微灌工程技术

微灌工程技术微灌工程技术概述微灌设备与工作原理微灌工程规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50％～70%，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）重力滴灌渗灌微灌技术灌水器种类微喷灌滴灌重力滴灌小管出流渗灌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瓜滴灌大棚蔬菜滴灌日光温室滴灌系统统滴灌的类型固定式地面滴灌半固定式地面滴灌灌膜下滴灌地下滴灌微喷灌微喷灌是利用直接接安装在毛管上，，或与毛管连接的的微喷头将压力水水以喷洒状湿润土土壤微喷头包括固定或或和旋转式微喷头的流量通常常为20—250L/h微喷灌微喷技术的特点它它是通过有压管网网将首部加压的水水输送到田间，再再经过特制的雾化化喷头将水喷洒呈呈雾状进行灌溉微喷头孔径较滴灌灌灌水器大，比滴滴灌抗堵塞，供水水快微喷适合于果树、、花卉、部分露地地蔬菜，各种土壤壤条件下都适用在设施环境中灌溉溉花卉、育苗效果果较好容易产生堵塞问题题，灌溉质量受地地形影响，工程造造价较高，适用于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涌泉灌（小管出流流灌）在我国使用的小管管出流灌溉是利用用Φ4的小塑料管管与毛管连接作为为灌水器，以细流流(射流)状状局部湿润作物附附近土壤，小管灌灌水器的流量为80~250L/h对于高大果树通常常在围绕树杆修一一渗水小沟，以分分散水流，均匀湿湿润果树周围土壤壤果树小管出流平面面布置图重力滴灌系统重力滴灌系统是李李岚清副总理1997年访问以色色列同以达成的技技术引进和开发由由中国农业大学同同以色列恩塔公司司在中国共同开发发、推广的一种新新型节水灌溉技术术重力滴灌系统以它它极低的工作压力力、均匀的供水方方、高效的水分利利用、广泛的适用用条件以及明显珠珠产出效率，已为为越来越多的用户户所接受果树重力滴灌系统统温室蔬菜菜重力滴滴灌渗灌灌渗灌与地地下滴灌灌相似，，只是用用渗头代代替滴头头全部埋埋在地下下渗头的水水不像滴滴头那样样一滴一一滴地流流出，而而是慢慢慢的渗流流出来，，这样渗渗头不容容易被土土粒和根根系所堵堵塞最近在国国外引进进采用废废轮胎加加工成的的多孔渗渗流管，，并进行行小面积积试点，，但是微微孔渗流流管的堵堵塞是一一个严重重的问题题，未经经长时间间试验检检验不宜宜贸然推推广微灌的优优点及存存在的问问题微灌的优优点适应性强强主要表现现在不要要求地面面平整就就可进行行灌溉，，能够适适应各种种地形条条件，尤尤其适宜宜在山丘丘坡地进进行自流流灌溉的的地方发发展兼有施化化肥、喷喷农药等等功能微灌的优优点省水微灌全部部采用管管道输水水，灌水水均匀，，减少损损失，因因而可以以节约灌灌溉用水水。同地地面灌溉溉相比，，一般喷喷灌可省省水30一50％。由于于滴灌没没有喷灌灌时水珠珠的蒸发发飘移损损失，因因此滴灌灌比喷灌灌还要省省水。与与地面灌灌溉相比比，滴灌灌一般可可省水50一70％在透水性性强、保保水能力力差的土土地上省省水效果果更为显显著。在在干旱缺缺水地区区，高扬扬程灌区区和井灌灌区，省省水就意意味着节节省能耗耗或扩大大灌溉面面积微灌的优优点省工省地地微灌实现现了灌溉溉机械化化和自动动化的操操作管理理，可以以减轻灌灌水的劳劳动强度度，节省省大量劳劳动力。。可以减减少杂草草生长的的环境，，节省田田间管理理的工时时据初步统统计，微微灌可节节省用工工25—40％。微灌灌的输水水管道多多埋设在在地下，，减少了了灌溉渠渠道所占占的耕地地。