì)養(yǎng)分的作徹的根系周圍，有利于作物對(duì)養(yǎng)分的吸收吸收v實(shí)踐證明：采用噴、微灌，糧食作物一實(shí)踐證明：采用噴、微灌，糧食作物一般增產(chǎn)般增產(chǎn)1010一一30%30%，經(jīng)濟(jì)作物，經(jīng)濟(jì)作物般增產(chǎn)般增產(chǎn)2020一一50%50%，蔬菜一般增產(chǎn)，蔬菜一般增產(chǎn)3030一一50%50%微灌技術(shù)中存在的問題滴灌（包括重力滴灌）與微噴灌中存在滴灌（包括重力滴灌）與微噴灌中存在的問題的問題v與其它灌溉方法相比與其它灌溉方法相比 , ,不具有防干熱風(fēng)不具有防干熱風(fēng) , ,調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)田間小氣候的作用，對(duì)于粘質(zhì)土壤，因灌水時(shí)田間小氣候的作用，對(duì)于粘質(zhì)土壤，因灌水時(shí)間

19、較長(zhǎng)，根系區(qū)土壤水分長(zhǎng)期保持高含水量狀間較長(zhǎng)，根系區(qū)土壤水分長(zhǎng)期保持高含水量狀態(tài)，作物根部易生病害態(tài)，作物根部易生病害v滴頭堵塞問題一直沒有得到徹底的解決。應(yīng)搞滴頭堵塞問題一直沒有得到徹底的解決。應(yīng)搞好設(shè)備設(shè)施的配套研制，提高滴頭使用壽命。好設(shè)備設(shè)施的配套研制，提高滴頭使用壽命。并進(jìn)行滴灌水源水質(zhì)分析與處理裝置設(shè)施及方并進(jìn)行滴灌水源水質(zhì)分析與處理裝置設(shè)施及方法的研究；進(jìn)行滴灌系統(tǒng)施用化肥藥液裝置使法的研究；進(jìn)行滴灌系統(tǒng)施用化肥藥液裝置使用方法的研究以及安全裝置和調(diào)壓裝置的研究用方法的研究以及安全裝置和調(diào)壓裝置的研究微灌技術(shù)中存在的問題滲灌中存在的問題v易于堵塞易于堵塞 , ,不易檢查和維修不易

20、檢查和維修v應(yīng)加強(qiáng)專用滲管及配件設(shè)備研制和滲管主應(yīng)加強(qiáng)專用滲管及配件設(shè)備研制和滲管主要技術(shù)參數(shù)及工藝攻關(guān)問題。具體說包括要技術(shù)參數(shù)及工藝攻關(guān)問題。具體說包括用塑料管打孔的孔徑及工藝工具、孔距及用塑料管打孔的孔徑及工藝工具、孔距及孔徑的合理組合、孔徑的合理組合、1 1流量確定、滲灌管進(jìn)流量確定、滲灌管進(jìn)口工作壓力的確定、滲灌管管徑及變徑管口工作壓力的確定、滲灌管管徑及變徑管組合、滲灌管間距的確定、滲灌管的適宜組合、滲灌管間距的確定、滲灌管的適宜埋深及防止?jié)B漏措施，滲灌管堵塞機(jī)理與埋深及防止?jié)B漏措施，滲灌管堵塞機(jī)理與防治及延長(zhǎng)使用壽命的研究防治及延長(zhǎng)使用壽命的研究 微灌在我國(guó)的發(fā)展階段我自1974

21、年由墨西哥政府贈(zèng)送我國(guó)三套滴灌設(shè)備開始引進(jìn)滴灌技術(shù)以來，已有20多年的發(fā)展歷程，大體經(jīng)歷了以下三個(gè)階段：v第一階段第一階段 (1974(197419801980年年) )：引進(jìn)滴灌設(shè)：引進(jìn)滴灌設(shè)備、消化吸收、設(shè)備研制和應(yīng)用試驗(yàn)與試備、消化吸收、設(shè)備研制和應(yīng)用試驗(yàn)與試點(diǎn)階段點(diǎn)階段v第二階段第二階段 (1981(198119861986年年) )：設(shè)備產(chǎn)品改：設(shè)備產(chǎn)品改進(jìn)和應(yīng)用試驗(yàn)研究與擴(kuò)大試點(diǎn)推廣階段進(jìn)和應(yīng)用試驗(yàn)研究與擴(kuò)大試點(diǎn)推廣階段v第三階段第三階段 (1987(1987年至今年至今) )：直接引進(jìn)國(guó)外：直接引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)工藝技術(shù)，高起點(diǎn)開發(fā)研制微灌設(shè)的先進(jìn)工藝技術(shù)，高起點(diǎn)開發(fā)研制微灌設(shè)備產(chǎn)品

22、備產(chǎn)品微灌設(shè)備與工作原理微灌設(shè)備與工作原理 微灌系統(tǒng)簡(jiǎn)介一個(gè)完整的微灌工程，從灌溉受水點(diǎn)到水源，一個(gè)完整的微灌工程，從灌溉受水點(diǎn)到水源，一般由灌水器、各級(jí)輸水管道和管件，各種控一般由灌水器、各級(jí)輸水管道和管件，各種控制和量測(cè)設(shè)備，過濾器、施肥（施藥）裝置和制和量測(cè)設(shè)備，過濾器、施肥（施藥）裝置和水泵電機(jī)安裝組成水泵電機(jī)安裝組成上述所屬的微灌設(shè)備如灌水器、施肥裝置、過上述所屬的微灌設(shè)備如灌水器、施肥裝置、過濾器等，本章將做較詳細(xì)的介紹。對(duì)與灌溉工濾器等，本章將做較詳細(xì)的介紹。對(duì)與灌溉工程常見的閘閥、水泵、電機(jī)這里則不進(jìn)行介紹程常見的閘閥、水泵、電機(jī)這里則不進(jìn)行介紹微灌系統(tǒng)主要由水源、灌區(qū)首部、輸

