经典灌溉技术(沟灌、喷灌、滴灌技术)课件.ppt

1、经经 典典 灌灌 溉溉 技技 术术 沟灌 喷灌 滴灌第一部分 沟灌 1 技术参数:沟长、入沟流量 A 计划灌水定额t时间内入渗水量沟中蓄水量)(00ltkphbmal H-沟平均水深 A-沟间距 P0t时间内平均渗吸税率 B0平均水面宽度。沟长度与沟坡度的关系式中各项的意义)12(ihhlC 灌水时间的确定灌水时间的确定qmalt6.3入沟流量q沟灌新技术 1、尾水回收系统(tail water recovery system)适于透水性差、大坡度沟灌。概念：灌水后沟中难以蓄水、部分水从尾部流走。这部分水流可以由集水系统回收后供灌溉之用。系统构成：集水沟、蓄水池、提水系统、输水系统。2、波涌灌

2、溉(surge Irrigation)间歇向沟中灌水。当水流推进到沟中一段距离后，停止灌水，间隔一定时间后再灌水。原理：水流消退过程中形成致密层。类似于板结。Mechanism of Surge Irrigation 土壤颗粒消解、下沉、粘性土膨胀、降低导水率和糙率 下层气体封闭，减少水力传导。减少入渗速率第二部分第二部分 喷灌喷灌Sprinkle irrigation 一、喷灌技术指标 1、喷灌强度thi 平均喷灌强度是各点单位时间内喷灌水深的平均值。th喷灌系统平均喷灌强度.,95.08.01000喷头间距和支管间距灌溉水利用系数，mslsssqml2、喷灌均匀度、喷灌均匀度 衡量灌水质量

3、的主要指标。用于评价灌溉面积上水量分布的均匀程度。常用表示方法：A 喷洒均匀度：点喷灌水深平均离差。hhhCu)0.1(100B 水量分布图水量分布图 喷洒范围内的等水量图。表示喷头组合的水量分布情况。比较直观准确，但缺少定量指标。3、水滴打击强度、水滴打击强度 单位喷洒面积内水滴对土壤和作物的打击动能。水滴过大可能破坏土壤结构和损毁作物。常用的测量方法是测水滴直径。采用雾化指标似乎更为实用 不同的作物、不同时期雾化指标要求不同。蔬菜4000，大田作物：3000雾化指标雾化指标mdmHdH喷咀直径，喷头工作压力；二二 喷头种类和工作原理喷头种类和工作原理 1、旋转式喷头。A 摇臂式：原理 结构

4、简单，最为常用。缺点是受风影响大，支杆要垂直。尤其用于固定系统。B 叶轮式 水舌冲击叶轮转动，带动喷头旋转。需要减速装置。特点：不受振动影响，但制造工艺要求较高，应用较少。C反冲式:利用水舌离开喷头时的反作用力直接推动喷头转动。结构简单，但是不够可靠，应用较少。2、固定喷头、固定喷头 特点：没有运动部件，水流作全园或扇形喷射。射程短 压力低 喷灌强度高、单个喷头均匀度不足，远处强度大。多用于绿地、蔬菜、苗圃等。固定式喷头的主要种类 A 折射式：原理：喷头上方有折射锥，水流遇到折射锥后被击成薄水层沿四周射出，在空气阻力作用下分散成细小水滴散落。B 缝隙式：管端开出一定形状的缝隙，使水流均匀散成细

5、小的水滴。工作可靠、容易堵塞。3、孔管式喷头 管道上分布小的喷水孔，水流朝一个方向喷射，管道可以摆动。或者管道上开多排小孔，可以不安装摇摆器。结构简单，不要专门灌水器。工作压力低。国内较少。三、旋转式喷头的主要水力参数及影响因素 影响喷头射程的因素影响喷头射程的因素 1、工作压力和喷咀直径、工作压力和喷咀直径 压力增加，射程增加。压力一定时，喷嘴直径增加，射程增加。2、喷射仰角、喷射仰角 2832度时射程最远，通常为30度 3 转速转速 转速增加，射程减小。一般13r/min(中)35r/min(远射程)4、水舌形状水舌形状 水舌掺气少则射程大，减少紊流，水流整直。加粉碎针可增加掺气，减小水滴