据统统计，采采用喷(微)灌后，土土地利用用率一般般可以提提高7—10％微灌的优优点保持水土土和防止止次生盐盐碱化微灌可以以根据土土壤的质质地和透透水性能能来调整整灌水量量和灌水水强度，，因此不不破坏土土壤团粒粒结构，，不会产产生地表表冲刷和和土、肥肥流失现现象，不不会产生生深层渗渗漏，而而且可防防止地下下水位上上升而引引起的土土壤次生生盐碱化化由于微灌灌能使作作物根部部的土壤壤经常保保持在较较高含水水量的状状态，因因此还可可以使用用含有一一定盐分分的水来来灌溉作作物微灌的优优点增产微灌不会会导致地地面板结结，使土土壤始终终保持琉琉松、多多孔相通通气的良良好状况况，这种种状况有有利于土土壤养分分的分解解和作物物很系的的发育，，因此保保持和提提高了土土壤肥力力微灌还可可以调节节田间小小气低增增加近地地表面的的空气湿湿度，滴滴灌能把把肥料直直接送到到作彻的的根系周周围，有有利于作作物对养养分的吸吸收实践证明明：采用用喷、微微灌，粮粮食作物物一般增增产10一30%，经济作作物—般增产20一50%，蔬菜一一般增产产30一50%微灌技术术中存在在的问题题滴灌（包包括重力力滴灌））与微喷喷灌中存存在的问问题与其它灌灌溉方法法相比,不具有防防干热风风,调节田间间小气候候的作用用，对于于粘质土土壤，因因灌水时时间较长长，根系系区土壤壤水分长长期保持持高含水水量状态态，作物物根部易易生病害害；另一一方面土土壤长期期定点灌灌水会使使土壤湿湿润区与与干燥区区的交界界处盐分分聚积，，有可能能产生土土壤次生生盐渍化化，对作作物生长长不利滴头堵塞塞问题一一直没有有得到彻彻底的解解决。应应搞好设设备设施施的配套套研制，，提高滴滴头使用用寿命。。并进行行滴灌水水源水质质分析与与处理装装置设施施及方法法的研究究；进行行滴灌系系统施用用化肥药药液装置置使用方方法的研研究以及及安全装装置和调调压装置置的研究究微灌技术术中存在在的问题题渗灌中存存在的问问题易于堵塞塞,不易检查查和维修修应加强专专用渗管管及配件件设备研研制和渗渗管主要要技术参参数及工工艺攻关关问题。。具体说说包括用用塑料管管打孔的的孔径及及工艺工工具、孔孔距及孔孔径的合合理组合合、1ｍ流量确确定、渗渗灌管进进口工作作压力的的确定、、渗灌管管管径及及变径管管组合、、渗灌管管间距的的确定、、渗灌管管的适宜宜埋深及及防止渗渗漏措施施，渗灌灌管堵塞塞机理与与防治及及延长使使用寿命命的研究究微灌在我我国的发发展阶段段我自1974年年由墨西西哥政府府赠送我我国三套套滴灌设设备开始始引进滴滴灌技术术以来，，已有20多年年的发展展历程，，大体经经历了以以下三个个阶段：：第一阶段段(1974～1980年)：引进滴滴灌设备备、消化化吸收、、设备研研制和应应用试验验与试点点阶段第二阶段段(1981～1986年)：设备产产品改进进和应用用试验研研究与扩扩大试点点推广阶阶段第三阶段段(1987年至今)：直接引引进国外外的先进进工艺技技术，高高起点开开发研制制微灌设设备产品品微灌技术术的发展展前景根据国务务院颁发发的《九九十年代代中国发发展纲要要》的要要求，2000年后要要把全国国农业用用水的有有效利用用率提高高10个个百分点点，每年年将节水水400亿立方方米，粮粮食将增增产800亿斤斤。这么么宏伟的的计划没没有一系系列的高高效节水水措施是是不可能能实现的的，只有有微灌技技术才有有可能有有效地落落实这个个目标我国发展展微灌技技术，社社会条件件、技术术条件和和农民的的承受能能力都已已具备，，微溉事事业一定定会蒸蒸蒸日上飞飞速发展展微灌设备备与工作作原理微灌系统统简介一个完整整的微灌灌工程，，从灌溉溉受水点点到水源源，一般般由灌水水器、各各级输水水管道和和管件，，各种控控制和量量测设备备，过滤滤器、施施肥（施施药）装装置和水水泵电机机安装组组成上述所属属的微灌灌设备如如灌水器器、施肥肥装置、、过滤器器等，本本章将做做较详细细的介绍绍。对与与灌溉工工程常见见的闸阀阀、水泵泵、电机机这里则则不进行行介绍灌水水器器对灌水器器的基本本要求灌水器的的分类灌水器的的结构参参数和水水力学特特征灌水器的的制造偏偏差对灌水器器的基本本要求制造偏差差越小越越好出水量小小而稳定定，受水水头变化化的影响响较小流道大，，抗堵塞塞性能强强结构简单单，便于于制造、、安装、、清洗坚固耐用用，价格格低廉灌水器的的分类与与结构特特点按结构和和出流形形式可将将灌水器器分为：：滴头滴灌带微喷头涌水器滴头定义义及分类类定义通过流道道或孔口口将毛管管中的压压力水流流变成滴滴状或细细流状的的装置称称为滴头头。