节水灌溉 ppt课件第五章微灌工程技术.ppt

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1、第五章 微灌,微灌（包括微喷灌和滴灌），是当今最先进的灌溉技术之一。微喷灌是介于喷灌和滴灌之间的一种灌溉方法，对于密植作物，它可以进行全面喷洒灌溉，对稀植作物，可进行局部灌溉；滴灌灌水器（滴头）出流量更小一些，一般只能进行局部灌溉，微灌具有喷灌技术的所有优点，而且克服了喷灌受风影响大、耗能大、系统投资大等缺点，同时比喷罐更省水，施工难度也相对较小。但是，微灌尤其是滴灌对灌溉水水质要求较高，灌水器易堵塞问题一直是困扰和阻碍微灌技术发展的主要难题；干旱地区常有土表反盐问题；此外，裸露在地面上的毛管和灌水器的易老化和易被损坏，给管理工作带来了一定难度。,微灌工程技术,概述微灌设备与工作原理微灌工程规

2、划设计参数的确定微灌工程规划微灌系统设计微灌工程设计示例,第一节 概述,微灌的定义微灌的组成和分类微灌的优缺点微灌技术的发展与展望,一、 微灌的定义,微灌是利用微灌设备组装成微灌系统，将有压水输送分配到田间，通过灌水器以微小的流量湿润作物根部附近土壤的一种局部灌水技术微灌是以少量的水湿润作物根区附近的部分土壤，比地面灌溉节水5070 %，比喷灌省水15%20 %，灌水均匀，均匀度达 0.8 0.9,适用于所有的地形和土壤 ,特别适用于干旱缺水地区,二、 微灌的分类,微灌可以按不同的方法分类，按所用的设备(主要是灌水器)及出流形式不同，分为：滴灌（地表与地下滴灌）微喷灌涌泉灌（小管出流灌）重力滴

3、灌,微灌技术,灌水器种类,微 喷 灌,滴 灌,重力滴灌,小管出流,1、滴 灌,滴灌是通过安装在毛管上的灌水器将水、均匀而又缓慢地滴入作物根区附近土壤中的灌水形式除紧靠滴头下面的土壤水分处于饱和状态外，其它部位的土壤水分均处于非饱和状态，土壤水分主要借助毛管张力作用入渗和扩散滴灌适合于蔬菜、果树、花卉以及垄向种植的作物，各种土壤条件都适用便于实施化学灌溉（灌溉施肥），控制灌溉，在保护地蔬菜采用滴灌技术效果最佳,大田滴灌,果树滴灌,蔬菜滴灌,大型连栋温室黄瓜滴灌,大棚蔬菜滴灌,日光温室滴灌系统,滴灌的类型,固定式地面滴灌 半固定式地面滴灌 膜下滴灌地下滴灌,2、微喷灌,微喷灌是利用直接安装在毛管上

4、，或与毛管连接的微喷头将压力水以喷洒状湿润土壤微喷头包括固定或和旋转式微喷头的流量通常为20250L/h,微喷灌,微喷技术的特点它是通过有压管网将首部加压的水输送到田间，再经过特制的雾化喷头将水喷洒呈雾状进行灌溉 微喷头孔径较滴灌灌水器大，比滴灌抗堵塞，供水快微喷适合于果树、花卉、部分露地蔬菜，各种土壤条件下都适用在设施环境中灌溉花卉、育苗效果较好容易产生堵塞问题，灌溉质量受地形影响，工程造价较高，适用于经济作物灌溉,旋转式微喷头,折射式微喷头,果树微喷灌,露地蔬菜微喷灌,温室雾喷系统,苗圃微喷灌,3、涌泉灌（小管出流灌）,在我国使用的小管出流灌溉是利用4的小塑料管与毛管连接作为灌水器，以细流

5、 (射流) 状局部湿润作物附近土壤，小管灌水器的流量为80250L/h对于高大果树通常在围绕树杆修一渗水小沟，以分散水流，均匀湿润果树周围土壤,果树小管出流平面布置图,4、重力滴灌系统,重力滴灌系统是李岚清副总理2019年访问以色列同以达成的技术引进和开发由中国农业大学同以色列恩塔公司在中国共同开发、推广的一种新型节水灌溉技术重力滴灌系统以它极低的工作压力、均匀的供水方、高效的水分利用、广泛的适用条件以及明显的产出效率，已为越来越多的用户所接受,果树重力滴灌系统,温室蔬菜重力滴灌,三、微灌的优点及存在的问题,1、微灌的优点,适应性强主要表现在不要求地面平整就可进行灌溉，能够适应各种地形条件，尤