6、直径，提高雾化度。四、影响喷灌水量分布的因素四、影响喷灌水量分布的因素1、工作压力 这是影响喷灌水量分布最主要的因素，对于单喷嘴的喷头，不加粉碎机时，如果压力适中，水量分布曲线近似于一个偏平的等角三角形；当压力过低时，由于水舌粉碎不足，水量大部分集中在远处，中间水量少，成“轮胎形”分布；当压力过高时，由于水舌过度粉碎，近处水量集中，远处水量不足。2、喷头的布置形式和间距、喷头的布置形式和间距 喷头的布置形式和间距是影响喷灌系统水量分布的又一重要因素。一般由计算或者试验确定，设计时可参考设计手册3、风向、风力、风向、风力 风向；风力对水量分布影响也很大。逆风减少的射程要比顺风增加的射程大，因此，

7、在布置喷头时，应适当密一些以抵消风的影响。影响水滴直径的因素 略五、五、喷灌系统设计喷灌系统设计（一）、收集基本资料 喷灌系统设计前必须进行现场勘查，了解规划范围、面积、水源情况，收集地形，气象、水文、土壤等有关资料及灌区作物种植情况，当地高产灌水经验，动力和有关设备资料。勘查和收集资料工作是搞好规划设计的前提，如水源情况，要优选水源位置，同时还要满足水质和水量的要求，地形资料，需要地形图，这样才能进行管网平面布置并绘制管道纵剖面图气象、水文作物种植资料。主要用于确定灌溉制度，对北方地区还要了解冻土层厚度以确定管道埋深，土壤资料以确定允许喷灌强度等（二）、喷灌系统选型 根据地形、水源、作物种类

8、，经济及设备等条件，选定喷灌系统型式。固定式 半固定式 移动式（三）、喷头选择（三）、喷头选择 根据动力条件作物种植情况，土壤允许喷灌强度，作物适宜的雾化指标以及设备供应条件等因素，确定喷头的工作压力、射程、流量以及喷灌强度，喷嘴直径等技术指标范围并选择喷头。四）、确定喷头组合形式和间距四）、确定喷头组合形式和间距 喷头组合形式是指管道式喷灌系统中喷头部的相对位置。在全圆喷洒情况下，有正方形、正三角形、矩形和三角形等组合形式。详细方法可参阅有关设计手册。确定喷头组合间距的原则是：保证喷洒不留空白，并有较高的均匀度。间距过大会造成喷洒不均匀或漏喷；过密会使喷头和管道用量大，增大了投资，且会增大组

9、合喷灌强度。（五）布置管道系统（五）布置管道系统 根据地形水源等条件提出管道系统的最佳布置方案，一般就考虑以几点原则：、使管道总长度短，造价低，有利于水锤的防护。考虑备用水单位的需要，管理方便，有利于组织轮灌和迅速分散流量。尽量使支管垂直主风向且与作物种植方向一致。在山丘区，支管一般沿等高线布置。管线的纵剖面应力求平顺，减少折点，避免产生负压。力求使支管各喷头工作压力接近一致，或者允许差值范围内（支管首尾压力小于工作压力的20）。泵站应尽量布置在系统的中心，以减少水头损失。（六）拟定喷灌工作制度（六）拟定喷灌工作制度1、设计灌水定额m=0.1H(maxmin)maxmin 允许灌水上下限。2

10、2、设计灌水周期 Tm设计/e 3、灌水延续时间 t=m设计/系统 系统1000qn/(SlSm)第三部分 滴灌一、滴头的种类及其工作原理1、滴头的作用：将毛管中的压力水流消能后，以稳定的小流量滴入土壤。滴头工作压力一般在100KPa(10m水头)，流量在2200L/h之间.对滴头的要求：价格低廉、抗堵塞、稳定2、滴头种类、滴头种类1微管式 为有细小的塑料管，依靠沿程水头损失消能，可以通过改变微管长度的方法调节流量。微管的流量于工作压力、长度、微管直径有关。微管滴头的优缺点微管滴头的优缺点 优点：结构简单，可以执行调节优点：结构简单，可以执行调节流量，造价低廉。对于压力变化流量，造价低廉。对于

11、压力变化加大的地区尤为适用。加大的地区尤为适用。国外适用较多。国外适用较多。缺点：微管水流多处于层流状态，缺点：微管水流多处于层流状态，受温度影响较大。安装不便。受温度影响较大。安装不便。2)管式滴头 利用长流道消能。流道为螺旋式、迷宫式等。增加流道长度。可分为管上式和管间式。A 管上式滴头：侧向安装在毛管 上，滴头进口在毛管壁上。滴头流量：q=113.8A(2gHD/fl)0.5管式滴头的特点：A 优点：结构紧凑、批量生产质量易于控制，制造偏小。缺点：局部水头损失大，毛管长度受限制。管上式滴头3)孔口式滴头 主要依靠局部水头损失消能.。地面收缩或者水流冲击滴头顶部的盖子消能。特点：工作压力低

