灌水方法-微灌

1、LOGO第四章第四章 （四）、微灌技术（四）、微灌技术LOGO第四节第四节 微灌技术微灌技术 1、滴灌 2、微喷灌 3、地下渗灌 4、脉冲灌溉一、微灌概述：1、定义：微灌是按照作物生长所需的水分和养分，利用专门的设备或自然水头加压，通过低压管道系统末级毛管上的孔口或灌水器，将水分和养分直接送到作物根区附近，均匀、适量的施于作物根层的部分土壤的灌水方法。微灌是当今世界上最省水的、灌溉质量最好的现代化的灌水技术。20世纪70年代微灌技术形成一种完整的技术体系,得到广泛的应用,到1991年世界微灌面积达18万hm2,1992年我国为3.4万hm2 ,目前达20多万hm2 。微灌技术主要应微灌技术主要

2、应用于用于果树、保护果树、保护地蔬菜、花卉和地蔬菜、花卉和其他经济作物其他经济作物的的灌溉。灌溉。我国微灌技术的发展自1974年由墨西哥墨西哥政府赠送三套滴灌设备开始引进滴灌技术以来，已近40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。1980年研制生产了我国第一代成套滴灌设备，从此我国有了自行设计生产的滴灌设备产品。第二阶段（19801986年）：设备产品改进和应用试验研究与扩大试点推广阶段。由滴灌设备产品改进配套扩展到微喷灌设备产品的开发，微灌设备研制与生产厂由一家发展到多家，微灌试验研究取得了丰硕成果，从应用

3、试点发展到较大面积推广应用。第三阶段（1987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。国家轻工总局在“八五”和“九五”期间都把微灌作为攻关项目正式立项，加大了开发研制投资力度，制定了微灌产品和微灌工程技术规范行业标准，使微灌工程建设与运行管理逐步走向规范，我国的微灌技术已趋于成熟。微灌微灌产品产品已系已系列化，列化，形成形成完成完成产业产业支撑支撑 滴灌和微喷灌优点：（1）省水：比地面灌溉省水1/3-1/2；比喷灌省水15%-25%局部湿润土壤:以浇灌作物为主以浇灌作物为主。灌水量小、灌水周期短，属微量精细灌溉范畴（2）节能：工作压力为50-150kPa。工作压力低，

4、节约能源（3）灌水均匀：可达80%-90%。灌水质量高（4）增产：可达30%（5）对土壤和地形的适应性强：（6）在一定的条件下可利用微咸水：在含盐量为2-4g/L时作物仍能正常生长，并获得好的产量。（7）省力省地2、特点：、特点：缺点：缺点：（1）易堵塞易堵塞：物理因素、生物因素、化学：物理因素、生物因素、化学因素因素（2）会引起）会引起盐分积累盐分积累：（3）可能）可能限制根系发展限制根系发展：（4）造价一般较高造价一般较高3、分类微灌一般按灌水器进行分类。常见的有以下几种方法： 1、 滴灌 3、 脉冲灌溉 2、 微喷灌 4、 地下渗灌 多种微灌方式的组合系统多种微灌方式的组合系统二、滴灌（

5、一）、概述1、概念：滴灌是利用滴头把水和肥料液一滴一滴均匀而缓慢滴入作物根部附近，借助重力渗入根区湿润土壤和保持最优的土壤含水量。2、滴灌系统组成水源工程首部枢纽输配水管网滴头滴灌系统模型滴灌系统模型水源：水源：要求水质较好首部枢纽：首部枢纽：水泵、动力、控制阀门、水质净化装置、施肥装置、测量和保护装置。首首部部控控制制器器系系统统输配水管网：输配水管网：一般分为干、支、毛三级管道，干、支管通常埋入地下。滴头：滴头：是重要的灌水设备。（1）滴头）滴头一般用塑料压注而成，工作压力为100kPa,孔径0.3-1.0mm之间，流量0.6-1.2L/h。有微管式、管式、涡流式和孔口式几种形式。3、主要

6、专用设备、主要专用设备专用设备主要有：专用设备主要有： 1、滴头、滴头 2、过滤器、过滤器 3、肥料罐、肥料罐微管滴头发丝滴头发丝滴头内螺纹管式滴头孔口型滴头涡流型滴头滴头参数标注法滴头参数标注法（2）过滤设备初级处理水质的设备有拦污栅、沉淀池和离心式泥沙分离器在此基础上采用沙石过滤器、筛网过滤器、碟片过滤器进行过滤。离心过滤器结构原理图沙石过滤器结构原理图筛网过滤器结构原理图碟片式碟片式过滤器过滤器组合式过滤器结构原理图离心与筛离心与筛网组合网组合沙石与筛沙石与筛网组合网组合（3）肥料装置压差式肥料压差式肥料罐罐：利用压差将肥料罐内的肥料输入管网中施肥。2、4为进出调节阀为进出调节阀工作原理

7、：工作原理：水流通过一个由水流通过一个由大渐小，然后由小渐大的文大渐小，然后由小渐大的文丘里管道丘里管道喉部喉部，水流过中间，水流过中间狭窄部分时狭窄部分时流速加大，压力流速加大，压力下降下降，当管喉部管径小到一，当管喉部管径小到一定程度时管内水流便形成负定程度时管内水流便形成负压（压（伯努利方程伯努利方程），在喉管），在喉管侧壁上的小口可以将肥料溶侧壁上的小口可以将肥料溶液从一敞口肥料管通过小管液从一敞口肥料管通过小管径细管吸上来。径细管吸上来。gvPZE22肥料灌肥料灌注肥器注肥器（二）、滴灌工程的规划设计如右图所示，规划设计就是将灌溉系统进行布置和参数设定。规划设计分工程规划和设计两部分

