第四章設(shè)施灌溉系統(tǒng)設(shè)計1ppt課件

1、第四章 設(shè)施灌溉系統(tǒng)設(shè)計第三節(jié) 微灌系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計1省水。微灌系統(tǒng)全部由管道輸水，嚴(yán)格控制灌水量，灌域流量較小，僅濕潤作物根區(qū)附近土壤較少蒸發(fā)和雜草對土壤水分的消耗，避免深層滲漏，不受風(fēng)的影響，漂移損失較少。2節(jié)能。微灌的灌水器是在低壓下運(yùn)行。3灌水均勻。能控制田間的灌水量，均勻系數(shù)達(dá)0.8 0.9。4增產(chǎn)。不產(chǎn)生土壤表面板結(jié)，結(jié)合灌水施肥，土壤內(nèi)水、肥、氣、熱狀況得到較好調(diào)節(jié)。5對土壤和地形的適應(yīng)性強(qiáng)。微灌為壓力輸水管道，對地形適性強(qiáng)，可根據(jù)不同的土壤入滲速度控制灌水流量。6可以結(jié)合灌水進(jìn)行施肥。1.微灌的優(yōu)點(diǎn)2.微灌的缺點(diǎn)微灌的灌水器出水孔很小如滴頭、微噴頭），很容易被水中雜質(zhì)、土壤顆粒堵塞

2、。對水質(zhì)要求較高，必須經(jīng)過過濾才能使用。灌水器堵塞是影響微灌技術(shù)推廣的主要問題微灌系統(tǒng)主要設(shè)備灌水器、管道系統(tǒng)、附件、過濾器、施肥施藥裝置。組成部分水源、首部樞紐、輸配水管網(wǎng)和灌水器.微灌系統(tǒng)與噴灌系統(tǒng)的異同點(diǎn)：基本組成相同，包括水源工程、首部系統(tǒng)、輸配水管網(wǎng)和灌水器，需要工作壓力、灌水器數(shù)量大 微灌系統(tǒng)的工作壓力小，屬局部灌溉，微噴灌系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計與噴灌系統(tǒng)既有區(qū)別又有聯(lián)系。 一、微灌系統(tǒng)布置（一）、滴灌系統(tǒng)布置固定式半固定式移動式在整個灌溉季節(jié)，干管埋入地下、在整個灌溉季節(jié)，干管埋入地下、毛管鋪設(shè)在地表，各級管道，包毛管鋪設(shè)在地表，各級管道，包括毛管固定不動括毛管固定不動在整個灌溉季節(jié)，干

3、管埋入地下、在整個灌溉季節(jié)，干管埋入地下、毛管移動進(jìn)行灌溉毛管移動進(jìn)行灌溉 在整個灌溉季節(jié)，干管埋入地下、在整個灌溉季節(jié)，干管埋入地下、支管和毛管在地面能夠移動進(jìn)支管和毛管在地面能夠移動進(jìn)行灌溉，有時整個灌溉系統(tǒng)都要移動行灌溉，有時整個灌溉系統(tǒng)都要移動進(jìn)行灌溉進(jìn)行灌溉（1） 大面積的各類果樹及經(jīng)濟(jì)樹種，種植密度小，行間距大，種植體較大。選用固定式滴灌系統(tǒng)，有時為降低投資，減少毛管用量，當(dāng)植株栽植行距較小時，在保證植株正常生長的情況下，可以每兩行植株使用一條毛管。（2蔬菜一般灌水頻率，管道利用率高，供水時間長，可根據(jù)經(jīng)濟(jì)能力和勞動力情況選擇固定式或移動式灌溉系統(tǒng)。隨著滴灌技術(shù)的推廣，一些大田糧食

4、作物也開始采用滴灌系統(tǒng)進(jìn)行灌溉，如條播小麥等。這類作物種植密度大，灌水次數(shù)少，在勞動力充足的地區(qū)采用移動式滴灌系統(tǒng)進(jìn)行灌溉，以減少管材的用量兩側(cè)毛管接口附近的作物。1.干管、支管布置n滴灌系統(tǒng)的干、支管的布置取決于地形、水源、作物布和毛管的布置，其布置應(yīng)達(dá)到管理方便，工程費(fèi)用最小的要求。n（1一般當(dāng)水源離灌區(qū)較近且灌溉面積較小時，可以只設(shè)支管，不設(shè)干管，相鄰兩級管道應(yīng)盡量互相垂直以使管道長度最短而控制面積最大。n（2在丘陵山地，干管多沿山脊布置或沿等高線布置，支管則垂直于等高線，向兩邊的毛管配水。n（3在平地，干管、支管應(yīng)盡量雙向控制，兩側(cè)布置下級管道，可節(jié)省管材。n（4干支管的布置還應(yīng)充分考

5、慮灌區(qū)內(nèi)耕地以外的其他地形地物，如渠道、防護(hù)林網(wǎng)、建筑物等對干支管埋設(shè)的影響2、毛管和滴頭的布置滴頭是安裝在毛管或是用微管與毛管連接的，因而滴頭和毛管的布置是同時進(jìn)行的，滴頭和毛管的布置形式取決于作物種類、種植方式、土壤類型、滴頭流量和滴頭類型，同時還應(yīng)充分考慮施工和管理方便性、對田間農(nóng)事作業(yè)的影響及經(jīng)濟(jì)因素等。（1條播密植作物 大部分經(jīng)濟(jì)作物如棉花、玉米、蔬菜、花生、甘蔗等均屬于條播密植作物，行間距稍大，株間距較小，要求采用較高的濕潤比，一般宜大于60%。這時毛管應(yīng)平行作物種植行向布置，滴頭間距根據(jù)作物株距和土壤質(zhì)地進(jìn)行確定，一般為0.31.0米，具體布置形式有以下兩種：每行作物一條毛管 當(dāng)

6、作物行距較大超過一米）或土壤質(zhì)地為砂壤或砂土?xí)r，應(yīng)每行作物至少布置一條毛管，見圖4-8每兩行或多行作物一條毛管 當(dāng)作物行間距較小（一般小于1米時，可根據(jù)滴頭流量的大小、土壤質(zhì)地選擇每兩行作物布置一條毛管或多行作物布置一條毛管，見圖4-9。值得注意的是，砂性土壤上毛管間距不宜過大。 土壤質(zhì)地越黏重，則相同流量的滴頭其濕潤半徑越大，反之則越小。在同一質(zhì)地土壤上，流量越大的滴頭，其濕潤半徑越大，反之則越小。因而選擇何種滴頭和毛管的布置形式，要對作物的株行距大小、土壤質(zhì)地、滴頭流量大小進(jìn)行綜合分析確定，且不可僅按作物行距而確定，否則可能造成整個田間嚴(yán)重灌水不均勻，導(dǎo)致產(chǎn)量下降。（2果園和經(jīng)濟(jì)林根據(jù)樹體

