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1、关于膜下滴灌技术讲座第1页，讲稿共147张，创作于星期三主要内容膜下滴灌简介膜下滴灌简介膜下滴灌系统组成膜下滴灌系统组成膜下滴灌系统主要配套设备膜下滴灌系统主要配套设备膜下滴灌管网系统主要产品膜下滴灌管网系统主要产品膜下滴灌系统规划膜下滴灌系统规划膜下滴灌工程设计膜下滴灌工程设计系统优化系统优化膜下滴灌系统的运行管理膜下滴灌系统的运行管理滴灌自动控制技术简介滴灌自动控制技术简介第2页，讲稿共147张，创作于星期三一、膜下滴灌简介滴灌从诞生至今已发展了近一个世纪，作为一种新型灌溉滴灌从诞生至今已发展了近一个世纪，作为一种新型灌溉技术，尤其在缺水比较严重的国家和地区，显示出前所未技术，尤其在缺水比
2、较严重的国家和地区，显示出前所未有的节水能力有的节水能力现代滴灌技术于现代滴灌技术于20世纪世纪50年代末产生于以色列，但它作为年代末产生于以色列，但它作为成熟技术在农业较大范围应用是成熟技术在农业较大范围应用是20世纪世纪70年代的事。年代的事。至至2000年，全世界微灌面积达到年，全世界微灌面积达到376.7万公顷（万公顷（5650万亩）。万亩）。其中美国其中美国105万公顷（万公顷（1575万亩），居世界首位。以色列万亩），居世界首位。以色列居七位（居七位（16.1万公顷），以色列滴灌面积占全部灌溉面万公顷），以色列滴灌面积占全部灌溉面积的积的2/3。第3页，讲稿共147张，创作于星期三
3、我国于我国于1974年开始发展滴灌技术，至年开始发展滴灌技术，至2000年全国年全国微微 灌灌面积已发展至面积已发展至26.7万公顷（万公顷（400.5万亩），万亩），兵团至兵团至2004年累计推广应用膜下滴灌年累计推广应用膜下滴灌408408万亩万亩膜下滴灌是将覆膜种植技术与滴灌技术相结合的一种高膜下滴灌是将覆膜种植技术与滴灌技术相结合的一种高效节水灌溉技术，滴效节水灌溉技术，滴灌利用管道系统供水，使灌溉水成灌利用管道系统供水，使灌溉水成滴状、缓慢、均匀、定时、定量地浸润作物根系发育区滴状、缓慢、均匀、定时、定量地浸润作物根系发育区域，使作物主要根系区的土壤始终保持在最优含水状态，域，使作物
4、主要根系区的土壤始终保持在最优含水状态，地膜覆盖则进一步减少了作物棵间水分的蒸发。地膜覆盖则进一步减少了作物棵间水分的蒸发。一、膜下滴灌简介第4页，讲稿共147张，创作于星期三一、膜下滴灌简介第5页，讲稿共147张，创作于星期三湿润锋湿润锋积盐区扩散扩散湿润球体湿润球体滴灌条件下，滴头布置有较大的间距，单个滴头条件下作物水滴灌条件下，滴头布置有较大的间距，单个滴头条件下作物水分在粘性土壤和沙性土壤中的分布情况不同，所形成的湿润球分在粘性土壤和沙性土壤中的分布情况不同，所形成的湿润球体的形状异不同，分析这一情况下作物水的运动规律关系到滴体的形状异不同，分析这一情况下作物水的运动规律关系到滴灌系统
5、设计的优劣。灌系统设计的优劣。一、膜下滴灌简介第6页，讲稿共147张，创作于星期三二、膜下滴灌系统组成下滴灌系统一般由水源工程、首部枢纽、输配水管网、滴头及控制、量测和保护装置等组成。第7页，讲稿共147张，创作于星期三第8页，讲稿共147张，创作于星期三1 1、水源工程、水源工程滴灌系统的水源可以是机井、泉水、水库、渠道、江河、湖泊、池塘等，但水质必须符合灌溉水质的要求。滴灌系统的水源工程一般是指：为从水源取水进行滴灌而修建的拦水、引水、蓄水、提水和沉淀工程，以及相应的输配电工程。2 2、首部枢纽、首部枢纽 滴灌系统的首部枢纽包括动力机、水泵、施肥（药）装置、过滤设施和安全保护及量测控制设备
