农田水利学第二章 灌水方法(喷滴灌)

1、 灌水方法与灌水技术第二章 灌水方法与灌水技术 第一节 概述 灌水方法的基本类型灌水方法灌水方法地面灌地面灌微灌微灌渗灌渗灌喷灌喷灌 灌水方法与灌水技术二、灌水方法选择的要求 1.定量灌溉 2.灌水质量高灌水均匀、水分利用效率高、对土壤结构破坏少 3.成本低，易于掌握和推广使用。 4.方便与奇特农业措施配合施肥、喷药、控制病虫害。 5.促进农业生产环境改善和可持续发展。 灌水方法与灌水技术三、灌水评价指标 灌溉水量的去向：（1）储存于计划湿润层V1（2）深层渗漏V2（3）蒸发漂移V3（4）地表径流V4 灌水方法与灌水技术1.田间灌溉水有效利用率Ea储存于计划湿润层中的水量占实际灌水量的比值。要

2、求Ea大于0.85 超量灌溉； 渗漏过多； 漂移、蒸发过大。田间水利用系数?田 灌水方法与灌水技术2、田间储水效率Es 储存于计划湿润层的水量与设计储水量的比值。 表示灌溉需水被满足的程度。 与灌水量和Ea有关 灌水方法与灌水技术3、灌水均匀度 灌水后土壤入渗水量的均匀程度。 不是计划湿润层内的均匀程度。 一般要求Ed大于0.85. 与灌水方法有关。 灌水方法与灌水技术第二节 地面灌水方法透水底板上的非均匀流 灌溉水在田面上向前推进，同时向土壤入渗； 流速和流量沿程减小。 推进曲线与消退曲线 湿润峰位置随时间的变化； 落干峰随时间的变化（有坡度时） 同一位置，推进曲线与消退曲线之间的时间差为入

3、渗时间。 灌水方法与灌水技术一、畦田灌溉 适合密植条播、撒播的作物 1.畦田布置： 沿着长边方向有一定坡度（水平畦田） 沿短边方向必须平整防止横向流动。 2.畦田规格 畦田的长度、宽度、纵向坡度、畦埂高度等。 若畦田过长，可能导致前段入渗过多而后段入渗不足。 灌水方法与灌水技术3.畦田灌水技术 选择适合的畦田长度、宽度、单宽流量和放水时间 宽度一般由种植作物确定，避免横向水流。 一般2-4m，小畦灌0.5-1.0m 采用定量灌溉时，放水时间由畦长和单宽流量确定 B*L*m=q*B*t，即t=L*m/q 此时的灌水一般大于计算出的灌水定额？ 灌水方法与灌水技术(1)当和一定时（已成灌区） 选择合

4、适的，使灌水均匀度最大。 模拟水流推进和消退曲线，使二者尽可能平行。 不能引起冲刷。 若渠道流量过小，可减小畦田宽度，或者实行轮灌。 改水成数 当供水停止时，水流推进的长度与畦长之比。 若发现横向流动严重，应减小畦田宽度。 灌水方法与灌水技术（）和确定（新灌区） 选择适宜的和组合，使灌水尽可能均匀。 若达到最大时，仍然无法满足均匀度要求，可考虑采用长畦分段灌。 采用软管，逐次后退，逐段灌溉。 为了满足储水效率要求，可能需要加大灌水定额。 造成水量浪费。 灌水方法与灌水技术二、沟灌 主要依靠毛管力向沟壁和沟底渗透湿润土壤； 水流部分依靠重力向沟底入渗， 不破坏土壤结构，不容易板结 可以利用沟道蓄

5、积降雨 若在坡地等高修建沟埂，具有水保作用。 棉花、玉米、烟草、辣椒等。 灌水方法与灌水技术1.沟道的规格 沟道的间距 取决于作物种类，一般和行距相等。 透水性强的土壤，沟距较小，使相邻沟土壤湿润范围交叉。 沟道深度 与作物栽培要求有关； 沟道长度 与土壤透水性有关。透水性强，可缩短。 一般30-100m。 灌水方法与灌水技术2.沟灌灌水技术 寻找合适的入沟流量和沟道长度，使灌水质量最佳。 （1）长度L和q均未知 根据不同组合，模拟或者试验得出最佳组合； 得出适宜的防水时间。 （2）当长度L一定时，寻找适宜的流量； 满足：qt=B*L*m 灌水方法与灌水技术（3）若防水结束后，沟道内无积水 沟

