灌水方法与灌水技术

灌水方法与灌水技术第1页，课件共49页，创作于2023年2月第四节微灌一、微灌的特点二、微灌的类型三、微灌系统的组成与分类四、微灌设备五、滴灌系统的堵塞及其处理方法六、微灌工程规划七、微灌系统技术设计第二章灌水方法与灌水技术第2页，课件共49页，创作于2023年2月—、微灌的特点主要优点：省水；节能；对土壤和地形的适应性强；增产幅度大、品质好；可利用咸水灌溉。问题：对水质要求高；可能影响根系发育；盐碱化威胁；投资高。第四节微灌播放播放第3页，课件共49页，创作于2023年2月二、微灌的类型微灌按灌水器的出流方式不同可划分为以下4种类型：(1)滴灌：是通过安装在毛管上的滴头或滴灌带等灌水器使水流成水滴状滴入作物根区土壤内的灌水形式。(2)地表下滴灌：是将全部滴灌管道和灌水器都埋在地表下面的灌水形式。(3)微型喷洒灌溉：是灌溉水通过微型喷头喷洒在植物枝叶上或植株冠下地面上的灌水形式，简称微喷灌。（雾灌）

(4)涌泉灌溉：是通过安装在毛管上的涌水器而形成的小股水流，以涌流方式进入土壤的灌水形式。

第四节微灌第4页，课件共49页，创作于2023年2月二、微灌的类型第四节微灌第5页，课件共49页，创作于2023年2月大田滴灌和温室滴灌第四节微灌第6页，课件共49页，创作于2023年2月膜下滴灌地下滴灌第四节微灌第7页，课件共49页，创作于2023年2月微喷灌第四节微灌第8页，课件共49页，创作于2023年2月涌泉灌第四节微灌第9页，课件共49页，创作于2023年2月滴灌效果渗灌效果微喷灌效果第四节微灌第10页，课件共49页，创作于2023年2月三、微灌系统的组成与分类2．微灌系统的分类(1)地面固定式微灌系统，毛管布置在地面，在灌水期间毛管和灌水器均不移动的微灌系统。(2)地下固定式微灌系统，是将毛管和灌水器(主要为滴头)全部埋入地下的微灌系统。(3)移动式微灌系统，是在灌水期间，毛管和灌水器由一个位置灌完后移向另一个位置的微灌系统。按移动毛管的方式又可分为人工移动和机械移动两种。(4)间歇式微灌系统，又称脉冲式微灌系统，其工作方式是每隔一定时间喷水1次，喷水流量大。第四节微灌第11页，课件共49页，创作于2023年2月三、微灌系统的组成与分类1．微灌系统的组成微灌系统通常由水源、首部枢纽、输配水管网和灌水器4部分组成。第四节微灌播放第12页，课件共49页，创作于2023年2月1．灌水器灌水器的作用是把末级管道中的压力水流均匀而又稳定地分配到田间，以满足作物对水分的要求。灌水器的质量直接关系到灌水质量和微灌系统的工作可靠性，因此，对灌水器的制造或选择均要求较高。第四节微灌四、微灌设备第13页，课件共49页，创作于2023年2月第14页，课件共49页，创作于2023年2月四、微灌设备1．灌水器

国内常用的灌水器有以下几种：管式滴头、孔口式滴头、微管摘头、滴灌带、折射式微喷头、射流旋转式微喷头等。第四节微灌(1)管间式滴头简称管式滴，又称长流道式滴头(右图示)。它串接在两段毛管之间，成为毛管的一部分。第15页，课件共49页，创作于2023年2月(2)孔口式滴头属短流道滴头。这种滴头结构简单，安装方便，工作可靠，价格便宜，适于推广。第四节微灌

（3）微管滴头

属长流道滴头(图2—20)，是把直径为0.8～1.5mm的塑料管插入毛管，水在微管流动中消能，并以水滴状或细流状出流。（4）双腔毛管

又称滴灌带，由内外两个腔组成，内腔起输水作用，外腔只起配水作用。第16页，课件共49页，创作于2023年2月(5)折射式微喷头

有单向和双向、束射和散射等形式。其结构简单，价格便宜，适用于灌溉果园、温室和花卉等。(6)射流旋转式微喷头

其一般工作水头为10～15m，有效湿润半径为1.5～3.0m。适用于果园、温室、苗圃和城市园林绿化灌溉，特别适用于全圆喷洒灌溉密植作物，以及砂土和粘土。

第四节微灌第17页，课件共49页，创作于2023年2月2.管道及管材我国微灌管材多用掺碳黑的高压低密度聚乙烯半柔性管，也可用聚氯乙烯等其它管材。管道附件指用于连接组装管网的部件，简称管件，主要有接头、弯头、堵头等。第四节微灌第18页，课件共49页，创作于2023年2月四、微灌设备3．过滤器

