膜下滴管技術(shù)應(yīng)用講座課件

膜下滴灌系統(tǒng)及配套技術(shù)主要內(nèi)容膜下滴灌簡介膜下滴灌系統(tǒng)組成膜下滴灌系統(tǒng)主要配套設(shè)備膜下滴灌管網(wǎng)系統(tǒng)主要產(chǎn)品膜下滴灌系統(tǒng)規(guī)劃膜下滴灌工程設(shè)計(jì)系統(tǒng)優(yōu)化膜下滴灌系統(tǒng)的運(yùn)行管理滴灌自動(dòng)控制技術(shù)簡介一、膜下滴灌簡介滴灌從誕生至今已發(fā)展了近一個(gè)世紀(jì)，作為一種新型灌溉技術(shù)，尤其在缺水比較嚴(yán)重的國家和地區(qū)，顯示出前所未有的節(jié)水能力現(xiàn)代滴灌技術(shù)于20世紀(jì)50年代末產(chǎn)生于以色列，但它作為成熟技術(shù)在農(nóng)業(yè)較大范圍應(yīng)用是20世紀(jì)70年代的事。至2000年，全世界微灌面積達(dá)到376.7萬公頃（5650萬畝）。其中美國105萬公頃（1575萬畝），居世界首位。以色列居七位（16.1萬公頃），以色列滴灌面積占全部灌溉面積的2/3。一、膜下滴灌簡介濕潤鋒積鹽區(qū)擴(kuò)散濕潤球體滴灌條件下，滴頭布置有較大的間距，單個(gè)滴頭條件下作物水分在粘性土壤和沙性土壤中的分布情況不同，所形成的濕潤球體的形狀異不同，分析這一情況下作物水的運(yùn)動(dòng)規(guī)律關(guān)系到滴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣。一、膜下滴灌簡介二、膜下滴灌系統(tǒng)組成下滴灌系統(tǒng)一般由水源工程、首部樞紐、輸配水管網(wǎng)、滴頭及控制、量測(cè)和保護(hù)裝置等組成。過濾設(shè)備是將水流過濾，防止各種污物進(jìn)入滴灌系統(tǒng)堵塞滴頭或在系統(tǒng)中形成沉淀。過濾設(shè)備有攔污柵、離心過濾器、砂石過濾器、篩網(wǎng)過濾器、疊片過濾器等。當(dāng)水源為河流和水庫等水質(zhì)較差的水源時(shí)，需建沉淀池。施肥裝置的作用是使易溶于水并適于根施的肥料、農(nóng)藥、除草劑、化控藥品等在施肥罐內(nèi)充分溶解，然后再通過滴灌系統(tǒng)輸送到作物根部。流量、壓力測(cè)量儀表用于管道中的流量及壓力測(cè)量，一般有壓力表、水表等。安全保護(hù)裝置用來保證系統(tǒng)在規(guī)定壓力范圍內(nèi)工作，消除管路中的氣阻和真空等，一般有控制器、傳感器、電磁閥、水動(dòng)閥、空氣閥等。調(diào)節(jié)控制裝置一般包括各種閥門，如閘閥、球閥、蝶閥等，其作用是控制和調(diào)節(jié)滴灌系統(tǒng)的流量和壓力。

二、膜下滴灌系統(tǒng)組成三、膜下滴灌系統(tǒng)主要配套設(shè)備（膜下滴灌系統(tǒng)配套設(shè)備主要有施肥（藥）裝置、過濾設(shè)施、水泵和安全保護(hù)及量測(cè)控制設(shè)備）1、過濾設(shè)施

微灌系統(tǒng)中灌水器的水流孔徑一般都很小，要求灌溉水中不含有造成灌水器堵塞的污物和雜質(zhì)，而實(shí)際上任何水源如湖泊、庫塘、河溪及井水中，都不同程度地含有各種污物和雜質(zhì)。因此對(duì)灌溉水源進(jìn)行嚴(yán)格的凈化處理是必不可少的，是保證系統(tǒng)正常運(yùn)行、延長灌水器使用壽命和保證灌水質(zhì)量的關(guān)鍵措施。

過濾設(shè)備主要有沉淀池、攔污柵、離心過濾器、砂石過濾器、篩網(wǎng)過濾器、疊片過濾器等。各種過濾設(shè)備可以在首部樞紐單獨(dú)使用，也可根據(jù)水源水質(zhì)情況組合使用。由進(jìn)口、出口、旋渦室、分離室、儲(chǔ)污室和排污口等部分組成。圓柱形圓錐形三、膜下滴灌系統(tǒng)主要配套設(shè)備網(wǎng)式過濾器篩網(wǎng)過濾器是一種簡單而有效的過濾設(shè)備，造價(jià)也較便宜，在國內(nèi)外灌溉系統(tǒng)中使用最為廣泛。篩網(wǎng)式過濾器外殼由耐壓耐腐蝕的金屬或塑料制造，它的過濾介質(zhì)是尼龍篩網(wǎng)或不銹鋼篩網(wǎng)，利用網(wǎng)孔過濾。篩網(wǎng)目數(shù)的選定根據(jù)灌水器的類型及流道斷面大小而定，一般要求所選用濾網(wǎng)的孔徑大小應(yīng)為所使用的灌水器孔徑大小的1/7~1/10。該過濾器適用于過濾無機(jī)物質(zhì)，主要用于過濾灌溉水中的粉粒、沙和水垢等無機(jī)污物，對(duì)于有機(jī)物質(zhì)和生物雜質(zhì)易堵塞。當(dāng)有機(jī)物含量稍高時(shí)過濾效果很差，尤其是當(dāng)壓力較大時(shí)，大量的有機(jī)污物會(huì)擠過篩網(wǎng)而進(jìn)入管道，造成系統(tǒng)與灌水器的堵塞。

篩網(wǎng)過濾器種類繁多。按安裝方式可分為立式和臥式；按材料可分為塑料和金屬；按清洗方式可分為人工清洗和自動(dòng)清洗。三、膜下滴灌系統(tǒng)主要配套設(shè)備

篩網(wǎng)過濾器由篩網(wǎng)、殼體、頂蓋等主要部分組成。過濾器各部分要用耐壓耐腐蝕的金屬或塑料制造。系統(tǒng)主過濾器的篩網(wǎng)一般用不銹鋼絲制成，用于支管和毛管上的過濾器，所受壓力較小，其篩網(wǎng)也可用尼龍或銅絲成。

三、膜下滴灌系統(tǒng)主要配套設(shè)備疊片過濾器

疊片式過濾器用大量薄塑料圓盤作為過濾介質(zhì)，圓盤的兩面均有溝槽，將帶槽的許多層圓片疊加壓緊而成，兩疊片間的槽形成縫隙，灌溉水流過疊片，泥沙和有機(jī)物等留在疊片溝槽中，清水通過疊片的溝槽流出過濾器。可松開疊片除去清洗雜質(zhì)。該過濾器適用于有機(jī)質(zhì)和混合雜質(zhì)過濾。其它結(jié)構(gòu)和形式與篩網(wǎng)過濾器基本相同。三、膜下滴灌系統(tǒng)主要配套設(shè)備砂石過濾器:

它是利用砂石作為過濾介質(zhì)的，在過濾罐中放1.5～4４毫米厚的砂礫石，污水通過進(jìn)水口進(jìn)入濾罐經(jīng)過砂石之間的孔隙截流和浮獲而達(dá)到過濾的目的，表面積大、附著力強(qiáng)、對(duì)細(xì)小顆粒及有機(jī)質(zhì)等比重較小顆粒效果好（0.05mm以上），比重較大顆粒不易反沖洗。該過濾器主要適用于有機(jī)物雜質(zhì)的過濾。砂石過濾器過濾可靠、清潔度高；缺點(diǎn)是價(jià)格高、體積大、重量重。

沉淀池:

降低流速、減少擾動(dòng)、增加停留時(shí)間、沉淀、絮凝，處理絕大多數(shù)粗砂顆粒（0.25-1.0mm）、大部分細(xì)紗顆粒（0.05-0.25）及一部分泥土(粘性)顆粒(0.005-0.05)。（注:砂石和網(wǎng)式（疊片）過濾器只能作為保險(xiǎn)裝置，不能處理大量泥砂三、膜下滴灌系統(tǒng)主要配套設(shè)備砂石過濾器三、膜下滴灌系統(tǒng)主要配套設(shè)備離心網(wǎng)式過濾器組合三、膜下滴灌系統(tǒng)主要配套設(shè)備文丘里注入器主要適用于小型微灌系統(tǒng)（如溫室微灌）向管道注入肥料或農(nóng)藥。優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡單、造價(jià)低廉、使用方便缺點(diǎn)：直接裝在骨干管道上注入肥料，則水頭損失較大；可將文丘里注入器于管道并聯(lián)安裝來克服。自壓式施肥裝置：

在自壓灌溉系統(tǒng)中，使用儲(chǔ)液箱（池）可以很方便地對(duì)作物進(jìn)行施肥施藥。把儲(chǔ)液箱（池）置于自壓水源的正常水位下部適當(dāng)?shù)奈恢蒙?，將?chǔ)液箱供水管（及閥門）與水源相連接，將輸液管及閥門與主管道連接，打開儲(chǔ)液箱供水閥，水進(jìn)入儲(chǔ)液箱將藥劑溶解。關(guān)閉供水管閥門，打開儲(chǔ)液罐輸液閥，儲(chǔ)液箱中的藥劑溶液就自動(dòng)地隨水流輸送到灌溉管道和灌水器中，對(duì)作物施肥施藥。三、膜下滴灌系統(tǒng)主要配套設(shè)備壓差式施肥罐

一般由儲(chǔ)液罐、進(jìn)水管、供肥液管、調(diào)壓閥等組成。其工作原理是在輸水管上的兩點(diǎn)形成壓力差，并利用這個(gè)壓力差將化學(xué)藥劑注入系統(tǒng)管道。儲(chǔ)液罐為承壓容器，承受與管道相同的壓力。儲(chǔ)液罐采用耐腐蝕、抗壓能力強(qiáng)的塑料或金屬材料制造，罐內(nèi)容積應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)控制面積（或輪灌區(qū)面積大小）及單位面積施肥量和化肥溶液濃度等因素確定。優(yōu)點(diǎn)：加工制造簡單、造價(jià)低、不需外加動(dòng)力設(shè)備缺點(diǎn)：溶液濃度變化大、無法控制、罐體容積有限，添加化肥次數(shù)頻繁且較麻煩，輸水管道設(shè)有調(diào)壓閥造成一定水頭損失三、膜下滴灌系統(tǒng)主要配套設(shè)備①出流量小、均勻、穩(wěn)定，對(duì)壓力變化的敏感性小。滴灌是一種局部灌溉，要求地表不產(chǎn)生徑流，因此滴頭流量要小。一般情況下滴頭流量隨系統(tǒng)壓力變化而改變，為保證滴頭流量均勻穩(wěn)定，要求滴頭具有一定的調(diào)節(jié)能力，在滴頭壓力變化時(shí)引起的流量變化較小。②抗堵塞性能好?？苟氯阅芎玫牡晤^，不但能夠保證系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，而且可以簡化過濾裝置結(jié)構(gòu)，降低水質(zhì)處理所需的高昂費(fèi)用。③結(jié)構(gòu)簡單，便于制造、鋪設(shè)和安裝。④價(jià)格低廉。滴灌帶占滴灌系統(tǒng)總投資的30-40%左右。滴灌產(chǎn)品的用戶是農(nóng)民，中國農(nóng)村經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后，農(nóng)業(yè)產(chǎn)值較低，農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)承受能力較弱，因此只有開發(fā)價(jià)格低廉，農(nóng)民用的起的產(chǎn)品才有推廣前景。⑤制造精度高。滴頭灌水均勻度除受系統(tǒng)壓力影響外，還受制造精度的影響。如果制造偏差大，無論采用那種措施，都很難保證滴頭出水的均勻性。四、膜下滴灌管網(wǎng)系統(tǒng)主要產(chǎn)品常用滴頭簡介內(nèi)鑲式滴頭滴頭一次注塑成型，流量偏差小；滴頭自帶過濾窗特殊的流量設(shè)計(jì)，水流呈全紊流；扁平滴頭與管在線一體化擠壓成型，使用方便，價(jià)格低，屬經(jīng)濟(jì)型滴灌管；在田間易于布置和收??；滴頭間距可根據(jù)用戶要求調(diào)整。適用于大田作物，溫室蔬菜及花卉林木等的種植四、膜下滴灌管網(wǎng)系統(tǒng)主要產(chǎn)品單翼迷宮式滴灌帶適用于大田作物，溫室蔬菜及花卉果木等的種植四、膜下滴灌管網(wǎng)系統(tǒng)主要產(chǎn)品2、輸配水管道滴灌系統(tǒng)的輸配水管道一般有干管、支管、毛管組成，其作用是為各級(jí)管道輸送所需流量。目前滴灌所用管道大都為塑料管，基本要求如下。