6、其适宜在山丘坡地进行自流灌溉的地方发展兼有施化肥、喷农药等功能,微灌的优点,省水微灌全部采用管道输水，灌水均匀，减少损失，因而可以节约灌溉用水。同地面灌溉相比，一般喷灌可省水30一50。由于滴灌没有喷灌时水珠的蒸发飘移损失，因此滴灌比喷灌还要省水。与地面灌溉相比，滴灌一般可省水50一70在透水性强、保水能力差的土地上省水效果更为显著。在干旱缺水地区，高扬程灌区和井灌区，省水就意味着节省能耗或扩大灌溉面积,微灌的优点,省工省地微灌实现了灌溉机械化和自动化的操作管理，可以减轻灌水的劳动强度，节省大量劳动力。可以减少杂草生长的环境，节省田间管理的工时据初步统计，微灌可节省用工2540。微灌的输水管道

7、多埋设在地下，减少了灌溉渠道所占的耕地。据统计，采用喷(微)灌后，土地利用率一般可以提高710,微灌的优点,保持水土和防止次生盐碱化微灌可以根据土壤的质地和透水性能来调整灌水量和灌水强度，因此不破坏土壤团粒结构，不会产生地表冲刷和土、肥流失现象，不会产生深层渗漏，而且可防止地下水位上升而引起的土壤次生盐碱化由于微灌能使作物根部的土壤经常保持在较高含水量的状态，因此还可以使用含有一定盐分的水来灌溉作物,微灌的优点,增产微灌不会导致地面板结，使土壤始终保持琉松、多孔相通气的良好状况，这种状况有利于土壤养分的分解和作物很系的发育，因此保持和提高了土壤肥力微灌还可以调节田间小气低增加近地表面的空气湿度

8、，滴灌能把肥料直接送到作彻的根系周围，有利于作物对养分的吸收实践证明：采用喷、微灌，粮食作物一般增产10一30%，经济作物般增产20一50%，蔬菜一般增产30一50%,微灌技术中存在的问题,不具有防干热风 ,调节田间小气候的作用作物根部易生病害；有可能产生土壤次生盐渍化滴头堵塞,微灌在我国的发展阶段,我国1974年由墨西哥政府赠送我国三套滴灌设备开始引进滴灌技术以来，已有30多年的发展历程，大体经历了以下三个阶段：,第一阶段 (19741980年)：引进滴灌设备、 消化吸收、设备研制和应用试验与试点阶段第二阶段 (19811986年)：设备产品改进和应用试验研究与扩大试点推广阶段第三阶段 (1

9、987年至今)：直接引进国外的先进工艺技术，高起点开发研制微灌设备产品,微灌技术的发展前景,根据国务院颁发的九十年代中国发展纲要的要求，2000年后要把全国农业用水的有效利用率提高10个百分点，每年将节水400亿立方米，粮食将增产800亿斤。这么宏伟的计划没有一系列的高效节水措施是不可能实现的，只有微灌技术才有可能有效地落实这个目标我国发展微灌技术，社会条件、技术条件和农民的承受能力都已具备，微溉事业一定会蒸蒸日上飞速发展,第二节 微灌设备与工作原理,一、微灌系统简介,一个完整的微灌工程，从灌溉受水点到水源，包括：灌水器各级输水管道和管件各种控制和量测设备过滤器、施肥（施药）装置水泵电机,二、

10、灌 水 器,对灌水器的基本要求灌水器的分类灌水器的结构参数和水力学特征灌水器的制造偏差,1、对灌水器的基本要求,制造偏差越小越好出水量小而稳定，受水头变化的影响较小 流道大，抗堵塞性能强 结构简单，便于制造、安装、清洗 坚固耐用，价格低廉,2、灌水器的分类与结构特点,按结构和出流形式可将灌水器分为：滴头滴灌带微喷头涌水器,2.1、滴头定义及分类,定义通过流道或孔口将毛管中的压力水流变成滴状或细流状的装置称为滴头。其流量一般不大于12 L/h滴头的分类： 长流道型滴头孔口型滴头迷宫紊流滴头压力补偿型滴头,长流道滴头,孔口滴头,迷 宫 稳 流 滴 头,压 力 补 偿 滴 头,2.2、滴 灌 带,定