过滤器主要有：①旋流式水砂分离器,又称离心式或涡流式过滤器；②砂砾过滤器；③滤网过滤器等。

第四节微灌播放第19页，课件共49页，创作于2023年2月图为砂石过滤器、网式过滤器和叠片式过滤器第四节微灌第20页，课件共49页，创作于2023年2月四、微灌设备4.施肥(施农药)装置向微灌系统注入可溶性肥料或农药溶液的装置,称施肥(农药)装置,主要有压差式施肥罐、开敞式肥料桶、文丘里注入器以及各种注入泵等常用装置。1.储液罐2．进水管3．输水管4．阀门5.调压阀门6．供肥管阀门7．供肥管第四节微灌压差式施肥罐。第21页，课件共49页，创作于2023年2月第四节微灌第22页，课件共49页，创作于2023年2月五、滴灌系统的堵塞及其处理方法1．滴灌系统堵塞的原因

悬浮固体堵塞

水中泥沙及有机物引起。化学沉淀堵塞

主要是铁化合物沉淀、碳酸钙沉淀和磷酸盐沉淀等。有机物堵塞

胶体形态的有机质，微生物的孢子和单细胞，一般不容易被过滤器排除，在适当的温度、含气量以及流速减小时，常在滴灌系统内团聚和繁殖，引起堵塞。第23页，课件共49页，创作于2023年2月2．滴灌系统堵塞的处理方法酸液冲洗法

钙质粘土→硝酸稀释液；

碳酸钙沉淀→0.5％～2％的盐酸溶液；

铁沉淀→硫酸。压力疏通法

有机物堵塞→用5～10个大气压的压缩空气或压力水冲洗滴灌系统，对碳酸盐堵塞无效。

五、滴灌系统的堵塞及其处理方法第24页，课件共49页，创作于2023年2月3．防止堵塞的主要措施定期维修，清洗过滤器；加强水质监测，定期进行化验；定期冲洗管道；采取防堵塞的滴灌设备。五、滴灌系统的堵塞及其处理方法第25页，课件共49页，创作于2023年2月第三节喷灌

微灌法的主要特点?如何确定滴灌的灌水定额?滴灌土壤湿润比是个什么概念?思考题灌溉技术教学录像第26页，课件共49页，创作于2023年2月第四章灌水方法与灌水技术

农业水利工程系2006年5月第一篇灌溉工程第四节微灌法第27页，课件共49页，创作于2023年2月第二章灌水方法与灌水技术第四节微灌六、微灌工程的规划七、微灌系统技术设计第28页，课件共49页，创作于2023年2月六、微灌工程的规划规划是微灌系统设计的前提，关系到此项工程修建是否合理，技术是否可行，经济是否合算。1.勘测和收集基本资料。包括地形，水文，水文地质，土壤，气象，作物，灌溉试验，动力与设备，乡镇生产现状与发展规划以及经济条件等。资料收集得越齐全，规划设计越充分，规划成果也就越符合实际。

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。根据当地的水资源状况和农业生产、乡镇工业、人蓄饮水等用户的要求进行水利计算，确定工程的规模和微灌系统的控制范围。第四节微灌第29页，课件共49页，创作于2023年2月六、微灌工程的规划4.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。5.提出工程概算。选择微灌典型地段进行计算，用扩大技术经济指标估算整个工程的投资、设备、用工和用材种类、数量以及工程效益。一般首部枢纽均与水源工程相结合，其位置应以投资少、管理方便为原则进行选定。若水源距灌区较远，首部枢纽可单独布置在灌区附近或灌区中心，以缩短输水干管的长度。第四节微灌第30页，课件共49页，创作于2023年2月七、微灌系统技术设计（一）微灌系统的布置微灌系统通常是在比尺1／500～1／l000的地形图上进行初步布置，然后再到现场与实际地形进行对照修正。1．干、支管布置干、支管布置决定于地形、水源、作物分布和毛管的布置，要求管理方便和投资最小。在山丘地区，干管多沿山脊布置，或沿等高线布置。支管则尽量垂直于等高线，并向两边的毛管配水。在平地，干、支管应尽量双向控制，在其两侧布置下级管道，以节省管材。第四节微灌第31页，课件共49页，创作于2023年2月第四节微灌2．毛管和灌水器的布置第32页，课件共49页，创作于2023年2月（二）微灌灌溉制度的确定