6、口的防水时间由设计入渗水深确定；m=kt1-a 入沟流量和长度的关系 qt=m*a*L 或L=qt/(m*a) 若已知，可求；若质量较差，缩短； 关键：必须使和相互配合，推进曲线和消退曲线尽可能平行。 灌水方法与灌水技术、涌流灌溉 向沟道（渠道）间歇供水，利用水流的平整作用和减渗效果，增加单位水量的推进长度，减少灌溉定额。 技术关键: 间隔时间：足以影响土壤糙率和入渗速率； 放水时间和单宽流量。 适合畦田、沟道比较长的情况。 灌水方法与灌水技术4、膜上灌 在沟道、畦田敷设地膜，在地膜上进行灌溉。 通过放苗孔后者放水孔入渗 优点：入渗少，推进快，渗漏少； 均匀、省水； 蒸发少。 灌水方法与灌水技

7、术5、细流沟灌 较小的入沟流量； 0.5-1.0L/s 沟内水深较小； 水流推进到沟道末端被完全入渗。 与流量配合，被全部消耗与推进长度上。 选择适合的长度，使得灌溉均匀度满足要求。 灌水方法与灌水技术6、隔沟交替灌溉（分根交替灌溉） 原理： 胁迫根系发出的化学信号，调节地上部分气孔和耗水过程 可用前述任何灌水方法。 灌水方法与灌水技术四、淹灌 水稻、水生蔬菜、淋洗等。 关键因素： 平整程度； 入田流量； 不能冲刷 格田的规格 田埂高度。 蓄水控灌要高一些。 灌水方法与灌水技术第三节第三节 喷灌（喷灌（Sprinkle irrigation）第三节第三节 喷灌（喷灌（Sprinkle irri

8、gation） 利用专门设备将有压水输送至灌溉地段，喷射到空中，以降雨方式进行灌溉。 优点：均匀、地形适应性强、可调节湿度和温度、机械化程度高 缺点：造价高、受风影响大。打击强度过大可能伤害幼苗。一、喷灌系统的组成 水源工程 首部枢纽 水泵、动力设备、保护装置（安全阀）。 输配水压力管道及管件 喷头与支架二、喷灌分类 固定式喷灌系统 除喷头外，其他部分在整个灌溉季节固定不动 干管、支管多为地埋式管道 移动喷灌 系统各部分可以移动 设备利用率高，成本低。 半固定式喷灌 动力、水泵和干管固定，支管和喷头移动。三、喷头与管道 1、喷头种类按压力分类：高压喷头、低压喷头、中压喷头按结构分类：旋转式、固

9、定式、喷管带 2、喷头参数工作压力、射程、流量和雾化指标；雾化指标：压力与喷咀直径的比值。3、喷灌管道 金属管：薄壁铝管、钢管 塑料管：PVC、管； 混凝土管（少）管道的管径按照相关标准生产，非连续。四、喷灌技术参数 1、喷灌强度点喷灌强度平均喷灌强度：各点喷灌强度算术平均值。设计系统喷灌强度： 考虑喷头重叠情况下的喷灌强度； 用单喷头的实际控制面积计算。喷灌设计强度要低于土壤入渗速率（允许喷灌强度），避免产生径流 喷灌的地形适应性强的原因之一。2、喷灌均匀度 喷灌面积上水量分布的均匀程度大于0.85 随着距离增加，水量减少； 采用适宜的喷头布置，通过喷洒范围的叠加，可以获得较高的喷灌均匀度。

10、3、水滴打击强度 水滴对作物和土壤的打击动能； 与雨滴大小、降落速度有关 通常用雨滴大小和雾化指标表示 反应雨滴大小与打击强度 蔬菜类需要喷灌雾化指标为40005000；粮食作物需要的喷灌雾化指标为30004000；林木、饲料作物需要喷灌雾化指标为20003000。五、喷灌系统规划布置重点是设计喷头间距和支管的间距 1、喷头布置形式支管尽可能垂直主风向；喷头布置满足均匀度要求； 多采用正方形或者矩形布置； 不同风速时，参考设计规范，得到支管和喷头的间距。 喷头间距：Sl=Cl*R； 支管间距：Sm=Cm*R2、管道系统规划布置管道系统规划布置一般分干管、支管两级；多者3-4级 总干、分干、支干