23、配水管網(wǎng)、灌水器四微灌系統(tǒng)主要由水源、灌區(qū)首部、輸配水管網(wǎng)、灌水器四部分組成。部分組成。 微灌工程的首部通常由水泵及配套微灌工程的首部通常由水泵及配套動(dòng)力機(jī)、控制閥門、過濾裝置、施動(dòng)力機(jī)、控制閥門、過濾裝置、施肥裝置、測(cè)量和保護(hù)設(shè)備等組成。肥裝置、測(cè)量和保護(hù)設(shè)備等組成。水泵將經(jīng)過過濾的灌溉水從水源點(diǎn)水泵將經(jīng)過過濾的灌溉水從水源點(diǎn)吸提、增壓、輸送到管道系統(tǒng)。良吸提、增壓、輸送到管道系統(tǒng)。良好的過濾裝置是保證灌溉系統(tǒng)正常好的過濾裝置是保證灌溉系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要條件。運(yùn)行的重要條件。 滴灌滴灌：最省水的灌溉方法，但滴頭容易出現(xiàn)堵塞問題，且：最省水的灌溉方法，但滴頭容易出現(xiàn)堵塞問題，且流量較小、運(yùn)行時(shí)

24、間長(zhǎng)。流量較小、運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)。 微噴灌微噴灌：兼有噴灌不易堵塞和滴灌耗水少的優(yōu)點(diǎn)。流量為：兼有噴灌不易堵塞和滴灌耗水少的優(yōu)點(diǎn)。流量為20250升升/小時(shí)。但微噴灌會(huì)增加空氣濕度；在空氣干燥，小時(shí)。但微噴灌會(huì)增加空氣濕度；在空氣干燥，風(fēng)力大的地區(qū)使用微噴灌因蒸發(fā)漂移損失較大。風(fēng)力大的地區(qū)使用微噴灌因蒸發(fā)漂移損失較大。小管出流灌溉小管出流灌溉是通過安裝在管道上的直徑為是通過安裝在管道上的直徑為4毫米左右小管毫米左右小管作為灌水器直接灌水的一種微灌方式。這種微灌由于出流作為灌水器直接灌水的一種微灌方式。這種微灌由于出流孔徑較滴灌出流孔大得多，基本避免了堵塞問題，工作壓孔徑較滴灌出流孔大得多，基本避免了

25、堵塞問題，工作壓力很低只有力很低只有410米水柱，流量為米水柱，流量為80250升升/小時(shí)。一般要小時(shí)。一般要修建田間滲水溝配合使用。修建田間滲水溝配合使用。 滲灌實(shí)際上是將滴頭和安裝滴頭的末極管道埋在地表下滲灌實(shí)際上是將滴頭和安裝滴頭的末極管道埋在地表下2030厘米的土壤中進(jìn)行灌溉的一種方法。灌水時(shí)地面水厘米的土壤中進(jìn)行灌溉的一種方法。灌水時(shí)地面水分蒸發(fā)損失小、節(jié)水效果好，設(shè)備埋在地下不易損壞、使分蒸發(fā)損失小、節(jié)水效果好，設(shè)備埋在地下不易損壞、使用壽命長(zhǎng)。用壽命長(zhǎng)。毛管、支管與干管毛管是滴灌系統(tǒng)最末一級(jí)管路，滴頭毛管、支管與干管毛管是滴灌系統(tǒng)最末一級(jí)管路，滴頭就裝在其上面。材料采用高壓聚氯乙

26、烯，常用毛管內(nèi)徑就裝在其上面。材料采用高壓聚氯乙烯，常用毛管內(nèi)徑是是l0mm。毛管一般鋪設(shè)在地面上，布置間距取決于作物。毛管一般鋪設(shè)在地面上，布置間距取決于作物的行距。的行距。干、支管用于輸水，它將灌溉水由首部樞紐輸送到各條干、支管用于輸水，它將灌溉水由首部樞紐輸送到各條毛管，材料采用較多的是硬聚氯乙烯管，一般埋于凍層毛管，材料采用較多的是硬聚氯乙烯管，一般埋于凍層以下，避免防止老化和碰接破損。在干、支管的進(jìn)水端，以下，避免防止老化和碰接破損。在干、支管的進(jìn)水端，一般都安裝流量調(diào)節(jié)器，以保證穩(wěn)定地按設(shè)計(jì)流量供水。一般都安裝流量調(diào)節(jié)器，以保證穩(wěn)定地按設(shè)計(jì)流量供水。灌 水 器對(duì)灌水器的基本要求對(duì)灌

27、水器的基本要求灌水器的分類灌水器的分類灌水器的結(jié)構(gòu)參數(shù)和水力學(xué)特征灌水器的結(jié)構(gòu)參數(shù)和水力學(xué)特征灌水器的制造偏差灌水器的制造偏差對(duì)灌水器的基本要求制造偏差越小越好制造偏差越小越好出水量小而穩(wěn)定，受水頭變化的影響較小出水量小而穩(wěn)定，受水頭變化的影響較小 流道大，抗堵塞性能強(qiáng)流道大，抗堵塞性能強(qiáng) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造、安裝、清洗結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造、安裝、清洗 堅(jiān)固耐用，價(jià)格低廉堅(jiān)固耐用，價(jià)格低廉灌水器的分類與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)按結(jié)構(gòu)和出流形式可將灌水器分為：按結(jié)構(gòu)和出流形式可將灌水器分為：v滴頭滴頭v滴灌帶滴灌帶v微噴頭微噴頭v涌水器涌水器滴頭定義及分類定義v通過流道或孔口將毛管中的壓力水流變成滴狀或細(xì)流狀的通

28、過流道或孔口將毛管中的壓力水流變成滴狀或細(xì)流狀的裝置稱為滴頭。其流量一般不大于裝置稱為滴頭。其流量一般不大于12 L/h滴頭的分類(按滴水器的消能方式不同分 )： v長(zhǎng)流道型滴頭長(zhǎng)流道型滴頭v孔口型滴頭孔口型滴頭v迷宮紊流滴頭迷宮紊流滴頭v壓力補(bǔ)償型滴頭壓力補(bǔ)償型滴頭滴頭是使有壓水減壓形成水滴并斷續(xù)滴出的灌水裝置滴頭是使有壓水減壓形成水滴并斷續(xù)滴出的灌水裝置. 長(zhǎng)流道滴頭長(zhǎng)流道滴頭靠一個(gè)螺紋形式直的狹長(zhǎng)細(xì)小的流道來形成水頭損失。另外靠一個(gè)螺紋形式直的狹長(zhǎng)細(xì)小的流道來形成水頭損失。另外還采用其它方法來增加阻力損失，如增加流道的粗糙度等，還采用其它方法來增加阻力損失，如增加流道的粗糙度等，使出水口