6、。其作用是从水源取水加压并注入肥料（农药）经过滤后按时按量输送进管网，担负着整个系统的驱动、量测和调控任务，是全系统的控制调配中心。滴灌常用的水泵有潜水泵、离心泵、深井泵、管道泵等，水泵的作用是将水流加压至系统所需压力并将其输送到输水管网。动力机可以是电动机、柴油机等。如果水源的自然水头（水塔、高位水池、压力给水管）满足滴灌系统压力要求，则可省去水泵和动力。二、膜下滴灌系统组成第9页，讲稿共147张，创作于星期三 过滤设备是将水流过滤，防止各种污物进入滴灌系统堵塞滴头或在系统中形成沉淀。过滤设备有拦污栅、离心过滤器、砂石过滤器、筛网过滤器、叠片过滤器等。当水源为河流和水库等水质较差的水源时，需
7、建沉淀池。施肥装置的作用是使易溶于水并适于根施的肥料、农药、除草剂、化控药品等在施肥罐内充分溶解，然后再通过滴灌系统输送到作物根部。流量、压力测量仪表用于管道中的流量及压力测量，一般有压力表、水表等。安全保护装置用来保证系统在规定压力范围内工作，消除管路中的气阻和真空等，一般有控制器、传感器、电磁阀、水动阀、空气阀等。调节控制装置一般包括各种阀门，如闸阀、球阀、蝶阀等，其作用是控制和调节滴灌系统的流量和压力。二、膜下滴灌系统组成第10页，讲稿共147张，创作于星期三3 3、输配水管网、输配水管网 输配水管网的作用是将首部枢纽处理过的水流按照要求输送分配到每个灌水单元和滴头，包括干管、支管、毛管
8、及所需的连接管件和控制、调节设备。由于滴灌系统的大小及管网布置不同，管网的等级划分也有所不同。4 4、滴头、滴头 滴头是滴灌系统中最关键的部件，是直接向作物施水肥的设备。其作用是利用滴头的微小流道或孔眼消能减压，使水流变为水滴均匀地施入作物根区土壤中。二、膜下滴灌系统组成第11页，讲稿共147张，创作于星期三三、膜下滴灌系统主要配套设备（膜下滴灌系统配套设备主要有施肥（药）装置、过滤设施、水泵和安全保护及量测控制设备）1、过滤设施过滤设施 微灌系统中灌水器的水流孔径一般都很小，要求灌溉水中不含有造成灌水器堵塞的污物和杂质，而实际上任何水源如湖泊、库塘、河溪及井水中，都不同程度地含有各种污物和杂
9、质。因此对灌溉水源进行严格的净化处理是必不可少的，是保证系统正常运行、延长灌水器使用寿命和保证灌水质量的关键措施。过滤设备主要有沉淀池、拦污栅、离心过滤器、砂石过滤器、筛网过滤器、叠片过滤器等。各种过滤设备可以在首部枢纽单独使用，也可根据水源水质情况组合使用。第12页，讲稿共147张，创作于星期三离心过滤器（旋流水砂分离器）:常见的结构形式有圆柱形和圆锥形两种。它由进口、出口、旋涡室、分离室、储污室和排污口等部分组成。将压力水流沿切线方向流入圆形或圆锥形过滤罐，作旋转运动，水流产生离心力（力学原理），在离心力作用下，比水重的杂质移向四周，逐渐下沉，清水上升，水砂分离。可以连续过滤高含沙量的滴灌