其流流量一般般不大于于12L/h滴头的分分类：长流道型型滴头孔口型滴滴头迷宫紊流流滴头压力补偿偿型滴头头长流道滴滴头孔口滴头头迷宫稳稳流流滴头头压力补补偿偿滴头头滴灌带带定义滴头与毛毛管制造造成一整整体，兼兼具配水水和滴水水功能的的滴灌管管称为滴滴灌带滴灌带的的分类：：内镶式滴滴灌带薄壁滴灌灌带滴灌带有有压力补补偿式与与非压力力补偿式式两种微喷头定义微喷头是是将压力力水流以以细小水水滴喷洒洒在土壤壤表面的的灌水器器。单个个微喷头头的喷水水量一般般不超过过250L/h，，射程一一般小于于7m微喷头的的分类：射流式离心式折射式缝隙式射流式微微喷头工作原理理水流从喷喷水嘴喷喷出后，，集中成成一束向向上喷射射到一个个可以旋旋转的单单向折射射臂上，，折射臂臂上的流流道形状状不仅可可以使水水流按一一定喷射射仰角喷喷出，而而且还可可以使喷喷射出的的水舌反反作用力力对旋转转轴形成成一个力力矩，从从而使喷喷射出来来的水舌舌随着折折射臂作作快速旋旋转。故故它又移移为旋转转式微喷喷头特点有效湿润半径径较大喷水强度较低低水滴细小寿命较短组成折射臂支架喷嘴射流旋转式微微喷头折射式微喷头头工作原理水流由喷嘴垂垂直向上喷出出，遇到折射射锥即被击散散成薄水膜沿沿四周射出，，在空气阻力力作用下形成成细微水滴散散落在四周地地面上。折射射式微喷头又又称为雾化微微喷头组成喷嘴折射锥支架特点结构简单没有运动部件件,工作可靠价格便宜缺点：水滴太微细,在空气十分分干燥、温度度高、风大的的地区,蒸发发漂移损失大大折射式微微喷头头离心式微喷头头工作原理：水流从切线方方向进入离心心室，绕垂直直轴旋转，通通过处于离心心式中心的喷喷嘴射出的水水膜同时具有有离心速度和和圆周速度，，在空气阻力力的作用下水水膜被粉碎成成水滴散落在在微喷头四周周。特点：工作压力低雾化程度高孔口较大缝隙式微喷头头工作原理：水流经过缝隙隙喷出水舌，，在空气阻力力作用下，裂裂散成水滴的的微喷头，一一般由两部分分组成，下部部是底座，上上部是带有缝缝隙的盖小管灌水器组成：它是由Φ4塑塑料小管和接接头连接插入入毛管壁而成成特点：工作水头低孔口大、不易易被堵塞灌水器的流量量与压力关系系微灌灌水器的的流量与压力力关系用下式式表示q=khx式中：q——灌水器器流量h——工作水水头k——流量指指数x——流态指指数流态指数x反反映了灌水器器的流量对压压力变化的敏敏感程度当滴头内水流流为全层流时时，流态指数数x等于1，即流量与工工作水头成正正比当滴头内水流流为全紊流时时，流态指数数x等于0.5全压力补偿器器的流态指数数x等于0，即出水流量量不受压力变变化的影响其其它各种形式式的灌水器的的流态指数在在0~1.0之间变化制造偏差系数数意义：灌水器的流量量与流道直径径的2.5~4次幂成正正比，制造上上的微小编差差将会引起较较大的流量偏偏差。在灌水水器制造中，，由于制造工工艺和材料收收缩变形等的的影响，不可可避免地会产产生制造偏差差。实践中，，一般用制造造偏差系数来来衡量产品的的制造精度表示方法式中：Cv——灌水器的的流量偏差系系数；S——流量标标准偏差；qi——所测每个个滴头的流量量L/h；n——所测灌灌水器的个数数。ASAE标准EP405.1灌灌水器制造造偏差系数分分类(Classificationofemitercoefficient