7、的大小、種植規(guī)則程度及滴頭流量等，果樹和經(jīng)濟(jì)林的滴頭和毛管布置主要有以下三種。一行果樹布置一條毛管一行果樹布置兩條毛管毛管繞樹布置當(dāng)樹形及栽植行距均較大（4m），栽植規(guī)整，或者雖然果樹行距較小，但土壤為砂性土?xí)r，因滴頭濕潤半徑較小，當(dāng)樹形較小，為中壤以上的質(zhì)地時這種布置方式節(jié)省毛管，系統(tǒng)投資少，是應(yīng)用比較普遍的布置形式，見圖4-8。當(dāng)果樹的冠幅和栽植行距均較大（5m），栽植形式又不太規(guī)則時，不便于按行行毛管的布置，可考慮毛管繞樹布置形式，見圖4-11。3、滴頭的選擇滴灌系統(tǒng)灌水器有管上式滴頭和內(nèi)鑲式滴頭，有壓力補(bǔ)償式滴頭和非壓力式補(bǔ)償式滴頭，其選擇的依據(jù)主要有制造質(zhì)量、地形、作物種類及種植間距

8、、土壤性質(zhì)等。制造質(zhì)量地形作物種類及種植間距土壤性質(zhì)制造偏差系數(shù)Cv值應(yīng)滿足作物對灌水均勻度的要求地面坡度會引起同一毛管上不同位置的滴頭流量不均勻。確定滴頭類型決定滴頭的流量土壤質(zhì)地是決定滴頭流量的主要因素（二微噴灌系統(tǒng)布置微噴灌系統(tǒng)根據(jù)其支管、毛管和灌水器的布設(shè)可以分為以下幾種形式。地面式噴灌系統(tǒng)微噴頭固定在大約50cm高的豎桿上，由毛管連接支管與噴頭。支管鋪設(shè)于地表支管用抗老化性能較好的PE管材料，鋪設(shè)于地表，使系統(tǒng)的安裝、檢查、移動非常方便。 。容易遭受破壞和盜竊，影響除草、施肥等田間作業(yè)，地面管道的抗老化要求較高。 懸掛式和樹上式微噴灌系統(tǒng)半地下式微噴灌系統(tǒng)半地下式微噴灌系統(tǒng)使支干管和

9、支管都埋設(shè)在地下，微噴頭不用毛管連接，直接用垂直安裝于支管上的豎管連接，一般用螺紋與豎管連接，并由豎管直接供水，其形式類似于固定式噴灌系統(tǒng)。地面管道少，除草施肥等活動受影響較小，同時對管道的抗老化性要求也相對較低，特別是快速接頭的應(yīng)用，更促進(jìn)了這類微噴灌系統(tǒng)的推廣應(yīng)用，在苗木培育、花卉生產(chǎn)基地，要求較高的土壤濕度和空氣濕度。它是用鐵絲或管箍將支管懸掛在離地面一定高度上的梁架上，并直接在支管上安裝噴頭進(jìn)行懸空噴灑作業(yè)。工作壓力較高，施工難度大、增加材料費(fèi)用，使系統(tǒng)總投資高，運(yùn)行費(fèi)用也會相應(yīng)增加 微噴灌系統(tǒng)布置的主要任務(wù)是確定首部樞紐的設(shè)備組成、布設(shè)位置和各級管道的走向、分布及連接方式。首部樞紐的

10、布設(shè)與滴灌系統(tǒng)相同，除了考慮灌區(qū)離水源距離外，關(guān)鍵是選擇合適的過濾設(shè)備，對過濾器的要求與滴灌系統(tǒng)相比相對較低，一般要求80120目的過濾。管道系統(tǒng)的布置則主要根據(jù)地形地勢、田塊形狀、作物種植方向等因素，通過全面分析之后，選擇一種水流分配均衡合理，操作方便，投資較少的布置方案。 1、支管、毛管布置l田間支管、毛管的布置主要是根據(jù)作物或樹木的種植方向、田塊大小、地形特點(diǎn)確定，l確定布置方案時可與干管的布置相結(jié)合，確定其布置形式。l成齡的矮化密植果樹，在確定支、毛管布置形式時，管道的鋪設(shè)時受樹體的限制，毛管鋪設(shè)時，因施工人員要不斷地穿梭于果樹之間，因而設(shè)計時應(yīng)將施工過程作為一個影響因素加以考慮2、干

11、管布置選擇時要在確定干管布置形式時，一方面要綜合分析灌區(qū)的整體地形情況、輪灌分區(qū)情況，另一方面又要依賴工程技術(shù)人員的實(shí)際。閱歷，設(shè)計時應(yīng)考慮以下原則：l管道布置應(yīng)使管線總長度短，節(jié)省資金。l管道布置應(yīng)考慮各用水單位的需要，管理方便，有利于組織輪灌和迅速分散流量，控制閥門或快速接頭盡量安裝于路邊或地埂邊，便于操作。l水源分配均勻一致，不使管道之間出現(xiàn)流量過于集中或稀少的狀況。l一般順坡，平坡而行，在有坡的情況下盡量減少逆坡布置的管道數(shù)量。l管道布設(shè)應(yīng)力求平順，較少折點(diǎn)，有利于減少水力損失，節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用。3、微噴頭的選擇l常用的微噴頭有折射式、旋轉(zhuǎn)式和離心式三種類型，l選擇時除了其噴灑特性要滿足要

12、求外，同樣要注意產(chǎn)品的制造質(zhì)量，其制造偏差Cv值應(yīng)不低于灌溉作物所要求的臨界值。l微噴頭主要是根據(jù)土壤性質(zhì)、灌溉作物種類、種植行間距確定微噴頭的類型。二、微灌系統(tǒng)的水源32OAlMgO微灌工程對水質(zhì)的要求較其它灌水方式較高，除了要進(jìn)行嚴(yán)格的過濾外，在有些情況下還應(yīng)采取化學(xué)處理法。1.微灌系統(tǒng)堵塞得原因（1無機(jī)懸浮物沙土淤泥黏土指顆粒大小在2m的土壤顆粒。指顆粒大小在502000m范圍內(nèi)的土壤顆粒。指顆粒大小在250m范圍內(nèi)的土壤顆粒淤泥和黏土成分中 、 、 、 、 P的含量較高，是引起微灌系統(tǒng)堵塞得主要原因。OK22FeO32OAlMgO （2微生物繁殖 在我國北方大部分地區(qū)，水源水質(zhì)硬度大，

13、鈣、鎂離子含量高，在毛管和灌水器內(nèi)會產(chǎn)生沉淀而堵塞系統(tǒng)。鎂和鐵的硫化物或金屬的氫氧化物在毛管和微灌水器內(nèi)可以消除水銹或水垢而引起堵塞，尤其是通過微灌系統(tǒng)施肥時，有可能會引起化學(xué)反應(yīng)而形成沉淀，造成堵塞。靜止的水源如蓄電池、塘壩、小水庫中的各類藻類、真菌、微生物等的大量繁殖也是導(dǎo)致微灌系統(tǒng)堵塞得主要因素。（3化學(xué)沉淀（4其它原因系統(tǒng)安裝時進(jìn)入管道內(nèi)而沒有完全沖洗干凈的泥土和鋸沫、在修理管道和用快速接頭連接管道時誤入的泥土和雜物都有可能形成堵塞。2.水質(zhì)分析指標(biāo)表4-22滴灌系統(tǒng)堵塞程度的水質(zhì)優(yōu)劣分類懸浮物總量；懸浮的有機(jī)物總量；水體的PH值和硬度，當(dāng)PH7.5，水的硬度大時，其中的 和 含量較高