11、义滴头与毛管制造成一整体，兼具配水和滴水功能的滴灌管称为滴灌带滴灌带的分类：内镶式滴灌带薄壁滴灌带滴灌带有压力补偿式与非压力补偿式两种,2.3、微喷头,定义微喷头是将压力水流以细小水滴喷洒在土壤表面的灌水器。单个微喷头的喷水量一般不超过250L/h，射程一般小于7m微喷头的分类：射流式离心式折射式缝隙式,射流式微喷头,特点有效湿润半径较大喷水强度较低水滴细小寿命较短,组成折射臂支架喷嘴,射流旋转式微喷头,射流旋转式微喷头1旋转折射臂2支架3喷嘴,折射式微喷头,组成喷嘴折射锥支架,特点结构简单没有运动部件,工作可靠价格便宜,缺点：水滴太微细,在空气十分干燥、温度高、风大的地区,蒸发漂移损失大,折

12、 射 式 微 喷 头,折射式微喷头1喷嘴2旋转折射臂3支架,离心式微喷头,特点：工作压力低雾化程度高孔口较大,1离心室2喷嘴3接头,缝隙式微喷头,工作原理： 水流经过缝隙喷出水舌，在空气阻力作用下，裂散成水滴的微喷头，一般由两部分组成，下部是底座，上部是带有缝隙的盖,2.4、小管灌水器,组成：它是由4塑料小管和接头连接插入毛管壁而成特点：工作水头低孔口大、不易被堵塞,3. 灌水器的流量与压力关系,微灌灌水器的流量与压力关系用下式表示 q=khx式中： q灌水器流量 h工作水头 k流量指数 x流态指数,流态指数x反映了灌水器的流量对压力变化的敏感程度,当滴头内水流为全层流时，流态指数x等于1，即

13、流量与工作水头成正比,当滴头内水流为全紊流时，流态指数x等于0.5,全压力补偿器的流态指数x等于0，即出水流量不受压力变化的影响其它各种形式的灌水器的流态指数在01.0之间变化,制造偏差系数,意义： 灌水器的流量与流道直径的2.54次幂成正比，制造上的微小编差将会引起较大的流量偏差。在灌水器制造中，由于制造工艺和材料收缩变形等的影响，不可避免地会产生制造偏差。实践中，一般用制造偏差系数来衡量产品的制造精度,制造偏差系数,表示方法,式中： Cv灌水器的流量偏差系数； S流量标准偏差； qi所测每个滴头的流量L/h； n所测灌水器的个数。,ASAE 标准 EP405.1 灌水器制造偏差系数分类(C

14、lassification of emiter coefficient of manufacturing variation),质量分类 滴头或微喷头 滴灌带好 Cv0.05 Cv0.1一般 0.05Cv0.07 0.1Cv0.2较差 0.07Cv0.11差 0.11Cv0.15 0.2Cv0.3不能接受 0.15Cv 0.3Cv,三、净化设备与设施,微灌系统中灌水器出口孔径一般都很小，灌水器极易被水源中的污物和杂质堵塞对灌溉水源进行严格的净化处理是微灌中必不可少的步骤，是保证微灌系统正常运行、延长灌水器使用寿命和保证灌水质量的关键措施选择净化设备和设施时，要考虑灌溉水源的水质、水中污物种类、

15、杂质含量，同时还要考虑系统所选用灌水器种类规格、抗堵塞性能等,微灌系统主要过滤设备与设施,拦污栅(筛、网)沉淀池过滤器(水砂分离器、砂石介质过滤器、筛网式过滤器),水砂分离器,优点 水砂分离器能连续过滤高含砂量的灌溉水缺点不能除去与水比重相近或比水轻的有机质等杂物，水头损失较大水砂分离器只能作为初级过滤器，然后使用筛网过滤器进行第二次处理，这样可减轻网式过滤器的负担，增长冲洗周期,水砂分离器,砂过滤器,砂过滤器又称砂介质过滤器。它是利用砂石作为过滤介质的砂过滤器主要由进、出水口、过滤罐体、砂床和排污孔等部分组成。为了使微灌系统在反冲洗过程中也能同时向系统供水，在首部枢纽往往安装两个以上过滤罐,

