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高效节水灌溉概述 江西水利职业学院刘道南 一 高效节水灌溉规范 1 节水灌溉工程技术规范 GB T50363 2006 2 喷灌工程技术规范 GB T50085 2007 3 微灌工程技术规范 GB T50485 2009 4 农田低压管道输水灌溉工程技术规范 GB T20203 2006 二 项目区基本情况 高效节水灌溉项目区位置 县 乡 行政村 自然村 灌溉面积 水资源状况 地形情况 土壤类型 作物种类 灌溉方式 农户灌溉面积权属情况 三 水源工程 1 水库是指在山沟或河流的狭口处建造拦河坝形成的 库容在10万方以上人工湖泊 山塘是指选择三面环山的地形位置挖深坑筑埂而成 库容在10万方以下的人工湖 池塘是指比湖泊细小的水体 水库山塘池塘 三 水源工程 2 河流是指沿着地表或地下长条状槽形洼地流动的水流 河流抽水 三 水源工程 3 引水堰包括挡水坝 引水闸 排沙闸等部分 引水闸流量10 2m3 s 工程为四等4级 引水闸流量 2m3 s 工程为五等5级 引水堰 三 水源工程 4 灌溉泵站是由水泵 机电设备及配套建筑物组成的提水设施 灌溉泵站水泵机组水泵提水 三 水源工程 5 机电井就是以电机为动力 带动离心泵或轴流泵 将地下水提取到地面或指定地方的一套设施 机电井机井房管井 四 作物品种与灌溉方式 江西省高效节水灌溉作物包括水稻 油料 麻类 糖料 薯 蔬菜 茶 桑 烟 中药材 草类 花卉 食用菌等农作物 水果有桔 柑 橙 柚 梅 桃 弥猴桃 梨 栗 柿 李 柠檬 西瓜 吊瓜 葡萄等 作物品种应采取相应的灌溉方式 高效节水灌溉方式一般分为喷灌 微灌 给水栓灌溉等 2011年江西省29个专项高效节水项目情况见下表 四 作物品种与灌溉方式 四 作物品种与灌溉方式 1 喷灌喷灌是利用专门设备将有压水流通过喷头送到灌溉地段 以均匀喷洒方式进行灌溉的方法 其喷射半径大于10m 喷头按其工作压力大小可分为低压喷头 中压喷头和高压喷头 按照喷头的结构形式与水流形状可分为旋转式 固定式和孔管式三种 蔬菜喷灌 四 作物品种与灌溉方式 2 微灌微灌常用的有滴灌 微喷和小管出流灌三种类型 微灌系统常有地面微灌系统 树上微灌系统 温室悬挂微灌系统 地下滴灌系统 膜下滴灌灌系统等形式 滴灌 是通过末级管道 称为毛管 上的灌水器 滴头或滴灌带 将压力水以间断或连续的水流形式灌到作物根区附近土壤的灌水形式 单孔流量一般小于12L h 毛管长度一般为30 50米 滴头间距大田作物50 100厘米 蔬菜30 50厘米 果树可绕树布置一周 小树3个 大树6个 草莓膜下滴灌果树滴灌滴头灌溉蔬菜 四 作物品种与灌溉方式 微喷 是利用直接安装在毛管上 或与毛管连接的灌水器 即微喷头 将压力水以喷洒状的水流形式喷洒在作物根区附近土壤表面的一种灌水形式 简称微喷 微喷头的流量一般小于120L h 其喷射半径小于10m 蔬菜悬喷蔬菜微喷大棚悬喷花卉悬喷 四 作物品种与灌溉方式 小管出流灌 是利用稳流器稳压和小管分散水流 的一种灌水方法 小管出流灌溉采用大流量出流 施肥方便 可将化肥液注入管道内随灌溉水进入农作物根区土壤中 适用各种地形 土壤 葡萄小管出流灌溉小管出流油茶小管出流灌溉 四 作物品种与灌溉方式 给水栓灌溉是以管道低压输水进行地面灌溉的工程 充分利用地形落差进行自压输水 