灌水方法與灌水技術(shù)

灌水方法與灌水技術(shù)第1頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)微灌一、微灌的特點(diǎn)二、微灌的類型三、微灌系統(tǒng)的組成與分類四、微灌設(shè)備五、滴灌系統(tǒng)的堵塞及其處理方法六、微灌工程規(guī)劃七、微灌系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計(jì)第二章灌水方法與灌水技術(shù)第2頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月—、微灌的特點(diǎn)主要優(yōu)點(diǎn)：省水；節(jié)能；對土壤和地形的適應(yīng)性強(qiáng)；增產(chǎn)幅度大、品質(zhì)好；可利用咸水灌溉。問題：對水質(zhì)要求高；可能影響根系發(fā)育；鹽堿化威脅；投資高。第四節(jié)微灌播放播放第3頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月二、微灌的類型微灌按灌水器的出流方式不同可劃分為以下4種類型：(1)滴灌：是通過安裝在毛管上的滴頭或滴灌帶等灌水器使水流成水滴狀滴入作物根區(qū)土壤內(nèi)的灌水形式。(2)地表下滴灌：是將全部滴灌管道和灌水器都埋在地表下面的灌水形式。(3)微型噴灑灌溉：是灌溉水通過微型噴頭噴灑在植物枝葉上或植株冠下地面上的灌水形式，簡稱微噴灌。（霧灌）

(4)涌泉灌溉：是通過安裝在毛管上的涌水器而形成的小股水流，以涌流方式進(jìn)入土壤的灌水形式。

第四節(jié)微灌第4頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月二、微灌的類型第四節(jié)微灌第5頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月大田滴灌和溫室滴灌第四節(jié)微灌第6頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月膜下滴灌地下滴灌第四節(jié)微灌第7頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月微噴灌第四節(jié)微灌第8頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月涌泉灌第四節(jié)微灌第9頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月滴灌效果滲灌效果微噴灌效果第四節(jié)微灌第10頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月三、微灌系統(tǒng)的組成與分類2．微灌系統(tǒng)的分類(1)地面固定式微灌系統(tǒng)，毛管布置在地面，在灌水期間毛管和灌水器均不移動(dòng)的微灌系統(tǒng)。(2)地下固定式微灌系統(tǒng)，是將毛管和灌水器(主要為滴頭)全部埋入地下的微灌系統(tǒng)。(3)移動(dòng)式微灌系統(tǒng)，是在灌水期間，毛管和灌水器由一個(gè)位置灌完后移向另一個(gè)位置的微灌系統(tǒng)。按移動(dòng)毛管的方式又可分為人工移動(dòng)和機(jī)械移動(dòng)兩種。(4)間歇式微灌系統(tǒng)，又稱脈沖式微灌系統(tǒng)，其工作方式是每隔一定時(shí)間噴水1次，噴水流量大。第四節(jié)微灌第11頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月三、微灌系統(tǒng)的組成與分類1．微灌系統(tǒng)的組成微灌系統(tǒng)通常由水源、首部樞紐、輸配水管網(wǎng)和灌水器4部分組成。第四節(jié)微灌播放第12頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月1．灌水器灌水器的作用是把末級管道中的壓力水流均勻而又穩(wěn)定地分配到田間，以滿足作物對水分的要求。灌水器的質(zhì)量直接關(guān)系到灌水質(zhì)量和微灌系統(tǒng)的工作可靠性，因此，對灌水器的制造或選擇均要求較高。第四節(jié)微灌四、微灌設(shè)備第13頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月第14頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月四、微灌設(shè)備1．灌水器

國內(nèi)常用的灌水器有以下幾種：管式滴頭、孔口式滴頭、微管摘頭、滴灌帶、折射式微噴頭、射流旋轉(zhuǎn)式微噴頭等。第四節(jié)微灌(1)管間式滴頭簡稱管式滴，又稱長流道式滴頭(右圖示)。它串接在兩段毛管之間，成為毛管的一部分。第15頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)孔口式滴頭屬短流道滴頭。這種滴頭結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，工作可靠，價(jià)格便宜，適于推廣。第四節(jié)微灌