①能承受一定的水壓力。滴管各級(jí)管網(wǎng)均為壓力管網(wǎng)，必須能承受一定的壓力才能保證安全輸水與配水。②抗老化性能強(qiáng)。滴灌管網(wǎng)中，干管、支管使用年限一般都很長，因此要求具有較強(qiáng)的抗老化性能，以保證管道長期安全、可靠地運(yùn)行。③規(guī)格型號(hào)多樣化、系列化。為滿足各種滴灌系統(tǒng)的不同供水要求，滴灌工程中往往需要各種規(guī)格型號(hào)的滴灌管材。必須有多種規(guī)格、多種型號(hào)、系列化的產(chǎn)品供用戶選用。④規(guī)格尺寸與公差必須符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。各種管道必須按照有關(guān)部門的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行生產(chǎn)。⑤價(jià)格低廉。滴灌管道在滴灌工程中所占比重較大，應(yīng)力求選擇滿足滴灌工程要求且價(jià)格便宜的管道。⑥便于運(yùn)輸和施工安裝。各種管道均應(yīng)按規(guī)定制成一定長度，以便于運(yùn)輸及安裝和減少連接管件用量，節(jié)省投資。四、膜下滴灌管網(wǎng)系統(tǒng)主要產(chǎn)品干管為滴灌系統(tǒng)輸送全部灌溉水量。根據(jù)滴灌系統(tǒng)灌溉面積可采用一級(jí)或兩級(jí)干管系統(tǒng)，一級(jí)干管系統(tǒng)只有一條主干管。兩級(jí)干管系統(tǒng)由一條主干管和若干條分干管組成。干管一般采用農(nóng)用UPVC管，管長一般為10米，一端擴(kuò)口，兩管采用承插方式連接，膠圈止水。支管和輔管在滴灌系統(tǒng)中起控制滴灌帶適宜長度、劃分輪灌區(qū)的作用。滴灌系統(tǒng)中的支管和輔管一般采用PE黑管，四、膜下滴灌管網(wǎng)系統(tǒng)主要產(chǎn)品3、管道附件滴灌系統(tǒng)管道附件分為管材連接件和控制件兩種。管材連接件簡稱管件，管件的作用是按照滴灌設(shè)計(jì)和地形地貌的要求將管道連成一定的網(wǎng)絡(luò)形狀。有直通、彎頭、三通、法蘭、異徑接頭等。四、膜下滴灌管網(wǎng)系統(tǒng)主要產(chǎn)品控制件的作用是控制和量測(cè)管道系統(tǒng)水流的流量和壓力大小，如閥門、壓力表、流量表、空氣閥、逆止閥、減壓閥、安全閥、流量和壓力調(diào)節(jié)器等等。四、膜下滴灌管網(wǎng)系統(tǒng)主要產(chǎn)品五、膜下滴灌系統(tǒng)規(guī)劃1、規(guī)劃的基本原則

滴灌工程的規(guī)劃應(yīng)與農(nóng)田基本建設(shè)規(guī)劃相結(jié)合。

必須與當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)區(qū)劃、農(nóng)業(yè)發(fā)展計(jì)劃、水利規(guī)劃及農(nóng)田基本建設(shè)規(guī)劃相適應(yīng)，特別是應(yīng)與低壓管道輸水灌溉等灌水技術(shù)相結(jié)合統(tǒng)籌安排。綜合考慮與規(guī)劃區(qū)域內(nèi)溝、渠、林、路、輸電線路、水源等布置的關(guān)系，考慮多目標(biāo)綜合利用，充分發(fā)揮已有水利工程的作用。近期需要與遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃相結(jié)合。根據(jù)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)狀況和今后農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要，把近期安排與長遠(yuǎn)發(fā)展規(guī)劃結(jié)合起來，講求實(shí)效，量力而行。根據(jù)人力、物力和財(cái)力，做出分期開發(fā)計(jì)劃。規(guī)劃應(yīng)綜合考慮工程的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益滴灌工程的最終用戶是農(nóng)民，目前我國農(nóng)村經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后，能否為農(nóng)民帶來實(shí)效應(yīng)是滴灌工程建設(shè)的基本出發(fā)點(diǎn)。同時(shí)，為了水資源的可持續(xù)利用和農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，滴灌工程的社會(huì)和生態(tài)效益也是至關(guān)重要的。因此，充分發(fā)揮滴灌技術(shù)節(jié)水、節(jié)支、增效、節(jié)約勞力，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度，增加農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量，改善產(chǎn)品品質(zhì)等優(yōu)勢(shì)，把滴灌的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、和生態(tài)效益很好地結(jié)合起來，使滴灌工程的綜合效益最大，是滴灌工程規(guī)劃的目標(biāo)。五、膜下滴灌系統(tǒng)規(guī)劃2、規(guī)劃的內(nèi)容①勘測(cè)收集基本資料。②論證工程的必要性和可行性。③確定工程的控制范圍和規(guī)模。④選擇適當(dāng)?shù)娜∷绞健８鶕?jù)水源條件，選擇引水到高位水池、提水到高位水池、機(jī)井直接加壓、地面蓄水池配機(jī)泵加壓等滴灌取水方式。⑤滴灌系統(tǒng)選型。要根據(jù)當(dāng)?shù)刈匀粭l件和經(jīng)濟(jì)條件，因地制宜地從技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)合理性方面選擇系統(tǒng)形式、灌水器類型。⑥工程布置。在綜合分析水源加壓形式、地塊形狀、土壤質(zhì)地、作物種植密度、種植方向、地面坡度等因素的基礎(chǔ)上，確定滴灌系統(tǒng)的總體布置方案。⑦作出工程概算。五、膜下滴灌系統(tǒng)規(guī)劃3、資料的收集①自然條件地理位置及地形：項(xiàng)目區(qū)經(jīng)緯度、海拔高程及有關(guān)自然地理特征；地形圖，比例尺一般為1/1000～1/5000，圖上要標(biāo)清項(xiàng)目區(qū)范圍，水源位置，交通道路，輸電線路，地面附著物等。土壤：項(xiàng)目區(qū)土壤特性，包括土壤質(zhì)地、土層厚度、滲透系數(shù)、容重、土壤水分常數(shù)、土壤溫度及鹽堿情況等。水文地質(zhì)、工程地質(zhì)資料：淺層地下水位及其隨季節(jié)的變化，滴灌工程中各項(xiàng)建筑設(shè)施位置的地質(zhì)條件等。作物：作物種類、品種、種植結(jié)構(gòu)及分布，生育期，各生育階段及天數(shù)，日需水量，當(dāng)?shù)毓喔仍囼?yàn)資料、灌溉制度、灌水經(jīng)驗(yàn)、主要根系活動(dòng)層深度等。水源：水源水位（機(jī)井的靜水位、動(dòng)水位或地表水源在灌溉期低水位、高水位），供水流量、水質(zhì)分析報(bào)告，水中泥沙含量、泥沙粒徑級(jí)配等氣象：氣溫、濕度、蒸發(fā)量、多年平均降水量、灌溉季節(jié)有效降水量，無霜期及最大凍土深度等。五、膜下滴灌系統(tǒng)規(guī)劃②生產(chǎn)條件水利工程現(xiàn)狀：引水、蓄水、提水、輸水和機(jī)井等工程的類別、規(guī)模、位置、容量、配套完好程度和效益情況生產(chǎn)現(xiàn)狀：作物歷年平均畝產(chǎn)，受旱、鹽堿、蟲災(zāi)、干熱風(fēng)、低溫霜凍災(zāi)害及減產(chǎn)情況。動(dòng)力和機(jī)械設(shè)備：電力或燃料供應(yīng)，動(dòng)力消耗情況，已有動(dòng)力機(jī)械、農(nóng)用耕種、收割機(jī)械情況。當(dāng)?shù)夭牧虾驮O(shè)備生產(chǎn)供應(yīng)情況：如滴灌工程建筑材料和各種管材、設(shè)備來源、單價(jià)、運(yùn)距及當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的產(chǎn)品、設(shè)備質(zhì)量、性能、市場(chǎng)供銷情況等。農(nóng)田規(guī)劃及現(xiàn)狀：項(xiàng)目區(qū)農(nóng)田規(guī)劃，路、渠、林、電力線路等布置狀況。③社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況項(xiàng)目區(qū)的行政區(qū)劃和管理：包括所在縣、市、鄉(xiāng)、鎮(zhèn)或團(tuán)場(chǎng)、營連名稱，人口、勞力、民族及文化和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)承包方式，管理體制，技術(shù)管理水平等。經(jīng)濟(jì)條件：工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平、經(jīng)營管理水平、勞動(dòng)力管理方式及農(nóng)業(yè)人口的經(jīng)濟(jì)狀況等。滴灌工程規(guī)劃設(shè)計(jì)常用參數(shù)表序號(hào)分項(xiàng)內(nèi)容1地塊面積A(hm2或畝):地勢(shì)：地理位置：地形圖：見平面布置圖，包括地塊周邊尺寸、地面坡降、地面附著物、構(gòu)筑物、水源的具體位置2土壤土壤質(zhì)地(分砂土、砂壤土、壤土、壤粘土、粘土):土壤容重γ(g/cm3):田間持水量θ田（%）：土層厚度（cm)：3氣象年平均蒸發(fā)量（mm/年):年平均降雨量（mm/年）:有效降雨強(qiáng)度P0（mm/d）：初霜日：終霜日：4作物作物名稱:種植方向:株行距（cm）:作物耗水強(qiáng)度Ea（mm/d）：5水源水源類型：地下水位(m)：水質(zhì)pH值：有機(jī)質(zhì)含量：含沙量：離子含量：6動(dòng)力