12、，结构简单，价格低廉工作可靠。水流为紊流。缺点：易堵塞 滴头流量公式 q=SC(2gh)0.5 或 q=ah 0.5借助水压力使得弹性部件改变形状，改变过水断面大小，使得滴头在不同压力下仍然保持稳定流量。优点优点：能够自动调节出水量和自清洗。均匀度高。缺点：缺点：制造复杂，价格高。补偿式滴头4)双壁毛管 滴灌带.由内外两层管壁组成.内层通过流量，部分流量通过小孔进入外腔，消耗部分能量，然后从外腔的微孔中流出。优点：可以设计出较小的流量，造价低廉，易于安装，抗堵塞性能好。二、滴头的选择与布置 1、滴头选择原则 A 符合设计要求。最好选择紊流滴头。B价格低廉，结构简单。C 工作稳定性 。抗堵塞，大

13、口径。D 制造偏差小，均匀度高。2、毛管和滴头的布置方式 1单行毛管布置：每行作物一条毛管 22条毛管控制一行作物。宽行作物。3单行带环状布置。滴头连在绕树毛管上，主要用于果树灌溉。可以布置多个滴头。4单行带微管布置。毛管上分出多个微管，微管绕作物四周布置，主要用于果树。三、滴灌主要灌水指标 1、灌水均匀度：设计一般大于90 滴灌均匀度取决于滴头的制造偏差、滴头的水力学特性、管网压力分布、水温和堵塞滴头的数目。设计中一般通过控制两个滴头之间的最大压力差实现。2、灌溉效率 灌溉水利用系数。净灌溉定额于毛灌溉定额之比。KsEm 式中Ks蒸腾灌水比（ratio of transpiration to

14、 application。为灌水最少处蒸腾水量于总灌水量之比。与管理水平有关。一般在0.9以上。四、灌溉系统的布置(一)、滴灌规定系统布置 管道系统一般分为干管、支管和毛管三级。尽量相互垂直。使得管道长度小，水头损失小。坡地毛管一般平行等高线，并沿支管对称布置。毛管布置合理与否，与造价、管理密切相关。可选择移动式、固定式或半固定式 固定滴灌目前成本（含首部枢纽），一般在1000元以上。(二)滴灌灌溉制度 1 设计灌水定额 m=apH/1000 m-灌水定额，mm;-土壤有效持水量。一般用田间田间持水量与凋萎系数之差。-允许消耗的水量占土壤有效持水量的比例。2、设计灌水周期 Tm/e m-设计灌

15、水定额；e-最大日需水量。3、一次灌水延续时间 t=mSeSl/q se、sl-滴头间距和毛管间距。q-滴头流量。4、轮灌区数目 A、固定式滴灌：N24T/t T-灌水周期，t灌水延续时间。B 移动式 N24T/(tn)T-灌水周期，t灌水延续时间，n-一条毛管控制面积内毛管移动的次数，1020次。也可以根据作物和管理情况确定轮灌组数目。(三)管道水力计算 沿程水头损失计算灌水：考虑流量沿程减少，应乘以多口系数F F管道水力计算步骤 1、根据管道流量选择管道直径；2、计算管道水头损失；3、求得沿管道压力分布曲线滴头进口工作压力；4、校合滴头工作压力差是否在允许范围内。5、若不符合要求，应该重新选择管道直径计算。可以选择各种不同方案组合，计算最优组合，使得管道造价最低。某些条件下可以考虑适用压力调节器。要考虑局部水头损失。计算出干管进口水头压力，加上首部枢纽水头损失和水泵水头损失，可以据此选择水泵和电机。压力调节器(四)首部枢纽 通常由水泵及其动力机械、阀门、水质净化装置（过滤器）、施肥罐、测量和保护装置组成。控制阀门：控制水流 安全阀门：减压阀，消除管道中超过设计压力的压力。防止水击爆管。真空破坏阀。枢纽组成 过滤器：过滤水源中污物和杂质，防止滴头堵塞。常用拦污珊、沉淀池、水砂分离器、砂石过滤器。灌溉水源中的杂质：物理杂质、化学杂质和生物杂质。谢谢大家！