噴灌與滴灌系統(tǒng)35清楚明了

第四章噴灌和滴灌

地面灌溉，有如下缺點(diǎn)：1、水利用率低；2、灌水質(zhì)量差；3、勞動(dòng)強(qiáng)度大。因而對水源比較缺乏地區(qū)，可采用更為先進(jìn)的灌水方法，即管道灌溉。它又可分為噴灌、滴灌、滲灌。第一節(jié)噴灌

一、概述1、定義：利用機(jī)械加壓或利用高處自然水頭，使水通過管道經(jīng)過噴頭噴射到空中，并散成水滴灑落到田面上，如同降雨一樣，濕潤土地的方法。2、發(fā)展簡史（略）二、噴灌系統(tǒng)的組成與分類

（一）組成1、水源工程；2、水泵機(jī)組；3、管道系統(tǒng)、干管、支管、豎管（立管）；4、噴頭。（二）分類噴灌系統(tǒng)一般可分為管道式和機(jī)組式噴灌系統(tǒng)兩類。者以管道為主體，即管道是這類系統(tǒng)中設(shè)備的主要組成部分；后者以機(jī)組為主體，即以噴灌機(jī)為主體。（二）分類

1、管道式噴灌系統(tǒng)，根據(jù)管道的可移動(dòng)程度，將管道式噴灌系統(tǒng)劃分為：（1）固定式管道：優(yōu)點(diǎn)：操作管理方便；缺點(diǎn)：投資高。（2）移動(dòng)式管道：優(yōu)點(diǎn)：投資低；缺點(diǎn)：操作管理不便。（3）半固定式管道：優(yōu)、缺點(diǎn)：介于以上兩者之間2、機(jī)組式噴灌系統(tǒng)，根據(jù)噴灌機(jī)的工作特點(diǎn)，將機(jī)組式噴灌系統(tǒng)劃分為：（1）小機(jī)組定噴式；（2）時(shí)針式。（3）平移式。三、噴頭與管道的種類與選擇

（一）噴頭1、噴頭種類（1）按壓力分：其中低壓噴頭、中壓噴頭最常用。（2）按結(jié)構(gòu)分（3）旋轉(zhuǎn)式噴頭2、搖臂式噴頭組成與工作原理與主要型號(hào)（1）組成（2）工作原理（3）主要型號(hào)。

搖臂式噴頭（二）管道

要求：能承受設(shè)計(jì)工作壓力，價(jià)格便宜，便于運(yùn)輸施工。固定管道：鑄鐵管，鋼管，鋼絲網(wǎng)合管，塑料管等，較常見的有鋼絲管和塑料管。移動(dòng)管道：薄壁鋁合金管，塑料管。鋁合金管

UPVC管四、技術(shù)要素

（一）噴灌強(qiáng)度定義：單位時(shí)間噴灑在灌溉土地上的水深（mm/h，mm/min），或單位時(shí)間噴灑在單位面積上的水量?？赡軐δ骋稽c(diǎn)，即點(diǎn)噴灌強(qiáng)度；也可能對某一個(gè)面，即面噴灌強(qiáng)度。1、點(diǎn)噴灌強(qiáng)度和平均噴灌強(qiáng)度

（一）噴灌強(qiáng)度

2、單噴頭噴灌時(shí)噴灌強(qiáng)度有全圓噴灌和扇形噴灌兩種（1）全圓噴灌控制面積：A=πR2，（m2）則噴灌強(qiáng)度：=，（mm/h）（2）扇形噴灌扇形噴灌，為噴灌中心角（度），則：＝（mm/h）（一）噴灌強(qiáng)度