7管理方式

4、滴灌系統(tǒng)的布置

控制面積的確定

總體布置

五、膜下滴灌系統(tǒng)規(guī)劃井水滴灌控制面積作物需水水源供水能力土地面積五、膜下滴灌系統(tǒng)規(guī)劃河水控制面積河水單系統(tǒng)控制面積需考慮造價(jià)、運(yùn)行管理、灌水均勻性、地形地貌、行政區(qū)域、水源及承包方式等。（1）造價(jià)因素在只考慮一次性投入情況下，河水滴灌系統(tǒng)有以下幾部分組成（單位造價(jià)：畝造價(jià)）：F=F首+F管F首=F池+F房+F泵+F濾+F線F管=F干+F田五、膜下滴灌系統(tǒng)規(guī)劃單系統(tǒng)面積大則單位面積首部投入小，但管網(wǎng)投入高（管線長度及管徑增加），反之單系統(tǒng)面積小則單位面積首部投入高，管網(wǎng)投入低。單位造價(jià)（元/畝）系統(tǒng)面積A（畝）F管-AF首-AF-A注：可調(diào)查各地滴灌系統(tǒng)各部分造價(jià)，推導(dǎo)出各地河水滴灌單系統(tǒng)合理的造價(jià)（2）運(yùn)行管理因素許多團(tuán)場(chǎng)片面地認(rèn)為單系統(tǒng)面積越大則首部數(shù)量少，管理方便，管理費(fèi)用低。但是單系統(tǒng)面積大，則每個(gè)系統(tǒng)包含的地塊多，管網(wǎng)及土地復(fù)雜，管理難度增加，對(duì)管理人員素質(zhì)及責(zé)任心要求高，容易出現(xiàn)誤操作而造成損失。而且大系統(tǒng)管線多，水量大，以開啟的管道多，關(guān)聯(lián)的承包戶多，容易造成爭水爭肥的問題，出現(xiàn)故障時(shí)，查找及處理都較為麻煩。（3）均勻性單系統(tǒng)面積過大，則壓力分布不易均勻，各地塊土質(zhì)差異也相對(duì)較大，灌水質(zhì)量很難保證，系統(tǒng)的安全性也差，系統(tǒng)規(guī)模大管線長，一般首部壓力大，距首部近的干、支、毛管所受壓力過高極易出現(xiàn)接頭脫落及爆管故障。單系統(tǒng)面積也不宜過小，以免首部投入過高。五、膜下滴灌系統(tǒng)規(guī)劃總體布置規(guī)劃階段工程布置主要是確定灌區(qū)具體位置、面積、范圍及分區(qū)界限；確定水源位置，對(duì)沉淀池、泵站、首部等工程進(jìn)行總體布局；合理布設(shè)主干管線。地形狀況和水源在灌區(qū)中的位置對(duì)管道系統(tǒng)布置影響很大，一般將首部樞紐與水源工程布置在一起滴灌系統(tǒng)根據(jù)水源位置及系統(tǒng)規(guī)模大小，其管道一般分為四級(jí)或五級(jí)，即干管、支管、（輔管）、毛管或主干管、分干管、支管、（輔管）、毛管。干管埋入地下≥80cm，在管道起伏的高處、順坡管道上端閥門下游、逆止閥的上游均應(yīng)設(shè)置進(jìn)排氣閥，管道末端設(shè)排水閘閥，可將余水排入滲井或排水渠.支管、輔管和毛管鋪設(shè)于地面，支管通過出地管與干管相連，毛管鋪在地膜下與播種同步進(jìn)行。五、膜下滴灌系統(tǒng)規(guī)劃管網(wǎng)布置時(shí)各級(jí)管道布置的相對(duì)關(guān)系作物種植方向是干管、分干管、支管、毛管布置方向的主導(dǎo)因素。干、分干、支(含輔管)、毛管四級(jí)依次成正交，即干管與分干，分干與支管(含輔管)，支管(含輔管)與毛管相互垂直。盡量使分干管在干管兩側(cè)布置并力求對(duì)稱，以節(jié)省投資，方便輪灌設(shè)計(jì)和運(yùn)行(下同)；支管在分干管兩側(cè)布置并力求對(duì)稱；毛管在支管兩側(cè)布置。因?yàn)槊茕佋O(shè)走向要與作物種植方向同向，所以，支管(含輔管)與作物種植方向垂直，分干管布設(shè)方向與作物種植方向則平行。大田滴灌系統(tǒng)的位置形式基本上是“樹枝狀”。一般，以干管為“綱”呈“豐”字型和梳子型。六、膜下滴灌工程設(shè)計(jì)概述1、系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)的確定（1）基本參數(shù)設(shè)計(jì)保證率：應(yīng)根據(jù)自然條件和經(jīng)濟(jì)條件確定，滴灌不應(yīng)低于85%。(氣象水文典型年)灌溉水的利用率應(yīng)不低于0.90。設(shè)計(jì)系統(tǒng)的日工作小時(shí)應(yīng)根據(jù)不同水源和農(nóng)業(yè)技術(shù)條件確定，一般不宜大于20h。設(shè)計(jì)耗水強(qiáng)度（Ea）：應(yīng)采用作物耗水強(qiáng)度峰值，并應(yīng)由當(dāng)?shù)卦囼?yàn)資料確定，無實(shí)測(cè)資料時(shí)，對(duì)糧、棉、油等大田作物采用膜下滴灌時(shí)，根據(jù)本地情況Ea可在3～6mm/d之間選取。六、膜下滴灌工程設(shè)計(jì)滴頭設(shè)計(jì)工作水頭規(guī)范規(guī)定滴頭設(shè)計(jì)工作水頭應(yīng)取所選滴頭的額定工作水頭，或由滴頭壓力與流量關(guān)系曲線確定，但不宜低于2m。灌水器的工作水頭越高，灌水均勻度易保證，但系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用高。灌水器的設(shè)計(jì)工作水頭應(yīng)根據(jù)地形和所選用的灌水器的水力性能決定。單翼迷宮式滴灌帶的工作壓力最好在0.05-0.1MPa之間，注意應(yīng)根據(jù)所選滴灌帶滴頭的流態(tài)指數(shù)及其實(shí)際工作水頭確定滴頭實(shí)際出流量以及相應(yīng)的允許水頭差。以Φ16x300-1.8滴灌帶為例說明(qd=0.411H0.615)Hd=10m時(shí)，qd=1.8l/hqv=0.2，則[hv]=0.33，[h]=[hv]Hd=0.33x10=3.3

Hd=5m時(shí)，qd=1.1l/hqv=0.2，則[hv]=0.33，[h]=[hv]Hd=0.33x5=1.65六、膜下滴灌工程設(shè)計(jì)計(jì)劃土壤濕潤層深度（Z）：不同作物不同生育階段的計(jì)劃濕潤層深度不一樣，根據(jù)各地的經(jīng)驗(yàn)，各種作物的適宜土壤濕潤層深度為：蔬菜0.2-0.3m,大田作物0.3-0.6m，果樹1.0-1.2m。一般而言，常規(guī)灌溉條件下上述作物的根系深度大于上述經(jīng)驗(yàn)值，但其絕大多數(shù)的毛根分布于此深度內(nèi)，因此沒有必要根據(jù)主根深度來確定滴灌條件下的濕潤深度。根據(jù)石河子墾區(qū)六年來對(duì)棉花根系發(fā)育情況的觀測(cè)，溝灌棉花的主根深度一般都大于60cm，但滴灌與溝灌棉花的毛根，有80%以上分布在地表下30cm土層以內(nèi)，并且在此土層內(nèi)滴灌比溝灌棉花的根系發(fā)生量高25-35%。幾年來的生產(chǎn)實(shí)踐也證明，該墾區(qū)棉花的濕潤層深度設(shè)計(jì)為40cm是可行的。六、膜下滴灌工程設(shè)計(jì)（2）灌溉制度設(shè)計(jì)灌水定額：應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)卦囼?yàn)資料按下面公式之一計(jì)算

m=0.1γZP(θmax-θmin)/η適宜土壤含水率上、下限（占干土重的百分比），θmax可取田間持水率的90%，θmin可取田間持水率的60%。六、膜下滴灌工程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)灌水周期：T=（m/Ea）η按上式求得的值為作物需水高峰期的灌水周期。一次灌水延續(xù)時(shí)間t=m?Se?Sr/（ηqd）灌水次數(shù)與灌水總量灌水總量應(yīng)由當(dāng)?shù)毓喔仍囼?yàn)資料確定，無試驗(yàn)資料時(shí)，可根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍庀筚Y料按彭曼法計(jì)算，計(jì)算出總需水量后，應(yīng)根據(jù)作物各生育期的需水量確定不同時(shí)期的灌水定額及灌水周期，確定總的灌水次數(shù)，合理分配灌溉水量。六、膜下滴灌工程設(shè)計(jì)上面求得的灌水定額是在作物的適宜土壤含水率范圍條件下，在計(jì)劃濕潤層內(nèi)的土壤最大儲(chǔ)水量，當(dāng)灌水量大于計(jì)算值時(shí)，土壤含水量將超過作物所要求的適宜值，影響作物生長，還會(huì)造成灌溉水的深層滲漏，造成灌溉水的浪費(fèi)上面求得的灌水周期和一次灌水延續(xù)時(shí)間，為作物需水高峰期的值，作物不同的生長時(shí)期，需水量也不相同，應(yīng)根據(jù)作物的生長過程作相應(yīng)的調(diào)整。前面計(jì)算的灌水周期和灌水量也可以說是最大值，但不一定是最合理的值，可以根據(jù)作物日耗水量確定作物的灌水量和灌水周期，如作物日平均毛耗水量（凈耗水量除以田間灌溉水利用系數(shù)）為5mm/天，則一次灌水30mm(20m3/畝)，那么6天就為一個(gè)灌水周期，也就是說30mm水夠作物消耗6天。如果一次灌水15mm(15m3/畝)，則3天就為一個(gè)灌水周期。（3）灌水均勻度

影響灌水均勻度的因素主要有：水力影響（水頭損失引起的壓力變化）、制造偏差、堵塞、地面坡度、滴頭流量及滴頭間距等，其中制造偏差、地面坡度、滴頭流量及滴頭間距可視為已知量，堵塞引起的均勻度變化帶有一定偶然性，可通過增加灌水器泥沙通過能力和過濾裝置進(jìn)行水質(zhì)處理解決，在微灌水力設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)經(jīng)可能減少水力摩阻損失所造成的不均勻性。設(shè)計(jì)時(shí)可將灌水小區(qū)內(nèi)的流量偏差率控制在20%內(nèi)，以保證灌水小區(qū)內(nèi)的均勻性，各小區(qū)間的均勻性可以通過調(diào)壓措施保證。各輪灌組之間的均勻性則可通過調(diào)整運(yùn)行時(shí)間、系統(tǒng)流量、壓力等措施來實(shí)現(xiàn)。六、膜下滴灌工程設(shè)計(jì)2、滴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)

內(nèi)容包括系統(tǒng)的布置，灌水器的選擇，系統(tǒng)及各級(jí)管道設(shè)計(jì)流量的確定，管網(wǎng)的水力計(jì)算及管徑的確定，以及泵站、沉淀池、首部的設(shè)計(jì)等，寫出設(shè)計(jì)說明書，提出工程材料、設(shè)備及預(yù)算清單、施工和運(yùn)行管理要求。

六、膜下滴灌工程設(shè)計(jì)

(1)滴頭的選擇

滴頭選擇是否恰當(dāng)，直接影響工程的投資和灌水質(zhì)量。設(shè)計(jì)人員應(yīng)熟悉各種灌水器的性能和適用條件，考慮以下因素選擇適宜的灌水器。作物種類和種植模式。土壤性質(zhì)。工作壓力及范圍。。流量壓力關(guān)系。灌水器的制造精度。對(duì)溫度變化的敏感性。對(duì)堵賽、淤積、沉淀的敏感性。主要影響因素：流道尺寸<0.7mm非常敏感，0.7~1.5mm敏感，>1.5mm不敏感。流速4~6m/s滿足抗堵性能。滴頭與毛管連接處的水頭損失成本與價(jià)格。六、膜下滴灌工程設(shè)計(jì)滴頭選擇中的幾個(gè)誤區(qū)滴頭流量越大越好滴頭流量大輪灌周期短，輪灌速度快滴頭額定流量就是滴頭的實(shí)際工作流量(2)滴頭的布置①單行毛管直線布置