（3）微管滴頭

屬長流道滴頭(圖2—20)，是把直徑為0.8～1.5mm的塑料管插入毛管，水在微管流動(dòng)中消能，并以水滴狀或細(xì)流狀出流。（4）雙腔毛管

又稱滴灌帶，由內(nèi)外兩個(gè)腔組成，內(nèi)腔起輸水作用，外腔只起配水作用。第16頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月(5)折射式微噴頭

有單向和雙向、束射和散射等形式。其結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格便宜，適用于灌溉果園、溫室和花卉等。(6)射流旋轉(zhuǎn)式微噴頭

其一般工作水頭為10～15m，有效濕潤半徑為1.5～3.0m。適用于果園、溫室、苗圃和城市園林綠化灌溉，特別適用于全圓噴灑灌溉密植作物，以及砂土和粘土。

第四節(jié)微灌第17頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月2.管道及管材我國微灌管材多用摻碳黑的高壓低密度聚乙烯半柔性管，也可用聚氯乙烯等其它管材。管道附件指用于連接組裝管網(wǎng)的部件，簡稱管件，主要有接頭、彎頭、堵頭等。第四節(jié)微灌第18頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月四、微灌設(shè)備3．過濾器

過濾器主要有：①旋流式水砂分離器,又稱離心式或渦流式過濾器；②砂礫過濾器；③濾網(wǎng)過濾器等。

第四節(jié)微灌播放第19頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月圖為砂石過濾器、網(wǎng)式過濾器和疊片式過濾器第四節(jié)微灌第20頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月四、微灌設(shè)備4.施肥(施農(nóng)藥)裝置向微灌系統(tǒng)注入可溶性肥料或農(nóng)藥溶液的裝置,稱施肥(農(nóng)藥)裝置,主要有壓差式施肥罐、開敞式肥料桶、文丘里注入器以及各種注入泵等常用裝置。1.儲(chǔ)液罐2．進(jìn)水管3．輸水管4．閥門5.調(diào)壓閥門6．供肥管閥門7．供肥管第四節(jié)微灌壓差式施肥罐。第21頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)微灌第22頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月五、滴灌系統(tǒng)的堵塞及其處理方法1．滴灌系統(tǒng)堵塞的原因

懸浮固體堵塞

水中泥沙及有機(jī)物引起?；瘜W(xué)沉淀堵塞

主要是鐵化合物沉淀、碳酸鈣沉淀和磷酸鹽沉淀等。有機(jī)物堵塞

膠體形態(tài)的有機(jī)質(zhì)，微生物的孢子和單細(xì)胞，一般不容易被過濾器排除，在適當(dāng)?shù)臏囟?、含氣量以及流速減小時(shí)，常在滴灌系統(tǒng)內(nèi)團(tuán)聚和繁殖，引起堵塞。第23頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月2．滴灌系統(tǒng)堵塞的處理方法酸液沖洗法

鈣質(zhì)粘土→硝酸稀釋液；

碳酸鈣沉淀→0.5％～2％的鹽酸溶液；

鐵沉淀→硫酸。壓力疏通法

有機(jī)物堵塞→用5～10個(gè)大氣壓的壓縮空氣或壓力水沖洗滴灌系統(tǒng)，對碳酸鹽堵塞無效。

五、滴灌系統(tǒng)的堵塞及其處理方法第24頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月3．防止堵塞的主要措施定期維修，清洗過濾器；加強(qiáng)水質(zhì)監(jiān)測，定期進(jìn)行化驗(yàn)；定期沖洗管道；采取防堵塞的滴灌設(shè)備。五、滴灌系統(tǒng)的堵塞及其處理方法第25頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)噴灌

微灌法的主要特點(diǎn)?如何確定滴灌的灌水定額?滴灌土壤濕潤比是個(gè)什么概念?思考題灌溉技術(shù)教學(xué)錄像第26頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月第四章灌水方法與灌水技術(shù)

農(nóng)業(yè)水利工程系2006年5月第一篇灌溉工程第四節(jié)微灌法第27頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月第二章灌水方法與灌水技術(shù)第四節(jié)微灌六、微灌工程的規(guī)劃七、微灌系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計(jì)第28頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月六、微灌工程的規(guī)劃規(guī)劃是微灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)的前提，關(guān)系到此項(xiàng)工程修建是否合理，技術(shù)是否可行，經(jīng)濟(jì)是否合算。1.勘測和收集基本資料。包括地形，水文，水文地質(zhì)，土壤，氣象，作物，灌溉試驗(yàn)，動(dòng)力與設(shè)備，鄉(xiāng)鎮(zhèn)生產(chǎn)現(xiàn)狀與發(fā)展規(guī)劃以及經(jīng)濟(jì)條件等。資料收集得越齊全，規(guī)劃設(shè)計(jì)越充分，規(guī)劃成果也就越符合實(shí)際。