10、水，处理比重较大的砂大颗(0.075mm以上)，但是与水比重相近或较轻的杂质及有机物，过滤作用不明显.离心式过滤器能连续过滤高含沙量的灌溉水，缺点是不能除去与水比重相近和比水轻的有机质等杂物，特别是水泵起动和停机时过滤效果下降，会有较多的砂粒进入系统，另外，水头损失较大。因此只能作为初级过滤器，还需要其它类型的过滤器对水质进行再处理三、膜下滴灌系统主要配套设备第13页，讲稿共147张，创作于星期三由进口、出口、旋涡室、分离室、储污室和排污口等部分组成。由进口、出口、旋涡室、分离室、储污室和排污口等部分组成。圆柱形圆锥形三、膜下滴灌系统主要配套设备第14页，讲稿共147张，创作于星期三网式过滤器
11、 筛网过滤器是一种简单而有效的过滤设备，造价也较便宜，在国内外灌溉系统中使用最为广泛。筛网式过滤器外壳由耐压耐腐蚀的金属或塑料制造，它的过滤介质是尼龙筛网或不锈钢筛网，利用网孔过滤。筛网目数的选定根据灌水器的类型及流道断面大小而定，一般要求所选用滤网的孔径大小应为所使用的灌水器孔径大小的1/71/10。该过滤器适用于过滤无机物质，主要用于过滤灌溉水中的粉粒、沙和水垢等无机污物，对于有机物质和生物杂质易堵塞。当有机物含量稍高时过滤效果很差，尤其是当压力较大时，大量的有机污物会挤过筛网而进入管道，造成系统与灌水器的堵塞。筛网过滤器种类繁多。按安装方式可分为立式和卧式；按材料可分为塑料和金属；按清洗
12、方式可分为人工清洗和自动清洗。三、膜下滴灌系统主要配套设备第15页，讲稿共147张，创作于星期三 筛网过滤器由筛网、壳体、顶盖等主要部分组成。过滤器各部分要用耐压耐腐蚀的金属或塑料制造。系统主过滤器的筛网一般用不锈钢丝制成，用于支管和毛管上的过滤器，所受压力较小，其筛网也可用尼龙或铜丝成。三、膜下滴灌系统主要配套设备第16页，讲稿共147张，创作于星期三叠片过滤器叠片式过滤器用大量薄塑料圆盘作为过滤介质，圆盘的两面均有沟槽，将带槽的许多层圆片叠加压紧而成，两叠片间的槽形成缝隙，灌溉水流过叠片，泥沙和有机物等留在叠片沟槽中，清水通过叠片的沟槽流出过滤器。可松开叠片除去清洗杂质。该过滤器适用于有机
13、质和混合杂质过滤。其它结构和形式与筛网过滤器基本相同。三、膜下滴灌系统主要配套设备第17页，讲稿共147张，创作于星期三砂石过滤器:它是利用砂石作为过滤介质的，在过滤罐中放1.54毫米厚的砂砾石，污水通过进水口进入滤罐经过砂石之间的孔隙截流和浮获而达到过滤的目的，表面积大、附着力强、对细小颗粒及有机质等比重较小颗粒效果好（0.05mm以上），比重较大颗粒不易反冲洗。该过滤器主要适用于有机物杂质的过滤。砂石过滤器过滤可靠、清洁度高；缺点是价格高、体积大、重量重。沉淀池:降低流速、减少扰动、增加停留时间、沉淀、絮凝，处理绝大多数粗砂颗粒（0.25-1.0mm）、大部分细纱颗粒（0.05-0.25）
14、及一部分泥土(粘性)颗粒(0.005-0.05)。（注:砂石和网式（叠片）过滤器只能作为保险装置，不能处理大量泥砂三、膜下滴灌系统主要配套设备第18页，讲稿共147张，创作于星期三三、膜下滴灌系统主要配套设备第19页，讲稿共147张，创作于星期三砂石过滤器三、膜下滴灌系统主要配套设备第20页，讲稿共147张，创作于星期三离离心心网网式式过过滤滤器器组组合合三、膜下滴灌系统主要配套设备第21页，讲稿共147张，创作于星期三2、施肥施药装置、施肥施药装置 向系统的压力管道内注入可溶性肥料或农药溶液的设备称为施肥、施药装置。为了确保灌溉系统在施肥施药时运行正常并防止水源污染，必须注意以下几点：第一，