16、反冲洗过滤器,筛网过滤器,筛网过滤器是一种简单而有效的过滤设备。这种过滤器的造价较为便宜，在国内外微灌系统中使用最为广泛筛网过滤器的种类按安装方式分类，有立式与卧式两种；按制造材料分类，有塑料和金属两种；按清洗方式分类又有人工清洗和自动清洗两种类型；按封闭与否分类则有封闭式和开敞式（又称自流式）两种,筛网过滤器,筛网过滤器的组成筛网壳体顶盖,叠片式过滤器,叠片式过滤器是用数量众多的带沟槽的薄塑料圆片作为过滤介质工作时水流通过叠片，泥沙被拦截在叠片沟槽中，清水通过叠片的沟槽进入下游,四、施肥（施药）装置,向微灌灌系统注入可溶性肥料溶液的装置称为施肥装置,自压（压差）式施肥罐文丘里注入器注射泵活塞

17、式施肥器自动灌溉施肥器,自压式施肥罐,自压式施肥罐应用于自压灌溉系统中，使用储液箱（池）可以很方便地对作物进行施肥施药。在南方丘陵山地果园或茶园。,蓄水池,混肥池,压差式施肥罐,组成：储液罐进水管供肥液管调压阀等组成,压 差 式 施 肥 罐,施肥罐,文丘里(Venturi )注入器,文丘里注入器与储液箱配套组成一套施肥装置，利用文丘里管或射流器产生的局部负压，将肥料原液或pH值调节液吸入灌溉水管中构造简单，造价低廉，使用方便主要适用于小型灌溉系统向管道中注入肥料或农药,文 丘 里 注 肥 器,高压区,低压区,文丘里,水流方向,水加肥,肥料溶液,注射泵,注射泵同文丘里注入器相同是将开敞式肥料罐的

18、肥料溶液注入灌溉系统中优点：是肥液浓度稳定不变，施肥质量好，效率高。可以实现灌溉液EC、P值实时自动控制的施肥灌溉，即可严格控制混合比。缺点：其吸入量不易调节且调节范围有限，另外还存在工作稳定性较差、系统压力损失较大,注 射 泵,活塞式施肥器,活塞式施肥器是目前国际上较先进的一种施肥器优点：注入比例由外部调整并很精确，有多种规格选用，混合液直接经出水口注出，内设滤网自行过滤，工作压力低，运转噪声小缺点：压损大、价格高,自动灌溉施肥器,工作原理：当水流过施肥泵时，驱动主活塞，与之相联的注入器活塞跟随上下运动，吸入待注的肥料液并注入混合室，混合液直接进入出口端管路中，实现精确的肥料液比例控制自动灌

19、溉施肥可编程控制器实现对灌溉施肥过程的全程控制，保证作物及时、精确的水份和营养供应系统组成：灌溉首部、自动控制装置、施肥系统,自动灌溉施肥器,第三节 微灌系统规划设计参数,一、作物需水量的计算,利用参考作物需水量的计算 ETC=KCE0根据蒸发皿蒸发量估算,根据灌溉试验经验确定,二、微灌耗水强度,微灌耗水强度(日耗水量),三、灌溉补充强度,在干旱地区降雨量很少，地下水很深，作物生长所消耗的水量全部由微灌提供。此种情况灌溉补充强度至少要等于作物的耗水强度，即,式中 Ia微灌的灌溉补充强度，mmd；,微灌的灌溉补充强度取决于作物耗水量、降雨量和土壤含水量条件，通常有以下两种情况：,当有其它来源补充

20、作物耗水量时，微灌只是补充作物耗水不足部分，此时微灌补充强度为：,式中 Po有效降雨量；mmd； S根层土壤或地下水补给的水量，mmd,四、微灌土壤湿润模式,五、微灌土壤湿润比,定义： 微灌时被土壤湿润的土体占计划湿润层深度土体的百分比影响湿润比的因素： 毛管的布置方式，灌水器的类型和布置方式，灌水器的流量和大小，土壤的种类和结构,计算土壤湿润比的方法,根据毛管和灌水器布置方式，计算公式如下：单行直线毛管布置,土壤湿润比，； 水分扩散直径或湿润带（m），大小取决于土壤质地、滴头流量和灌水量的大小 灌水器或出水点间距，m 毛管间距，m,双行直线毛管布置,对毛管的窄间距，m； 对毛管宽间距，m；