29、處壓力近于零使出水口處壓力近于零,水在自重作用下成滴狀滴出。水在自重作用下成滴狀滴出。利用長(zhǎng)流道的沿程摩阻損失以減壓的滴頭利用長(zhǎng)流道的沿程摩阻損失以減壓的滴頭 孔口滴頭孔口滴頭用一個(gè)小管嘴或孔口使水流壓力消散，有時(shí)，還將一個(gè)細(xì)而長(zhǎng)用一個(gè)小管嘴或孔口使水流壓力消散，有時(shí)，還將一個(gè)細(xì)而長(zhǎng)的管子接在出水口上，作為一種渦流式孔口滴頭。的管子接在出水口上，作為一種渦流式孔口滴頭?？卓诘晤^孔口滴頭1.滴頭罩滴頭罩 2.出水口出水口 3.滴頭體滴頭體4.毛管管壁毛管管壁 5減壓孔減壓孔 6進(jìn)水口進(jìn)水口迷 宮 穩(wěn) 流 滴 頭在塑料片基上滾壓印制出高精度的迷宮流道，這種迷宮滴灌管在塑料片基上滾壓印制出高精度的迷

30、宮流道，這種迷宮滴灌管(帶帶)的特征是滴灌管的特征是滴灌管(帶帶)的管壁沿軸向設(shè)置向內(nèi)凸起的迷宮供水單元，的管壁沿軸向設(shè)置向內(nèi)凸起的迷宮供水單元，每一單元設(shè)置迷宮流道和對(duì)應(yīng)的進(jìn)出水孔。迷宮供水單元是雙層每一單元設(shè)置迷宮流道和對(duì)應(yīng)的進(jìn)出水孔。迷宮供水單元是雙層塑料片基復(fù)合構(gòu)成。塑料片基復(fù)合構(gòu)成。 滴 灌 帶定義定義滴頭與毛管制造成一整體，兼具配水和滴水功能的滴滴頭與毛管制造成一整體，兼具配水和滴水功能的滴灌管稱為滴灌帶灌管稱為滴灌帶滴灌帶的分類：滴灌帶的分類：v內(nèi)鑲式滴灌帶：內(nèi)鑲式滴灌帶：每隔一定距離在塑料管內(nèi)鑲上每隔一定距離在塑料管內(nèi)鑲上一有彎彎小流道帖片，水由流道口流出一有彎彎小流道帖片，水

31、由流道口流出v薄壁滴灌帶薄壁滴灌帶微噴頭定義定義微噴頭是將壓力水流以細(xì)小水滴噴灑在土壤表面的灌微噴頭是將壓力水流以細(xì)小水滴噴灑在土壤表面的灌水器。水器。單個(gè)微噴頭的噴水量一般不超過250L/h，射程，射程一般小于一般小于7m微噴頭的分類微噴頭的分類：v射流式射流式v離心式離心式v折射式折射式v縫隙式縫隙式射流式微噴頭工作原理 水流從噴水嘴噴出后，集中成一束向上噴射到水流從噴水嘴噴出后，集中成一束向上噴射到一個(gè)可以旋轉(zhuǎn)的單向折射臂上，折射臂上的流道一個(gè)可以旋轉(zhuǎn)的單向折射臂上，折射臂上的流道形狀不僅可以使水流按一定噴射仰角噴出，而且形狀不僅可以使水流按一定噴射仰角噴出，而且還可以使噴射出的水舌反作

32、用力對(duì)旋轉(zhuǎn)軸形成一還可以使噴射出的水舌反作用力對(duì)旋轉(zhuǎn)軸形成一個(gè)力矩，從而使噴射出來的水舌隨著折射臂作快個(gè)力矩，從而使噴射出來的水舌隨著折射臂作快速旋轉(zhuǎn)。故它又移為旋轉(zhuǎn)式微噴頭速旋轉(zhuǎn)。故它又移為旋轉(zhuǎn)式微噴頭特點(diǎn)v有效濕潤(rùn)半徑較大v噴水強(qiáng)度較低v水滴細(xì)小v壽命較短組成v折射臂v支架v噴嘴射流旋轉(zhuǎn)式微噴頭折射式微噴頭工作原理 水流由噴嘴垂直向上噴出，遇到折射錐即被擊散成水流由噴嘴垂直向上噴出，遇到折射錐即被擊散成薄水膜沿四周射出，在空氣阻力作用下形成細(xì)微水薄水膜沿四周射出，在空氣阻力作用下形成細(xì)微水滴散落在四周地面上。折射式微噴頭又稱為霧化微滴散落在四周地面上。折射式微噴頭又稱為霧化微噴頭噴頭組成v

33、噴嘴噴嘴v折射錐折射錐v支架支架特點(diǎn)v結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單v沒有運(yùn)動(dòng)部件沒有運(yùn)動(dòng)部件,工作可靠工作可靠v價(jià)格便宜價(jià)格便宜缺點(diǎn)：水滴太微細(xì)水滴太微細(xì),在空氣十分干燥、溫度高、風(fēng)大的地在空氣十分干燥、溫度高、風(fēng)大的地區(qū)區(qū),蒸發(fā)漂移損失大蒸發(fā)漂移損失大折 射 式 微 噴 頭離心式微噴頭工作原理： 水流從切線方向進(jìn)入離心室，繞垂直軸旋轉(zhuǎn)，通過水流從切線方向進(jìn)入離心室，繞垂直軸旋轉(zhuǎn)，通過處于離心式中心的噴嘴射出的水膜同時(shí)具有離心速處于離心式中心的噴嘴射出的水膜同時(shí)具有離心速度和圓周速度，在空氣阻力的作用下水膜被粉碎成度和圓周速度，在空氣阻力的作用下水膜被粉碎成水滴散落在微噴頭四周。水滴散落在微噴頭四周。特點(diǎn)