14、，可能會形成 或沉淀；鐵離子和鎂離子的含量堵塞原因 堵塞程度 輕度堵塞 中度堵塞 嚴(yán)重堵塞 物理原因 懸浮物（mg/l）50 50100100 化學(xué)原因 pH值 7.0 7.08.08.0 可溶性固體/（mg/l）500 50020002000 鎂離子/（mg/l） 0.1 0.11.5 1.5 鐵離子/（mg/l）0.2 0.21.5 1.5 硫化氫/（mg/l）0.2 0.22.02.0 微生物 細(xì)菌總數(shù)/（個/ml 10000100005000050000 三、微灌系統(tǒng)的首部樞紐n主要包括加壓設(shè)備、控制閥門、過濾設(shè)備、施肥設(shè)備及量測設(shè)備等。所需設(shè)備與噴灌系統(tǒng)基本相同，所不同的是要求各設(shè)備

15、的性能參數(shù)與噴灌系統(tǒng)有些不同，在規(guī)劃設(shè)計時要慎重地選擇。1.水表選擇要考慮水頭損失值在可接受的范圍之內(nèi)，并配置于肥料注入口的上游，防止肥料對水表的腐蝕。壓力表是微灌系統(tǒng)中一個結(jié)構(gòu)簡單而作用重大的設(shè)備，它是整個微灌系統(tǒng)的一個窗口，系統(tǒng)運(yùn)行是否正常，基本上都可以通過壓力表所顯示的壓力值進(jìn)行判斷，2.壓力表應(yīng)選擇反映靈敏，安全可靠的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，其測量范圍要比系統(tǒng)實(shí)際水頭略大，以提高測量精度。3.進(jìn)排氣閥與排水閥l 進(jìn)排氣閥的選用，目前可按“四比一法進(jìn)行，即進(jìn)排氣閥全開直徑不小于管道內(nèi)徑的1/4。如100mm內(nèi)徑的管道上安裝內(nèi)徑為25mm的進(jìn)排氣閥。l一般設(shè)置在微灌系統(tǒng)管網(wǎng)高處或局部高處。其作用為在系統(tǒng)

16、開啟充水時排除空氣，系統(tǒng)關(guān)閉時向管網(wǎng)補(bǔ)氣，以防止負(fù)壓產(chǎn)生。系統(tǒng)運(yùn)行時排除水中夾帶的空氣，以免形成氣阻。l在干管、支管末端和管道最低位置宜安裝排水l閥，以便沖洗管道和排凈管內(nèi)積水。 4.自動控制設(shè)備n微灌系統(tǒng)自動化控制設(shè)備主要由中央控制起、自動閥、傳感器、氣候、土壤及作物監(jiān)測設(shè)備等組成。自動控制系統(tǒng)可根據(jù)實(shí)際需要選用不同的功能。n使用時管理員只需向中央控制器輸入灌溉程序，則灌溉系統(tǒng)就會按程序要求按時、按順序完成灌溉任務(wù)，電磁閥也會按程序設(shè)定自動打開。n水泵的變頻調(diào)速技術(shù)與自動化控制設(shè)備相結(jié)合，會使微灌系統(tǒng)的操作管理更簡單方便。 5、過濾器的選擇過濾器的選擇是滴灌系統(tǒng)的關(guān)鍵所在（1過濾器主要是用來

17、過濾水中的粉粒、砂粒和水藻，和少量的有機(jī)質(zhì)，但有機(jī)質(zhì)含量和藻類過多時，過濾效果較差。過濾器能否有效發(fā)揮作用，關(guān)系著灌水器能否正常運(yùn)行。(2) 如果過濾器選擇不當(dāng)，造成的后果可能是滴頭堵塞，或者過濾器易被堵塞，導(dǎo)致系統(tǒng)流量不能滿足灌溉，增加過濾器的清洗次數(shù)，給管理帶來諸多不便。(3)過濾器的選擇根據(jù)水源的水質(zhì)情況和滴頭對水質(zhì)處理的要求，選擇適宜的過濾器，必要時采用不同類型的6、首部系統(tǒng)位置首部系統(tǒng)位置應(yīng)根據(jù)水源及灌溉地的相對位置定：（1水源距灌溉地塊較近時，首部樞紐可以和泵站一起 布置在水源附近，以便管理。（2水源距灌溉地塊距離較遠(yuǎn)時，首部樞紐就應(yīng)布置在灌溉地附近易于管理的位置。過濾器組合進(jìn)行多

18、級過濾，以保證處理后的水質(zhì)完全滿足滴頭要求。不同水質(zhì)推薦的過濾器見表4-2略）（4微灌系統(tǒng)對過濾器的要求與滴灌系統(tǒng)相比相對較低，一般要求80120目的過濾。四、微灌系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)的確定 微灌系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)包括作物需水量、微灌耗水強(qiáng)度、土壤濕潤比和灌水均勻度等，微灌系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)的大小不僅會影響到工程建成后的灌水質(zhì)量。而且對管道的水力計算、各級管道的管徑的確定及水泵的選型都有直接的影響，應(yīng)根據(jù)灌溉作物的種類、經(jīng)濟(jì)價值、土壤特性和當(dāng)?shù)氐乃y狀況合理確定設(shè)計參數(shù)。（一作物需水量計算1.作物日需水量PPCCEKKE 為作物日需水量，mm/d； 為作物系數(shù)，見表4-21； 為蒸發(fā)皿蒸發(fā)時的蒸發(fā)量與自由水面蒸發(fā)

19、量之比，取0.700.72； 為生長期內(nèi)80cm口徑蒸發(fā)皿蒸發(fā)量，mm/d。CECKPKPE如果有完整的氣象資料，可以用彭曼公式計算 表4-21不同作物的作物系數(shù)作物種類 作物系數(shù) 作物種類 作物系數(shù) 適宜氣候 干燥氣候 適宜氣候干燥氣候蔬菜 1.0 1.15 香蕉 1.1 - 蔬菜落葉性果園0.85 1.0 甘蔗 1.11.35- 小麥、大麥、燕麥1.0 1.1 柑橘 0.75 0.85 谷類、高粱玉米1.0 1.2 紫花苜蓿 1.15 1.2 棉花 0.85 1.0 牧草 1.0 1.0 馬鈴薯 1.0 1.15 水稻 1.2 1.35 番茄、煙草 1.0 1.2 2.微灌作物耗水強(qiáng)度微灌

20、作物的耗水量與作物對地面的遮蔭率大小有關(guān)craEKE 85.0crGK 為微灌作物的耗水強(qiáng)度，mm/d； 為作物遮蔭率對耗水量的修正系數(shù)當(dāng)由式4-47計算出的數(shù)值大于1時，取 =1； 為作物遮蔭率，又稱為作物覆蓋率，隨作物種類和生育階段而變化。對蔬菜和大田糧食作物，一般取60%80%.對于果樹，可根據(jù)果樹樹冠所占面積計算確定，幼齡期取20%40%；成齡果樹取60%80% (4-46)(4-47)aErKrKcG3.設(shè)計灌水強(qiáng)度設(shè)計微灌工程時，灌水強(qiáng)度應(yīng)是作物最不利條件下的灌溉強(qiáng)度，即作物所消耗的水量全部由灌溉補(bǔ)充時的灌水強(qiáng)度。aaEI 4.毛灌水強(qiáng)度水a(chǎn)gII 為微灌的毛灌水強(qiáng)度，mm/d；