21、与 对应土壤湿润比， 与 对应土壤湿润比， 作物行距，m,式中：,设计土壤湿润比的确定,果树：北方干旱和半干旱地区，设计土壤湿润比可取2030；南方，可取2535。蔬菜和大田密植作物7090,设计灌水均匀度,灌水均匀度的表示,灌水器平均流量,Cv均匀系数,qi灌水器流量,N灌水器个数,式中：,设计灌水均匀度的确定 灌水均匀度高，灌水质量好，水利用率高，但投资和运行费高，应根据作物、经济价值、水源、地形、和气候等综合确定一般建议：取 Cv0.900.98 或qv=10%-30%,均匀度与流量偏差的关系Cv () 98 95 92qv (%) 10 20 30,工作水头偏差率和流量偏差率,hv工作

22、水头偏差率hmax灌水器的最大工作水头，mhmin灌水器的最小工作水头，mhd灌水器的设计工作水头，mqv灌水器流量偏差率qmax灌水器的最大流量，L/hqmin灌水器的最小流量， L/hqd 灌水器的设计流量， L/h,x - 流态指数,水头偏差的分配,水头偏差分配方法式中： 毛管允许的水头差 支管允许的水头差 允许的水头偏差（根据设计均匀度确定） 灌水器工作水头,干管,支管,毛管,支管,一区,二区,灌溉水利用效率的确定,常用下式表示微灌有效利用率，即,由于微 灌的水量损失很小，建议微灌的灌水有效利用系数 取0.90.95,灌水器设计工作水头的确定,灌水器的工作水头越高，灌水均匀度越高，但系

23、统的运行费用越大灌水器的设计工作水头应根据地形和所选用的灌水器的水力性能决定,滴灌时通常为10m水头涌泉灌时，工作水头可为57m微喷时工作水头一般以1015m为宜,第四节 微灌系统规划,规划任务规划原则基本资料收集水力计算 微灌工程总体布置,一、规划的任务,勘测和收集基本资料根据当地的自然条件，社会和经济状况等，论证工程的必要性和可行性 确定工程的规模和微灌系统的控制范围根据水源位置、地形和作物种植情况，合理布置引、蓄、提水源工程、微灌枢纽位置和骨干输配水管网提出工程概算,二、规划原则,微灌工程的规划，应与其它的灌溉工程统一安排微灌工程规划应考虑多目标综合利用微灌工程规划要重视经济效益因地制宜

24、地合理地选择微灌形式近期发展与远景规划相结合,三、资料收集,形地资料土壤资料：土壤质地、田持、渗透系数等作物分区：果树应搜集树种，树龄、密度、走向等。产量与农业措施：灌溉方法，施肥方法。灌溉情况：现有灌水方法，灌水经验等水文资料：取水点来水系列及年内月分配资料，泥沙含量，水井位置，供电保证率，水井出水量，PH值 气象资料：逐月降雨、蒸发、平均温度、湿度、风速、日照、冻土深 其它社会经济情况：行政单位人口，土地面积，耕地面积，管理体制等,四、水力计算,灌溉用水量 灌灌毛供水强度为: Ig=Ia/水 灌溉供水量为 W=0.667 IgA,用水分析,式中 Ig微灌毛用水强度，mmd Ia微灌补充强度

25、，mmd ; 水灌溉水利用系数，水=0.90.95 W每日灌溉供水量，m3d A灌溉面积，亩,人畜生活及村乡工副业用水量,供水分析的任务是研究水源在不同设计保证率年份的供水量、水位和水质，为工程规划设计提供依据，微灌工程水源通常有以下几种类型,供水分析,井、泉类水源 河渠类水源 塘、坝类水源,微灌水量平衡计算,已知来水量确定灌溉面积,式中： A井水可灌面积，亩； Q 微灌用水井可供水量，m3/d I微灌作物耗水强度,mm/d,微灌工程总体规划,灌区范围的确定 水源工程的布置 系统首部枢纽和输水干管的布置,第五节 微 灌 系 统 设 计,一、微灌系统布置,毛管与作物种植方向一致支管垂直于等高线布

26、置毛管沿支管两侧布置固定式（果树），移动式（大田）首部枢纽（井、水泵）毛管和灌水器的布置,灌 水 器 布 置（滴灌）,滴灌时毛管与灌水器的布置（a）单行毛管直线布置（b）单行毛管带环状布置（c）双行毛管平行布置1灌水器；2绕树环状管；3双行毛管平行布置,微喷灌时毛管与灌水器的布置,（a）单向微喷局部喷洒 （b）双向微喷头局部喷洒（c）全圆微喷头全面喷洒（d）全圆微喷头局部喷洒1毛管；2灌水器(微喷头）；3喷洒湿润区；4果树,二、灌溉制度的确定,1. 灌水定额,灌水定额：是指作为微灌系统设计的单位面积上的一次灌水量，如果用灌水深度表示，可用下式计算，即式中： 设计灌水定额 允许消耗的水量占田间持