15、化肥或农药的注入一定要放在水源与过滤器之间，肥（药）液先经过过滤器之后再进入灌溉管道，使未溶解的化肥和其它杂质被清除掉，以免堵塞管道及灌水器。第二，施肥和施药后必须利用清水把残留在系统内肥（药）液全部冲洗干净，防止设备被腐蚀。第三，在化肥或农药输液管出口处与水源之间一定要安装逆止阀，防止肥（药）液流进水源，更严禁直接把化肥和农药加进水源而造成环境污染。常用的肥罐有自压式、文丘里注入式、压差式、开敞式和注射泵等种形式。肥料罐一般安装在过滤器之前，以防造成堵塞。三、膜下滴灌系统主要配套设备第22页，讲稿共147张，创作于星期三文丘里注入器主要适用于小型微灌系统（如温室微灌）向管道注入肥料或农药。优
16、点：构造简单、造价低廉、使用方便缺点：直接装在骨干管道上注入肥料，则水头损失较大；可将文丘里注入器于管道并联安装来克服。自压式施肥装置：在自压灌溉系统中，使用储液箱（池）可以很方便地对作物进行施肥施药。把储液箱（池）置于自压水源的正常水位下部适当的位置上，将储液箱供水管（及阀门）与水源相连接，将输液管及阀门与主管道连接，打开储液箱供水阀，水进入储液箱将药剂溶解。关闭供水管阀门，打开储液罐输液阀，储液箱中的药剂溶液就自动地随水流输送到灌溉管道和灌水器中，对作物施肥施药。三、膜下滴灌系统主要配套设备第23页，讲稿共147张，创作于星期三压压差差式式施施肥肥罐罐一般由储液罐、进水管、供肥液管、调压阀
17、等组成。其工作原理是在输水管上的两点形成压力差，并利用这个压力差将化学药剂注入系统管道。储液罐为承压容器，承受与管道相同的压力。储液罐采用耐腐蚀、抗压能力强的塑料或金属材料制造，罐内容积应根据系统控制面积（或轮灌区面积大小）及单位面积施肥量和化肥溶液浓度等因素确定。优点：加工制造简单、造价低、不需外加动力设备缺点：溶液浓度变化大、无法控制、罐体容积有限，添加化肥次数频繁且较麻烦，输水管道设有调压阀造成一定水头损失三、膜下滴灌系统主要配套设备第24页，讲稿共147张，创作于星期三四、膜下滴灌管网系统主要产品滴灌管网系统主要由灌水器（滴头）、干、支、毛管及管道附件组成1、滴头滴头滴管系统的水流经各
18、级管道进入毛管，经过滴头流道的消能减压及其调节作用，均匀、稳定地分配到田间，满足作物生长对水份的需要。滴头是滴灌系统中最重要的设备，其性能、质量的好坏将直接影响到滴灌系统工作的可靠性及灌水质量的优劣。滴灌系统常用的滴头有三种，单翼迷宫式、内镶式和压力补偿式滴头。其中单翼迷宫式为一次性薄壁塑料滴灌带，内镶式可为滴灌带或滴灌管，压力补偿式滴头一般安装在滴灌管上，可根据需要在流水线上安装，也可在施工现场安装。下面简要介绍滴头的基本要求和使用特点。第25页，讲稿共147张，创作于星期三出流量小、均匀、稳定，对压力变化的敏感性小。滴灌是一种局部灌溉，要求地表不产生径流，因此滴头流量要小。一般情况下滴头流
19、量随系统压力变化而改变，为保证滴头流量均匀稳定，要求滴头具有一定的调节能力，在滴头压力变化时引起的流量变化较小。抗堵塞性能好。抗堵塞性能好的滴头，不但能够保证系统运行的可靠性，而且可以简化过滤装置结构，降低水质处理所需的高昂费用。结构简单，便于制造、铺设和安装。价格低廉。滴灌带占滴灌系统总投资的30-40%左右。滴灌产品的用户是农民，中国农村经济相对落后，农业产值较低，农民的经济承受能力较弱，因此只有开发价格低廉，农民用的起的产品才有推广前景。制造精度高。滴头灌水均匀度除受系统压力影响外，还受制造精度的影响。如果制造偏差大，无论采用那种措施，都很难保证滴头出水的均匀性。四、膜下滴灌管网系统主要