34、：工作壓力低工作壓力低霧化程度高霧化程度高孔口較大孔口較大縫隙式微噴頭工作原理： 水流經(jīng)過縫隙噴出水舌，在空氣阻力作用下，水流經(jīng)過縫隙噴出水舌，在空氣阻力作用下，裂散成水滴的微噴頭，一般由兩部分組成，裂散成水滴的微噴頭，一般由兩部分組成，下部是底座，上部是帶有縫隙的蓋下部是底座，上部是帶有縫隙的蓋小管灌水器組成：它是由4塑料小管和接頭連接插入毛管壁而成特點(diǎn)：工作水頭低工作水頭低孔口大、不易被堵塞孔口大、不易被堵塞灌水器的流量與壓力關(guān)系微灌灌水器的流量與壓力關(guān)系用下式表示 q=khx式中： q灌水器流量灌水器流量 h工作水頭工作水頭 k流量指數(shù)流量指數(shù) x流態(tài)指數(shù)流態(tài)指數(shù)流態(tài)指數(shù)x反映了灌水器的

35、流量對(duì)壓力變化的敏感程度v當(dāng)?shù)晤^內(nèi)水流為全層流時(shí)，流態(tài)指數(shù)x等于1，即流量與工作水頭成正比v當(dāng)?shù)晤^內(nèi)水流為全紊流時(shí)，流態(tài)指數(shù)x等于0.5v全壓力補(bǔ)償器的流態(tài)指數(shù)x等于0，即出水流量不受壓力變化的影響。流態(tài)指數(shù)在01.0之間變化液體質(zhì)點(diǎn)作有條不紊的運(yùn)動(dòng)液體質(zhì)點(diǎn)作有條不紊的運(yùn)動(dòng),彼此不相混摻的形態(tài)稱為層流。液體彼此不相混摻的形態(tài)稱為層流。液體質(zhì)點(diǎn)作不規(guī)則運(yùn)動(dòng)、互相混摻、軌跡曲折混亂的形態(tài)叫做紊流。質(zhì)點(diǎn)作不規(guī)則運(yùn)動(dòng)、互相混摻、軌跡曲折混亂的形態(tài)叫做紊流。它們傳遞動(dòng)量、熱量和質(zhì)量的方式不同它們傳遞動(dòng)量、熱量和質(zhì)量的方式不同:層流通過分子間相互作用層流通過分子間相互作用,紊流主要通過質(zhì)點(diǎn)間的混摻。紊流主

36、要通過質(zhì)點(diǎn)間的混摻。 制造偏差系數(shù)意義： 灌水器的流量與流道直徑的2.54次冪成正比，制造上的微小編差將會(huì)引起較大的流量偏差。在灌水器制造中，由于制造工藝和材料收縮變形等的影響，不可避免地會(huì)產(chǎn)生制造偏差。實(shí)踐中，一般用制造偏差系數(shù)來衡量產(chǎn)品的制造精度表示方法qSCv qqniin1Snqqiin1121()式中： Cv灌水器的流量偏差系數(shù)； S流量標(biāo)準(zhǔn)偏差； qi所測(cè)每個(gè)滴頭的流量L/h； n所測(cè)灌水器的個(gè)數(shù)。凈化設(shè)備與設(shè)施 微灌系統(tǒng)中灌水器出口孔徑一般都很小，灌水器極易被水源中的污物和雜質(zhì)堵塞對(duì)灌溉水源進(jìn)行嚴(yán)格的凈化處理是微灌中必不可少的步驟，是保證微灌系統(tǒng)正常運(yùn)行、延長(zhǎng)灌水器使用壽命和保證

37、灌水質(zhì)量的關(guān)鍵措施選擇凈化設(shè)備和設(shè)施時(shí)，要考慮灌溉水源的水質(zhì)、水中污物種類、雜質(zhì)含量，同時(shí)還要考慮系統(tǒng)所選用灌水器種類規(guī)格、抗堵塞性能等微灌系統(tǒng)主要過濾設(shè)備與設(shè)施攔污柵攔污柵( (篩、網(wǎng)篩、網(wǎng)) )沉淀池沉淀池過濾器過濾器( (水砂分離器、砂石介質(zhì)過濾器、篩網(wǎng)水砂分離器、砂石介質(zhì)過濾器、篩網(wǎng)式過濾器式過濾器) )這里只介紹微灌常用過濾器的結(jié)構(gòu)、工作原理這里只介紹微灌常用過濾器的結(jié)構(gòu)、工作原理水砂分離器優(yōu)點(diǎn) v水砂分離器能連續(xù)過濾高含砂量的灌溉水水砂分離器能連續(xù)過濾高含砂量的灌溉水缺點(diǎn)v不能除去與水比重相近或比水輕的有機(jī)質(zhì)等雜物，特不能除去與水比重相近或比水輕的有機(jī)質(zhì)等雜物，特別是水泵起動(dòng)和停機(jī)

38、時(shí)過濾效果下降，會(huì)有較多的砂別是水泵起動(dòng)和停機(jī)時(shí)過濾效果下降，會(huì)有較多的砂粒進(jìn)入系統(tǒng)，另外，水頭損失也較大粒進(jìn)入系統(tǒng)，另外，水頭損失也較大v水砂分離器只能作為初級(jí)過濾器，然后使用篩網(wǎng)過濾水砂分離器只能作為初級(jí)過濾器，然后使用篩網(wǎng)過濾器進(jìn)行第二次處理，這樣可減輕網(wǎng)式過濾器的負(fù)擔(dān)，器進(jìn)行第二次處理，這樣可減輕網(wǎng)式過濾器的負(fù)擔(dān)，增長(zhǎng)沖洗周期增長(zhǎng)沖洗周期水砂分離器砂過濾器砂過濾器又稱砂介質(zhì)過濾器。它是利用砂石作砂過濾器又稱砂介質(zhì)過濾器。它是利用砂石作為過濾介質(zhì)的為過濾介質(zhì)的砂過濾器主要由進(jìn)、出水口、過濾罐體、砂床砂過濾器主要由進(jìn)、出水口、過濾罐體、砂床和排污孔等部分組成。為了使微灌系統(tǒng)在反沖和排污孔等