27、水量的比例（） 对于需水敏感性植物； =2040 对于耐旱作物或控水生生育阶段 =3040 土壤田间（体积百分率持水量，） 凋萎含水量（体积百分率持水量，） 计划湿润层深度（m），一般蔬菜0.200.30m；果树0.31.0m 土壤湿润比，70%90%,2、设计灌水周期,设计灌水周期：滴灌设计灌水周期是指按一定的灌水定额灌水后，在作物适宜土壤含水率的条件下，保障作物正常生长的可能延续时间T，用下式计算，即,式中： T灌水周期（d）； e作物需水旺盛日平均耗水量（mm/d）,3. 一次灌水延续时间,一次灌水延续时间：一次灌水延续时间是指把设计灌水定额水量，在不产生径流的条件下，均匀分布于保护地田

28、间所用的灌水时间，用下式计算，即 式中： t 次灌水延续时间（h）； 设计灌水定额（mm）； 滴头间距（m）； 毛管间距（m）； 滴头流量（l/h）,4. 轮灌区数目的确定,轮灌区数目的确定：对于固定式滴灌系统，轮灌区数目可按下式计算：,式中：N 轮灌区数目（个） K 水泵每天开启时间比例，通常选0.50.8 t 每条或每组开启的时间（h） T 灌水周期（d）,对于移动式微灌系统可按下式计算：,滴灌系统控制面积内毛管移动的次数,t 每条或每组开启的时间（h）,式中：,5. 一条毛管的控制灌溉面积,对于固定式微灌系统，毛管固定在一个位置上灌水，控制面积按下式计算：,式中：f每条毛管控制的灌溉面积

29、（m2） Sl毛管间距，m L毛管长度（m），移动式滴灌系统中为出流毛管长度,5. 一条毛管的控制灌溉面积, 一条毛观每次移动的距离（m）,式中：,对于移动式微灌系统，一条毛管控制的灌溉面积按 式计算：,6. 控制灌溉面积大小的计算,在灌溉水源能够得到充分保证的条件下，滴灌面积的大小取决于管道的输水能力。对于水源流量不能满足整个区域需要时，滴灌面积为,式中：,滴灌系统控制的灌溉面积（m2）,每条毛管控制的灌溉面积（m2）,水源流量（l/h）,每条毛管的输水流量（l/h）,同时工作的毛管条数,轮灌组数量,7. 微灌工作制度确定,续灌轮灌,续 灌,续灌是对系统内全部管道同时供水，灌溉面积内所有作物

30、同时灌水的一种工作制度优点：每株作物都能得到适时灌水；灌溉供水时间短，有利于其他农事活动的安排缺点：干管流量大，增加工程的投资和运行费用；设备的利用率低；在水源流量小的地区，可能缩小灌溉面积,轮 灌,较大的微灌系统为了减少工程投资，提高设备利用率，增加灌溉面积，通常采用轮灌的工作制度一般是将支管分成若干组，由干管轮流向各组支管供水，而支管内部则同时向毛管供水,A 划分轮灌组的原则,轮灌组的数目应满足作物需水要求，同时使水源的水量与计划灌溉的面积相协调每个轮灌组控制的面积应尽可能接近相等轮灌组的划分应照顾农业生产责任制和田间管理的要求为了便于运行操作和管理，通常一个轮灌组管辖的范围宜集中连片，轮

31、灌顺序可通过协商自上面下或自下而上进行。,B 轮灌组数目的确定,按作物需水要求，全系统轮灌组的数目划分如下对于固定式系统 NCT/t对于移动式系统 NCT/n移t,式中 N 允许的轮灌组最大数目，取整数 c 一天运行的小时数，一般为1220h T 灌水时间间隔(周期)，d t 一次灌水延续时间，h n移 一条毛管在所管辖的面积内移动的次数,实践表明，轮灌组过多，会造成务农户的用水矛盾。按上式计算的N值为允许的最多轮灌组数，设计时应根据具体情况确定合理的轮灌组,三、管网水力计算,微灌系统各级管道布置好以后，即可从最末端或最不利毛管位置开始，逐级推算各级管道的水头损失（沿程水头损失和局部水头损失）