20、产品第26页，讲稿共147张，创作于星期三常用滴头简介常用滴头简介内镶式滴头内镶式滴头滴头一次注塑成型，流量偏差小；滴头自带过滤窗特殊的流量设计，水流呈全紊流；扁平滴头与管在线一体化挤压成型，使用方便，价格低，属经济型滴灌管；在田间易于布置和收取；滴头间距可根据用户要求调整。适用于大田作物，温室蔬菜及花卉林木等的种植四、膜下滴灌管网系统主要产品第27页，讲稿共147张，创作于星期三单翼迷宫式滴灌带单翼迷宫式滴灌带适用于大田作物，温室蔬菜及花卉果木等的种植四、膜下滴灌管网系统主要产品第28页，讲稿共147张，创作于星期三大流量压力补偿式滴头大流量压力补偿式滴头适用于果园、葡萄园、树木绿化及高差显
21、著的山地或需要长距离铺设滴灌管的工程四、膜下滴灌管网系统主要产品第29页，讲稿共147张，创作于星期三2、输配水管道滴灌系统的输配水管道一般有干管、支管、毛管组成，其作用是为各级管道输送所需流量。目前滴灌所用管道大都为塑料管，基本要求如下。能承受一定的水压力。滴管各级管网均为压力管网，必须能承受一定的压力才能保证安全输水与配水。抗老化性能强。滴灌管网中，干管、支管使用年限一般都很长，因此要求具有较强的抗老化性能，以保证管道长期安全、可靠地运行。规格型号多样化、系列化。为满足各种滴灌系统的不同供水要求，滴灌工程中往往需要各种规格型号的滴灌管材。必须有多种规格、多种型号、系列化的产品供用户选用。规
22、格尺寸与公差必须符合技术标准。各种管道必须按照有关部门的技术标准要求进行生产。价格低廉。滴灌管道在滴灌工程中所占比重较大，应力求选择满足滴灌工程要求且价格便宜的管道。便于运输和施工安装。各种管道均应按规定制成一定长度，以便于运输及安装和减少连接管件用量，节省投资。四、膜下滴灌管网系统主要产品第30页，讲稿共147张，创作于星期三干管为滴灌系统输送全部灌溉水量。根据滴灌系统灌溉面积可采用一级或两级干管系统，一级干管系统只有一条主干管。两级干管系统由一条主干管和若干条分干管组成。干管一般采用农用UPVC管，管长一般为10米，一端扩口，两管采用承插方式连接，胶圈止水。支管和辅管在滴灌系统中起控制滴灌
23、带适宜长度、划分轮灌区的作用。滴灌系统中的支管和辅管一般采用PE黑管，四、膜下滴灌管网系统主要产品第31页，讲稿共147张，创作于星期三3、管道附件、管道附件滴灌系统管道附件分为管材连接件和控制件两种。管材连接件简称管件，管件的作用是按照滴灌设计和地形地貌的要求将管道连成一定的网络形状。有直通、弯头、三通、法兰、异径接头等。四、膜下滴灌管网系统主要产品第32页，讲稿共147张，创作于星期三控制件的作用是控制和量测管道系统水流的流量和压力大小，如阀门、压力表、流量表、空气阀、逆止阀、减压阀、安全阀、流量和压力调节器等等。四、膜下滴灌管网系统主要产品第33页，讲稿共147张，创作于星期三五、膜下滴