8、。1、滴灌工程规划、滴灌工程规划（1）规划任务：勘探和收集资料、论证工程的可行性、确定工程规模、成果整理和工程概算（2）规划原则：与其他灌溉工程统一安排、考虑多目标综合应用、重视经济效益、因地制宜、近期发展与远期规划结合（3）基本资料收集：地理地形、土壤地质、农业与灌溉、水文与气象、其他（4）水源分析与用水计算：水量、水位、水质（5）管网布置：初步布置灌溉系统的输水管网对系统初步选型和布置对系统初步选型和布置滴灌支管布置图滴灌支管布置图（1）设计参数的确定涉及两个主要参数：涉及两个主要参数：作物需作物需水量水量和和日耗水强度日耗水强度。A、作物需水量、作物需水量 因滴灌属局部灌溉，不考虑棵间蒸

9、发。因此，只要计算出湿润部分的耗水量即可。即：即：ETc = ET*P式中：式中：p为湿润比，为湿润比，% ET为一般情况下的作物需水量为一般情况下的作物需水量从上式看，作物需水量关键是计算湿润比从上式看，作物需水量关键是计算湿润比p。 2、滴灌工程设计、滴灌工程设计滴灌系统设计包括：滴灌系统设计包括： 1、参数设计、参数设计 2、灌溉制度确定、灌溉制度确定 3、水力计算、水力计算 4、运行管理制度、运行管理制度1、确定各种材料、设备需要的规格、数量；、确定各种材料、设备需要的规格、数量；2、确定系统建成后运行的制度。、确定系统建成后运行的制度。滴灌土壤湿润部分按湿润湿润比计算比计算，如右图示

10、湿润土体占计划湿润层总土体的百分比，通常以地面以下20-30cm处湿润面积计算。20-30cm 滴灌的土壤湿润比是重要设计参数，对工程投资影响很大，应慎重选取。规范要求，一般的宽行作物及果树取20%-30%，蔬菜和密植作物取70%-90%。设计时先先将滴头进行布置，然后后计算湿润比，计算值要稍大于设计土壤湿润比湿润比计算与滴头布置有关湿润比计算与滴头布置有关(a)果果树树滴滴头头毛毛管管DwSLSe湿润湿润面积面积滴头控滴头控制面积制面积湿润比计算与滴头布置有关湿润比计算与滴头布置有关(b)果果树树毛毛管管滴滴头头S2S1SrP1、P2计算图计算图(c)以以常用设计土壤湿润比（参考）常用设计土

11、壤湿润比（参考）B、设计耗水强度：、设计耗水强度： 采用设计年灌溉季节月平均耗水强度峰值。由当地试验资料确定，无资料时可参考下表或通过计算确定。日耗水强度：日耗水强度： e=m/TTmminmax日耗水强度的计算主要是为计算灌水周期。日耗水强度的计算主要是为计算灌水周期。作物设计耗水强度参考值作物设计耗水强度参考值（a）、选用参考值确定设计耗水强度）、选用参考值确定设计耗水强度（b）、计算法确定设计耗水强度滴灌作物耗水主要用于生理消耗,因此耗水量仅与作物对地面的遮荫率有关，即植物冠越大耗水越多,反之越小： Ea = Kr *Ec Kr = Gc / 0.85Ec 为非微灌的耗水强度为非微灌的耗

12、水强度 （mm/d）Ea 为设计耗水强度（为设计耗水强度（mm/d）Kr 为遮荫率对耗水强度的影响系数，为遮荫率对耗水强度的影响系数， 当当Gc/0.85大于大于1时，取时，取1；Gc 为遮荫率，作物覆盖面积与种植为遮荫率，作物覆盖面积与种植 面积的比值，大田作物和蔬菜可面积的比值，大田作物和蔬菜可 取取0.8-0.9，果树可按树冠和占地，果树可按树冠和占地 面积计算。面积计算。A、系统布置、系统布置在1/2000-1/500地形图上进行初步设计，然后进行现场修正。毛管和滴头的布置见图示。(2)、系统设计、系统设计主要有两项内容：主要有两项内容： 1、系统部置、系统部置 2、灌溉制度确定、灌溉

13、制度确定 滴灌布置B、灌溉制度的确定、灌溉制度的确定ZCm;TmOEmaxmin16342578910如图，设有如图，设有10个相等地块，个相等地块， T=10d。若每个地块一次灌水需要若每个地块一次灌水需要灌灌1天，则天，则10个地块灌一个地块灌一遍需遍需10天，可分为天，可分为10个轮个轮灌区，灌区，N=10；若每个地块需若每个地块需2天，天，10天天灌一遍，则灌一遍，则N=10/2=5，即分为即分为5个轮灌区。个轮灌区。轮灌区示意图轮灌区示意图(3)、系统水力计算确定管径、选择水泵、动力VQVQD13. 14bmfDLQfhgVhj22A、管径计算、管径计算:(a)沿程水头损失沿程水头损失:(b)局部水头损失局部水头损失:B、水头损失计算、水头损失计算:式中式中:Q为流量为流量,V为设计流速为设计流速式中式中:Q为流量