ofmanufacturingvariation)质量分类滴滴头头或微喷头滴滴灌带好Cv<0.05Cv<0.1一般0.05<Cv<0.070.1<Cv<0.2较差0.07<Cv<0.11差0.11<Cv<0.150.2<Cv<0.3不能接受0.15<Cv0.3<Cv净化设备与设设施微灌系统中灌灌水器出口孔孔径一般都很很小，灌水器器极易被水源源中的污物和和杂质堵塞对灌溉水源进进行严格的净净化处理是微微灌中必不可可少的步骤，，是保证微灌灌系统正常运运行、延长灌灌水器使用寿寿命和保证灌灌水质量的关关键措施选择净化设备备和设施时，，要考虑灌溉溉水源的水质质、水中污物物种类、杂质质含量，同时时还要考虑系系统所选用灌灌水器种类规规格、抗堵塞塞性能等微灌系统主要要过滤设备与与设施拦污栅(筛、、网)沉淀池过滤器(水砂砂分离器、砂砂石介质过滤滤器、筛网式式过滤器)这里只介绍微微灌常用过滤滤器的结构、、工作原理水砂分离器优点水砂分离器能能连续过滤高高含砂量的灌灌溉水缺点不能除去与水水比重相近或或比水轻的有有机质等杂物物，特别是水水泵起动和停停机时过滤效效果下降，会会有较多的砂砂粒进入系统统，另外，水水头损失也较较大水砂分离器只只能作为初级级过滤器，然然后使用筛网网过滤器进行行第二次处理理，这样可减减轻网式过滤滤器的负担，，增长冲洗周周期

水砂分离器砂过滤器砂过滤器又称称砂介质过滤滤器。它是利利用砂石作为为过滤介质的的砂过滤器主要要由进、出水水口、过滤罐罐体、砂床和和排污孔等部部分组成。为为了使微灌系系统在反冲洗洗过程中也能能同时向系统统供水，在首首部枢纽往往往安装两个以以上过滤罐反冲洗过滤器器筛网过滤器筛网过滤器是是一种简单而而有效的过滤滤设备。。这这种过滤器的的造价较为便便宜，在国内内外微灌系统统中使用最为为广泛筛网过滤器的的种类繁多，，按安装方式式分类，有立立式与卧式两两种；按制造造材料分类，，有塑料和金金属两种；按按清洗方式分分类又有人工工清洗和自动动清洗两种类类型；按封闭闭与否分类则则有封闭式和和开敞式（又又称自流式））两种筛网过滤器器由筛网、、壳体、顶顶盖等部分分组成叠片式过滤滤器叠片式过滤滤器是用数数量众多的的带沟槽的的薄塑料圆圆片作为过过滤介质工作时水流流通过叠片片，泥沙被被拦截在叠叠片沟槽中中，清水通通过叠片的的沟槽进入入下游施肥（施药药）装置向微灌灌系系统注入可可溶性肥料料溶液的装装置称为施施肥装置自压（压差差）式施肥肥罐文丘里注入入器注射泵活塞式施肥肥器自动灌溉施施肥器自压式施肥肥罐自压式施肥肥罐应用于于自压灌溉溉系统中，，使用储液液箱（池））可以很方方便地对作作物进行施施肥施药压差式施肥肥罐压差式施肥肥罐一般由由储液罐、、进水管、、供肥液管管、调压阀阀等组成工作原理是是使进水管管口和出水水管口之间间产生压差差，并利用用这个压力力差使部分分灌溉水从从进水管进进入肥料罐罐化肥罐应选选用耐腐蚀蚀、抗压能能力强的材材料制造。。罐内容积积应根据系系统控制面面积大小及及单位面积积施肥量和和化肥溶液液浓度等因因素确定压差式式施肥肥罐文丘里注入入器文丘里注入入器与储液液箱配套组组成一套施施肥装置，，利用文丘丘里管或射射流器产生生的局部负负压，将肥肥料原液或或pH值调调节液吸入入灌溉水管管中构造简单，，造价低廉廉，使用方方便主要适用于于小型灌溉溉系统向管管道中注入入肥料或农农药文丘里里注肥肥器注射泵注射泵同文文丘里注入入器相同是是将开敞式式肥料罐的的肥料溶液液注入灌溉溉系统中优点：是肥肥液浓度稳稳定不变，，施肥质量量好，效率率高。可以以实现灌溉溉液EC、PＨ值实时自自动控制的的施肥灌溉溉，即可严严格控制混混合比。缺点：其吸吸入量不易易调节且调调节范围有有限，另外外还存在工工作稳定性性较差、系系统压力损损失较大注射泵泵活塞式施肥肥器活塞式施肥肥器是目前前国际上较较先进的一一种施肥器器优点：注入入比例由外外部调整并并很精确，，有多种规规格选用，，混合液直直接经出水水口注出，，内设滤网网自行过滤滤，工作压压力低，运运转噪声小小缺点：压损损大、价格格高自动灌溉施施肥器工作原理：当水流过施施肥泵时，，驱动主活活塞，与之之相联的注注入器活塞塞跟随上下下运动，吸吸入待注的的肥料液并并注入混合合室，混合合液直接进进入出口端端管路中，，实现精确确的肥料液液比例控制制自动灌溉施施肥可编程程控制器实实现对灌溉溉施肥过程程的全程控