②雙行毛管平行布置③單行毛管環(huán)狀布置六、膜下滴灌工程設(shè)計(jì)④大田作物滴灌毛管的布置形式大田棉花、番茄膜下滴灌毛管的布置形式，經(jīng)過新疆各地不斷的實(shí)踐和探索，已形成一膜兩管四行（一幅地膜布置兩條滴灌帶種植四行作物）、一膜一管四行、機(jī)械采棉等布置方式。在種植模式上也作了大量的實(shí)驗(yàn)，在不同寬度地膜上進(jìn)行試驗(yàn)，地膜的寬度從0.7m-2.3m膜寬都作了試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果都很成功。毛管的長度直接影響灌水的均勻度和工程費(fèi)用，毛管長度越大，支管間距越大，支管數(shù)量越少。工程投資越少，但灌水均勻度降低。因此，布置的毛管長度應(yīng)控制在允許的最大長度以內(nèi)，而允許的最大毛管長度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)均勻的要求，并由水力計(jì)算確定。干管、支管、毛管應(yīng)綜合考慮。六、膜下滴灌工程設(shè)計(jì)1.毛管鋪設(shè)方向必須順延作物種植方向。2.毛管的間距(SL)是由作物的種植結(jié)構(gòu)——株距和行距及其需水要求，結(jié)合土壤性質(zhì)及毛管自身的水力特性決定的。3.毛管的鋪設(shè)間距SL一旦被確定，則毛管畝用量和本滴灌系統(tǒng)毛管的總用量是一個(gè)定值。即：毛管畝用量或每公頃用量:(m/畝)或(m/hm2)

L畝=666.7/SL(m/畝)系統(tǒng)毛管總用量:L系=L畝*A式中：L畝——毛管畝用量(m/畝)；L系——系統(tǒng)毛管總用量(m)；A為滴灌系統(tǒng)總面積。毛管的計(jì)算極限長度Lm，是毛管的最大鋪設(shè)長度的限值；毛管的實(shí)際鋪設(shè)長度視本地塊尺寸及由其制約的支管間距來確定。但無論毛管的實(shí)際鋪設(shè)長度最后確定是多長，其畝用量、系統(tǒng)毛管總用量不變。毛管上出水孔間距和孔的出水量由作物需水要求、土壤性質(zhì)、氣候條件等綜合確定。在平坡地形條件下，毛管與支(輔)管相互垂直，并在支(輔)管兩側(cè)對(duì)稱布設(shè)。在均勻坡地形條件下，毛管在支(輔)管兩側(cè)布設(shè)，并依據(jù)毛管水力特性計(jì)算，逆坡向短，順坡向長；當(dāng)逆坡向水力特性不佳時(shí)，則僅采用順坡向鋪設(shè)。布設(shè)毛管時(shí)，不能穿越田間機(jī)耕作業(yè)道路。平坡及一定的均勻坡地形范圍大多采用非補(bǔ)償式灌水器，地形坡度大或起伏大時(shí)，壓力變化大則采用壓力補(bǔ)償式灌水器。必要時(shí)，需在毛管進(jìn)口設(shè)置壓力流量調(diào)節(jié)器

⑤支管的布置形式支管往往是構(gòu)成灌水小區(qū)的關(guān)鍵因素，支管的長短要滿足小區(qū)內(nèi)灌水均勻度的要求。當(dāng)有輔管，并構(gòu)成輔管的灌水范圍內(nèi)的灌水小區(qū)時(shí)，則支管的長度不受灌水小區(qū)水力特性的牽制。當(dāng)有輔管，并由毛管、輔管、支管共同形成灌水小區(qū)時(shí)，支(輔)管的長度要根據(jù)小區(qū)內(nèi)允許水頭差、允許流量偏差來確定，其實(shí)際鋪設(shè)長度還要根據(jù)其鋪設(shè)方向線上地塊的長度，進(jìn)行合理調(diào)整。支管的實(shí)際鋪設(shè)長度決定著分干管的列數(shù)，鋪設(shè)長度長，分干管列數(shù)減少，對(duì)降低管網(wǎng)系統(tǒng)投資起明顯作用。支管的間距是由毛管的實(shí)際鋪設(shè)長度制約，并依據(jù)毛管鋪設(shè)方向線上地塊的尺寸合理調(diào)整決定。毛管長度長，支管間距大，支管的列數(shù)②就減少，對(duì)降低管網(wǎng)系統(tǒng)投資起著一定的作用。按系統(tǒng)壓力均衡需要，必要時(shí)要在支管進(jìn)口設(shè)置壓力—流量調(diào)節(jié)器。就大田棉花膜下滴灌而言，支管的實(shí)際鋪設(shè)長度100—150m較適宜，常用PE管材鋪設(shè)于地表，灌溉期結(jié)束后回收保管，多年使用，管徑一般為de63、de75、de90。輔管基本上采用de32，較少采用de40。雙向布設(shè)毛管的支管，不要使毛管穿越田間機(jī)耕道路。當(dāng)毛管在支管一側(cè)布置時(shí)，支管可以平行田間道路布設(shè)。輔管的布置及其與其它管道的相互關(guān)系與支管類同，文中多處用“支(輔)管”表達(dá)，即是這個(gè)含意。詳見第七章設(shè)計(jì)實(shí)例中介紹。沿毛管鋪設(shè)方向地形為均勻坡時(shí)，如毛管在支管兩側(cè)雙向布置，上、下坡毛管進(jìn)口壓力相等、鋪設(shè)長度不同，支管位置應(yīng)能使上、下坡毛管上的最小壓力水頭相等。

⑥分干管布置分干管的作用是按輪灌方案向支管配水。它的布置受支管的實(shí)際鋪設(shè)長度制約。支管長度長，分干管的列數(shù)少，分干管的總數(shù)量就小。分干管與干管垂直并在干管的兩側(cè)布置，力求對(duì)稱。若因干管布置的要求，有時(shí)只能在干管一側(cè)布設(shè)。每條分干管的實(shí)際鋪設(shè)長度根據(jù)支管布置確定。管網(wǎng)系統(tǒng)中分干管采用PVC-U管，埋設(shè)在凍土深度以下。棉花滴灌常用de110、de160、de200等管徑作分干管。分干管布設(shè)盡量與道路、溝渠同向，以便運(yùn)輸、安裝、維護(hù)，但需考慮由其供水的支管鋪設(shè)和運(yùn)行需求。減少分干管數(shù)量對(duì)降低系統(tǒng)投資有顯著作用。

⑦干管布置⑧干管是管網(wǎng)系統(tǒng)中的綱，它的起點(diǎn)由所灌溉地塊的地形條件和形狀及首部樞紐的位置來確定。其鋪設(shè)位置方向決定著整個(gè)管網(wǎng)系統(tǒng)的布置和運(yùn)行方式，從而決定著管網(wǎng)系統(tǒng)的總投資。一般將干管進(jìn)口及其走向布置在整個(gè)滴灌區(qū)的高處，如有地形落差條件，盡可能形成自壓滴灌條件。干管布設(shè)要盡量順直，其總長度最短，在其平面與立面上盡量減少轉(zhuǎn)折。干管應(yīng)與道路、林帶、電力線路平行布置，盡量少穿越障礙物，不要干擾油、氣、光纜等線路。在可能與需要情況下，進(jìn)入田間前的輸水總干管兼顧綜合利用的要求。干管應(yīng)盡量布設(shè)在地基較好處，若只能布置在較差的地基上，要妥善處理。

(3)系統(tǒng)工作制度及設(shè)計(jì)流量的確定①系統(tǒng)工作制度滴灌系統(tǒng)的工作制度通常分為續(xù)灌、輪灌和隨機(jī)供水三種情況。不同的工作制度要求系統(tǒng)的流量不同，因而工程費(fèi)用也不同，在確定工作制度時(shí)，應(yīng)根據(jù)作物種類，水源條件和經(jīng)濟(jì)狀況等因素作出合理選擇。輪灌組的數(shù)目根據(jù)水源流量和各級(jí)管道的經(jīng)濟(jì)管徑、輸水能力和作物的需水要求確定，同時(shí)使水源的水量與計(jì)劃灌溉的面積相協(xié)調(diào)，一般可由下式計(jì)算：N≤CT/t實(shí)踐表明，輪灌組過多，會(huì)造成運(yùn)行管理不便和各農(nóng)戶的用水矛盾，按上式計(jì)算的N值為允許的最多輪灌組數(shù)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)具體情況確定合理的輪灌組數(shù)目六、膜下滴灌工程設(shè)計(jì)。劃分輪灌小區(qū)要考慮以下因素造價(jià)使每個(gè)輪灌組的面積和流量盡量接近，以使系統(tǒng)工作穩(wěn)定，水泵高效率運(yùn)行，減少能耗。承包方式：輪灌組的劃分應(yīng)照顧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)責(zé)任制和田間管理的要求。一個(gè)輪灌組包括若干片責(zé)任地，盡可能減少農(nóng)民之間的用水矛盾，并使灌水與其他農(nóng)業(yè)技術(shù)措施得到較好的配合。地形地貌管網(wǎng)布置：輪灌組的控制范圍宜集中連片，順序最好是由下而上或由上而下分組輪灌，以方便系統(tǒng)的運(yùn)行管理。有時(shí)，為了減少輸水干管的流量，也可采用插花操作的方法劃分輪灌組。井水、泉水、湖水、池塘水井（泉）水：粘粒及有機(jī)質(zhì)含量一般較少，多為粗砂和粉砂顆粒，若涌砂量少可直接用網(wǎng)式過濾器，涌砂量多可采用離心+網(wǎng)式過濾器。湖水、池塘水：一般滋生有機(jī)質(zhì)多，視水質(zhì)情況，采用砂石+網(wǎng)式過濾器處理或直接采用網(wǎng)式過濾器。(5)首部樞紐設(shè)計(jì)

水源過濾設(shè)備選型

六、膜下滴灌工程設(shè)計(jì)河水應(yīng)根據(jù)水源水質(zhì)情況（粒徑、濃度、有機(jī)物等）選配規(guī)范規(guī)定：過濾系統(tǒng)須濾除大于灌水器最小直徑1/7-1/10的顆粒，且濃度不大于100mg/l。迷宮式滴灌帶流道直徑為0.8-1.0mm，若按規(guī)范規(guī)定，過濾器要處理掉0.08-0.1mm以上顆粒粒徑。但通過室外試驗(yàn)，迷宮式滴灌帶通過的最大粒徑為0.15mm，濃度為2137mg/l,需要100目過濾器。室內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，通過最大粒徑0.2mm，濃度1000mg/l，但粘粒含量多時(shí)，停滴后顆粒沉積結(jié)塊，再滴時(shí)易堵塞。六、膜下滴灌工程設(shè)計(jì)過濾器選擇（規(guī)范）水質(zhì)情況可選用的過濾器種類污物指標(biāo)離心篩網(wǎng)砂疊片無機(jī)物粒徑d>500?m用作初級(jí)過濾沉淀后再選用沉淀后再選用沉淀后選用再d=80-500?m可選用可選用可選用可選用d<80?m不選用可選用可選用可選用含量<10ppm可選用可選用可選用可選用10-100ppm可選用可選用可選用可選用>100ppm用作初級(jí)過濾沉淀后再選用沉淀后再選用沉淀后再選用有機(jī)物<10ppm不選用可選用可選用可選用>10ppm不選用不選用處理后選再用處理后再選用過濾器優(yōu)化選型目前過濾器的選擇都是根據(jù)系統(tǒng)流量在廠家過濾器目錄中選擇，沒有考慮水頭損失及運(yùn)行費(fèi)的問題。過濾器的選擇應(yīng)使過濾器造價(jià)及使用過濾器所消耗的電費(fèi)之和最低(年費(fèi)用最低)過濾器年費(fèi)用可表示如下：其中：六、膜下滴灌工程設(shè)計(jì)施肥設(shè)備選型根據(jù)設(shè)計(jì)流量和灌溉面積的大小，灌溉作物所需肥料和化學(xué)藥物的性質(zhì)，在下表中選擇合適的施肥罐。施肥罐容量（L）103050100150施肥時(shí)間（min）10-2020-5030-5050-100120-150適用條件大棚大田六、膜下滴灌工程設(shè)計(jì)(6)沉淀池設(shè)計(jì)隨著微灌技術(shù)在新疆的推廣，渠水滴灌利用越來越引起人們的重視。渠水中含有兩類容易堵塞灌水器的雜質(zhì)：一類是藻類、水生物和漂浮物；另一類是懸浮泥沙。當(dāng)水中泥沙含量大于過濾器的處理能力時(shí)，使用篩網(wǎng)過濾器和介質(zhì)過濾器將因頻繁的沖洗而不能正常工作，此時(shí)需借助沉淀池對(duì)灌溉水進(jìn)行初級(jí)沉淀處理。沉淀池的主要目的是去除水中大量的泥沙，用于滴灌的關(guān)鍵是恰當(dāng)?shù)倪x用水質(zhì)指標(biāo)，使沉淀池處理后的水質(zhì)達(dá)到滴灌對(duì)懸浮泥砂含量的要求。