32、同一条支管上的第一条毛管最前端出水孔处水头与最末一条毛管最末端出水孔处水头之间的差值，不超过滴头设计工作压力的20，流量差值不超过10,1. 沿程水头损失,沿程水头损失,式中：,hf沿程阻力损失（m）Q管道流量（m3/h）D管道内径（mm）L管道长度（m）,本公式具体应用于塑料管,沿程水头损失公式中的f、m、b值,注：n为粗糙系数。,当管道有多个出水口时，管道的沿程阻力应考虑多口出流对沿程阻力的折减问题，多口出流折减系数k如下表所示，对应计算公式为,折减系数,微灌管道水头损失常用的计算公式,勃拉休斯公式：,式中： hf沿程水头损，m Q流量，m3/h D管道内径，mm L管道长度， m,微灌管

33、道水头损失常用的计算公式,山西水科所公式,表 多孔出流折减系数表,2. 局部阻力损失,式中： 管网局部阻力（m） 管网某处局部阻力系数 管道内水流流速（m/s） 重力加速度工程设计中为了计算方便，局部阻力损失也常按沿程阻力损失的10估算,3. 管道系统设计,管道系统设计包括各级管道的管材与管径的选择、各级固定管道的纵剖面设计管道系统的结构设计,管材的选择,应该根据滴灌区的具体情况结合各种管材的特性及适用条件进行选择一般情况下，对于地理固定管道，可选用钢筋混凝土管、钢丝网水泥管、石棉水泥管、铸铁管和硬塑料管。塑料管易老化，应尽量避免经常暴露在阳光下使用，缩短使用寿命,管径的选择,通常选用同一级管

34、道在各轮灌组中可能通过的最大流量，作为本级管道的设计流量，依据这个设计流量来确定管道的管径若某一级管道，其最大流量通过的时间占管道总过水时间的比例甚小，也可选取一个出现次数较多的次大流量，作为管道的设计流量来确定管径,支管管径的确定,考虑地形高差Z的影响时上述规定可表示为：,两滴头进水口高程差（实际上就是两滴头所在地的地面高差）可以从系统平面布置图中查取。则即可求出。利用公式,在其他参数已知的情况下反求管径，就是该支 管可选用的最小管径的计算值管材的管径已标准化、系列化。因此，还需按管材的标准管径将计算出的管径规范取整,支管以上各级管道管径的确定,一般情况下，经验公式估算管道的直径：,当Q12

35、0m3/h时,式中：D管径（mm） Q管道流量（m3/h）,管道纵剖面设计,管道纵剖面设计应在系统平面市置图绘制后进行设计的主要内容是确定各级固定管道在平面上的位置及各种管道附件的位置管道的纵剖面应力求平顺，减少折点，有起伏时应避免产生负压,埋深及坡度,埋深指管顶距地面的垂直距离，理深应根据当地的气候条件、地面荷载和机耕要求确定在公路下埋深应为0.71.2m在农村机耕道下埋深为0.50.9m寒冷地区，埋深应在最大冻土层深以下一般在地形条件许可的情况下，管径小、基础稳定性好的管道坡度可陡一点；反之应缓些。总的来说，管道坡度不得超过1:1，通常控制在1:1.51:3以下,四、微 灌 设 计 实 例

36、,（一）、设计基本资料,西北某苹果园面积194亩，株行距为33米，地形平坦，土层厚度1.5米，1.0米土层平均容重1.32t/m3，田持(占土体体积)为21，多年平均降雨量250mm，多年平均蒸发量1500mm，果园南边有一水井，出水量为50m3h，动水位为20米，按田间试验，该地苹果最大耗水量为5mmd,果园平面布置图,（二)、滴灌系统规划设计参数确定,滴灌设计日耗水强度I5mmd滴灌土壤湿润比不得小于30设计供水均匀度98灌溉水利用系数95,(三)、水量平衡计算,用水分析：选取设计典型年，计算典型年的灌溉用水量和用水过程降雨频率50一中等年降雨频率75一中等干旱年降雨频率8590-干早年微