24、灌系统规划1、规划的基本原则、规划的基本原则滴灌工程的规划应与农田基本建设规划相结合。必须与当地农业区划、农业发展计划、水利规划及农田基本建设规划相适应，特别是应与低压管道输水灌溉等灌水技术相结合统筹安排。综合考虑与规划区域内沟、渠、林、路、输电线路、水源等布置的关系，考虑多目标综合利用，充分发挥已有水利工程的作用。近期需要与远景发展规划相结合。根据当前经济状况和今后农业发展的需要，把近期安排与长远发展规划结合起来，讲求实效，量力而行。根据人力、物力和财力，做出分期开发计划。规划应综合考虑工程的经济、社会和生态效益滴灌工程的最终用户是农民，目前我国农村经济相对落后，能否为农民带来实效应是滴灌工
25、程建设的基本出发点。同时，为了水资源的可持续利用和农业的可持续发展，滴灌工程的社会和生态效益也是至关重要的。因此，充分发挥滴灌技术节水、节支、增效、节约劳力，提高劳动生产率，减轻农民的劳动强度，增加农产品产量，改善产品品质等优势，把滴灌的经济效益、社会效益、和生态效益很好地结合起来，使滴灌工程的综合效益最大，是滴灌工程规划的目标。五、膜下滴灌系统规划第34页，讲稿共147张，创作于星期三2、规划的内容、规划的内容勘测收集基本资料。论证工程的必要性和可行性。确定工程的控制范围和规模。选择适当的取水方式。根据水源条件，选择引水到高位水池、提水到高位水池、机井直接加压、地面蓄水池配机泵加压等滴灌取水
26、方式。滴灌系统选型。要根据当地自然条件和经济条件，因地制宜地从技术可行性和经济合理性方面选择系统形式、灌水器类型。工程布置。在综合分析水源加压形式、地块形状、土壤质地、作物种植密度、种植方向、地面坡度等因素的基础上，确定滴灌系统的总体布置方案。作出工程概算。五、膜下滴灌系统规划第35页，讲稿共147张，创作于星期三3、资料的收集、资料的收集自然条件自然条件地理位置及地形：项目区经纬度、海拔高程及有关自然地理特征；地形图，比例尺一般为1/10001/5000，图上要标清项目区范围，水源位置，交通道路，输电线路，地面附着物等。土壤：项目区土壤特性，包括土壤质地、土层厚度、渗透系数、容重、土壤水分常
27、数、土壤温度及盐碱情况等。水文地质、工程地质资料：浅层地下水位及其随季节的变化，滴灌工程中各项建筑设施位置的地质条件等。作物：作物种类、品种、种植结构及分布，生育期，各生育阶段及天数，日需水量，当地灌溉试验资料、灌溉制度、灌水经验、主要根系活动层深度等。水源：水源水位（机井的静水位、动水位或地表水源在灌溉期低水位、高水位），供水流量、水质分析报告，水中泥沙含量、泥沙粒径级配等气象：气温、湿度、蒸发量、多年平均降水量、灌溉季节有效降水量，无霜期及最大冻土深度等。五、膜下滴灌系统规划第36页，讲稿共147张，创作于星期三生产条件生产条件水利工程现状：引水、蓄水、提水、输水和机井等工程的类别、规模、
28、位置、容量、配套完好程度和效益情况生产现状：作物历年平均亩产，受旱、盐碱、虫灾、干热风、低温霜冻灾害及减产情况。动力和机械设备：电力或燃料供应，动力消耗情况，已有动力机械、农用耕种、收割机械情况。当地材料和设备生产供应情况：如滴灌工程建筑材料和各种管材、设备来源、单价、运距及当地生产的产品、设备质量、性能、市场供销情况等。农田规划及现状：项目区农田规划，路、渠、林、电力线路等布置状况。第37页，讲稿共147张，创作于星期三社会经济状况社会经济状况项目区的行政区划和管理：包括所在县、市、乡、镇或团场、营连名称，人口、劳力、民族及文化和农业生产承包方式，管理体制，技术管理水平等。经济条件：工农业生