39、部分組成。為了使微灌系統(tǒng)在反沖洗過程中也能同時(shí)向系統(tǒng)供水，在首部樞紐往洗過程中也能同時(shí)向系統(tǒng)供水，在首部樞紐往往安裝兩個(gè)以上過濾罐往安裝兩個(gè)以上過濾罐反沖洗過濾器篩網(wǎng)過濾器篩網(wǎng)過濾器是一種簡(jiǎn)單而有效的過濾設(shè)備。篩網(wǎng)過濾器是一種簡(jiǎn)單而有效的過濾設(shè)備。這種過濾器的造價(jià)較為便宜，在國(guó)內(nèi)外微灌系這種過濾器的造價(jià)較為便宜，在國(guó)內(nèi)外微灌系統(tǒng)中使用最為廣泛統(tǒng)中使用最為廣泛篩網(wǎng)過濾器的種類繁多，按安裝方式分類，有篩網(wǎng)過濾器的種類繁多，按安裝方式分類，有立式與臥式兩種；按制造材料分類，有塑料和立式與臥式兩種；按制造材料分類，有塑料和金屬兩種；按清洗方式分類又有人工清洗和自金屬兩種；按清洗方式分類又有人工清洗和自

40、動(dòng)清洗兩種類型；按封閉與否分類則有封閉式動(dòng)清洗兩種類型；按封閉與否分類則有封閉式和開敞式（又稱自流式）兩種和開敞式（又稱自流式）兩種篩網(wǎng)過濾器由篩網(wǎng)、殼體、頂蓋等部分組成篩網(wǎng)過濾器由篩網(wǎng)、殼體、頂蓋等部分組成施肥（施藥）裝置向微灌灌系統(tǒng)注入可溶性肥料溶液的裝向微灌灌系統(tǒng)注入可溶性肥料溶液的裝置稱為施肥裝置置稱為施肥裝置自壓（壓差）式施肥罐自壓（壓差）式施肥罐文丘里注入器文丘里注入器注射泵注射泵活塞式施肥器活塞式施肥器自動(dòng)灌溉施肥器自動(dòng)灌溉施肥器自壓式施肥罐自壓式施肥罐自壓式施肥罐應(yīng)用于自壓灌溉系統(tǒng)中，使用儲(chǔ)液箱（池）可以很方便地對(duì)作物進(jìn)行施肥施藥壓差式施肥罐壓差式施肥罐一般由儲(chǔ)液罐、進(jìn)水管、供

41、肥液管、調(diào)壓閥等組成工作原理是使進(jìn)水管口和出水管口之間產(chǎn)生壓差，并利用這個(gè)壓力差使部分灌溉水從進(jìn)水管進(jìn)入肥料罐化肥罐應(yīng)選用耐腐蝕、抗壓能力強(qiáng)的材料制造。罐內(nèi)容積應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)控制面積大小及單位面積施肥量和化肥溶液濃度等因素確定壓 差 式 施 肥 罐文丘里注入器文丘里注入器與儲(chǔ)液箱配套組成一套施肥裝置，利用文丘里管或射流器產(chǎn)生的文丘里管或射流器產(chǎn)生的局部負(fù)壓，將肥料原液或局部負(fù)壓，將肥料原液或pHpH值調(diào)節(jié)液吸值調(diào)節(jié)液吸入灌溉水管中入灌溉水管中構(gòu)造簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，使用方便主要適用于小型灌溉系統(tǒng)向管道中注入肥料或農(nóng)藥文 丘 里 注 肥 器注射泵注射泵同文丘里注入器相同是將開敞式肥料罐的肥料溶液注入灌溉

42、系統(tǒng)中v優(yōu)點(diǎn)：是肥液濃度穩(wěn)定不變，施肥質(zhì)量好，效率高?？梢詫?shí)現(xiàn)灌溉液EC、P值實(shí)時(shí)自動(dòng)控制的施肥灌溉，即可嚴(yán)格控制混合比。v缺點(diǎn)：其吸入量不易調(diào)節(jié)且調(diào)節(jié)范圍有限，另外還存在工作穩(wěn)定性較差、系統(tǒng)壓力損失較大注 射 泵活塞式施肥器活塞式施肥器活塞式施肥器是目前國(guó)際上較先進(jìn)的一種施肥器v優(yōu)點(diǎn)：注入比例由外部調(diào)整并很精確，有多種規(guī)格選用，混合液直接經(jīng)出水口注出，內(nèi)設(shè)濾網(wǎng)自行過濾，工作壓力低，運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲小v缺點(diǎn)：壓損大、價(jià)格高自動(dòng)灌溉施肥器 工作原理工作原理：當(dāng)水流過施肥泵時(shí)，驅(qū)動(dòng)主活塞，當(dāng)水流過施肥泵時(shí)，驅(qū)動(dòng)主活塞，與之相聯(lián)的注入器活塞跟隨上下運(yùn)動(dòng)，吸入待注與之相聯(lián)的注入器活塞跟隨上下運(yùn)動(dòng)，吸入待注的肥

43、料液并注入混合室，混合液直接進(jìn)入出口端的肥料液并注入混合室，混合液直接進(jìn)入出口端管路中，實(shí)現(xiàn)精確的肥料液比例控制管路中，實(shí)現(xiàn)精確的肥料液比例控制自動(dòng)灌溉施肥可編程控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)灌溉施肥過程自動(dòng)灌溉施肥可編程控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)灌溉施肥過程的全程控制，保證作物及時(shí)、精確的水份和營(yíng)養(yǎng)的全程控制，保證作物及時(shí)、精確的水份和營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)供應(yīng)系統(tǒng)組成：灌溉首部、自動(dòng)控制裝置、施肥系統(tǒng)系統(tǒng)組成：灌溉首部、自動(dòng)控制裝置、施肥系統(tǒng)自動(dòng)灌溉施肥器資料收集形地資料形地資料土壤資料土壤資料：土壤質(zhì)地、田持、滲透系數(shù)等作物分區(qū)作物分區(qū)：果樹應(yīng)搜集樹種，樹齡、密度、走向等。產(chǎn)量與農(nóng)業(yè)措施：灌溉方法，施肥方法。灌溉情況：現(xiàn)有灌水方法，