應(yīng)盡可能利用現(xiàn)有的一些工程（輸水渠道、排堿渠、洼地、池塘等），在有條件的情況下（經(jīng)濟(jì)、場(chǎng)地等），盡可能將沉淀池修建的大一些，可以將砂石過濾器省略，節(jié)約工程造價(jià)六、膜下滴灌工程設(shè)計(jì)（7）水泵工況點(diǎn)及水泵選型許多人認(rèn)為滴灌系統(tǒng)配備流量為100m3/h，揚(yáng)程為50m的水泵時(shí)，其在滴灌系統(tǒng)工作時(shí)的流量一定是100m3/h揚(yáng)程一定是50m。事實(shí)上，這個(gè)概念是錯(cuò)誤的，該流量與揚(yáng)程是水泵的額定流量與揚(yáng)程，一般為水泵最高效率點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的流量與揚(yáng)程。但是水泵在不同的管路條件下工作時(shí)，其流量及揚(yáng)程也都會(huì)不同，是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化值，如下兩個(gè)簡單的例子可以說明問題：一臺(tái)水泵：KQW125/400-30/4，其主要參數(shù)如下：型號(hào)流量(m3/h)揚(yáng)程(m)轉(zhuǎn)速(r/min)電機(jī)功率(kw)KQW125/400-30/460521480301005012048.5六、膜下滴灌工程設(shè)計(jì)假設(shè)該水泵在下述三條管線工作三條管線管徑地面坡度等都相同，只有長度不同，則水頭損失不同，導(dǎo)致水泵揚(yáng)程不同，使水泵在不同工況下工作。管長104m，水損h=52，則其對(duì)應(yīng)流量Q=60管長100m，水損h=50，則其對(duì)應(yīng)流量Q=100管長97m，水損h=48.5，則其對(duì)應(yīng)流量Q=120水泵性能曲線主要有Q-H，Q-η，Q-P，Q-△h，重點(diǎn)考慮Q-H，Q-η曲線六、膜下滴灌工程設(shè)計(jì)水泵選型滴灌系統(tǒng)中各輪灌組出流點(diǎn)高程和距水源的管線長度管徑及流量都有可能不同，因此各輪灌組具有不同的管路特性曲線。水泵在不同輪灌組工作時(shí)，工況點(diǎn)可能會(huì)有很大的差別，有的可能偏離高效區(qū)。因此選水泵時(shí)應(yīng)考慮每個(gè)輪灌組的情況，但這樣會(huì)使設(shè)計(jì)非常復(fù)雜，所以設(shè)計(jì)時(shí)可按滴灌所需流量作為設(shè)計(jì)流量，考慮經(jīng)濟(jì)管徑因素確定各級(jí)管道管徑，計(jì)算出各級(jí)管道水損，確定水泵揚(yáng)程，然后校核水泵在各個(gè)論灌組工作時(shí)的工況點(diǎn)。六、膜下滴灌工程設(shè)計(jì)選擇水泵的方法由于滴灌各輪灌組運(yùn)行時(shí)揚(yáng)程變化較大，所選水泵及要滿足滿足揚(yáng)程低的輪灌組又要滿足揚(yáng)程高的輪灌組，因此選擇水泵時(shí)應(yīng)現(xiàn)根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量和最大、最小揚(yáng)程的平均值選取水泵，即按照Q設(shè)、

H=(Hmax+Hmin)/2選擇水泵，再按照最高揚(yáng)程輪灌組及最低揚(yáng)程輪灌組校核水泵的工作點(diǎn)。

注：計(jì)算揚(yáng)程時(shí)，應(yīng)考慮地面坡度。六、膜下滴灌工程設(shè)計(jì)水泵工作點(diǎn)校核對(duì)最高揚(yáng)程輪灌組及最低揚(yáng)程輪灌組進(jìn)行工作點(diǎn)校核時(shí)，要先作出該輪灌組的管路損失隨流量變化的關(guān)系曲線，即管路損失特性曲線，再與系統(tǒng)所需凈揚(yáng)程疊加后得到管路需要揚(yáng)程曲線Q-H需，它與水泵特性Q-H甭曲線的交點(diǎn)就是該輪灌組運(yùn)行時(shí)的相應(yīng)水泵工作點(diǎn)。六、膜下滴灌工程設(shè)計(jì)最大、最小揚(yáng)程輪灌組工作點(diǎn)都應(yīng)落在水泵高效工作區(qū)內(nèi)，以保證水泵在所有輪灌區(qū)高效率工作HAA′A′QQ-H甭Q-H需H凈注：每一個(gè)輪灌組都有一條Q-H需曲線，但一臺(tái)水泵只有一條Q-H甭曲線六、膜下滴灌工程設(shè)計(jì)IS、IR型單級(jí)單吸離心泵IS型熱水離心泵是在IS系列單級(jí)離心泵基礎(chǔ)上派生的產(chǎn)品，維修方便，六、膜下滴灌工程設(shè)計(jì)ISW臥式離心泵是在IS系列單級(jí)泵的基礎(chǔ)上派生的新產(chǎn)品ISW臥式離心泵是在IS系列單級(jí)泵的基礎(chǔ)上派生的新產(chǎn)品ISW臥式離心泵是在IS系列單級(jí)泵的基礎(chǔ)上派生的新產(chǎn)品ISW臥式離心泵是在IS系列單級(jí)泵的基礎(chǔ)上派生的新產(chǎn)品ISW臥式離心泵是在IS系列單級(jí)泵的基礎(chǔ)上派生的新產(chǎn)品，安裝方便六、膜下滴灌工程設(shè)計(jì)DL、DLR型泵為立式安裝，具有結(jié)構(gòu)緊湊、噪音低、占地面積小等特點(diǎn)進(jìn)、出水口可選擇0°、-90°、-180°、-270°六、膜下滴灌工程設(shè)計(jì)ISG、IRG、GRG、IHG、YG、TEB系列單能單吸立式管道離心泵，采用IS型泵性能參數(shù)、水力模型。機(jī)泵一體，進(jìn)出口徑相同且位于同一水平線上，軸封采用機(jī)械密封遠(yuǎn)距離輸水、增壓六、膜下滴灌工程設(shè)計(jì)水泵安裝高度離心泵能將進(jìn)水池內(nèi)的水吸入泵內(nèi)？這是由于葉輪旋轉(zhuǎn)后在葉輪進(jìn)口處會(huì)形成低壓區(qū)（即真空），而進(jìn)水池水面承受的是大氣壓力，因此水就能不斷得到補(bǔ)充而進(jìn)入泵內(nèi)。真空度與允許吸上真空度：稱低壓區(qū)壓力低于大氣壓的數(shù)值為真空度，每臺(tái)離心泵可以形成的真空度值為其允許吸上真空度或允許真空度。葉輪進(jìn)口處的真空度越大，水泵能吸水的高度就越大；反之，真空度越小，則水泵的吸水高度就越小。六、膜下滴灌工程設(shè)計(jì)一般情況下，允許吸上真空度的值多介于4～6m之間，與標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力（≈10.3m水柱高度）尚有一定的距離，即水泵進(jìn)口還要保持一定的壓力。當(dāng)壓力減小到一定程度時(shí)，水即會(huì)產(chǎn)生汽化，若氣泡被水流帶到葉輪流道的高壓處，就會(huì)迅速破裂或再次急劇凝結(jié)于水中，這個(gè)過程使水流質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生很大的沖擊力量，如果反復(fù)不斷地作用在葉輪流道的壁上，就會(huì)破壞葉輪金屬表面，甚至破壞水泵部件，這被稱為汽蝕現(xiàn)象。為了避免水泵的汽蝕，需要對(duì)水泵進(jìn)口的真空度加以限制，這便是允許吸上真空高度HS多規(guī)定為4～6m，而在水泵進(jìn)口還要保持一定壓力的原因。六、膜下滴灌工程設(shè)計(jì)對(duì)水泵允許吸上真空度HS的修正：

H‘s=Hs-10.0+Hd

(Hd--裝機(jī)地點(diǎn)的大氣壓力,mH2O)

水泵安裝高度H安（水泵軸心線到進(jìn)水池最低水面間的距離）可用下式計(jì)算：

hw--吸水損失揚(yáng)程因?yàn)樗檬且粋€(gè)比較粗糙的機(jī)器，每一臺(tái)水泵真正的允許最大吸上高度有一定的誤差；而且在抽水時(shí)水位波動(dòng)較大，最低水位的確定往往不夠準(zhǔn)確。確定出H安以后，在實(shí)際安裝時(shí)還應(yīng)當(dāng)留有充分的余地，一般是再減小0.5m左右。六、膜下滴灌工程設(shè)計(jì)地面式泵房的優(yōu)點(diǎn)是施工方便，造價(jià)較低和運(yùn)行條件較好，但同時(shí)存在水泵啟動(dòng)前需要進(jìn)行引水等缺點(diǎn)。而地下式泵房水泵啟動(dòng)比較方便，缺點(diǎn)是用材多、施工復(fù)雜、造價(jià)高，工作環(huán)境不如地面式，易被水淹，日常運(yùn)行管理不方便，水泵效率降低。滴灌系統(tǒng)水泵變頻調(diào)速水泵變速調(diào)節(jié)是通過改變水泵轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)水泵工作狀況，在滿足用戶需水要求的同時(shí)，達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。滴灌系統(tǒng)水泵大都采用鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)，其調(diào)速方式主要是調(diào)壓調(diào)速、變極調(diào)速、和變頻調(diào)速。而變頻調(diào)速以其調(diào)速范圍大、機(jī)械特性硬、調(diào)速精度高、平滑無機(jī)調(diào)速等優(yōu)點(diǎn)，被一些滴灌系統(tǒng)所采用。然而目前變頻調(diào)速產(chǎn)品較為昂貴，在滴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)對(duì)其經(jīng)濟(jì)適用性進(jìn)行合理的分析。

六、膜下滴灌工程設(shè)計(jì)水泵變頻調(diào)速基本原理變頻調(diào)速是通過改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)的,由電工原理可知異步電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速與電源頻率成正比,即:

式中,n為轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速；f為定子繞組供電電源頻率；p為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)磁極數(shù)；s為轉(zhuǎn)差率通過變頻器可改變電源輸出頻率從而調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速,實(shí)現(xiàn)平滑的無級(jí)調(diào)速。六、膜下滴灌工程設(shè)計(jì)在變頻調(diào)速中使用最多的變頻調(diào)速器是電壓型變頻調(diào)速器,由整流器、濾波系統(tǒng)和逆變器三部分組成。在其工作時(shí)首先將三相交流電經(jīng)橋式整流為直流電,脈動(dòng)的直流電壓經(jīng)平滑濾波后在微處理器的調(diào)控下,用逆變器將直流電再逆變?yōu)殡妷汉皖l率可調(diào)的三相交流電源,輸出到需要調(diào)速的電動(dòng)機(jī)上。由電工原理可知電機(jī)的轉(zhuǎn)速與電源頻率成正比,通過變頻器可任意改變電源輸出頻率從而任意調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速,實(shí)現(xiàn)平滑的無級(jí)調(diào)速。

六、膜下滴灌工程設(shè)計(jì)滴灌水泵調(diào)速節(jié)能原理

大田滴灌系統(tǒng)水泵變頻調(diào)速應(yīng)考慮如下兩個(gè)特點(diǎn)，一是保證調(diào)速后的流量與設(shè)計(jì)流量相同，二是調(diào)速后的效率要高于調(diào)速之前。六、膜下滴灌工程設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)分析對(duì)于有調(diào)壓裝置的滴灌系統(tǒng),由于水泵在各個(gè)輪灌小區(qū)運(yùn)行時(shí)的工況點(diǎn)基本相同,只要設(shè)計(jì)合理,選擇合理的水泵及工作點(diǎn),完全能保證水泵在各個(gè)輪灌組都工作于高效區(qū)內(nèi),采用調(diào)頻器達(dá)不到節(jié)能的目的。因此,在有調(diào)壓裝置的滴灌系統(tǒng)中沒有必要采用變頻調(diào)速器。無調(diào)壓裝置的滴灌系統(tǒng)，雖然通過變頻調(diào)速可節(jié)能降耗，降低運(yùn)行費(fèi)用。但目前市場(chǎng)上的變頻設(shè)備價(jià)格很高，因此在選用變頻設(shè)備時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析。采用變頻設(shè)備所節(jié)約的運(yùn)行費(fèi)用可按下式計(jì)算：六、膜下滴灌工程設(shè)計(jì)大田滴灌系統(tǒng)輪灌組數(shù)目較多,各輪灌組間管路特性存在一定差異,采用變頻器具有一定的節(jié)能效果，但僅在一定的適用條件下才具有經(jīng)濟(jì)合理性。一般當(dāng)?shù)喂嘞到y(tǒng)水泵揚(yáng)程高無調(diào)壓裝置，而且輪灌組間管路特性差異較大時(shí)，變頻調(diào)速經(jīng)濟(jì)可行。對(duì)于低揚(yáng)程滴灌系統(tǒng)而且輪灌組間管路特性差異小，或有調(diào)壓裝置的滴灌系統(tǒng)，變頻調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性較差。可以通過合理設(shè)計(jì)及合理選擇水泵使滴灌系統(tǒng)中各輪灌組的工作點(diǎn)都在水泵高效區(qū)內(nèi)降低系統(tǒng)的能耗并保證系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。六、膜下滴灌工程設(shè)計(jì)管網(wǎng)優(yōu)化管網(wǎng)優(yōu)化的基本概念

滴灌管網(wǎng)一般由主干管、分干管、支管和毛管組成，其中支管與毛管組成田間管網(wǎng)，滴灌管網(wǎng)系統(tǒng)中，田間管網(wǎng)的優(yōu)化問題只與田間管網(wǎng)允許水頭差有關(guān)，允許水頭差一般是一個(gè)固定值，與干管尺寸無關(guān)，在選擇水泵揚(yáng)程可作為一個(gè)常數(shù)考慮。也就是說干管管網(wǎng)與田間管網(wǎng)的優(yōu)化問題是彼此獨(dú)立的，可分別進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后結(jié)合起來，便是整個(gè)滴灌管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。七、系統(tǒng)優(yōu)化田間管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)滴灌田間管網(wǎng)由支管和其控制的毛管組成，其優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的就是在保證滿足灌水均勻度要求的情況下，如何分配田間管網(wǎng)允許水頭差，選擇支管與毛管管徑或確定支管與毛管長度，使田間管網(wǎng)投資最小。膜下滴灌現(xiàn)主要用于大田作物，為適應(yīng)大田機(jī)械化作業(yè)及運(yùn)行管理的要求，毛管均選用相同的管徑，目前滴灌系統(tǒng)產(chǎn)品，毛管使用的是滴灌帶，設(shè)計(jì)滴灌系統(tǒng)時(shí)，根據(jù)作物、土壤性質(zhì)及農(nóng)業(yè)技術(shù)等因素，可選擇滴頭流量及間距等技術(shù)參數(shù)，這些參數(shù)一經(jīng)確定，滴灌帶的規(guī)格型號(hào)也就確定了，那么毛管的管徑也就確定了。支管一般對(duì)稱于干管成魚骨式布置，干管間距決定了支管的長度，在干管管網(wǎng)布置已確定的情況下，干管兩側(cè)支管的總長度也就確定了。所以田間管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，可歸結(jié)為在毛管管徑及干管兩側(cè)支管總長度一定情況下，確定使田間管網(wǎng)造價(jià)最低的毛管長度和支管管徑。

對(duì)于一塊確定的條田，在毛管管徑及灌水小區(qū)允許壓力差一定的情況下，毛管長度越大則毛管壓力差越大，為保證灌水小區(qū)實(shí)際壓力差不大于允許壓力差，支管允許水頭差就必須減小，所需支管管徑就越大，而毛管長度越大就意味著支管間距越大，那么灌區(qū)內(nèi)的支管數(shù)目就越少，則灌區(qū)內(nèi)的支管總長度就越短。反之，若毛管長度越小，所需支管管徑越小，灌區(qū)內(nèi)的支管數(shù)目就越多，那么灌區(qū)內(nèi)的支管總長度就越長。也就是說，要減小支管管徑，則灌區(qū)的支管總長度增加。而要使灌區(qū)的支管總長減小，則支管所需管徑就大。因此，選取適當(dāng)?shù)拿荛L度、支管數(shù)目及支管管徑使田間管網(wǎng)的造價(jià)最低，就形成了一個(gè)優(yōu)化問題。毛管一般對(duì)稱于支管布置，在均勻坡度情況下，支管兩側(cè)的毛管一邊為上坡一邊就為下坡，為使兩側(cè)毛管壓力差相同，下坡毛管的長度就應(yīng)大于上坡毛管的長度。同樣，在均勻坡度情況下，干管兩側(cè)的支管也是一邊為上坡一邊為下坡，有兩個(gè)辦法可保證兩側(cè)支管壓力差相同，一個(gè)辦法是兩側(cè)支管采用相同的管徑而長度不一樣，另一個(gè)辦法是兩側(cè)支管均采用變徑管而長度相同。

（1）水泵未選干管管網(wǎng)優(yōu)化

當(dāng)沒有選定水泵時(shí)，干管管網(wǎng)首端壓力未定，此時(shí)管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)一方面要考慮降低管網(wǎng)投資，另一方面又要降低運(yùn)行費(fèi)用，而兩者大小是相互影響的。在其他因素都相同的情況下，要降低管網(wǎng)投資，則干管的管徑小,水頭損失大，所需水泵的揚(yáng)程就大，系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用就將增加。反之若要降低運(yùn)行費(fèi)用，就要增大管徑，則管網(wǎng)的一次性投入將增加，那么如何選擇管道的直徑和水泵的型號(hào)使系統(tǒng)的年費(fèi)用最低，就是優(yōu)化設(shè)計(jì)所要解決的問題。數(shù)學(xué)模型F為管網(wǎng)年費(fèi)用（元/年）；y為折舊年限（年）；B為年平均維修費(fèi)率（%）；si為第i管段管道的長度（m）；Cij為第i管段選第j種管道的單價(jià)（元/m）；E為電價(jià)（元/kw·h）；T為水泵年工作小時(shí)數(shù)（h）；Q為水泵流量（m3/h）；H為水泵揚(yáng)程（m）；η水泵效率；N為管網(wǎng)管段數(shù)；M為標(biāo)準(zhǔn)管徑數(shù)。

七、干管管網(wǎng)優(yōu)化壓力滿足條件七、干管管網(wǎng)優(yōu)化（2）水泵已選干管管網(wǎng)優(yōu)化當(dāng)水泵已經(jīng)選定時(shí)，干管管網(wǎng)入口壓力就確定了，而支管入口壓力由田間管網(wǎng)允許水頭差確定，那么干管管網(wǎng)的總水頭損失為干管管網(wǎng)入口壓力減田間管網(wǎng)的允許水頭差，此時(shí)管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的任務(wù)是在管路水頭損失已定的情況下，尋求使管網(wǎng)造價(jià)最低的各級(jí)管道管徑。七、干管管網(wǎng)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型目標(biāo)函數(shù)：目標(biāo)函數(shù)是使干管管網(wǎng)投資最少

滿足條件（1）.管徑：d1≤dj≤dmax（2）.壓力：0≤Hi

≤[H]式中，[H]為干管管路的允許水頭差，[H]=Hm-Hz

；Hm

為干管管網(wǎng)進(jìn)口壓力水頭差（m）；Hz

為支管入口壓力水頭差（m）；

七、干管管網(wǎng)優(yōu)化2.設(shè)備優(yōu)化

主要是首部設(shè)備優(yōu)化（沉淀池、沙石、網(wǎng)式過濾器、水泵等）

3.結(jié)構(gòu)優(yōu)化

主要是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化：首部位置，盡可能多系統(tǒng)共用一個(gè)首部；管網(wǎng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，干管的級(jí)數(shù)，無輔管系統(tǒng)等

4.材料優(yōu)化

降低材料壓力等級(jí)，減小壁厚，降低造價(jià)

5.布置優(yōu)化

管網(wǎng)的優(yōu)化布置：主干管、分干管的方向及位置八、膜下滴灌運(yùn)行管理

運(yùn)行方式與系統(tǒng)造價(jià)及水力特性的關(guān)系滴灌系統(tǒng)的運(yùn)行管網(wǎng)的運(yùn)行管理首部樞紐的運(yùn)行管理滴灌系統(tǒng)的組織管理滴灌系統(tǒng)的操作要點(diǎn)1、運(yùn)行方式與系統(tǒng)造價(jià)及水力特性的關(guān)系滴灌系統(tǒng)管網(wǎng)中，正在運(yùn)行的管路處在壓力流狀態(tài)下，一處水力狀態(tài)發(fā)生變化，將使全系統(tǒng)運(yùn)行管路中的水力狀態(tài)發(fā)生相應(yīng)的變化。目前，大田滴灌系統(tǒng)普遍采用輪灌運(yùn)行工作制度，不同的輪灌運(yùn)行組，水流途徑不同，產(chǎn)生管網(wǎng)系統(tǒng)水力狀態(tài)的不同，系統(tǒng)投資、年運(yùn)行費(fèi)和管理工作也不同。設(shè)計(jì)上要求對(duì)不同水力狀態(tài)的管路進(jìn)行節(jié)點(diǎn)壓力均衡驗(yàn)算，進(jìn)行比較和分析，尋求出有利的運(yùn)行方式，避開不利的運(yùn)行方式，以采取相應(yīng)措施，滿足灌水均勻度的要求。以一個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)例說明運(yùn)行方式與系統(tǒng)造價(jià)及水力特性的關(guān)系每條支管上有十二條毛管地塊總面積1026畝，系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量Q=187m3/h，灌水器一次灌水延續(xù)時(shí)間t=4.5h，灌水周期T=6d，輪灌組數(shù)N=24組。