21、為微灌的補(bǔ)充灌水強(qiáng)度，mm/d； 為微灌水利用系數(shù)，規(guī)范SL 103-95規(guī)定，灌溉水利用系數(shù)滴灌不應(yīng)低于0.9，微噴灌應(yīng)不低于0.85。微灌水利用系數(shù)一般采用0.90.95。gIaI水5.每日灌溉用水量AIWg10W為每日微灌用量，；A為微灌面積，hm2。（二土壤濕潤比n 土壤濕潤比，即在微灌條件下，濕潤土體體積與整個計劃層土體的比值。在滴灌條件下，由于點(diǎn)源灌溉所形成的濕潤體積小，濕潤比的合理與否對作物的影響較大。在微噴灌條件下，由于噴灑范圍較大，濕潤比對作物影響較小，土壤濕潤比的確定主要是根據(jù)作物種類、土壤特性、灌水器的流量、灌水量和灌水間距而定。表4-24給出了不同作物的推薦濕潤范圍。作

22、物 滴灌 微噴灌 作物 滴灌 微噴灌 果樹葡萄、瓜類 25403050 40603050 蔬菜糧棉油等作物 60906090 70100100 表4-24微灌設(shè)計土壤濕潤比2.土壤濕潤比的計算P 為土壤濕潤比，%; 為設(shè)計濕潤深度范圍內(nèi)土 壤水分水平擴(kuò)散直徑，m； 為滴頭間距，m； 為毛管間距，m；H 為濕潤深度，m。（1單條毛管直線布置%100785. 0422LeWLeWSSDHSSHDPWDeSLS（2環(huán)狀繞樹布置n為每株果樹安裝滴頭數(shù)，個； 為濕潤帶的寬度，即在給定滴頭流量和土壤質(zhì)地和確定的滴頭間距條件下，當(dāng)P =100%時相應(yīng)的毛管有效間距 值，見表4-23； 為果樹株距，m； 為果

23、樹株距，m；其它符號意義同前。%100rtweSSSnSPWSLStSrS表4-23不同流量滴頭、不同間距、不同土壤質(zhì)地的土壤濕潤比(3)兩條毛管直線布置nP為土壤濕潤比，%；n 為作物兩旁兩條毛管的窄間距，可根據(jù)滴頭流量和土壤n 類別，查表4-23，當(dāng)=100%時推薦毛管間距 值，m；n 為與相對應(yīng) 的土壤濕潤比，%；n 為作物之間兩條毛管之間的寬間距，m；n 為根據(jù) 查表4-23所的土壤濕潤比，%；n 為作物行距，m。%1002211rSSPSPP1S1P2S2PrS1S（三設(shè)計灌水均勻度 為了保證微灌的灌水質(zhì)量，灌水均勻度應(yīng)達(dá)到一定的要求。在微灌系統(tǒng)中，影響灌水均勻度的因素較多，如灌水期

24、的制造偏差、系統(tǒng)工作壓力的變化、堵塞情況、水溫變化、微地形差異等。在實(shí)際微灌工程設(shè)計時，除了水壓變化和制造偏差兩種因素可進(jìn)行計算外，其它因素很難進(jìn)行計算，對均勻度的影響目前在設(shè)計微灌工程是能考慮的只有水力因素和制造偏差。微灌的灌水均勻度用克里斯琴Christiansen均勻系數(shù)來表示，即 為均勻系數(shù)； 為灌水器的平均流量； 為灌水器流量的平均絕對偏差； 為每個灌水器的流量；N為灌水器流量的影響。qqC 1NqqqNii1niiqNq11uCqqiq1.只考慮水力因素時灌水均勻度的確定 為灌水器流量偏差率，%； 為毛管上灌水器最大量，L/h； 為毛管上灌水器的最小流量L/h； 為灌水器的平均流量

25、，L/h。只考慮水力影響因素時，微灌的均勻系數(shù)與灌水器的流量偏差率存在著一定的近似關(guān)系。因而在微灌設(shè)計中常用流量偏差率來表示灌水均勻程度。avqqqqminmax(4-57)vqmaxqminqaq 表4-25Cu與qv關(guān)系Cu/% 98 95 92qv/% 102030表4-25為均勻系數(shù)與灌水器的流量偏差率的對應(yīng)關(guān)系。微灌設(shè)計時，在只考慮水力因素的情況下，取 =0.950.98?；?=10%20%。在平地或坡度均勻條件下微灌的流量偏差率與工作水頭偏差率存在如下關(guān)系 為灌水器工作壓力偏差率； 為灌水器的流態(tài)指數(shù)； 為灌水器的最大工作水頭，m； 為灌水器的最小灌水工作水頭，m； 為灌水器的平均

26、工作水頭，m； 為灌水器流量偏差率，%。vvqxxxH115. 011avhhhHminmax（4-58）（4-59）vHxmaxhminhahvq如果灌水器已經(jīng)選定，且流態(tài)指數(shù)已知，則可根據(jù)確定的設(shè)計均勻系數(shù) ，用上式求出允許的灌水壓力偏差率和毛管的設(shè)計工作壓力變化范圍，從而可以確定允許的最大毛管長度。2.考慮制造偏差和壓力變化兩個因素時灌水均勻度的確定 為25%的灌水器的最小流量的平均值，； 為灌水器的平均流量， 值可應(yīng)用于整個微灌系統(tǒng)、支管或者一條獨(dú)的毛管，一般取Eu =0.900.95定當(dāng)既考慮灌水器制造偏差率又考慮工作壓力變化兩個因素時，則微灌的灌水效率可通過灌水均勻度Eu來評價au

27、qqEmin（4-60）minqaquE五、設(shè)計灌溉制度 微灌系統(tǒng)的設(shè)計灌溉制度與噴灌系統(tǒng)的計算原理一樣的，是指作物全生育期對于果樹等多年生作物則為全年內(nèi)設(shè)計條件下的每一次灌水量灌水定額）、灌水時間間隔灌水周期）、一次灌水延續(xù)時間、灌水次數(shù)和灌水總量灌溉定額），它們是設(shè)計灌溉工程的依據(jù)，也是灌溉管理的參考依據(jù)(一設(shè)計灌水定額 I 為設(shè)計灌水定額，mm； 為田間持水量，以干重百分比計，%； 為灌前土壤含水量，為作物允許的土壤含水量的下限，以干土重百分比計，%；為土壤容重，g/cm3；Z為計劃濕潤層深度，m；根據(jù)各地的經(jīng)驗(yàn)，各種作物的適宜土壤濕潤層深度：蔬菜0.20.3m，大田作物0.30.6m，

28、果樹為1.01.5m；P為土壤濕潤比，%；北方干旱半干旱地區(qū)取20%30%，南方濕潤半濕潤地區(qū)取25%35%，蔬菜取70%90%；為灌溉水利用系數(shù)，取0.950.98。各類土壤容重及水分常熟見表4-26，供設(shè)計時參考。微灌系統(tǒng)的設(shè)計灌水定額是根據(jù)作物種類、土壤性質(zhì)計算出的一次最大灌水量ZPI0max1 . 0（4-61）max0表4-26不同土壤干密度和水分常數(shù)土壤質(zhì)地 容重(g/cm3) 水分常數(shù)（質(zhì)量比）/% 凋萎系數(shù) 田間持水量 緊砂土 1.451.60 46 1622 砂壤土 1.361.54 49 2230 輕壤土 1.401.52 610 2228 中壤土 1.401.55 613