3、噴頭組合噴灌時(shí)噴灌強(qiáng)度（1）單支管多噴頭∵

（一）噴灌強(qiáng)度

（2）多噴頭多支管

若支管噴頭間距L，支管間距b，則A有效＝Lb若風(fēng)速v＞1m/s，應(yīng)考慮kW噴頭頭控控制制面面積積表表噴頭組合A有效單噴頭全圓

單噴頭扇形

單支多噴頭多支多噴頭Lb風(fēng)系系數(shù)數(shù)表表KW注：：1、、v以m/s；；2、、單支支多多噴噴頭頭全全園園噴噴灌灌時(shí)時(shí)，，若若既既不不平平引引也也不不垂垂直直，，則則線線性性內(nèi)內(nèi)插插；；3、、本本表表適適用用范范圍圍v＝１１－－5.5m/s。。設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)時(shí)要要求求≤≤［［ρ］，，防止止產(chǎn)產(chǎn)生生地地表表經(jīng)經(jīng)流流。。運(yùn)行情況KW單噴頭全圓1.15v0.314單支多噴頭全圓支管垂直于風(fēng)向1.08v0.194支管平行于風(fēng)向1.12v0.302多支多噴頭1（二二））噴噴灌灌均均勻勻度度定義義：：噴噴灌灌面面積積上上水水量量分分布布的的均均勻勻程程度度，，用用噴噴灌灌均均勻勻系系數(shù)數(shù)表表示示，，是是衡衡量量噴噴水水均均勻勻程程度度的的主主要要指指標(biāo)標(biāo)。。式中中：：——噴噴灌灌均均勻勻系系數(shù)數(shù)；；—各各點(diǎn)點(diǎn)平平均均噴噴灌灌水水深深；；—各各點(diǎn)點(diǎn)噴噴灌灌水水深深高高差差。。算術(shù)術(shù)平平均均數(shù)數(shù)：：（三三））噴噴灌灌霧霧化化度度定義義：：噴噴灌灌水水滴滴的的細(xì)細(xì)小小程程度度。。要求求：：水水滴滴直直徑徑＜＜3mm，，但水水滴滴直直徑徑不不便便測測量量和和設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)使使用用。。水滴滴太太大大，，會(huì)會(huì)擊擊傷傷作作物物，，破破壞壞土土壤壤。。水滴滴太太小小，，蒸蒸發(fā)發(fā)太太大大，，受受風(fēng)風(fēng)影影響響大大。。用H/d反映映霧霧化化程程度度。。若噴噴頭頭工工作作壓壓力力hp（（Kpa），，噴嘴嘴直直徑徑d（（mm））則：：Pd=100hp/d∵∵1mH2O＝＝10KPa∴1KPa=0.1mH2O=100mmH2OPd越大大，，說說明明霧霧化化度度越越高高，，水水滴滴直直徑徑越越小?。?；設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)時(shí)要要求求在在適適宜宜范范圍圍內(nèi)內(nèi)。。五、、管管道道式式噴噴灌灌系系統(tǒng)統(tǒng)規(guī)規(guī)劃劃設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)內(nèi)內(nèi)容容與與步步驟驟：：1、、勘勘測測收收集集基基本本資資料料；；2、、噴噴灌灌系系統(tǒng)統(tǒng)選選型型和和管管道道總總體體布布置置方方案案；；3、、噴噴頭頭選選型型及及其其組組合合；；4、、噴噴灌灌系系統(tǒng)統(tǒng)布布置置，，確確定定噴噴灌灌制制度度和和工工作作制制度度；；5、、管管道道設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)；；6、、選選擇擇水水泵泵及及動(dòng)動(dòng)力力機(jī)機(jī)；；7、、設(shè)備備與與投投資資預(yù)預(yù)算算。。（一一））勘勘測測收收集集基基本本資資料料1、、地地形形資資料料；；2、、水水文文資資料料：：水水質(zhì)質(zhì)、、流流量量、、水水量量和和水水位位資資料料3、、氣氣象象資資料料：：氣氣溫溫、、雨雨量量、、濕濕度度、、日日照照、、風(fēng)風(fēng)向向是是制制定定灌灌溉溉制制度度的的依依據(jù)據(jù)。。噴噴灌灌的的重重點(diǎn)點(diǎn)是是受受風(fēng)風(fēng)影影響響較較大大，，因因而而重重點(diǎn)點(diǎn)收收集集風(fēng)風(fēng)速速、、風(fēng)風(fēng)向向。。4、土土壤資資料：：指土土壤質(zhì)質(zhì)地，，孔隙隙率，，田間間持水水率，，滲吸吸速度度等。。5、作作物種種植情情況：：指作作物種種類，，種植植情況況，分分布位位置，，計(jì)劃劃濕潤潤層深深度，，適宜宜含水水量上上、下下限等等。6、其其它資資料：：如現(xiàn)現(xiàn)有動(dòng)動(dòng)力設(shè)設(shè)備的的數(shù)量量，規(guī)規(guī)格與與使用用情況況，電電力供供應(yīng)情情況，，材料料供應(yīng)應(yīng)情況況。（二））選型型與總總體布布置方方案1、選選型（1））固定定式（2））移動(dòng)動(dòng)式（3））半固固定式式2、布布置方方案（1））噴灌灌泵站站應(yīng)位位于灌灌區(qū)中中心，，可使使管道道較短短，節(jié)節(jié)省投投資，，便于于管理理；（2））在坡坡面上上，干干管應(yīng)應(yīng)沿主主坡方方向布布置；；（3））盡可可能將將支管管布置置垂直直于主主風(fēng)向向，避避免與與主風(fēng)風(fēng)向平平行；；（4））支管管與耕耕作方方向平平行；；（5））力求各各支管管長度度一致致。（三））噴頭頭選型型及組組合1、噴噴頭選選擇工作參參數(shù)―――工工作壓壓力，，噴嘴嘴直徑徑；性能參參數(shù)―――噴噴頭流流量，，射程程。為滿足足作物物對水水滴霧霧化度度的要要求，，霧化化指標(biāo)標(biāo)Pd應(yīng)正處處范圍圍之內(nèi)內(nèi)（三））噴頭頭選型型及組組合2、確確定噴噴頭組組合形形式一般采采用全全圓噴噴灌，，具體體組合合形式式：正方形形、正正三角角形、、長方方形、、等腰腰三角角形。。正方形形―適適應(yīng)風(fēng)風(fēng)向多多變，，或風(fēng)風(fēng)影響響較小小時(shí)；；長方形形―有有穩(wěn)定定風(fēng)向向；正三角角形――風(fēng)影影響較較小時(shí)時(shí)，有有風(fēng)時(shí)時(shí)易產(chǎn)產(chǎn)生漏漏噴，，且支支管較較密，，工工程程不經(jīng)經(jīng)濟(jì)；；等腰三三角形形―――有穩(wěn)穩(wěn)定風(fēng)風(fēng)向，，使支支管垂垂直風(fēng)風(fēng)向。。（1））噴頭頭組合合問題題1）確定定間距距系數(shù)數(shù)