本系統(tǒng)共有6條分干管，36條支管，432條輔管，按每天4個(gè)輪灌組運(yùn)行，每個(gè)輪灌組需同時(shí)開啟18條輔管。使同時(shí)開啟的18條輔管在位置上安排得恰當(dāng)，是輪灌編組的關(guān)鍵。即如果將其安排得分散，相應(yīng)管段中流量就分配得少，水頭損失就減少，或可使管徑減小。反之，若安排得集中，則相應(yīng)管段中分配的流量大，水頭損失增加或需增大管徑。運(yùn)行方式比較，按輔管所控制的運(yùn)行范圍為一個(gè)灌水小區(qū)，用調(diào)整支管進(jìn)口上游的分干管管徑、出地管或主干管管徑，使每次輪灌組內(nèi)各灌水小區(qū)灌水均勻度滿足要求。據(jù)此，在系統(tǒng)總供水流量均相同的條件下，利用本地塊及管網(wǎng)布置的對(duì)稱性，將系統(tǒng)輪灌運(yùn)行方式劃分為具有代表性的6種，并列表進(jìn)行比較。

6種運(yùn)行方式示意圖第二種第四種第六種第一種第三種第五種運(yùn)行方式系統(tǒng)需要水泵揚(yáng)程(m)費(fèi)用(元)地埋材料運(yùn)行合計(jì)第1種28768001188088680第2種28.54830731212394196第3種28700121188081892第4種27.69616951177273467第5種28.14615001188073380第6種32.88768001404090840各種運(yùn)行方式管徑調(diào)整、揚(yáng)程及費(fèi)用變化比較表

2、滴灌系統(tǒng)的運(yùn)行一個(gè)滴灌系統(tǒng)的運(yùn)行與種植的作物、作物的各生長階段、灌區(qū)來水情況、電力供應(yīng)條件、農(nóng)業(yè)承包制度和勞動(dòng)力安排都有關(guān)系。在滴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)就要充分考慮上述各因素及他們間相互的制約關(guān)系，一個(gè)滴灌系統(tǒng)在其每年的灌溉期內(nèi)，上述所涉及的各種因素或多或少都會(huì)發(fā)生這樣或那樣的變化，這就要求在運(yùn)行時(shí)合理地、科學(xué)地進(jìn)行安排處置，使滴灌系統(tǒng)正常運(yùn)行，充分發(fā)揮其作用。種植作物的結(jié)構(gòu)變化對(duì)運(yùn)行之要求同一個(gè)滴灌系統(tǒng)中，種植的作物種類及其比例，對(duì)輪灌運(yùn)行是有直接影響的。若一個(gè)滴灌系統(tǒng)內(nèi)種植的均為同一種作物，則就可以按照前面介紹的有利的運(yùn)行方式進(jìn)行運(yùn)行。若種植的作物不同，則要盡量做到在設(shè)計(jì)運(yùn)行工況的輪灌組內(nèi)盡量安排種植同一種作物，以利輪灌組按設(shè)計(jì)工況運(yùn)行。若不能做這一點(diǎn)，則要求同一輪灌組內(nèi)的面積不能超過設(shè)計(jì)運(yùn)行工況時(shí)的面積，不能為了照顧同一種作物在一個(gè)輪灌組內(nèi)灌水而任意擴(kuò)大該輪灌組的面積。作物需水高峰期的運(yùn)行滴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首部樞紐和管網(wǎng)系統(tǒng)及其與之配套的各種附屬設(shè)施的容量、能力等均是按照作物需水量峰值的要求進(jìn)行的，因而，作物需水高峰期，系統(tǒng)運(yùn)行必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)工況下輪灌運(yùn)行的分組及所確定的各種運(yùn)行參數(shù)運(yùn)行，不能隨意改變輪灌分組及改變運(yùn)行參數(shù)。否則，系統(tǒng)就不能正常運(yùn)行，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致系統(tǒng)損壞或其它嚴(yán)重后果。作物生長期各階段的運(yùn)行作物生長期各階段，其日耗水強(qiáng)度是不一樣的，比設(shè)計(jì)時(shí)采取的日耗水強(qiáng)度峰值要小，還由于生長期各階段降雨、地下水補(bǔ)給條件的變化，作物需要的灌溉補(bǔ)充強(qiáng)度也是不同的。因而，首先要合理地確定作物整個(gè)生長期的設(shè)計(jì)灌溉制度，求出各階段的灌水定額，以對(duì)作物的各生長階段實(shí)施適時(shí)適量的灌溉。雖說各階段的灌水量不同，但還是要按設(shè)計(jì)工況下輪灌分組進(jìn)行運(yùn)行，按本階段作物的日耗水強(qiáng)度及灌溉補(bǔ)充強(qiáng)度求出灌水器一次灌水延續(xù)時(shí)間運(yùn)行，以適應(yīng)作物日耗水強(qiáng)度減小的情況。3、管網(wǎng)的運(yùn)行管理在每個(gè)灌溉季節(jié)開始前，將管網(wǎng)中的每個(gè)設(shè)備與部件重新安裝連接，檢查所有的地埋管、出地豎管、地面管、各級(jí)閥門、連接管件是否有缺損，及時(shí)更換或修理。每個(gè)灌溉季節(jié)工作前應(yīng)對(duì)管網(wǎng)進(jìn)行徹底沖洗，在運(yùn)行過程中，要檢查系統(tǒng)水質(zhì)情況，視水質(zhì)情況對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行沖洗。沖洗時(shí)，首先打開一定數(shù)量的輪灌組閥門（一般少于灌溉時(shí)正常輪灌組的閥門），開啟水泵，依次打開干管、支管和毛管的末端，采用高壓輪流沖洗每個(gè)輪灌組，將管道內(nèi)的污物沖洗出去。定期對(duì)管網(wǎng)進(jìn)行巡視，檢查管網(wǎng)運(yùn)行情況，如有漏水要立即處理。灌水時(shí)每次開啟一個(gè)輪灌組，當(dāng)一個(gè)輪灌組結(jié)束后，先開啟下一個(gè)輪灌組，再關(guān)閉上一個(gè)輪灌組，嚴(yán)禁先關(guān)后開。八、膜下滴灌運(yùn)行管理系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，必須嚴(yán)格控制壓力表讀數(shù)，應(yīng)將系統(tǒng)控制在設(shè)計(jì)壓力下運(yùn)行，以保證系統(tǒng)能安全有效的運(yùn)行。每年灌溉季節(jié)結(jié)束后，應(yīng)對(duì)地埋管進(jìn)行全面檢查，對(duì)損壞處進(jìn)行維修，沖凈泥沙，打開各級(jí)管道的末端及水泵取水口處的底閥，排凈積水，以免冬季管道凍裂損壞。將地面管材管件及易損、易盜設(shè)施回收清洗，晾干后存入庫房妥善保管，以備下一個(gè)灌溉季節(jié)正常使用。球閥保存時(shí)，應(yīng)使其處于開啟狀態(tài)，以便排除球體內(nèi)的存水，以免冬季被凍裂。系統(tǒng)第一次運(yùn)行時(shí)，需進(jìn)行調(diào)壓。可通過調(diào)整球閥的開啟度來進(jìn)行調(diào)壓，使系統(tǒng)各支管進(jìn)口的壓力大致相等。薄壁毛管壓力可維持在1公斤左右，調(diào)試完后，在球閥相應(yīng)位置作好標(biāo)記，以保證在其以后的運(yùn)行中，其開啟度能維持在該水平。八、膜下滴灌運(yùn)行管理4、首部樞紐的運(yùn)行管理灌溉季節(jié)開始前，將首部設(shè)備重新安裝連接，并檢查水泵、動(dòng)力設(shè)備、過濾裝置、施肥罐及其相應(yīng)部件的連接是否正確，對(duì)首部各設(shè)備進(jìn)行清洗。每各輪灌組工作前要先對(duì)過濾器進(jìn)行清洗。在運(yùn)行過程中若過濾器進(jìn)出口壓力差超過3m，要對(duì)過濾器進(jìn)行反沖洗或清洗。首部設(shè)備應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)流量與壓力進(jìn)行操作，不得超壓、超流量運(yùn)行。施肥罐中注入的固體顆粒不得超過施肥罐容積的2/3。每次施肥完畢后，應(yīng)對(duì)過濾器進(jìn)行沖洗。系統(tǒng)運(yùn)行過程中，應(yīng)認(rèn)真作好記錄。灌溉季節(jié)結(jié)束時(shí)，對(duì)首部設(shè)備進(jìn)行全面清洗、檢查和保養(yǎng)，有問題的要進(jìn)行維修，若金屬涂層有損壞或生銹的，應(yīng)除銹后重新刷漆或噴漆。將壓力表、排氣閥等小件易拆卸丟失的部件，拆下后妥善保管，以備下一個(gè)灌溉季節(jié)使用。八、膜下滴灌運(yùn)行管理5、滴灌系統(tǒng)的組織管理根據(jù)滴灌系統(tǒng)所有權(quán)的性質(zhì)，應(yīng)建立相應(yīng)的經(jīng)營管理機(jī)構(gòu)，實(shí)行統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)，分級(jí)管理或集中管理，具體實(shí)行工程、機(jī)泵、用水、用電等項(xiàng)目管理。為提高滴灌工程的管理水平，應(yīng)加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)，明確工作職責(zé)和任務(wù)，建立健全各項(xiàng)規(guī)章制度，實(shí)行滴灌產(chǎn)業(yè)化管理。建立滴灌崗位責(zé)任制，明確滴灌管理人員、承包戶、主管節(jié)水領(lǐng)導(dǎo)的職責(zé)和應(yīng)盡的義務(wù)，使滴灌的管理工作做到管理有序、有章可循。滴灌管理人員應(yīng)做到熟悉滴灌系統(tǒng)操作規(guī)程，對(duì)滴灌系統(tǒng)操作運(yùn)行程序做到應(yīng)知應(yīng)會(huì)，對(duì)所管理的滴灌系統(tǒng)的面積、系統(tǒng)特性要做到心中有數(shù)。建立滴灌系統(tǒng)運(yùn)行記錄制度，各滴灌系統(tǒng)從開始運(yùn)行到結(jié)束都必須有完整的工作記錄，包括滴水時(shí)間、次數(shù)、水量、施肥量、施藥量及次數(shù)和用電量等有關(guān)事項(xiàng)，建立各個(gè)滴灌系統(tǒng)完整的檔案。建立滴灌工作獎(jiǎng)懲辦法，把滴灌管理人員的工資的核定納入到對(duì)滴灌工作的考核中。八、膜下滴灌運(yùn)行管理運(yùn)行管理中存在的問題系統(tǒng)運(yùn)行管理混亂（設(shè)計(jì)、布置、調(diào)試運(yùn)行）滴灌工程管理與栽培技術(shù)脫節(jié)，生產(chǎn)與滴灌管理脫節(jié)，沒有因地制宜的用好管好滴灌技術(shù)，灌水模式單一，一般采用刀切的辦法組織管理不健全6、滴灌系統(tǒng)的操作要點(diǎn)沉淀池水泵過濾器施肥罐八、膜下滴灌運(yùn)行管理沉淀池開啟水泵前認(rèn)真檢查沉淀池中各級(jí)過濾篩網(wǎng)是否干凈,有無雜物或泥沙堵塞篩網(wǎng)眼的現(xiàn)象,以及篩網(wǎng)是否有破損現(xiàn)象,及時(shí)更換。檢查過濾篩網(wǎng)邊框與沉淀池邊壁是否結(jié)合緊密，如有縫隙較大現(xiàn)象，應(yīng)采取措施填堵。水泵泵頭需用50—80目篩籠罩住，篩籠直徑不小于泵頭直徑2倍。系統(tǒng)運(yùn)行前先清除池中臟物，當(dāng)水質(zhì)較混濁時(shí)，應(yīng)關(guān)閉進(jìn)水口，待水清后再進(jìn)入沉淀池，以免沉淀池過濾負(fù)擔(dān)過重。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，對(duì)于積在過濾篩網(wǎng)前的漂浮物、雜物、應(yīng)及時(shí)撈除，以免影響篩網(wǎng)過水能力，對(duì)于較密如30—80目篩網(wǎng)被泥顆粒糊住，導(dǎo)致篩網(wǎng)兩側(cè)水位差達(dá)到10－15cm，應(yīng)換冼篩網(wǎng)。篩網(wǎng)換冼方法：將臟網(wǎng)提起，將干凈網(wǎng)沿槽放下，臟網(wǎng)需用刷子和清水刷冼干凈。停泵后應(yīng)用清水沖冼各級(jí)篩網(wǎng)。八、膜下滴灌運(yùn)行管理水泵滴灌系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)是，要求系統(tǒng)按設(shè)計(jì)流量穩(wěn)定供水，保證每天的供水時(shí)間；由于輪灌組的不同，產(chǎn)生不同的管路水力狀態(tài)，使水泵的出口壓力變化，要求水泵能適應(yīng)這種變化，并要在高效區(qū)運(yùn)行。實(shí)行滴灌系統(tǒng)的自動(dòng)化控制是可以達(dá)到上述要求的，但限于當(dāng)前農(nóng)村、農(nóng)場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)條件，還難以一下子達(dá)到這個(gè)要求，只能逐步向這方面過渡。一般手工操作水泵運(yùn)行時(shí)，不易達(dá)到上述要求，而且因操作頻繁，對(duì)水泵工作不利，還會(huì)使其工作年限縮短。所以，設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮各輪灌組工作的狀態(tài)，創(chuàng)造條件，盡量在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，使水泵達(dá)到一個(gè)較好的工作狀況因而，針對(duì)目前大田滴灌系統(tǒng)的條件，比較多的采用變頻調(diào)速，即通過變頻調(diào)速控制屏調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速，從而使水泵的出口壓力達(dá)到設(shè)定值水泵應(yīng)嚴(yán)格按照廠家所提供的產(chǎn)品說明書及用戶指南的規(guī)定進(jìn)行操作和維護(hù)。八、膜下滴灌運(yùn)行管理過濾器砂石過濾器操作要點(diǎn)