29、 2228 重壤土 1.381.54 15 2228 輕黏土 1.351.44 1217 2832 中黏土 1.301.45 2535 重黏土 1.321.40 3035 （二設(shè)計灌水周期T 為設(shè)計灌水周期，d；I 為設(shè)計灌水定額，mm； 為灌溉作物需水旺盛日平均耗水強(qiáng)度mm/d由式4-46確定。 微灌系統(tǒng)的最終目的是能夠根據(jù)作物耗水規(guī)律，適時、適量地向作物根系活動層補(bǔ)充水分，使土壤水分狀態(tài)最有利于作物生長，所以微灌的灌水周期應(yīng)盡可能短。設(shè)計灌水周期是指在設(shè)計條件下，能滿足作物需要的兩次灌水之間的最長時間間隔。應(yīng)根據(jù)作物種類、土壤類別及濕潤層深度等因素確定，一般為35天。aEIT(4-62)a

30、E（三灌水次數(shù)與灌水定額n使用微灌技術(shù)，經(jīng)常采取少灌勤灌的灌水方式，因而作物全生育期或全年的灌水次數(shù)比傳統(tǒng)的地面灌溉多。n灌溉定額則為生育期或一年內(nèi)對多年生作物各次灌水量的總和。iMM（4-63） 為全生育期的灌水總量，m3； 為每次灌水量，m3。MiM六、微灌系統(tǒng)工作制度的確定 微灌系統(tǒng)的工作制度分為系統(tǒng)續(xù)灌、分組輪灌及移動式微灌等幾種情況。但是對于微灌系統(tǒng)而言灌溉制度均指固定式灌溉系統(tǒng)而言，制定微灌系統(tǒng)工作制度的任務(wù)就是驅(qū)動灌溉系統(tǒng)一次灌水所需時間、輪灌分組及制定輪灌方案。在確定工作制度時，應(yīng)根據(jù)作物種類、水源條件和經(jīng)濟(jì)狀況等因素做出合理的選擇（一每次灌水時間 為一次灌水延續(xù)時間，h； 為

31、設(shè)計灌水定額，mm； 為灌水器間距，m，對于灌水器間距非均勻裝的情況下，可取灌水器平均間距； 為毛管間距，m；為田間水利用系數(shù)，=0.90.95； 為灌水流量，L/h。Q為灌水器流量L/h） 在單條毛管直線布置，灌水器間距均勻的情況下，續(xù)灌情況下每次灌水時間和每個輪灌區(qū)每次灌水時間由下式確定qSIStLe（4-64）TIeSLS對于果樹，則應(yīng)以單株果樹為計算單位，那么 為果樹的行距，m； 為果樹的株距，m；其余符號意義前。tSrSqnSISttr(4-65）n例已知q=4L/h,毛管間距為0.8m, 滴頭間距為0.6m,p=75%, H=0.4, =1.45t/m3, 田=25%(重量百分比)

32、,max=90%田,min=70%田, e=6mm/d, =0.9 , 求: (1) m, (2)T, (3)t n解: (1) m =1000Hp(maxmin)/ =1000Hp(90%田70%田)/=10000.41.4575%(90%25%70%25%)/0.9 n=24.7mm n或m =24.170.667=16 (m3/畝) 實(shí)際取T=4d （二全系統(tǒng)續(xù)灌 全系統(tǒng)續(xù)灌是對系統(tǒng)內(nèi)全部管道同時供水，在設(shè)計灌水周期內(nèi)對所有作物同時灌水的一種工作制度。它的優(yōu)點(diǎn)是灌溉供水時間短，對其他農(nóng)事活動的影響較小。但是，由于干管要向所有毛管同時供水，使得干管流量大，增加工程投資和運(yùn)行費(fèi)用，設(shè)備利用率

33、低，也不利于灌區(qū)內(nèi)種植不同作物，在水源流量小的地區(qū)，灌溉面積會受到限制。n各輪灌組的控制面積應(yīng)盡可能相等或相近，以使系統(tǒng)流量穩(wěn)定，水泵具有較高的工作效率。n輪灌組的劃分充分考慮各田塊之間的用水關(guān)系和田間管理的要求。同一輪灌組內(nèi)的作物其灌溉制度應(yīng)該一致，一般同一輪灌組內(nèi)不應(yīng)有不同種類的作物或?yàn)榉峭挥脩粲玫?，否則很難解決不同作物或農(nóng)戶之間的用水矛盾，同時也不利于施肥等其他農(nóng)業(yè)措施的進(jìn)行。n輪灌編組應(yīng)該有一定的規(guī)律，可操作性強(qiáng)，方便運(yùn)行管理。n制定輪灌順序時，應(yīng)慎重考慮是將同一輪灌組集中連片布置，使操作管理方便，還是輪灌區(qū)分散布置，使流量分散減少干管流量節(jié)省投資。這些都應(yīng)堅持因地制宜原則，且不可一

34、味追求某一方面而影響大局。（三分組輪灌1.劃分輪灌組的原則2.確定輪灌組數(shù) 為允許的輪灌組最大數(shù)目，個，取整數(shù)；C 為每天運(yùn)行的小時數(shù)，一般為1220h，固定式系統(tǒng)不低于16h；T 為灌水周期，d；T 為一次灌水持續(xù)時間，h。輪灌組的劃分方法，通常一個輪灌組由一條或幾條支管組成，在支管的進(jìn)口處安裝閘閥和流量調(diào)節(jié)裝置，使支管所轄的面積成為一個灌水單元。每個輪灌區(qū)由干管輪流供水，使所有輪灌組在設(shè)計灌水周期內(nèi)進(jìn)行一次灌水過程。tCTN(4-66)七、系統(tǒng)流量計算 為毛管進(jìn)口流量，L/h；N 為毛管上灌水器或出水口的數(shù)目，個； 為第個灌水器或出水口流量，（一一條毛管流量的計算 一條毛管的進(jìn)口流量為其上

35、安裝灌水器或出水口流量之和，即NnimqQ1(4-67)mQiq 如果設(shè)毛管上安裝灌水器或出水口類型相同，在設(shè)計合理時，可認(rèn)為各個灌水器的流量等，iqqqq.321(4-68)若為灌水器平均流量，那么為了方便，設(shè)計時可用灌水器設(shè)計流量 代替平均流量 ，即amNqQdmNqQ(4-69)(4-70)dqaq（二支管流量計算 微灌系統(tǒng)支管向毛管的供水方式分為單向供水和雙向供水兩種方式，一般采用雙向供水。如圖4-12所示1.支管給毛管雙向配水 為支管入口流量L/h； 為第i排右側(cè)毛管進(jìn)口流量，L/h； 為第i排左側(cè)毛管進(jìn)口流量，L/h； N 為毛管排數(shù)若支管給毛管雙向配水，且支管兩邊毛管數(shù)相等時，若