五 工程布置 1 平地工程布置 水源 首部枢纽 主管 干管 支管 毛管 灌水器 管网丰字型 五 工程布置 2 山地工程布置 水源 首部枢纽 主管 干管 垂直等高线 支管 平行等高线 毛管 垂直等高线 灌水器 管网丰字型 地形高于 低于支管的毛管长度比例为3 5 在高差30米时 在主管上设置一个压力调节器 五 工程布置 3 大棚工程布置 水源 首部枢纽 主管 干管 支管 毛管 灌水器 管网丰字型 六 灌溉分区 1 灌溉面积分区 A 根据农户灌溉面积权属情况分区 B 根据作物品种分区 2 山地作物压力分区 当喷灌系统压力变化较大时 应划分压力区域 并进行分区设计 微灌小区设计应满足灌水器的压力变化在允许范围内 灌水均匀性两个要求 例 当高位水池位于山顶 向山坡供水时 在地势较高处 水压小于0 14MPa的区域采用低压管道结合给水栓灌溉 在地势较低处 水压大于0 14MPa的区域采用微喷 小管出流等方式灌溉 地形高差较大时 主管设管道压力调节器进行压力分区 六 灌溉分区 灌溉分区表 七 灌水器间距 1 油茶 桔 柑 橙 柚 梅 桃 弥猴桃 梨 栗 柿 李 柠檬 桑采用地藏式旋转喷头灌溉 喷头间距 行距 9 8m 9个喷头覆盖面积27 24 648平米 相当一亩 七 灌水器间距 2 露天蔬菜 薯 西瓜 花生 芝麻 油菜 麻类等作物 采用微喷灌溉 微喷头采用正三角方式布置 全圆喷洒 支管间距1 5R 喷头间距1 73R 有效控制面积2 6R2 R为喷头射程 七 灌水器间距 3 大棚蔬菜 花卉 树苗 中药材 食用菌采用倒悬微喷与滴灌结合方式灌溉 倒悬微喷行距 间距 9 8m 滴灌以湿润2行作物布置 滴头采用稳流器式滴头 滴头按每棵作物1个滴头布置 七 灌水器间距 4 烟叶 采用移动滴灌方式灌溉 滴头按每棵作物1 2个滴头布置 5 草类 甘蔗 茶等作物 采用喷灌方式 喷头行距 间距 25 28m 喷头采用正三角方式布置 6 葡萄 吊瓜等作物 滴灌方式灌溉 滴头采用稳流器式滴头 滴头按每棵作物1个滴头布置 滴管布置在植物架高于地面1米处用铁丝固定 七 灌水器间距 7 水稻 小麦等粮食作物 采用低压管道给水栓灌溉 给水栓行距 间距 50 100m 八 首部枢纽 首部枢纽是高效节水灌溉系统中布置的加压设备 过滤器 施肥 药 装置 量测和控制设备的总称 1 闸阀 2 法兰盘 3 止回阀 4 弯头 5 离心过滤器 6 螺翼水表 7 压差式施肥罐 8 施肥阀 9 活接头 10 内丝接头 11 筛网过滤器 12 正三通 13异径三通 14 球阀 15 压力表 16 外丝接头 17 进排气阀 18 干管 八 首部枢纽 管井与首部枢纽 八 首部枢纽 1 加压设备 水泵 八 首部枢纽 2 过滤器如果水源的砂石含量较高则选择离心式过滤器和网式过滤器组合使用 有机质含量较高则选择砂石过滤器和网式过滤器组合使用 一般根据设备使用和水质情况每隔两周至一个月要对过滤设备进行清洗 网式过滤器 八 首部枢纽 砂石过滤器离心式过滤器 八 首部枢纽 3 施肥 药 装置微喷系统可根据果树生长需要自动加施水肥 主要配套的施肥设备有 文丘里式施肥器 压差式施肥器和注射泵式施肥器等 八 首部枢纽 5 控制设备 闸阀 一般采用手动阀门控制 分区管理 轮流灌水 这样可降低水泵功率 减小管径 节约成本投资 如经济状况较好则可以选择由电磁阀门和电脑控制器组成的自动控制设备 九 灌水器 灌水器 喷头 微喷头 