控制，保证证作物及时时、精确的的水份和营营养供应系统组成：：灌溉首部部、自动控控制装置、、施肥系统统自动灌溉施施肥器微灌系统规规划设计参参数作物需水量量的计算利用参考作作物需水量量的计算ETC=KC*E0根据蒸发皿皿蒸发量估估算根据灌溉试试验经验确确定具体计算已已经在第二二章中给予予介绍微灌耗水强强度微灌耗水强强度(日耗耗水量)Ea——微灌的作物耗水强度，mm／dkr——作物遮荫率对耗水量的修正系数，大于1时，取k=1Gc——作物遮荫率，又称作物覆盖率，随作物种类和生育阶段而变化，对于大田和蔬菜作物，设计时可取0.8～0.9，对于果树作物，可根据树冠半径和果树所占面积计算确定式中灌溉补充强强度在干旱地区区降雨量很很少，地下下水很深，，作物生长长所消耗的的水量全部部由微灌提提供。此种种情况灌溉溉补充强度度至少要等等于作物的的耗水强度度，即当有其它来来源补充作作物耗水量量时，微灌灌只是补充充作物耗水水不足部分分，此时微微灌补充强强度为式中Ia——微灌的灌溉补充强度，mm／d；式中Po——有效降雨量；mm／d；S——根层土壤或地下水补给的水量，mm／d微灌的灌溉溉补充强度度取决于作作物耗水量量、降雨量量和土壤含含水量条件件，通常有有以下两种种情况：微灌土壤湿湿润模式微灌土壤湿湿润比定义：微灌时被土土壤湿润的的土体占计计划湿润层层深度土体体的百分比比影响湿润比比的因素：毛管的布置置方式，灌灌水器的类类型和布置置方式，灌灌水器的流流量和大小小，土壤的的种类和结结构计算土壤湿湿润比的方方法根据毛管和和灌水器布布置方式，，计算公式式如下：单行直线毛毛管布置

——土壤湿润比，％；——水分扩散直径或湿润带（m），的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双行直线毛毛管布置—对毛管的窄间距，m；—对毛管宽间距，m；—与对应土壤湿润比，％—与对应土壤湿润比，％—作物行距，m设计土壤湿湿润比的确确定在实际工程程中不仅要要考虑到作作物对水分分的需求，，还要考虑虑到工程投投资的合理理性。湿润润比过小，，投资和运运行费用小小，不能满满足作物水水量需求；；湿润比过过大，易满满足作物需需求但投资资和运行费费用高一般，对于于果树，北北方干旱和和半干旱地地区，设计计土壤湿润润比可取20％－30％，南南方，可取取25％－－35％。。对于蔬菜菜和大田密密植作物可可取70％％－90％％设计灌水均匀度度灌水均匀度的表表示－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，，但投资和运行行费高，应根据据作物、经济价价值、水源、地地形、和气候等等综合确定一般建议：取Cv＝0.90－0.98或qv=10%-30%均匀度与流量偏偏差的关系Cv(％)989592qv(%)102030流量偏差与工作作水头偏差的关关系——灌水器的流态指数——灌水器的最大工作水头，m——灌水器的最小工作水头，m——灌水器的平均工作水头，m——相应与的灌水器的流量，L/h——相应与的灌水器的流量，L/h——灌水器的平均流量，L/h式中：水头偏差的分配配水头偏差分配方方法式中：－－毛管允允许的水头差－支管允许的水水头差－允许的水头偏偏差（根据设计均匀度度确定）－灌水器工作水头头干管支管毛管支管一区二区灌溉水利用效率率的确定常用下式表示微微灌有效利用率率，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0.9～0.95式中——微灌时存在作物根层的水量——微灌的灌溉供水量——灌水有效利用系数灌水器设计工作作水头的确定灌水器的工作水水头越高，灌水水均匀度越高，，但系统的运行行费用越大灌水器的设计工工作水头应根据据地形和所选用用的灌水器的水水力性能决定滴灌时通常为10m水头涌泉灌时，工作作水头可为5～7m微喷时工作水头头一般以10～15m为宜微灌系统规划规划任务规划原则基本资料收集水利计算微