44、灌水經(jīng)驗(yàn)等水文資料水文資料：取水點(diǎn)來水系列及年內(nèi)月分配資料，泥沙含量，水井位置，供電保證率，水井出水量，PH值 氣象資料氣象資料：逐月降雨、蒸發(fā)、平均溫度、濕度、風(fēng)速、日照、凍土深 其它社會(huì)經(jīng)濟(jì)情況其它社會(huì)經(jīng)濟(jì)情況：行政單位人口，土地面積，耕地面積，管理體制等 微灌系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)參數(shù)作物需水量的計(jì)算利用參考作物需水量的計(jì)算 ETC=KC*E0根據(jù)蒸發(fā)皿蒸發(fā)量估算 PpCCEkkE 根據(jù)灌溉試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)確定 具體計(jì)算已經(jīng)在第二章中給予介紹微灌耗水強(qiáng)度微灌耗水強(qiáng)度(日耗水量)eraEkE 85.0CrGkEa微灌的作物耗水強(qiáng)度，mmdkr作物遮蔭率對(duì)耗水量的修正系數(shù)，大于1時(shí)，取k=1Gc作物遮蔭率，又

45、稱作物覆蓋率，隨作物種類和生育階段而變化，對(duì)于大田和蔬菜作物，設(shè)計(jì)時(shí)可取0.80.9，對(duì)于果樹作物，可根據(jù)樹冠半徑和果樹所占面積計(jì)算確定式中灌溉補(bǔ)充強(qiáng)度v 在干旱地區(qū)降雨量很少，地下水很深，作物生長(zhǎng)所消耗的水量全部由微灌提供。此種情況灌溉補(bǔ)充強(qiáng)度至少要等于作物的耗水強(qiáng)度，即 v 當(dāng)有其它來源補(bǔ)充作物耗水量時(shí)，微灌只是補(bǔ)充作物耗水不足部分，此時(shí)微灌補(bǔ)充強(qiáng)度為 aaEI 式中 Ia微灌的灌溉補(bǔ)充強(qiáng)度，mmd；SPEIaa0式中 Po有效降雨量；mmd； S根層土壤或地下水補(bǔ)給的水量，mmd 微灌的灌溉補(bǔ)充強(qiáng)度取決于作物耗水量、降雨量和土壤含水量條件，通常有以下兩種情況：微灌土壤濕潤(rùn)模式微灌土壤濕潤(rùn)

46、比定義：定義： 微灌時(shí)被土壤濕潤(rùn)的土體占計(jì)劃濕潤(rùn)層深度土體的百分比影響濕潤(rùn)比的因素影響濕潤(rùn)比的因素： 毛管的布置方式，灌水器的類型和布置方式，灌水器的流量和大小，土壤的種類和結(jié)構(gòu)計(jì)算土壤濕潤(rùn)比的方法 根據(jù)毛管和灌水器布置方式，計(jì)算公式如下：v單行直線毛管布置%100785. 0210leSSDp 土壤濕潤(rùn)比，； 水分?jǐn)U散直徑或濕潤(rùn)帶（m），的大小取決于土 壤質(zhì)地、滴頭流量和灌水量的大小 灌水器或出水點(diǎn)間距，m 毛管間距，mpwDeSLS%1002211rSSPSPpv雙行直線毛管布置 對(duì)毛管的窄間距，m； 對(duì)毛管寬間距，m； 與 對(duì)應(yīng)土壤濕潤(rùn)比， 與 對(duì)應(yīng)土壤濕潤(rùn)比， 作物行距，m2S1p1S

47、2P2SrS1S設(shè)計(jì)土壤濕潤(rùn)比的確定 在實(shí)際工程中不僅要考慮到作物對(duì)水分的需求，還要考慮到工程投資的合理性。濕潤(rùn)比過小，投資和運(yùn)行費(fèi)用小，不能滿足作物水量需求；濕潤(rùn)比過大，易滿足作物需求但投資和運(yùn)行費(fèi)用高一般，對(duì)于果樹，北方干旱和半干旱地區(qū)，設(shè)計(jì)土壤濕潤(rùn)比可取2030，南方，可取2535。對(duì)于蔬菜和大田密植作物可取7090設(shè)計(jì)灌水均勻度灌水均勻度的表示灌水均勻度的表示CqqNqviN11q灌水器平均流量Cv均勻系數(shù)qi灌水器流量N灌水器個(gè)數(shù)式中：設(shè)計(jì)灌水均勻度的確定設(shè)計(jì)灌水均勻度的確定 灌水均勻度高，灌水質(zhì)量好，水利用率高，但投資和運(yùn)行費(fèi)高，應(yīng)根據(jù)作物、經(jīng)濟(jì)價(jià)值、水源、地形、和氣候等綜合確定一

48、般建議：一般建議：取 Cv0.900.98 或qv=10%-30%v均勻度與流量偏差的關(guān)系均勻度與流量偏差的關(guān)系Cv () 98 95 92qv (%) 10 20 30流量偏差與工作水頭偏差的關(guān)系流量偏差與工作水頭偏差的關(guān)系Hxxxqqqqqvvva110121(.)maxmin 灌水器的流態(tài)指數(shù)灌水器的最大工作水頭，m灌水器的最小工作水頭，m灌水器的平均工作水頭，m相應(yīng)與 的灌水器的流量，L/h相應(yīng)與 的灌水器的流量，L/h灌水器的平均流量， L/h式中：xmaxhminhahmaxqminqaqmaxhminh水頭偏差的分配水頭偏差分配方法式中： 毛管允許的水頭差 支管允許的水頭差 允許

