喷灌与滴灌系统清楚明了

第四章喷灌和滴灌

地面灌溉，有如下缺点：1、水利用率低；2、灌水质量差；3、劳动强度大。因而对水源比较缺乏地区，可采用更为先进的灌水方法，即管道灌溉。它又可分为喷灌、滴灌、渗灌。第一节喷灌

一、概述1、定义：利用机械加压或利用高处自然水头，使水通过管道经过喷头喷射到空中，并散成水滴洒落到田面上，如同降雨一样，湿润土地的方法。2、发展简史（略）二、喷灌系统的组成与分类

（一）组成1、水源工程；2、水泵机组；3、管道系统、干管、支管、竖管（立管）；4、喷头。（二）分类喷灌系统一般可分为管道式和机组式喷灌系统两类。者以管道为主体，即管道是这类系统中设备的主要组成部分；后者以机组为主体，即以喷灌机为主体。（二）分类

1、管道式喷灌系统，根据管道的可移动程度，将管道式喷灌系统划分为：（1）固定式管道：优点：操作管理方便；缺点：投资高。（2）移动式管道：优点：投资低；缺点：操作管理不便。（3）半固定式管道：优、缺点：介于以上两者之间2、机组式喷灌系统，根据喷灌机的工作特点，将机组式喷灌系统划分为：（1）小机组定喷式；（2）时针式。（3）平移式。三、喷头与管道的种类与选择

（一）喷头1、喷头种类（1）按压力分：其中低压喷头、中压喷头最常用。（2）按结构分（3）旋转式喷头2、摇臂式喷头组成与工作原理与主要型号（1）组成（2）工作原理（3）主要型号。

摇臂式喷头（二）管道

要求：能承受设计工作压力，价格便宜，便于运输施工。固定管道：铸铁管，钢管，钢丝网合管，塑料管等，较常见的有钢丝管和塑料管。移动管道：薄壁铝合金管，塑料管。铝合金管

UPVC管四、技术要素

（一）喷灌强度定义：单位时间喷洒在灌溉土地上的水深（mm/h，mm/min），或单位时间喷洒在单位面积上的水量。可能对某一点，即点喷灌强度；也可能对某一个面，即面喷灌强度。1、点喷灌强度和平均喷灌强度

（一）喷灌强度

2、单喷头喷灌时喷灌强度有全圆喷灌和扇形喷灌两种（1）全圆喷灌控制面积：A=πR²，（m²）则喷灌强度：=，（mm/h）（2）扇形喷灌扇形喷灌，为喷灌中心角（度），则：＝（mm/h）（一）喷灌强度

3、喷头组合喷灌时喷灌强度（1）单支管多喷头∵

（一）喷灌强度

（2）多喷头多支管

若支管喷头间距L，支管间距b，则A有效＝Lb若风速v＞1m/s，应考虑kW喷头控制制面积表表喷头组合A有效单喷头全圆

单喷头扇形

单支多喷头多支多喷头Lb风系数表表KW注：1、、v以m/s；；2、单支多喷喷头全园园喷灌时时，若既既不平引引也不垂垂直，则则线性内内插；3、本表表适用范范围v＝１－5.5m/s。设计时要要求≤［［ρ］，防止产生生地表经经流。运行情况KW单喷头全圆1.15v0.314单支多喷头全圆支管垂直于风向1.08v0.194支管平行于风向1.12v0.302多支多喷头1（二）喷喷灌均匀匀度定义：喷喷灌面积积上水量量分布的的均匀程程度，用用喷灌均均匀系数数表示，，是衡量量喷水均均匀程度度的主要要指标。。式中：——喷灌灌均匀系系数；—各点平平均喷灌灌水深；；—各点喷喷灌水深深高差。。算术平均均数：（三）喷喷灌雾化化度定义：喷喷灌水滴滴的细小小程度。。要求：水水滴直径径＜3mm，但水滴直直径不便便测量和和设计使使用。水滴太大大，会击击伤作物物，破坏坏土壤。。水滴太小小，蒸发发太大，，受风影影响大。。用H/d反映雾化化程度。。若喷头工工作压力力hp（Kpa），喷嘴直径径d（mm）则：Pd=100hp/d∵∵1mH2O＝10KPa∴1KPa=0.1mH2O=100mmH2OPd越大，说说明雾化化度越高高，水滴滴直径越越小；设设计时要要求在适适宜范围围内。五、管道道式喷灌灌系统规规划设计计设计内容容与步骤骤：1、勘测测收集基基本资料料；2、喷灌灌系统选选型和管管道总体体布置方方案；3、喷头头选型及及其组合合；4、喷灌灌系统布布置，确确定喷灌灌制度和和工作制制度；5、管道道设计；；6、选择择水泵及及动力机机；7、设备与投投资预算算。（一）勘勘测收集集基本资资料1、地形形资料；；2、水文文资料：：水质、、流量、、水量和和水位资资料3、气象象资料：：气温、、雨量、、湿度、、日照、、风向是是制定灌灌溉制度度的依据据。喷灌灌的重点点是受风风影响较较大，因因而重点点收集风风速、风风向。4、土壤壤资料：：指土壤壤质地，，孔隙率率，田间间持水率率，渗吸吸速度等等。5、作物物种植情情况：指指作物种种类，种种植情况况，分布布位置，，计划湿湿润层深深度，适适宜含水水量上、、下限等等。6、其它它资料：：如现有有动力设设备的数数量，规规格与使使用情况况，电力力供应情情况，材材料供应应情况。。（二）选选型与总总体布置置方案1、选型型（1）固固定式（2）移移动式（3）半半固定式式2、布置置方案（1）喷喷灌泵站站应位于于灌区中中心，可可使管道道较短，，节省投投资，便便于管理理；（2）在在坡面上上，干管管应沿主主坡方向向布置；；（3）尽尽可能将将支管布布置垂直直于主风风向，避避免与主主风向平平行；（4）支支管与耕耕作方向向平行；；（5）力求各支支管长度度一致。。（三）喷喷头选型型及组合合1、喷头头选择工作参数数――工工作压力力，喷嘴嘴直径；；性能参数数――喷喷头流量量，射程程。为满足作作物对水水滴雾化化度的要要求，雾雾化指标标Pd应正处范范围之内内（三）喷喷头选型型及组合合2、确定定喷头组组合形式式一般采用用全圆喷喷灌，具具体组合合形式：：正方形、、正三角角形、长长方形、、等腰三三角形。。正方形――适应风风向多变变，或风风影响较较小时；；长方形――有稳定定风向；；正三角形形―风影影响较小小时，有有风时易易产生漏漏喷，且且支管较较密，工工程不经经济；等腰三角角形―――有稳定定风向，，使支管管垂直风风向。（1）喷喷头组合合问题1）确定间间距系数数