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。根據(jù)當(dāng)?shù)氐乃Y源狀況和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)、人蓄飲水等用戶的要求進(jìn)行水利計(jì)算，確定工程的規(guī)模和微灌系統(tǒng)的控制范圍。第四節(jié)微灌第29頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月六、微灌工程的規(guī)劃4.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)。5.提出工程概算。選擇微灌典型地段進(jìn)行計(jì)算，用擴(kuò)大技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)估算整個(gè)工程的投資、設(shè)備、用工和用材種類、數(shù)量以及工程效益。一般首部樞紐均與水源工程相結(jié)合，其位置應(yīng)以投資少、管理方便為原則進(jìn)行選定。若水源距灌區(qū)較遠(yuǎn)，首部樞紐可單獨(dú)布置在灌區(qū)附近或灌區(qū)中心，以縮短輸水干管的長度。第四節(jié)微灌第30頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月七、微灌系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計(jì)（一）微灌系統(tǒng)的布置微灌系統(tǒng)通常是在比尺1／500～1／l000的地形圖上進(jìn)行初步布置，然后再到現(xiàn)場與實(shí)際地形進(jìn)行對照修正。1．干、支管布置干、支管布置決定于地形、水源、作物分布和毛管的布置，要求管理方便和投資最小。在山丘地區(qū)，干管多沿山脊布置，或沿等高線布置。支管則盡量垂直于等高線，并向兩邊的毛管配水。在平地，干、支管應(yīng)盡量雙向控制，在其兩側(cè)布置下級管道，以節(jié)省管材。第四節(jié)微灌第31頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)微灌2．毛管和灌水器的布置第32頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）微灌灌溉制度的確定

（1）微灌定額：m為灌水定額(mm)；β田、β0：土壤田間持水量和灌前土壤含水量(以干土重％計(jì))γ：土壤干容重(t/m3)；H：土壤汁劃濕潤層深度(m)，蔬菜取0.2～0.3m，大田作物取0.3～0.6m，果樹取0.8～1.2m；p為微灌土壤濕潤比(％)，指微灌計(jì)劃濕潤的土壤體積占灌溉計(jì)劃濕潤層總土壤體積的百分比，常以地面以下20～30cm處的濕潤面積占總灌水面積的百分比表示，可參用下表的數(shù)值。第四節(jié)微灌第33頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）微灌灌溉制度的確定（1）微灌定額：p：微灌土壤濕潤比(％)?？蓞⒂孟卤淼臄?shù)值。第四節(jié)微灌第34頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）微灌灌溉制度的確定（2）灌水時(shí)間間隔的確定兩次灌水之間的時(shí)間間隔又稱灌水周期，取決于作物、水源和管理狀況，一般北方作物大約為7d左右。灌水周期可用下式計(jì)算：T為灌水周期(d)；E為作物需水量(又稱需水強(qiáng)度)(mm/d)第四節(jié)微灌第35頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）微灌灌溉制度的確定（3）1次灌水延續(xù)時(shí)間：

t為1次灌水延續(xù)時(shí)間(h)；Se為灌水器間距(m)；Sl為毛管間距(m)；q為灌水器流量(L/h)；η為微灌水利用系數(shù)，一般取0.9～0.95。

對于成齡果樹滴灌，一棵樹安裝n個(gè)滴頭灌溉時(shí)，則St、Sr分別為果樹的株距和行距(m)；其余符號意義同前。第四節(jié)微灌第36頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）輪灌區(qū)數(shù)目的確定固定式滴灌系統(tǒng)：移動(dòng)式滴灌系統(tǒng)：n移—一條毛管控制面積內(nèi)毛管移動(dòng)的次數(shù)，大田為10～20次。（二）微灌灌溉制度的確定第37頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月（5）一條毛管控制的灌溉面積固定式滴灌系統(tǒng)，毛管固定在一個(gè)位置上灌水：移動(dòng)式滴灌系統(tǒng)，一晝夜控制的灌溉面積：（二）微灌灌溉制度的確定第38頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）微灌系統(tǒng)工作制度的確定