49、的水頭偏差（根據(jù)設(shè)計(jì)均勻度確定） 灌水器工作水頭干管支管毛管支管一區(qū)二區(qū)HH hHH hvdvd毛支055045.H毛dHHH支灌溉水利用效率的確定常用下式表示微灌有效利用率，即 nVVm 由于微 灌的水量損失很小，建議微灌的灌水有效利用系數(shù) 取0.90.95式中 微灌時(shí)存在作物根層的水量 微灌的灌溉供水量灌水有效利用系數(shù)mVVn灌水器設(shè)計(jì)工作水頭的確定灌水器設(shè)計(jì)工作水頭的確定 灌水器的工作水頭越高，灌水均勻度越高，但系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用越大灌水器的設(shè)計(jì)工作水頭應(yīng)根據(jù)地形和所選用的灌水器的水力性能決定v滴灌時(shí)通常為10m水頭v涌泉灌時(shí)，工作水頭可為57mv微噴時(shí)工作水頭一般以1015m為宜微灌系統(tǒng)規(guī)

50、劃規(guī)劃任務(wù)規(guī)劃原則基本資料收集水利計(jì)算 微灌工程總體布置規(guī)劃的任務(wù)勘測(cè)和收集基本資料根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件，社會(huì)和經(jīng)濟(jì)狀況等，論證工程的必要性和可行性 確定工程的規(guī)模和微灌系統(tǒng)的控制范圍根據(jù)水源位置、地形和作物種植情況，合理布置引、蓄、提水源工程、微灌樞紐位置和骨干輸配水管網(wǎng)提出工程概算規(guī)劃原則 微灌工程的規(guī)劃，應(yīng)與其它的灌溉工程統(tǒng)一安排微灌工程規(guī)劃應(yīng)考慮多目標(biāo)綜合利用微灌工程規(guī)劃要重視經(jīng)濟(jì)效益因地制宜地合理地選擇微灌形式近期發(fā)展與遠(yuǎn)景規(guī)劃相結(jié)合水利計(jì)算v灌溉用水量 灌灌毛供水強(qiáng)度為 Ig=Ia/水 灌溉供水量為 W=0.667 IgA用水分析式中 Ig微灌毛用水強(qiáng)度，mmd Ia微灌補(bǔ)充強(qiáng)度，m

51、md ; 水灌溉水利用系數(shù)，水=0.90.95 W每日灌溉供水量，m3d A灌溉面積，畝v人畜生活及村鄉(xiāng)工副業(yè)用水量 供水分析的任務(wù)是研究水源在不同設(shè)計(jì)保證率年份的供水量、水位和水質(zhì)，為工程規(guī)劃設(shè)計(jì)提供依據(jù)，微灌工程水源通常有以下幾種類型供水分析v井、泉類水源 v河渠類水源 v塘、壩類水源微灌水量平衡計(jì)算已知來水量確定灌溉面積）小時(shí)）mm/d( I667. 0( t)h/m(QA3式中： A井水可灌面積，畝； Q 微灌有水井可供水量，m3/d I微灌作物耗水強(qiáng)度,mm/d微灌工程總體規(guī)劃 灌區(qū)范圍的確定 水源工程的布置 系統(tǒng)首部樞紐和輸水干管的布置 微 灌 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì)微灌系統(tǒng)布置v毛管與作

52、物種植方向一致v支管垂直于等高線布置v毛管沿支管兩側(cè)布置v固定式（果樹），移動(dòng)式（大田）v首部樞紐（井、果園）v毛管和灌水田的布置灌 水 器 布 置（滴灌）滴灌時(shí)毛管與灌水器的布置（a）單行毛管直線布置（b）單行毛管帶環(huán)狀布置（c）雙行毛管平衡布置1灌水器；2繞樹環(huán)狀管；3雙行毛管平行布置微噴灌時(shí)毛管與灌水器的布置（a）單向微噴局部噴灑（b）雙向微噴頭局部噴灑（c）全圓微噴頭全面噴灑（d）全圓微噴頭局部噴灑1毛管；2灌水器(微噴頭）；3噴灑濕潤(rùn)區(qū)；4果樹灌溉制度的確定灌水定額 灌水定額：是指作為微灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)的單位面積上的一次灌水量，如果用灌水深度表示，可用下式計(jì)算，即式中： 設(shè)計(jì)灌水定額 允許

53、消耗的水量占田間持水量的比例（） 對(duì)于需水敏感性植 物； =2040 對(duì)于耐旱作物或控水生生育階段 =3040 土壤田間（體積百分率持水量，） 凋萎含水量（體積百分率持水量，） 計(jì)劃濕潤(rùn)層深度（m），一般蔬菜0.200.30m；果樹0.31.0m 土壤濕潤(rùn)比，70%90%1000PHamminmax滴滴mamaxHminPaa設(shè)計(jì)灌水周期設(shè)計(jì)灌水周期：滴灌設(shè)計(jì)灌水周期是指按一定的灌水定額灌水后，在作物適宜土壤含水率的條件下，保障作物正常生長(zhǎng)的可能延續(xù)時(shí)間T，用下式計(jì)算，即 e/mT滴式中： T灌水日期（d）； e作物需水旺盛日平均耗水量（mm/d）一次灌水延續(xù)時(shí)間一次灌水延續(xù)時(shí)間：一次灌水延續(xù)

54、時(shí)間是指把設(shè)計(jì)灌水定額水量，在不產(chǎn)生徑流的條件下，均勻分布于保護(hù)地田間所用的灌水時(shí)間，用下式計(jì)算，即 式中：t t 次灌水延續(xù)時(shí)間（h）； 設(shè)計(jì)灌水定額（mm）； 滴頭間距（m）； 毛管間距（m）； 滴頭流量（l/h）滴滴qSSmtle滴meSlS滴q輪灌區(qū)數(shù)目的確定輪灌區(qū)數(shù)目的確定：對(duì)于固定式滴灌系統(tǒng)，輪灌區(qū)數(shù)目可按下式計(jì)算： t /KT24N tKn24N移式中：N N輪灌區(qū)數(shù)目（個(gè)） K K水泵每天開啟時(shí)間比例，通常選0.50.8 t t每條或每組開啟的時(shí)間（h） T T灌水周期（d）對(duì)于移動(dòng)式微灌系統(tǒng)可按下式計(jì)算：移n滴灌系統(tǒng)控制面積內(nèi)毛管移動(dòng)的次數(shù) t每條或每組開啟的時(shí)間（h）式中：