37、灌工程一般采用降雨频率7590的水文年作为典型年,来用水平衡计算确定过程规模，如灌溉面积，蓄水工程规模本例水泵开机时间取15小时，A=5015/(0.6675)=224亩可控制微灌面积224亩194亩,(四)、选择灌水器类型与确定毛管布置方式,选用进口滴灌管(以色列NaanTif)，该滴灌管滴头工作参数： 工作水头hd=10米时，滴头流量为2.3Lh。选择滴头间距为1m的滴灌管，每行果树布置一条滴灌管,湿润比计算,一般，当滴头流量为2升/时，在砂壤土中的湿润直径为0.8-1m（经验值）,(五)、根据设计灌水均匀度计算毛管最大铺设长度,当设计灌水均匀度为98时，小区最大流量偏差qv=0.1，则小

38、区最大水头偏差：,将有关数据代入上式得：,设计灌水均匀度的确定 灌水均匀度高，灌水质量好，水利用率高，但投资和运行费高，应根据作物、经济价值、水源、地形、和气候等综合确定一般建议：取 Cv0.900.98 或qv=10%-30%,均匀度与流量偏差的关系Cv () 98 95 92qv (%) 10 20 30,根据公式,计算得 hmax11.2m，hmin 9.3m小区内滴头最大水头差11.2-9.3=1.9米 根据支毛管水头差分配比：,毛管最大允许铺设长度(采用试算法),毛管水头损失,当L=150米时，hf =1.51m当L=140米时，hf =1.25m 当L=130米时，hf =1.02

39、m当L=100米时，hf =0.5 m,根据地形情况，取毛管长度L=100m，此时，毛管水头损失为 hf0.5m,(六)、布置管网系统,水井出水量50m3/h单条毛管长度100米，每米一个滴头，每个滴头流量2.3升时，则每条毛管流量 Q毛1002.3230升时0.23m3h每个轮灌组毛管条数n=500.23=217条 取为偶数条，即216条整个灌区毛管总条数(3米一条毛管)为： 324m34432条轮灌组数为4322162,(七)、轮灌组划分,根据轮灌组划分的原则，此题中，比较好的轮灌组划分为第和第灌水小区为一个轮灌组第和第灌水小区为一个轮灌组为说明管网水力学计算过程，我们将第I和II灌水小区

40、划分为第一轮灌组第III和第灌水小区划分为第二轮灌组,1 支管水力计算,由于当毛管为100m时，毛管水头损失为0.5m，而小区内滴头最大水头差为1.9m，则支管最大允许水头差或水头损失为1.9-0.51.4m管选用D63PE管(内径53mm)管上毛管条数27 条，即27个出水口管进口总流量Q0.232272.42m3h支管长度L27381m支管水头损失 hf1.43m1.4米(支管允许水头损失),2 分干管水力计算,分干管选用PVC管，分干管流量Q=27220.23 = 24.84m3/h利用经济管径计算公式：,初选管径D=75mm（内径70mm）分干管水头损失 hf 4.42m,3 干管水力

41、计算,一般，以最不利轮灌组计算确定干管直径，在确定了水泵扬程后，到推确定其他轮灌组分干管或支管的直径此题中最北面的第I和II灌水小区构成的轮灌组为最不利轮灌组干管总流量：Q24.84249.68m3h干管长度263m利用经济流速初选干管管径选D=110PVC管(内径103mm)作为干管干管水头损失=6.27m,4 首部枢纽水头损失计算,首部枢纽水头损失包括：闸阀、过滤器、施肥器、管件和泵管等查阅设备样本，确定各部件的水头损失总水头损失考虑hf首部15m,5 水泵扬程确定与水泵选型,水泵扬程滴头允许最小工作水头+毛管水头损失+支管水头损失分干管水头损失+干管水头损失+首部水头损失+动水位f9.3

42、+0.5+1.4+4.42+6.27+15+2056.89m 水泵流量Q49.68m3h选定水泵型号,6 计算其他轮灌分干管直径,第二轮灌组中分干管-2管径计算利用水泵性能曲线确定系统流量时的实际扬程，假定与计算的扬程没有变化，可由水泵扬程推算出第2分干管入口压力h2分干管水泵扬程一动水位一首部水头损失分干管进口至第2分干管入口处的水头损失56.89-20-15-2.419.49m由前面计算可知，分干管进口水头为10.9m，两者相差8.59m分干管2需要将8.59m水头消去，选择变径组合，即选D63PVC管55米加上D75PVC管45米，其总水头损失约为8.59m,九、首部枢纽设计十、绘制系统布置图十一、材料单与预算十二、经济分析十三、施工注意事项十四、运行管理注意事项,End,