36、支管兩邊每排毛管流量相等，即NimLmRzIIQQQ1zQimRQImLQIImLmRQQ則支管入口流量可用下式計算NimLNimRzIIQQQ1122當(dāng)所有毛管流量相等時mzNQQ2支管長度已知，且毛管在支管上為等間距SL布置，則支管上毛管排數(shù)N 為LSSLN此時有N排毛管的支管流量為LSmzSLQQ22.支管給毛管單向配水其支管入口流量按下式計算當(dāng)各毛管流量相等時即為NimziQQ1LSmmzSLQNQQ（三干管流量推算 為干管流量，L/s； 為各支管流量，L/s微灌系統(tǒng)干管的作用是向所有支管能夠輸送符合壓力和流量要求的水流1.全系統(tǒng)續(xù)灌情況任一干管的流量等于該干管以下支管流量之和。NiZ

37、gIQQ1gQizQ2.輪灌情況采用分組輪灌的灌溉制度時，任一干管段的流量則等于通過該管段的各輪灌組中最大的流量。,.,max321輪輪輪QQQQ 八、管道水力計算 在微灌系統(tǒng)中，由于連接管件較多，灌水器、毛管接口處、過濾器、施肥裝置等都有較大的水頭損失，在設(shè)計時，局部水頭損失一般按沿程水頭損失的10%估計，但對過濾器、施肥裝置及其他水頭損失較大的裝置必須按廠家提供的資料進(jìn)行計算。多口管分流口多，局部水頭損失一般不宜忽略，應(yīng)按供應(yīng)商的資料選用。無資料時，局部水頭損失可按沿程水頭損失的一定比例估算，這一比例支管為0.050.1，毛管為0.10.2。九、微灌管道系統(tǒng)設(shè)計 微灌管道系統(tǒng)設(shè)計的主要內(nèi)容

38、是在滿足灌水均勻和灌水器工作壓力的要求下，確定各級管道的進(jìn)口壓力和流量，確定干管、支管的管徑以及毛管的鋪設(shè)長度等。管道系統(tǒng)設(shè)計，不僅對系統(tǒng)的投資和運(yùn)行費(fèi)用有很大的影響，而且在很大的程度上對系統(tǒng)的灌水質(zhì)量具有決定性作用。（一微灌毛管設(shè)計n毛管設(shè)計的任務(wù)是根據(jù)確定的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行毛管直徑確定和在設(shè)計地形條件下允許的毛管最大鋪設(shè)長度的計算。n微灌系統(tǒng)毛管是從支管取水再向各個灌水器供水的管道，具有管道直徑小，出流口多的特點(diǎn)。一般采用抗老化性能較好的低密度或中密度聚乙烯制造，其直徑一般為1220mm。由于滴灌工程毛管數(shù)量較多，因此一般選用較小直徑的毛管，最常用的毛管直徑為1216 mm，毛管一般選用同一

39、直徑，中間不變直徑。n干支毛管均采用聚乙烯PE微灌專用管材。 黑色加灰黑，抗老化）規(guī)格有1、1.5、2、4 用作微管滴頭或水阻管 8、10、12、15、20 用作毛管 25、32、40、50 用作支管 65、80、100 用作干管數(shù)值指內(nèi)徑） n 微灌毛管一般鋪設(shè)于地表，地表隨地形的變化會造成毛管內(nèi)壓力的不均勻，從而影響灌水器的灌水均勻度。同時隨著毛管長度的延長，管內(nèi)沿程水頭損失也會增大，使毛管首末兩端灌水器入口壓力差異增大，造成灌水器工作壓力和工作流量偏差控制在設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，二是使用壓力補(bǔ)償式微灌水器，使其在一定的壓力范圍內(nèi)，流量基本保持穩(wěn)定。1.壓力補(bǔ)償式灌水器毛管設(shè)計 設(shè)計時只要使每一

40、個灌水器的入口壓力處于壓力補(bǔ)償范圍之內(nèi)，則各灌水器之間流量差異就會滿足設(shè)計要求。使其在一定的壓力變化范圍內(nèi)其流量基本穩(wěn)定。 當(dāng)灌溉地為平坦地形時，只要根據(jù)選定的滴頭類型、滴頭流量和滴頭間距以及毛管直徑與入口壓力等參數(shù)，即可從滴頭生產(chǎn)廠商提供的表格中查取毛管最大鋪設(shè)長度，則小于或等于該長度的毛管布置長度都滿足灌溉要求。表4-27是北京綠源塑料聯(lián)合公司的管上補(bǔ)償式滴頭在平坦地形條件下，兩種規(guī)格滴頭滴灌最大鋪設(shè)長度。 表4-27平坦地形下毛管最大鋪設(shè)長度/m滴頭規(guī)格 滴頭間距/m 滴灌管外徑=12mm 滴灌管外徑=16mm滴灌管進(jìn)口壓力0.1Mpa滴灌管進(jìn)口壓力0.1Mpa1.01.41.8 2.2

41、 2.63.0 1.0 1.4 1.8 2.2 2.63.0黑色2.3L/h 0.5 3449 59667176861271521701851960.75 477 83941011081171732082342542701.00 61 89 106 1201291371452152582913163361.25 72 106 127 143155165172253303342372395紅色3.75 L/h 0.525 36 43 47505363921101221311390.7534 50 61 667276851261511681811921.0044 6477 859297106157

42、1892092252391.2552 77 92102119117125184221246265281 如果灌溉地有一定的坡度，則必須將地勢高差引起的管內(nèi)壓力變化考慮進(jìn)去，當(dāng)?shù)匦纹露纫恢聲r，可使用供應(yīng)商所提供的毛管水頭損失曲線來設(shè)計。2.非補(bǔ)償式灌水器毛管設(shè)計非補(bǔ)償式灌水器毛管設(shè)計的任務(wù)是根據(jù)灌水器的流量和規(guī)定的允許流量偏差，計算出毛管的最大允許長度和實(shí)際使用長度，并按使用長度計算毛管的進(jìn)口水頭。（1毛管總水頭損失的計算 微灌毛管屬于多口出流管，其總水頭損失包括沿程水頭損失和局部水頭損失兩部分。fhh（4-81）或直接用式4-82計算多口管總水頭損失148. 01mmdNSqmah3N（4-8

43、2） 為多口管沿程水頭損失，m； 為考慮局部水頭損失的加大系數(shù)，對于毛管， =1.051.30； 為多口沿程水頭損失，m； 為系數(shù)， m為流量指數(shù)； 為灌水器設(shè)計流量，L/h； 為毛管上進(jìn)水口間距，m；N為毛管上出流口總數(shù)。hfha885. 4lg123. 0510006. 1DDadqS(2)毛管相關(guān)系數(shù)的確定根據(jù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和灌水器的設(shè)計流量，在忽略地面坡度（3%）的情況下，灌水區(qū)內(nèi)灌水器最大、最小出流量可按下式估算vdqqq62. 01maxvdqqq38. 01mindxvhqh1max62. 01dxvhqh1min38. 01相應(yīng)灌水器水頭為以設(shè)計灌水器工作水頭代替灌水器平均工作水頭，