风速m/s最大间距射程比喷头不等间距布置

喷头等间距布置垂直风向平行风向0.3~1.61.01.31.1~1.01.6~3.41.0~0.81.3~1.11.0~0.93.4~5.40.8~0.61.1~1.00.9~0.7喷头组合间距：：L＝KLR（L为支管喷头间距距）b=KbR（b为支管间距）2、确定喷头组组合形式2）验算喷灌头头时强度在选择喷头时已已验证了雾化度度指标，在确定定L、b后，均匀系数≥≥75%，还需需验算：式中：――设计喷喷灌强度；―允许喷灌强度度。（五）确定喷灌灌制度和工作制制度1、计算灌溉制制度（1）计算喷灌灌灌水定额（2）灌水时间间指一次灌水需要要的小时数：t=m设/ρ（五）确定喷灌灌制度和工作制制度2、计算同时工工作的喷头数（1）同时工作作的喷头数采用轮灌，在T时间灌完。式中：T——喷灌周期，（d）；e—作物平均耗水量量。F——整个灌区面积；；c—一天喷灌系统有有效工作小时数数。（五）确定喷灌灌制度和工作制制度（2）同时工作的的支管数若各条支管长度度相同，喷头数数均为n喷头，则3、确定支管的的轮灌方式（1）N支＝2；（2）N支＝3；（3）N支＞3，同理分分析确定。（六）管道设计计1、管材选择地埋式固定可用用钢管、混凝土土管、自应力钢钢丝网管、石棉棉水混管、铸铁铁管、塑料管。。地面移动管道：：薄壁钻营、薄薄壁镀锌管2、管径选择（1）干管管径径一般从经济角度度进行选择：管径越大，则H损越小，运行费费用越小，但投投资大；管径越小，则H损越大，运行费费用越大，但投投资小；见下图图：一般确定A很难故，采用经经验公式：Q＜120m3/h，；；Q≥120m3/h，。。式中：D―经济管径（mm）；Q―设计流量（m3/h）。2、管径选择（2）支管管径径原则：力求使支支管上各喷头喷喷水量均匀一致致，较为经济。。故：同一支管首首末端压力≤20％（此时喷喷水量≤10％％），即：水水头损失＝hw+ΔZ≤0.2hp式中：hw—首末两喷头间支支管的水头损失失，（m）；ΔZ—首末两端喷头高高程差，（m）；下坡支管ΔZ为负；上坡支管ΔZ为正。3、管道水力计计算（1）沿沿程水头损失失hf:式中：f―沿程摩阻系数；；L―管长；Q―流量；d―管内径；m―流量指数；b―管径指数。（2）局局部损失式中：k―局部阻力系数；；―管中流速。（七）选择水泵泵和动力1、计算系统的的设计流量和扬扬程Q＝N喷头×q式中：N喷头―同时工作作喷头数；Q―喷头设计流量（（m3/h）。2、扬程式中：——喷头工作压力力；—典型喷头与水水源水位的高差差；―局部损失之和和。3、选择水泵和和动力根据Q、H选择水泵。第二节滴灌灌滴灌是将一定压压力的水，经过过滤后通过管道道滴头均匀地滴滴入植物根部附附近的土壤。滴灌主要依靠重重力湿润土壤，，所以不破坏土土壤结构。一、组成由水源，首部枢枢纽，输水管道道和滴头四部分分组成。1、过滤器2、肥液注入装装置3、水泵4、管道5、滴头二、滴灌系统布布置1、灌水定额式中：——设计灌水水定额（mm）；—允许消耗水量占占土壤有效持水水量的比例；—土壤有效持水水量；p—滴灌后地面下30