風(fēng)速m/s最大間距射程比噴頭不等間距布置

噴頭等間距布置垂直風(fēng)向平行風(fēng)向0.3~1.61.01.31.1~1.01.6~3.41.0~0.81.3~1.11.0~0.93.4~5.40.8~0.61.1~1.00.9~0.7噴頭組組合間間距：：L＝KLR（L為支管管噴頭頭間距距）b=KbR（b為支管管間距距）2、確確定噴噴頭組組合形形式2）驗(yàn)驗(yàn)算噴噴灌頭頭時(shí)強(qiáng)強(qiáng)度在選擇擇噴頭頭時(shí)已已驗(yàn)證證了霧霧化度度指標(biāo)標(biāo)，在在確定定L、、b后，均均勻系系數(shù)≥≥75%，，還需需驗(yàn)算算：式中：：――設(shè)設(shè)計(jì)噴噴灌強(qiáng)強(qiáng)度；；―允許許噴灌灌強(qiáng)度度。（五））確定定噴灌灌制度度和工工作制制度1、計(jì)計(jì)算灌灌溉制制度（1））計(jì)算算噴灌灌灌水水定額額（2））灌水水時(shí)間間指一次次灌水水需要要的小小時(shí)數(shù)數(shù)：t=m設(shè)/ρ（五））確定定噴灌灌制度度和工工作制制度2、計(jì)計(jì)算同同時(shí)工工作的的噴頭頭數(shù)（1））同時(shí)時(shí)工作作的噴噴頭數(shù)數(shù)采用輪輪灌，，在T時(shí)間灌灌完。。式中：：T——噴灌周周期，，（d）；；e—作物平平均耗耗水量量。F——整個(gè)灌灌區(qū)面面積；；c——一天噴噴灌系系統(tǒng)有有效工工作小小時(shí)數(shù)數(shù)。（五））確定定噴灌灌制度度和工工作制制度（2）同同時(shí)工工作的的支管管數(shù)若各條條支管管長度度相同同，噴噴頭數(shù)數(shù)均為為n噴頭，，則3、確確定支支管的的輪灌灌方式式（1））N支＝2；（2））N支＝3；（3））N支＞3，同同理分分析確確定。。（六））管道道設(shè)計(jì)計(jì)1、管管材選選擇地埋式式固定定可用用鋼管管、混混凝土土管、、自應(yīng)應(yīng)力鋼鋼絲網(wǎng)網(wǎng)管、、石棉棉水混混管、、鑄鐵鐵管、、塑料料管。。地面移移動(dòng)管管道：：薄壁壁鉆營營、薄薄壁鍍鍍鋅管管2、管管徑選選擇（1））干管管管徑徑一般從從經(jīng)濟(jì)濟(jì)角度度進(jìn)行行選擇擇：管徑越越大，，則H損越小小，運(yùn)運(yùn)行費(fèi)費(fèi)用越越小，，但投投資大大；管徑越越小，，則H損越大大，運(yùn)運(yùn)行費(fèi)費(fèi)用越越大，，但投投資小小；見見下圖圖：一般確確定A很難故故，采采用經(jīng)經(jīng)驗(yàn)公公式：：Q＜120m3/h，，；；Q≥120m3/h，，。。式中：：D―經(jīng)濟(jì)管管徑（（mm））；Q―設(shè)計(jì)流量量（m3/h）。2、管徑徑選擇（2）支支管管徑徑原則：力力求使支支管上各各噴頭噴噴水量均均勻一致致，較為為經(jīng)濟(jì)。。故：同一一支管首首末端壓壓力≤20％（（此時(shí)噴噴水量≤≤10％％），即：水水頭損失失＝hw+ΔΔZ≤0.2hp式中：hw—首末兩噴噴頭間支支管的水水頭損失失，（m）；ΔZ—首末兩端端噴頭高高程差，，（m）；下坡支管管ΔZ為負(fù)；上坡支管管ΔZ為正。3、管道道水力計(jì)計(jì)算（1）沿沿程水水頭損失失hf:式中：f―沿程摩阻阻系數(shù)；；L―管長；Q―流量；d―管內(nèi)徑；；m―流量指數(shù)數(shù)；b―管徑指數(shù)數(shù)。（2）局局部損損失式中：k―局部阻力力系數(shù)；；―管中流流速。（七）選選擇水泵泵和動(dòng)力力1、計(jì)算算系統(tǒng)的的設(shè)計(jì)