微灌系統(tǒng)工作制度主要有續(xù)灌、輪灌和隨機(jī)取水三種。不同的工作制度要求系統(tǒng)的流量不同，因而工程費(fèi)用也不同。確定工作制度時(shí)，應(yīng)根據(jù)作物種類、水源條件和經(jīng)濟(jì)狀況等因素合理選定。（四）微灌系統(tǒng)流量的計(jì)算(1)1條毛管的進(jìn)口流量為:Q毛為毛管進(jìn)口流量(L／h)；qi為第i個(gè)灌水器或出水口的流量(L／h)；n為毛管上灌水器或出水口的數(shù)目。第四節(jié)微灌第39頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)支管流量計(jì)算通常支管雙向配水給毛管，支管上有N排毛管，由上而下編號為1、2、……N-1、N，將支管分成N段，每段編號相應(yīng)于其下端毛管的排號(如下圖)，任一支管段n的流量為:Q支n：支管第n段的流量(L/h)；n為支管分段號，n＝1,2,……NQ毛Li、Q毛Ri：第i排左側(cè)毛管和右側(cè)毛管的進(jìn)口流量(L/h)第四節(jié)微灌第40頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）干管流量的計(jì)算干管流量大，需分段推算。任一干管段的流量應(yīng)等于該干管段同時(shí)供水支管的流量之和。對于輪灌，同一干管段對不同輪灌組供水時(shí)，其流量可能不相同，應(yīng)依具體情況分別計(jì)算。第四節(jié)微灌（4）滴灌系統(tǒng)控制面積的大小在灌溉水源能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。對于水源流量不能滿足整個(gè)灌區(qū)需要時(shí)，滴灌面積為：第41頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月（四）滴灌管道系統(tǒng)的水力計(jì)算根據(jù)滴灌系統(tǒng)的布置和輪灌區(qū)的劃分就可進(jìn)行水力計(jì)算。滴灌系統(tǒng)各級管道布置好后，即可從最末一級毛管開始，逐級推算各級管道的水頭損失。在具體設(shè)計(jì)中，要求同一支管上第一條毛管的第一個(gè)滴頭的水頭與最末一條毛管的最后一個(gè)滴頭的水頭的差值，不超過滴頭設(shè)計(jì)工作壓力的20％（流量差值不超過10％），并據(jù)此確定支、毛管的最大長度。第42頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月在滴灌中，多用塑料管道。國內(nèi)外常采用威廉－哈森公式計(jì)算管道沿程水頭損失：對支管，還應(yīng)乘以相應(yīng)的多孔系數(shù)，或用修正威廉－哈森公式計(jì)算：局部水頭損失可取沿程水頭損失的10％。（四）滴灌管道系統(tǒng)的水力計(jì)算第43頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月毛管和支管水力計(jì)算步驟：根據(jù)已知管道流量，初步選定管徑D；假定管道長度，計(jì)算總水頭損失和任一管段斷面的壓力水頭；求沿管長壓力分布曲線，得最大壓力水頭和最小壓力水頭，以及進(jìn)口工作壓力；校核支管控制范圍內(nèi)，滴頭工作壓力的變化是否在規(guī)定范圍內(nèi)；若不符合要求，改變支、毛管的直徑和相應(yīng)長度，重新計(jì)算，直至符合要求為止。符合滴頭壓力變化范圍的毛管直徑和長度有許多種組合，最好作出若干種比較方案，進(jìn)行優(yōu)選。第44頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月

第五節(jié)滲灌法一、滲灌的優(yōu)缺點(diǎn)滲灌即地下灌溉，是利用地下管道將灌溉水輸入田間埋于地下一定深度的滲水管道或鼠洞內(nèi)，借助土壤毛細(xì)管作用濕潤土壤的灌水方法。滲灌的主要優(yōu)點(diǎn)是：①灌水后土壤仍保持疏松狀態(tài)，不破壞土壤結(jié)構(gòu)，不產(chǎn)生土壤表面板結(jié)，為作物能提供良好的土壤水分狀況；②地表土壤濕度播放視頻

第45頁，課件共49頁