滴头 滴灌管 小管出流器 给水栓等 九 灌水器 2 微喷头242T小旋轮喷头压力 0 15 0 3MPa 流量30 120L h 射程2 2 3 5米 242单侧轮喷头压力0 15 0 3MPa 流量30 140L h 射程2 25 4 5米 242T小旋轮喷头242单侧轮喷头 九 灌水器 3504型埋藏式小射程旋转喷头为小射程旋转式 喷头顶部装有橡胶帽 可防止人踏或机器碾压损坏喷头 内装滤网 喷嘴和过滤网拆换方便 升降柱上的污物可快速自动清洗 内装止溢阀 SAM 止溢高度2 1米 整个内芯可从喷头顶部旋出 外壳与管道间的连接不动 清洗维修方便 更换喷嘴方便 工作压力0 17 0 38Mpa 流量0 12 1 04m3 h 射程4 6 10 7m 顶部扇形调节 扇形角度调节范围40 360 九 灌水器 8005型埋藏式旋转喷头 工作压力0 35 0 69Mpa 流量2 54 8 24m3 h 射程17 4 24 7m 扇形角度调节范围50 330 升降高度127mm 埋藏式小射程旋转喷头 九 灌水器 九 灌水器 3 滴头与滴灌管补偿式滴头设计压力0 2MPa 滴头流量12L h 九 灌水器 滴灌带或滴灌管 滴头间距0 3m 滴头流量q 1 38L h 内镶式压力补偿滴头确保灌溉系统压力变化时 80 350Kpa 滴头流量维持不变 保障灌水均匀度 适合于各种地形及作物 特别是灌区内坡度起伏较大的情况 工作压力80 350Kpa 滴头间距0 20 2 50m任意设定 滴头额定流量2 0L h 九 灌水器 小管出流具有补偿性能 压力补偿范围0 07 0 3MPa 在最差的地形条件下 灌水均匀 适用需水量大的灌溉作物 流量范围10 40L h 小管出流稳流器具有超强的抗阻塞能力 其出水口的口径比较大 一般不易阻塞 灌水均匀度高 在5m至35m水头的范围内精确控制水量 管道及稳流器可埋于地下 灌水量大 适合果树 葡萄园 林场等 九 灌水器 给水栓接软管灌溉 十 灌溉制度设计参数 十一 管网布置 输配水管道一般情况下 宜采用单水源管道系统布置 主管道垂直等高线 地形高差较大时 主管设管道压力调节器 支管道平行等高线铺设 管材多采用PVC管或PE管 每隔100米 150米留有伸缩节 并在适当点留有取水口 以备取水用 支管与主管线连接处安装有控制阀门 其分布主要取决于主管供水量和地形状况 毛管沿支管双向铺设 具体长度根据水压和地形而定 微毛管一端与毛管连接 另一端安装有灌水器 十一 管网布置 1 管道附属施备 十一 管网布置 2 进排气阀用于首部系统或管路系统 预防水击发生 3 自动泄水阀 当管路系统压力降低到一定数值时 该阀自动排泄管道内的水 开阀压力0 02MPa 关阀压力0 04MPa 泄水流量0 23m3 h 十一 管网布置 4 允许流量偏差率 多口孔管 首端与末端出流量应控制在20 以内 流量调节器的主要作用是稳定流量 它可以根据管内压力大小自动调节流经调节器的流量在一个相对稳定的范围 在50米水头内流量基本不变 十一 管网布置 5 允许水头偏差率 多口孔管 首端与末端出流压力差应控制在20 以内 电磁阀流量0 02 12 6L s 使用压力调节器流量0 32 12 6L s 压力0 14 1 38MPa 使用压力调节器压力0 1 0 7MPa 管道PRS D压力调节器 主管压力分区采用压力调节器 支管 毛管采用改变管长与管径控制首端与末端出