灌工程总体布布置规划的任务勘测和收集基本本资料根据当地的自然然条件，社会和和经济状况等，，论证工程的必必要性和可行性性确定工程的规模模和微灌系统的的控制范围根据水源位置、、地形和作物种种植情况，合理理布置引、蓄、、提水源工程、、微灌枢纽位置置和骨干输配水水管网提出工程概算规划原则微灌工程的规划划，应与其它的的灌溉工程统一一安排微灌工程规划应应考虑多目标综综合利用微灌工程规划要要重视经济效益益因地制宜地合理理地选择微灌形形式近期发展与远景景规划相结合资料收集形地资料土壤资料：土壤质地、田田持、渗透系数数等作物分区：果树应搜集树树种，树龄、密密度、走向等。。产量与农业措措施：灌溉方法法，施肥方法。。灌溉情况：现现有灌水方法，，灌水经验等水文资料：取水点来水系系列及年内月分分配资料，泥沙沙含量，水井位位置，供电保证证率，水井出水水量，PH值气象资料：逐月降雨、蒸蒸发、平均温度度、湿度、风速速、日照、冻土土深其它社会经济情情况：行政单位人口口，土地面积，，耕地面积，管管理体制等水利计算灌溉用水量灌灌毛供水强度度为Ig=Ia/ηη水灌溉供水量为W=0.667Ig·A用水分析式中Ig——微灌毛毛用水强度，mm／dIa——微灌补补充强度，mm／d;η水——灌溉水利用用系数，η水=0.9～0.95W——每日灌溉溉供水量，m3／dA——灌溉面积积，亩人畜生活及村乡乡工副业用水量量供水分析的任务务是研究水源在在不同设计保证证率年份的供水水量、水位和水水质，为工程规规划设计提供依依据，微灌工程程水源通常有以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计算已知来水量确定定灌溉面积式中：A——井水可灌灌面积，亩；Q——微灌有有水井可供水量量，m3/dI——微灌作物物耗水强度,mm/d微灌工程总体规规划灌区范围的确定定水源工程的布置置系统首部枢纽和和输水干管的布布置微灌系统统设计微灌系统布置毛管与作物种植方方向一致支管垂直于等高高线布置毛管沿支管两侧侧布置固定式（果树）），移动式（大大田）首部枢纽（井、、果园）毛管和灌水田的的布置灌水器布布置（滴灌）滴灌时毛管与灌灌水器的布置（a）单行毛管管直线布置（b）单行毛管带带环状布置（c）双行毛管平平衡布置1—灌水器；2—绕树环状管管；3—双行毛毛管平行布置微喷灌时毛管与与灌水器的布置置（a）单向微喷喷局部喷洒（b）双向微喷头头局部喷洒（c）全圆微喷喷头全面喷洒（（d）全圆微喷喷头局部喷洒1—毛管；2——灌水器(微喷喷头）；3—喷喷洒湿润区；4—果树灌溉制度的确定定灌水定额灌水定额：是指指作为微灌系统统设计的单位面面积上的一次灌灌水量，如果用用灌水深度表示示，可用下式计计算，即式中：———设计灌水定额额——允许消耗的的水量占田间持持水量的比例（（﹪）对于需水敏感性性植物；=20﹪～40﹪对于耐旱作物或或控水生生育阶阶段=30﹪～40﹪——土壤田间（（体积百分率持持水量，﹪）——凋萎含水量量（体积百分率率持水量，﹪））——计划湿润层层深度（m），，一般蔬菜0.20～0.30m；果树0.3～1.0m——土壤湿润比比，70%～90%设计灌水周期设计灌水周期：：滴灌设计灌水水周期是指按一一定的灌水定额额灌水后，在作作物适宜土壤含含水率的条件下下，保障作物正正常生长的可能能延续时间T，用下式计算算，即式中：T——灌水水日期（d））；e——作物需需水旺盛日平平均耗水量（（mm/d））一次灌水延续续时间一次灌水延续续时间：一次次灌水延续时时间是指把设设计灌水定额额水量，在不不产生径流的的条件下，均均匀分布于保保护地田间所所用的灌水时时间，用下式式计算，即式中：t———次灌水水延续时间（（h）；——设计灌水水定额（mm）；——滴头间距距（m）；——毛管间距距（m）；——滴头流量量（l/h））轮灌区数目的的确定轮灌区数目的的确定：对于于固定式滴灌灌系统，轮灌灌区数目可按按下式计算：：式中：N——轮灌区数数目（个）K——水泵每