55、一條毛管的控制灌溉面積v對(duì)于固定式微灌系統(tǒng)，毛管固定在一個(gè)位置上灌水，控制面積按下式計(jì)算： LSfeLSnf移移移S一條毛觀每次移動(dòng)的距離（m）式中：v對(duì)于移動(dòng)式微灌系統(tǒng)，一條毛管控制的灌溉面積按 式計(jì)算： 式中：f f每條毛管控制的灌溉面積（m2） L L毛管長(zhǎng)度（m），移動(dòng)式滴灌系統(tǒng)中為出流毛管長(zhǎng)度控制灌溉面積大小的計(jì)算微灌系統(tǒng)控制灌溉面積大小的計(jì)算 在灌溉水源能夠得到充分保證的條件下，滴灌面積的大小取決于管道的輸水能力。對(duì)于水源流量不能滿足整個(gè)區(qū)域需要時(shí)，滴灌面積為毛QQN/nfNA 式中：A滴灌系統(tǒng)控制的灌溉面積（m2）f 每條毛管控制的灌溉面積（m2）Q 水源流量（l/h）毛Q 每條

56、毛管的輸水流量（l/h） 同時(shí)工作的毛管條數(shù)Nn 輪灌組數(shù)量微灌工作制度確定 續(xù)灌 輪灌續(xù) 灌續(xù)灌是對(duì)系統(tǒng)內(nèi)全部管道同時(shí)供水，灌溉面積內(nèi)所有作物同時(shí)灌水的一種工作制度優(yōu)點(diǎn)：每株作物都能得到適時(shí)灌水；灌溉供水時(shí)間短，有利于其他農(nóng)事活動(dòng)的安排缺點(diǎn)：干管流量大，增加工程的投資和運(yùn)行費(fèi)用；設(shè)備的利用率低；在水源流量小的地區(qū)，可能縮小灌溉面積輪 灌較大的微灌系統(tǒng)為了減少工程投資，提高設(shè)備利用率，增加灌溉面積，通常采用輪灌的工作制度一般是將支管分成若干組，由干管輪流向各組支管供水，而支管內(nèi)部則同時(shí)向毛管供水(一)劃分輪灌組的原則輪灌組的數(shù)目應(yīng)滿足作物需水要求，同時(shí)使水源的水量與計(jì)劃灌溉的面積相協(xié)調(diào)每個(gè)輪灌

57、組控制的面積應(yīng)盡可能接近相等，以便水泵工作穩(wěn)定，提高動(dòng)力機(jī)和水泵的效率，減少能耗輪灌組的劃分應(yīng)照顧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)責(zé)任制和田間管理的要求為了便于運(yùn)行操作和管理，通常一個(gè)輪灌組管轄的范圍宜集中連片，輪灌順序可通過協(xié)商自上面下或自下而上進(jìn)行。有時(shí)，為了減少輸水干管的流量，也可采用插花操作的方法劃分輪灌組(二)輪灌組數(shù)目的確定按作物需水要求，全系統(tǒng)輪灌組的數(shù)目劃分如下v對(duì)于固定式系統(tǒng) NCT/tv對(duì)于移動(dòng)式系統(tǒng) NCt/n移t式中 N允許的輪灌組最大數(shù)目，取整數(shù) c一天運(yùn)行的小時(shí)數(shù)，一般為1220h T灌水時(shí)間間隔(周期)，d t一次灌水延續(xù)時(shí)間，h n移一條毛管在所管轄的面積內(nèi)移動(dòng)的次數(shù)實(shí)踐表明，輪灌組過

58、多，會(huì)造成務(wù)農(nóng)戶的用水矛盾。按上式計(jì)算的N值為允許的最多輪灌組數(shù)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)具體情況確定合理的輪灌組管網(wǎng)水力計(jì)算微灌系統(tǒng)各級(jí)管道布置好以后，即可從最末端或最不利毛管位置開始，逐級(jí)推算各級(jí)管道的水頭損失（沿程水頭損失和局部水頭損失）同一條支管上的第一條毛管最前端出水孔處水頭與最末一條毛管最末端出水孔處水頭之間的差值，不超過滴頭設(shè)計(jì)工作壓力的20，流量差值不超過10沿程水頭損失沿程水頭損失4.771.775f/DLQ100.948h式中：fh沿程阻力損失（m）Q管道流量（m3/h）D管道內(nèi)徑（mm）L管道長(zhǎng)度（m） 當(dāng)管道有多個(gè)出水口時(shí)，管道的沿程阻力應(yīng)考慮多口出流對(duì)沿程阻力的折減問題，多口出流

59、折減系數(shù)k如表7-3所示，對(duì)應(yīng)計(jì)算公式為4.771.775f/DkLQ100.948h微灌管道水頭損失常用的計(jì)算公式勃拉休斯公式勃拉休斯公式：hQDLf8 41 041 7 51 7 5.haQ LmDaDfmD1753251006100018501234855.lg.)（式中： hf沿程水頭損，m Q流量，m3/h D管道內(nèi)徑，mm L管道長(zhǎng)度， m山西水科所公式山西水科所公式式中： D管道內(nèi)徑，cm表7-3多孔出流折減系數(shù)表出水口出水口數(shù)目數(shù)目折減系折減系數(shù)數(shù)k k出水口出水口數(shù)目數(shù)目折減系折減系數(shù)數(shù)k k出水口出水口數(shù)目數(shù)目折減系折減系數(shù)數(shù)k k11.00080.415200.37620

60、.639100.402250.37130.535120.394300.36840.486140.387400.36450.457160.382500.36160.435180.3791000.356局部阻力損失)g2(vh12ij式中： 管網(wǎng)局部阻力（m） 管網(wǎng)某處局部阻力系數(shù) 管道內(nèi)水流流速（m/s） 重力加速度工程設(shè)計(jì)中為了計(jì)算方便，局部阻力損失也常按沿程阻力損失的10估算jhivg管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括各級(jí)管道的管材與管徑的選擇、各級(jí)固定管道的縱剖面設(shè)計(jì)管道系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)管材的選擇應(yīng)該根據(jù)滴灌區(qū)的具體情況結(jié)合各種管材的特性及適用條件進(jìn)行選擇一般情況下，對(duì)于地理固定管道，