44、則允許的水頭偏差率為 vvdvqxxqxhhhH112. 011minmax此時，灌水器的流量偏差率為xx.x)H(.Hqvvv1301160maxqminqdqdh 為灌水器最大和最小流量，L/h； 為灌水器的設(shè)計流量，L/h； 為灌水器的設(shè)計水頭，m； 、 為與 、 相對應(yīng)的灌水器最大和最小工作水頭，；x為灌水器流態(tài)指數(shù)； 為設(shè)計流量偏差率； 為設(shè)計水頭偏差率。 當(dāng)在毛管進(jìn)口安裝調(diào)壓裝置后，允許水頭偏差將全部分配到每條毛管上。就是每條毛管上最大、最小水頭。在設(shè)計中若規(guī)定了，則可由上式4-87求得；如果是已知的，可由式4-88求得。maxhminhmaxqminqvqvh(3)最大工作水頭灌

45、水器的位置在考慮沿毛管地形坡度J的情況下，毛管上最大工作水頭的位置，可能出現(xiàn)在毛管上游的第一孔或下游第N孔端，其 判別條件為：SNJHN11孔，第孔孔和第第孔第N, 0N1, 01, 0111NNNhhhhhh（4-89） 為N-1孔毛管的總水頭損失，；J為沿毛管的地形坡度；S為毛管進(jìn)口水頭，。1HN(4)毛管進(jìn)口水頭可由下式之一求得毛管進(jìn)口水頭。max10010hhJSSNqhhma max00101hhSNSJSNqhhhNmdaNN(4-90)(4-91)(5)毛管允許最大長度 為毛管允許的最大孔口數(shù)，取整數(shù)； 其他符號意義同前在特定的條件下，滿足設(shè)計均勻度的最大毛管長度稱為毛管允許的最

46、大長度或極限長度）。毛管允許的最大長度主要由毛管允許的最大空口數(shù)決定，求得最大空口數(shù)后可根據(jù)灌水器的布置間距計算毛管允許的最大長度。 52.0111mmdavdmSqHhmN當(dāng)?shù)匦纹露菾=0時，毛管允許的最大孔口數(shù)可按下式算(4-92)mN(6)調(diào)壓管長度的確定 為直徑為4mm的聚乙烯塑料管的長度，； 為毛管進(jìn)口處支管水頭和毛管設(shè)計工作水頭 之差，m； 為毛管進(jìn)口流量，L/h。調(diào)壓管其實(shí)是通過縮小管徑，減小流量和增加水頭損失來達(dá)到調(diào)壓的目的，因而調(diào)壓能力的大小不僅與調(diào)壓管管徑的大小有關(guān)，而且與其長度有關(guān)686. 142151045. 81043. 1mmQQhL(4-93)LhmQ 在毛管進(jìn)口

47、出安裝調(diào)壓管后，支管壓力變灌水器的影響基本消除，也就是允許水頭偏差部分分配給毛管，此時如沿毛管方向坡度小于3%，可按設(shè)計要求的均勻度或流量偏差率從生產(chǎn)廠家所提供的最大毛管鋪設(shè)長度表表4-28中進(jìn)行選擇。流量偏差率滴頭間距/m0.30.40.50.60.751.001.251.505% 71871011141321601852087.5% 809711312714817920723210% 89108126142165200231258表4-28內(nèi)鑲式滴頭2.8L/h入口壓力為10m時平地最大鋪設(shè)長度(二)支管設(shè)計n微灌系統(tǒng)支管是指連接干管與毛管的管道，它在系統(tǒng)中 起著配水和輸水的雙重作用，因而

48、支管設(shè)計必須達(dá)到系統(tǒng)對配輸水和均勻度兩方面的要求。配輸水要求是支管按計流量向各灌區(qū)配送水流，均勻度要求是指支管的分段長度不能使管內(nèi)壓力超過允許壓力差，即支管設(shè)計應(yīng)使每條支管內(nèi)任一點(diǎn)的壓力大于或等于毛管進(jìn)口要求的工作水頭，以確保支管上每條毛管的灌水器有足夠壓力和流量，使灌水均勻。n為了使投資更小，支管一般設(shè)計成由24種管徑組成的管徑逐漸變細(xì)的錐形管道，但管徑縮小必須滿足壓力設(shè)計要求。支管設(shè)計一般按以下兩種情況分別考慮。 毛管入口處安裝調(diào)壓裝置或使用壓力補(bǔ)償式灌水器 為毛管總水頭損失，m； 為設(shè)計允許水頭偏差率； 為灌水器的設(shè)計工作水頭，。支管設(shè)計只要保證每一毛管入口壓力在調(diào)壓裝置的工作范圍內(nèi)且不

49、小于毛管要求的進(jìn)口壓力即可。其具體水力計算多按多孔出流管進(jìn)行。dvmhHH（4-94）mHdhVH允許壓力差全部分配給毛管不采用壓力補(bǔ)償式灌水器且毛管入口處未安裝調(diào)壓裝置 灌水器的允許壓力差由支管的水頭損失和毛管的水頭損失兩部分組成，在設(shè)計時需合理地將允許壓力差分配給支管和毛管，其分配比例應(yīng)根據(jù)所采用的管道規(guī)格、管材價格、灌區(qū)地形條件、地塊規(guī)格等因素確定。平坦的地形條件下，允許水頭差可按下列比例分配dvZdvmhHHhHH45.055.0(4-95) 為毛管總水頭損失，m； 為支管總水頭損失，m； 為設(shè)計允許水頭偏差率； 為灌水器的設(shè)計工作水頭，m。 根據(jù)式4-95允許水頭分配比例，即可按支管

50、內(nèi)最大壓力差不超過，且每一毛管入口壓力不小于毛管要求的進(jìn)口壓力的要求設(shè)計支管。如計算出支管管徑過大時，可修改分配比例，改變毛管設(shè)計，以獲得最經(jīng)濟(jì)的設(shè)計，其水力計算仍按多孔出流管進(jìn)行。mHZHVHdhn 干管是從水源向田間輸送灌溉水的管道，起著為整個微灌系統(tǒng)輸送總水量的作用。干管系統(tǒng)又向一塊灌區(qū)輸水的簡單干管系統(tǒng)無分干管和向多塊灌區(qū)輸水的復(fù)雜干管系統(tǒng)分總干管和各級幾分干管）。干管設(shè)計的主要任務(wù)是根據(jù)輪灌組驅(qū)動的系統(tǒng)流量選擇適當(dāng)?shù)墓懿暮凸艿乐睆健＃ㄈ晒茉O(shè)計1.干管管材的選擇微灌系統(tǒng)干管管材一般都要選用塑料管，常用的有硬聚氯乙烯PVC管、聚乙烯PE管。干管管材選擇應(yīng)從以下幾個方面進(jìn)行考慮。根據(jù)系統(tǒng)

51、工作壓力，選用不同壓力等級的塑料管。塑料管道的壓力等級分為0.25MPa、0.40MPa、0.63MPa、1.00MPa、1.25MPa?？紤]管件的配套情況及安裝時的方便性。目前硬聚氯乙烯PVC管材及管件規(guī)格齊全，連接也比較方便，一般地埋管采用硬聚氯乙烯PVC管材較好?？紤]市場價格和運(yùn)輸距離選擇適當(dāng)管材。塑料管道體積較大，重量輕，因而運(yùn)輸費(fèi)用相對較高，在選擇管材時，應(yīng)就近選擇適當(dāng)管材，以降低費(fèi)用?？紤]管材的使用壽命，不同材料的管材，其使用壽命不同，選擇管材時應(yīng)根據(jù)微灌系統(tǒng)的服務(wù)年限，工程投資、灌溉作物的經(jīng)濟(jì)價值等確定適宜的管材。2.干管管徑的選擇 為兩斷面間能量損失， 為水力坡度; 為兩斷面間