天天开启时间比比例，通常选选0.5～0.8t——每条或每每组开启的时时间（h）T——灌水周期期（d）对于移动式微微灌系统可按按下式计算：：——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：一条毛管的控控制灌溉面积积对于固定式微微灌系统，毛毛管固定在一一个位置上灌灌水，控制面面积按下式计计算：——一条毛观每次移动的距离（m）式中：对于移动式微微灌系统，一一条毛管控制制的灌溉面积积按式计算算：式中：f——每条毛管管控制的灌溉溉面积（m2）L——毛管长度度（m），移移动式滴灌系系统中为出流流毛管长度控制灌溉面积积大小的计算算微灌系统控制制灌溉面积大大小的计算在灌溉水源能能够得到充分分保证的条件件下，滴灌面面积的大小取取决于管道的的输水能力。。对于水源流流量不能满足足整个区域需需要时，滴灌灌面积为式中：——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——轮灌组数量微灌工作制度度确定续灌轮灌续灌续灌是对系统统内全部管道道同时供水，，灌溉面积内内所有作物同同时灌水的一一种工作制度度优点：每株作作物都能得到到适时灌水；；灌溉供水时时间短，有利利于其他农事事活动的安排排缺点：干管流流量大，增加加工程的投资资和运行费用用；设备的利利用率低；在在水源流量小小的地区，可可能缩小灌溉溉面积轮灌较大的微灌系系统为了减少少工程投资，，提高设备利利用率，增加加灌溉面积，，通常采用轮轮灌的工作制制度一般是将支管管分成若干组组，由干管轮轮流向各组支支管供水，而而支管内部则则同时向毛管管供水(一)划分轮轮灌组的原则则轮灌组的数目目应满足作物物需水要求，，同时使水源源的水量与计计划灌溉的面面积相协调每个轮灌组控控制的面积应应尽可能接近近相等，以便便水泵工作稳稳定，提高动动力机和水泵泵的效率，减减少能耗轮灌组的划分分应照顾农业业生产责任制制和田间管理理的要求为了便于运行行操作和管理理，通常一个个轮灌组管辖辖的范围宜集集中连片，轮轮灌顺序可通通过协商自上上面下或自下下而上进行。。有时，为了了减少输水干干管的流量，，也可采用插插花操作的方方法划分轮灌灌组(二)轮灌组组数目的确定定按作物需水要要求，全系统统轮灌组的数数目划分如下下对于固定式系系统N≤CT/t对于移动式系系统N≤Ct/n移t式中N——允许的的轮灌组最大大数目，取整整数c——一天运运行的小时数数，一般为12～20hT——灌水时时间间隔(周周期)，dt——一次灌灌水延续时间间，hn移——一条毛管管在所管辖的的面积内移动动的次数实践表明，轮轮灌组过多，，会造成务农农户的用水矛矛盾。按上式式计算的N值值为允许的最最多轮灌组数数，设计时应应根据具体情情况确定合理理的轮灌组管网水力计算算微灌系统各级级管道布置好好以后，即可可从最末端或或最不利毛管管位置开始，，逐级推算各各级管道的水水头损失（沿沿程水头损失失和局部水头头损失）同一条支管上上的第一条毛毛管最前端出出水孔处水头头与最末一条条毛管最末端端出水孔处水水头之间的差差值，不超过过滴头设计工工作压力的20％，流量量差值不超过过10％沿程水头损失失沿程水头损失失式中：——沿程阻力损失（m）——管道流量（m3/h）——管道内径（mm）——管道长度（m）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如表7-3所示，对应计算公式为微灌管道水头头损失常用的的计算公式勃拉休斯公式式：式中：hf－沿程水头损，，mQ－流量，m3/hD－管道内径，mmL－管道长度度，m山西水科所公公式式中：D－管道内径径，cm表7-3多孔孔出流折减系系数表出水口数目折减系数k出水口数目折减系数k出水口数目折减系数k11.00080.415200.37620.639100.402250.37130.535120.394300.36840.486140.387400.36450.457