必須嚴(yán)格按過濾器的設(shè)計(jì)流量操作,不得超流量運(yùn)行。應(yīng)密切注意壓力表的指示情況，當(dāng)過濾器進(jìn)口與出口增加的水頭差大于3.0m時(shí)，沙石過濾器應(yīng)進(jìn)行反沖洗。反沖洗方法：在系統(tǒng)工作時(shí)，調(diào)整首部總閥的開啟度，以獲得適當(dāng)?shù)姆礇_洗壓力?？申P(guān)閉一組過濾器進(jìn)水中的一個(gè)蝶閥，同時(shí)打開相應(yīng)排水蝶閥排污口，由另一只過濾器過濾后的水由過濾器下方向上流入介質(zhì)層進(jìn)行反沖洗，泥砂、污物可順排砂口排出，直到排出無混濁物的水為止。反沖洗的時(shí)間和次數(shù)依當(dāng)?shù)厮辞闆r自定。反沖洗完畢后，應(yīng)先關(guān)閉排污口，緩慢打開蝶閥使砂床穩(wěn)定壓實(shí)。稍后對(duì)另一個(gè)過濾器進(jìn)行反沖洗。當(dāng)反沖洗達(dá)不到清洗效果時(shí)，應(yīng)將介質(zhì)取出，人工進(jìn)行徹底清洗，過度污染的介質(zhì)，應(yīng)用干凈的介質(zhì)代替。對(duì)于存在的有機(jī)物和藻類，可能會(huì)將砂粒堵塞，可按一定的比例加入氯或酸，把過濾器浸泡24小時(shí)，然后反沖洗直到放出清水。對(duì)于懸浮在介質(zhì)表面的污染層，可待灌水完畢后人工清除。過濾器使用到一定時(shí)間，砂粒損失過大，粒度減小或過碎，應(yīng)更換或添加過濾介質(zhì)。八、膜下滴灌運(yùn)行管理網(wǎng)式過濾器使用須知篩網(wǎng)過濾器有手動(dòng)沖洗和自動(dòng)沖洗之分。后者根據(jù)過濾器進(jìn)出口的壓差，當(dāng)壓差增大達(dá)到預(yù)定值時(shí)，沖洗自動(dòng)進(jìn)行。大田滴灌工程目前用得較多的是手動(dòng)沖洗篩網(wǎng)過濾器，在運(yùn)行時(shí)不易掌握，一般當(dāng)壓差超過設(shè)定值的0.02MPa時(shí)，要立刻進(jìn)行沖洗。清洗方法：先將網(wǎng)芯抽出清洗，兩端保護(hù)密封圈用清水沖洗，也可用軟毛刷刷凈，但不可用硬物。當(dāng)網(wǎng)芯內(nèi)外都清干凈后，再將過濾器金屬殼內(nèi)的污物用清水沖凈，由排污口排出。按要求裝配好，重新裝入過濾器。工作時(shí)應(yīng)注意,過濾器的網(wǎng)芯很薄，所以在保養(yǎng)、保存、運(yùn)輸時(shí)格外小心，不得有一點(diǎn)破損，一旦發(fā)現(xiàn)破損，就應(yīng)立即更換濾網(wǎng)。嚴(yán)禁篩網(wǎng)破損使用。

八、膜下滴灌運(yùn)行管理離心過濾器使用要求旋流水砂分離器只有在其工作流量范圍內(nèi)，才能發(fā)揮其作用。因此，在運(yùn)行時(shí)，一定要控制好通過他的流量。當(dāng)流量不均勻，變化范圍大時(shí)，要采取措施，使過流量在設(shè)計(jì)流量范圍內(nèi)。另一個(gè)主要點(diǎn)是要隨時(shí)觀察該過濾器的水頭損失，當(dāng)小于3.5m時(shí)，將不能分離出水中雜質(zhì)。在運(yùn)行中，要經(jīng)常檢查集砂罐，及時(shí)排砂，以免罐中積砂太多，使沉積的泥沙再次被帶入系統(tǒng)。灌溉季節(jié)結(jié)束后，要徹底清洗集砂罐，進(jìn)入冬季，防止冰凍破壞，要將所有閥門打開，把水排放干凈。

八、膜下滴灌運(yùn)行管理施肥罐操作要求滴施肥（藥）應(yīng)在每個(gè)輪灌小區(qū)滴水至灌水小區(qū)灌水時(shí)間的1/3后滴施，并且輪灌小區(qū)滴水至灌水小區(qū)灌水時(shí)間的2/3時(shí)停止施肥（藥），以便于輪灌組更換前有足夠的時(shí)間沖冼管網(wǎng)，即耗用灌水小區(qū)1/3的灌水時(shí)間滴凈水進(jìn)行沖冼，以免肥料在管內(nèi)殘留沉積。罐體內(nèi)肥料必須溶解充分，否則影響滴施效果堵塞罐體。施肥罐操作方法：打開施肥罐，將所需滴施的肥（藥）倒入施肥罐中。打開進(jìn)水球閥，進(jìn)水至罐容量的1／2后停止進(jìn)水，并將施肥罐上蓋擰緊。滴施肥（藥）時(shí)，先開施肥罐出水球閥，再打開進(jìn)水球閥，稍后緩慢調(diào)整兩球閥間主管道上的閘閥，增加施肥罐進(jìn)、出水口的壓力差，通過增加的壓力差將罐中肥料帶入系統(tǒng)管網(wǎng)之中。滴肥（藥）的速度根據(jù)灌水小區(qū)灌水時(shí)間以及罐體容積大小和肥（藥）量的多少，通過調(diào)整兩球閥間主管道上的閘閥控制。滴施完一個(gè)輪罐組后，將兩側(cè)球閥關(guān)閉，先關(guān)進(jìn)水閥后關(guān)出水閥，將罐底球閥打開，把水放盡，殘留的肥（藥）也排除干凈，再進(jìn)行下一輪灌組肥（藥）的滴施。八、膜下滴灌運(yùn)行管理九、滴灌水分運(yùn)移規(guī)律濕潤體的形狀點(diǎn)源入滲的濕潤體的形狀主要受土壤質(zhì)地和容重、滴頭流量、灌水時(shí)間等諸多因素的影響.濕潤體的形狀是這些因素對(duì)土壤入滲能力和滴頭的供水能力綜合影響,從而產(chǎn)生兩種完全不同的上邊界的結(jié)界.邊界一是點(diǎn)源的非充分供水條件,即土壤入滲能力始終大于供水能力,這時(shí)地表不產(chǎn)生積水;邊界二是點(diǎn)源的變邊界供水條件,即土壤入滲能力始終或逐漸小于供水能力,這時(shí)地表會(huì)產(chǎn)生積水,并且積水范圍逐漸擴(kuò)大,這時(shí)的點(diǎn)源屬于廣義的點(diǎn)源.通常,由于土壤基質(zhì)勢(shì)和重力勢(shì)的作用,邊界一將形成半球體或直立的半橢球體(水平軸小于垂直軸),而邊界二則會(huì)形成平臥的半橢球體(水平軸大于垂直軸).右圖為粗砂土(滴頭流量2．8Ｌ/ｈ)和粉壤土(滴頭流量3．2Ｌ/ｈ)不同時(shí)刻濕潤體的形狀.從左圖可以看出,粗砂土的濕潤體的形狀近似為半球體,為非充分供水的點(diǎn)源入滲問題;而粉壤土的濕潤體為平臥的半橢球體,為邊界積水點(diǎn)源入滲問題.濕潤鋒的變化濕潤鋒的徑向(水平方向)變化：下圖為不同質(zhì)地土壤在不同滴頭流量情況下,徑向濕潤鋒和灌水時(shí)間的關(guān)系.從圖可以看出,由于粉壤土的入滲邊界為變邊界積水的點(diǎn)源入滲,地表有積水,因此,在同一滴頭流量情況下,水平濕潤鋒的增長速度很快.由于滴頭流量的大小直接決定著地表積水范圍,因此滴頭流量對(duì)粉壤土的徑向濕潤鋒的發(fā)展影響較大.滴頭流量增加,徑向濕潤鋒急劇增大.而粗砂土無地表積水產(chǎn)生,水平濕潤鋒的發(fā)展主要是土壤徑向的土水勢(shì)梯度作用的結(jié)果,雖然滴頭流量增大,徑向濕潤鋒也有增大的趨勢(shì),但與粉壤土相比滴頭流量對(duì)粗砂土徑向濕潤鋒的發(fā)展影響較小.但灌水量相同時(shí)，低頭流量小的灌水器水濕潤半徑大濕潤鋒的垂向變化：下圖為兩種土壤在不同滴頭流量情況下,垂向濕潤鋒分別與灌水時(shí)間及供水量的關(guān)系.由圖可見,兩種土壤在滴頭流量一定時(shí),其垂向濕潤鋒均隨灌水時(shí)間的增長而增大.但在灌水時(shí)間一定時(shí),代表非充分供水條件下的粗砂土,其垂向濕潤鋒隨滴頭流量的增大而發(fā)展變慢;與此相反,代表變邊界積水點(diǎn)源充分供水條件的粉壤土,其垂向濕潤鋒隨滴頭流量的增大卻發(fā)展變快.但灌水量相同時(shí)，滴頭流量小的灌水器水濕潤半徑大對(duì)于粉壤土而言,滴頭流量為1Ｌ/ｈ～3．0Ｌ/ｈ,滴頭流量都偏大.表現(xiàn)為灌水開始后很快就形成地表積水和徑流,水平濕潤鋒遠(yuǎn)大于垂直濕潤鋒,使點(diǎn)源滴灌成為一種變邊界積水的點(diǎn)源入滲;