52、管道長度，m。干管的管徑選擇在滿足工作壓力和流量的條件下，主要考慮系統(tǒng)投資造價及運(yùn)行費(fèi)用。根據(jù)伯努利方程，管道中任意兩個斷面間的能量損失與管道長的比稱為水力坡度，即為單位長度的水頭損失LHI（ 4-96）HLI 在管道系統(tǒng)設(shè)計時，管徑選擇較大，其水頭損失較小，即I值減小，所需水泵揚(yáng)程降低，運(yùn)行費(fèi)用減小，但管網(wǎng)投資較高， 反之相反。由此可見，系統(tǒng)投資與I值成正比，與運(yùn)行費(fèi)用成反比，所以稱水力坡度I值為經(jīng)濟(jì)能量水力坡度。當(dāng)管道的經(jīng)濟(jì)能量水力坡度確定后，管徑就僅取決于管道流量Q，然后可以根據(jù)威廉-哈森公式或勃拉休斯公式得管道直徑205.038.0078.0IQDS（威廉哈森公式）(4-97)D為管道

53、直徑，cm； 為支管流量，L/h；I為管道水力坡度，0.030.06。SQ27. 037. 088.10IQDS（勃拉休斯公式）(4-98) 在干管設(shè)計時，先根據(jù)各支管或輪灌區(qū)的流量確定干管的總流量，然后在允許的水頭損失范圍內(nèi)，即在經(jīng)濟(jì)水力坡度=0.030.06范圍內(nèi)用式4-97或式4-98計算干管的管徑。九、 水泵選型計算1.系統(tǒng)設(shè)計揚(yáng)程的確定微灌系統(tǒng)的設(shè)計總揚(yáng)程應(yīng)由最不利輪灌組來推求210ZZHHHj（4-99）H 為系統(tǒng)設(shè)計揚(yáng)程，m ； 為最不利輪灌組所要求的干管進(jìn)口工作水頭， m ; 為干管進(jìn)口至水源的水頭損失包括首都樞紐各組成 部件的水頭損失），m; 為干管進(jìn)口處的地面高程， m;

54、為水源動水位， m 。0Hjh1Z2Z干管進(jìn)口所要求的工作水頭 為最不利灌水區(qū)的進(jìn)口水頭，m ，在設(shè)計支管時已經(jīng)算出; 為最不利灌水區(qū)的進(jìn)口處至進(jìn)口各級管段的水頭損失，m ; 為最不利灌水區(qū)的進(jìn)口處高程，m 。0HgH3Z130ZZHHHgz（4-100） 水泵進(jìn)水管入口至干管入口處的損失n 這部分損失包括水泵的吸水管、水泵出水管至干管進(jìn)口段、閥門、接頭、肥料注入裝置、過濾器及水表損失。特別指出的是，過濾器的水頭損失是最大的一部分，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)流量和所選過濾器的級數(shù)、規(guī)格和型號參照有關(guān)過濾器的性能曲線選擇。23ZZHHHHjgz（4-101）2.系統(tǒng)設(shè)計流量的確定Q 為系統(tǒng)設(shè)計流量， m3/h

55、, 為同時工作各毛管流量，m3/h。 當(dāng)系統(tǒng)設(shè)計流量和設(shè)計揚(yáng)程確定后，選擇合適的水泵，當(dāng)系統(tǒng)流量較小時，用一臺水泵工作，如果系統(tǒng)流量較大時，需選用多臺泵工作，進(jìn)行分流量分配。微灌系統(tǒng)設(shè)計流量等于最大輪灌區(qū)內(nèi)同時工作的毛管流量之和，計算：mQQ（4-102）mQ十 、滴灌系統(tǒng)設(shè)計實(shí)例東省某縣新建砂糖橘園，長約320m，寬約200m ，總面積5.6 hm2。該果園位于山腳，山腰有泉水流出，已有引水管道可從山泉引水至果園。山泉與果園相對高差為56m,完全滿足滴灌的壓力要求，擬在果園采用自壓滴灌施肥系統(tǒng)。（一） 基本資料1.地形資料 灌區(qū)面積 ：5.6 m2 灌區(qū)地形 ： 園區(qū)為西南低，東北高的緩坡地

56、。 2.土壤資料園區(qū)土壤為石灰性土壤，土壤質(zhì)地為中壤土，土層深沉，平均厚度在 50 cm 以上。 3.氣象資料園區(qū)屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫為2022 ，年無霜期330d 以上，平均降雨量2258mm， 雨量充沛， 年平均日照時數(shù)為16001900h。4.水源資料園區(qū)水源為山腰泉水，通過管道引至園內(nèi)，其水質(zhì)良好，完全符合灌溉水質(zhì)要求。（二） 水源分析園區(qū)所處地區(qū)降雨充沛，全年利用的滴灌系統(tǒng)不多。該滴灌系統(tǒng)主要解決干旱季節(jié)果樹的灌水及全年各生育期壓設(shè)備。得施肥問題。因此該滴灌系統(tǒng)不需要修建蓄水設(shè)備及泵房等加壓設(shè)備。（三） 滴灌設(shè)計參數(shù)確定 由于該滴灌該滴灌系統(tǒng)主要解決干旱季節(jié)果樹的灌水及全年

57、各生育期得施肥問題。每棵果樹布置一個滴頭即可。隨著果樹的生長，需水量會增加，所以每棵樹的布滴頭數(shù)也應(yīng)增加。 由于實(shí)際管理時灌溉是隨著土壤水分條件，及果樹需水規(guī)律的變化而調(diào)整的。因而本設(shè)計只進(jìn)行部分參數(shù)的確定。1.確定濕潤比%1.20335.28.0785.02P2.設(shè)計灌水定額由計算式得, =20% , =15%,Z 取 0.8 m , 0.98，P 為20.1 max0cmI5 .1198. 0/ 1 .208 . 04 . 115201 . 03.設(shè)計灌水周期計算得; 設(shè)計日耗水量 3.5mm/ d ，那么 dEITa3 . 35 . 35 .11土壤濕潤比的計算P 為土壤濕潤比，%; 為設(shè)計濕潤深度范圍內(nèi)土 壤水分水平擴(kuò)散直徑，m； 為滴頭間距，m； 為毛管間距，m；H 為濕潤深度，m。（1單條毛管直線布置%100785. 0422LeWLeWSSDHSSHDPWDeSLS設(shè)計灌水定額 I 為設(shè)計灌水定額，mm； 為田間持水量，以干重百分比計，%； 為灌前土壤含水量，為作物允許的土壤含水量的下限，以干土重百分比計，%；為土壤容重，g/cm3；Z為計劃濕潤層深度，m；根據(jù)各地的經(jīng)驗(yàn)，各種作物的適宜土壤濕潤層深度：蔬菜0.20.3m，大田作物0.30.6m，果樹為1.01.5m；P為土壤濕潤比，%；北方干旱半干旱地區(qū)取20%30%，南