11、、支管（1）干管垂直等高线，支管平行等高线（2）支管压力尽可能一致支管喷头的工作压力差小于20%，流差小于10%支管不能太长。（3）支管尽可能垂直主要方向；（4）输水管道尽可能短、并尽量分散水流（5）布置使管道用量少，不同轮灌组流量接近等。六、喷灌工作制度 1、设计灌水定额m设计=0.1*H*(maxmin)/式中：max，min 允许灌水上下限(占空隙率的百分数）：H-计划湿润层深度（cm）。 可以利用地面灌溉的灌水定额方法； 主要是合理确定计划湿润层和控制上下限。2、设计灌水周期T设m设计*/e e耗水最大时期的日平均耗水强度; -利用系数3、灌水延续时间（喷头在一个位置的工作时间）t=m

12、设计/系统系统1000q/(SlSm)（平均喷灌强度） 4.系统同时工作的喷头数CTtSSANlm设喷头C-系统每日工作时间，t-喷头灌水延续时间时间。 5.同时工作的支管数量：N支=N喷头/n喷头n喷头每根支管上的喷头数。6、支管工作方式 齐头并进方式：流量集中 首尾相向运动：流量分散 中间向两侧运动：流量分散七、喷灌设计要求 1.满足喷灌强度要求满足喷灌强度要求 地面不能产生径流：小于允许喷灌强度地面不能产生径流：小于允许喷灌强度； 不产生土壤侵蚀。不产生土壤侵蚀。2.满足水滴打击强度要求满足水滴打击强度要求 雾化度要求雾化度要求3.满足均匀度要求满足均匀度要求 组合后喷灌系统的均匀度。一

13、般大于组合后喷灌系统的均匀度。一般大于0.85。4、满足灌水量要求。、满足灌水量要求。第四节 微 灌 管道中灌溉水通过特制微灌水器直接灌在作物根部,然后渗入土壤.滴灌、微喷、小管出流。 优点:（1）节水、节能；（2）节肥、增产；（3）自动化程度高；（4）地形适应能力强；（5）可利用盐水。 缺点：易堵塞，对水质杂质要求高；造价高，运行管理复杂；需要较高的技术管理水平。Partial irrigation 一、微灌系统的组成与分类 1.系统组成：枢纽 水源、水泵、过滤器、安全阀、施肥罐等；管道与管件微灌水器：滴头、微喷头、滴管带、细管。 2.微灌分类（1）固定式：地面和地下固定式（2）移动式：毛管

14、和灌水器可移动。（3）间歇式：脉冲式。 流量大，不易堵塞，但设备复杂。二、微灌系统布置 1.枢纽布置与水源系统相结合；以节约投资、管理方便为宜。 2.干支管管道布置与喷灌类似； 3、毛管是最末级管道，流量要求同喷灌支管； 毛管进口压力可由压力调节器或阀门调节； 采用单行、多行灌溉作物。三、灌水器选择与布置 1.1.选择的原则选择的原则符合流量要求，对温度、压力敏感性小；符合流量要求，对温度、压力敏感性小；工作可靠，不易堵塞；工作可靠，不易堵塞；结构简单，价格低廉；结构简单，价格低廉；制造精度高。制造精度高。2.滴头与毛管的布置形式 单行毛直线布置：蔬菜等 双行直线布置；果树等宽行作物 单行带环状布置：果树等宽行作物四、微灌水技术参数设计 （1)灌水定额有湿润比要求；可用地面灌灌水定额计算；考虑田间水利用系数 （2）设计灌水周期（灌水间隔）T=m/ee-很低 （3）一次灌水的延续时间 滴头控制面积、滴头流量、数量、灌水定额有关 t=m*Sl*Sm/(q*n)五、微灌系统水力计算 （1）确定水头损失 （2）选择适宜的管径、流量 同一支管上，第一条毛管的第一个滴头与最末毛管的最后一个滴头的水头差，不超过设计工作压力的20%。 保证滴头流量比较均匀。 以此确定管道的长度和直径。 （3）考虑枢纽过滤设施的水头损失。5、微喷灌 称为微型喷灌。用小喷头将水喷洒在土