（1）微灌定额：m为灌水定额(mm)；β田、β0：土壤田间持水量和灌前土壤含水量(以干土重％计)γ：土壤干容重(t/m3)；H：土壤汁划湿润层深度(m)，蔬菜取0.2～0.3m，大田作物取0.3～0.6m，果树取0.8～1.2m；p为微灌土壤湿润比(％)，指微灌计划湿润的土壤体积占灌溉计划湿润层总土壤体积的百分比，常以地面以下20～30cm处的湿润面积占总灌水面积的百分比表示，可参用下表的数值。第四节微灌第33页，课件共49页，创作于2023年2月（二）微灌灌溉制度的确定（1）微灌定额：p：微灌土壤湿润比(％)。可参用下表的数值。第四节微灌第34页，课件共49页，创作于2023年2月（二）微灌灌溉制度的确定（2）灌水时间间隔的确定两次灌水之间的时间间隔又称灌水周期，取决于作物、水源和管理状况，一般北方作物大约为7d左右。灌水周期可用下式计算：T为灌水周期(d)；E为作物需水量(又称需水强度)(mm/d)第四节微灌第35页，课件共49页，创作于2023年2月（二）微灌灌溉制度的确定（3）1次灌水延续时间：

t为1次灌水延续时间(h)；Se为灌水器间距(m)；Sl为毛管间距(m)；q为灌水器流量(L/h)；η为微灌水利用系数，一般取0.9～0.95。

对于成龄果树滴灌，一棵树安装n个滴头灌溉时，则St、Sr分别为果树的株距和行距(m)；其余符号意义同前。第四节微灌第36页，课件共49页，创作于2023年2月（4）轮灌区数目的确定固定式滴灌系统：移动式滴灌系统：n移—一条毛管控制面积内毛管移动的次数，大田为10～20次。（二）微灌灌溉制度的确定第37页，课件共49页，创作于2023年2月（5）一条毛管控制的灌溉面积固定式滴灌系统，毛管固定在一个位置上灌水：移动式滴灌系统，一昼夜控制的灌溉面积：（二）微灌灌溉制度的确定第38页，课件共49页，创作于2023年2月（三）微灌系统工作制度的确定

微灌系统工作制度主要有续灌、轮灌和随机取水三种。不同的工作制度要求系统的流量不同，因而工程费用也不同。确定工作制度时，应根据作物种类、水源条件和经济状况等因素合理选定。（四）微灌系统流量的计算(1)1条毛管的进口流量为:Q毛为毛管进口流量(L／h)；qi为第i个灌水器或出水口的流量(L／h)；n为毛管上灌水器或出水口的数目。第四节微灌第39页，课件共49页，创作于2023年2月(2)支管流量计算通常支管双向配水给毛管，支管上有N排毛管，由上而下编号为1、2、……N-1、N，将支管分成N段，每段编号相应于其下端毛管的排号(如下图)，任一支管段n的流量为:Q支n：支管第n段的流量(L/h)；n为支管分段号，n＝1,2,……NQ毛Li、Q毛Ri：第i排左侧毛管和右侧毛管的进口流量(L/h)第四节微灌第40页，课件共49页，创作于2023年2月（3）干管流量的计算干管流量大，需分段推算。任一干管段的流量应等于该干管段同时供水支管的流量之和。对于轮灌，同一干管段对不同轮灌组供水时，其流量可能不相同，应依具体情况分别计算。第四节微灌（4）滴灌系统控制面积的大小在灌溉水源能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灌区需要时，滴灌面积为：第41页，课件共49页，创作于2023年2月（四）滴灌管道系统的水力计算根据滴灌系统的布置和轮灌区的划分就可进行水力计算。滴灌系统各级管道布置好后，即可从最末一级毛管开始，逐级推算各级管道的水头损失。在具体设计中，要求同一支管上第一条毛管的第一个滴头的水头与最末一条毛管的最后一个滴头的水头的差值，不超过滴头设计工作压力的20％（流量差值不超过10％），并据此确定支、毛管的最大长度。第42页，课件共49页，创作于2023年2月在滴灌中，多用塑料管道。国内外常采用威廉－哈森公式计算管道沿程水头损失：对支管，还应乘以相应的多孔系数，或用修正威廉－哈森公式计算：局部水头损失可取沿程水头损失的10％。（四）滴灌管道系统的水力计算第43页，课件共49页，创作于2023年2月毛管和支管水力计算步骤：根据已知管道流量，初步选定管径D；假定管道长度，计算总水头损失和任一管段断面的压力水头；求沿管长压力分布曲线，得最大压力水头和最小压力水头，以及进口工作压力；校核支管控制范围内，滴头工作压力的变化是否在规定范围内；若不符合要求，改变支、毛管的直径和相应长度，重新计算，直至符合要求为止。符合滴头压力变化范围的毛管直径和长度有许多种组合，最好作出若干种比较方案，进行优选。第44页，课件共49页，创作于2023年2月

第五节渗灌法一、渗灌的优缺点渗灌即地下灌溉，是利用地下管道将灌溉水输入田间埋于地下一定深度的渗水管道或鼠洞内，借助土壤毛细管作用湿润土壤的灌水方法。渗灌的主要优点是：①灌水后土壤仍保持疏松状态，不破坏土壤结构，不产生土壤表面板结，为作物能提供良好的土壤水分状况；②地表土壤湿度播放视频

第45页，课件共49页