160.382500.36160.435180.3791000.356局部阻力损失失式中：———管网局局部阻力（m）——管网某处处局部阻力系系数——管道内水水流流速（m/s）——重力加速速度工程设计中为为了计算方便便，局部阻力力损失也常按按沿程阻力损损失的10％％估算管道系统设计计管道系统设计计包括各级管管道的管材与与管径的选择择、各级固定定管道的纵剖剖面设计管道道系统的结构构设计管材的选择应该根据滴灌灌区的具体情情况结合各种种管材的特性性及适用条件件进行选择一般情况下，，对于地理固固定管道，可可选用钢筋混混凝土管、钢钢丝网水泥管管、石棉水泥泥管、铸铁管管和硬塑料管管。塑料管易易老化，应尽尽量避免经常常暴露在阳光光下使用，缩缩短使用寿命命管径的选择通常选用同一一级管道在各各轮灌组中可可能通过的最最大流量，作作为本级管道道的设计流量量，依据这个个设计流量来来确定管道的的管径若某一级管道道，其最大流流量通过的时时间占管道总总过水时间的的比例甚小，，也可选取一一个出现次数数较多的次大大流量，作为为管道的设计计流量来确定定管径支管管径的确确定考虑地形高差差△Z的影响响时上述规定定可表示为：：——同一支管上任意两滴头之间支管段水头损失（m）——两滴头进水口高程差（m），顺坡为负，逆坡为正——滴头设计工作压力水头（m）式中:两滴头进水口口高程差（实实际上就是两两滴头所在地地的地面高差差）可以从系系统平面布置置图中查取。。则即可求出出。利用公式式在其他参数已已知的情况下下反求管径，，就是该支管管可选用用的最小管径径的计算值管材的管径已已标准化、系系列化。因此此，还需按管管材的标准管管径将计算出出的管径规范范取整支管以上各级级管道管径的的确定一般情况下，，经验公式估估算管道的直直径：当Q≥120m3/h时式中：D———管径（mm）Q——管道流流量（m3/h）管道纵剖面设设计管道纵剖面设设计应在系统统平面市置图图绘制后进行行设计的主要内内容是确定各各级固定管道道在平面上的的位置及各种种管道附件的的位置管道的纵剖面面应力求平顺顺，减少折点点，有起伏时时应避免产生生负压埋深及坡度埋深指管顶距距地面的垂直直距离，理深深应根据当地地的气候条件件、地面荷载载和机耕要求求确定在公路下埋深深应为0.7～1.2m在农村机耕道道下埋深为0.5～0.9m寒冷地区，埋埋深应在最大大冻土层深以以下一般在地形条条件许可的情情况下，管径径小、基础稳稳定性好的管管道坡度可陡陡一点；反之之应缓些。总总的来说，管管道坡度不得得超过1:1，通常控制制在1:1.5～1:3以下微灌设计实实例一、设计基本资料料西北某苹果园面积积194亩，株行行距为3X3米，，地形平坦，土层层厚度1.5米，，1.0米土层平平均干容重1.32t/m3，田持(占土体体体积)为21％，，多年平均降雨量量250mm，多多年平均蒸发量1500mm，果果园南边有一水井井，出水量为50m3／h，动水位为20米，按田间试试验，该地苹果最最大耗水量为5mm／d400m324m井果园平面布置图二、滴灌系统规划划设计参数确定滴灌设计日耗水强强度I＝5mm／／d滴灌土壤湿润比不不得小于30％设计供水均匀度98％灌溉水利用系数95％三、水量平衡计算算用水分析：选取设计典型年，，计算典型年的灌灌溉用水量和用水水过程降雨频率50％一中等年降雨频率75％一中等干旱年降雨频率85～90％---干早年微灌工程一般采用用降雨频率75～90％的水文年作为典典型年来用水平衡计算确定过程规模，如如灌溉面积，蓄水水工程规模本例水泵开机时间间取15小时，A=50×15/(0.667××5)=224亩亩可控制微灌面杉224亩>194亩四、选择灌水器类类型与确定毛管布布置方式选用进口滴灌管(以色列NaanTif)，该滴滴灌管滴头流量压压力关系为工作水头hd=10米时，滴头头流量为2.3升升／时，选择滴头头间距为1米的滴滴灌管，每行果树树布置一条滴灌管管湿润比计算一般，当滴头为2升、时，在砂壤壤土中的湿润直径