29、产水平、经营管理水平、劳动力管理方式及农业人口的经济状况等。第38页，讲稿共147张，创作于星期三滴灌工程规划设计常用参数表滴灌工程规划设计常用参数表序序号号分分 项项内内 容容1地块地块面积A(hm2或亩):地势：地理位置：地形图：见平面布置图，包括地块周边尺寸、地面坡降、地面附着物、构筑物、水源的具体位置2土壤土壤土壤质地(分砂土、砂壤土、壤土、壤粘土、粘土):土壤容重(g/cm3):田间持水量田（%）：土层厚度（cm)：3气象气象年平均蒸发量（mm/年):年平均降雨量（mm/年）:有效降雨强度P0（mm/d）：初霜日：终霜日：4作物作物作物名称:种植方向:株行距（cm）:作物耗水强度Ea
30、（mm/d）：5水源水源水源类型：地下水位(m)：水质pH值：有机质含量：含沙量：离子含量：6动力动力7管理方式管理方式第39页，讲稿共147张，创作于星期三4、滴灌系统的布置 控制面积的确定控制面积的确定总体布置总体布置五、膜下滴灌系统规划第40页，讲稿共147张，创作于星期三井水滴灌控制面积作物需水水源供水能力土地面积五、膜下滴灌系统规划第41页，讲稿共147张，创作于星期三河水控制面积河水单系统控制面积需考虑造价、运行管理、灌水均匀性、地形地貌、行政区域、水源及承包方式等。（1）造价因素在只考虑一次性投入情况下，河水滴灌系统有以下几部分组成（单位造价：亩造价）：F=F首+F管F首=F池+
31、F房+F泵+F滤+F线F管=F干+F田五、膜下滴灌系统规划第42页，讲稿共147张，创作于星期三单系统面积大则单位面积首部投入小，但管网投入高（管线长度及管径增加），反之单系统面积小则单位面积首部投入高，管网投入低。单位造价（元/亩）系统面积A（亩）F管-AF首-AF-A注：可调查各地滴灌系统各部分造价，推导出各地河水滴灌单系统合理的造价第43页，讲稿共147张，创作于星期三（2）运行管理因素许多团场片面地认为单系统面积越大则首部数量少，管理方便，管理费用低。但是单系统面积大，则每个系统包含的地块多，管网及土地复杂，管理难度增加，对管理人员素质及责任心要求高，容易出现误操作而造成损失。而且大系
32、统管线多，水量大，以开启的管道多，关联的承包户多，容易造成争水争肥的问题，出现故障时，查找及处理都较为麻烦。（3）均匀性单系统面积过大，则压力分布不易均匀，各地块土质差异也相对较大，灌水质量很难保证，系统的安全性也差，系统规模大管线长，一般首部压力大，距首部近的干、支、毛管所受压力过高极易出现接头脱落及爆管故障。单系统面积也不宜过小，以免首部投入过高。五、膜下滴灌系统规划第44页，讲稿共147张，创作于星期三总体布置总体布置规划阶段工程布置主要是确定灌区具体位置、面积、范围及分区界限；确定水源位置，对沉淀池、泵站、首部等工程进行总体布局；合理布设主干管线。地形状况和水源在灌区中的位置对管道系统
33、布置影响很大，一般将首部枢纽与水源工程布置在一起滴灌系统根据水源位置及系统规模大小，其管道一般分为四级或五级，即干管、支管、（辅管）、毛管或主干管、分干管、支管、（辅管）、毛管。干管埋入地下80cm，在管道起伏的高处、顺坡管道上端阀门下游、逆止阀的上游均应设置进排气阀，管道末端设排水闸阀，可将余水排入渗井或排水渠.支管、辅管和毛管铺设于地面，支管通过出地管与干管相连，毛管铺在地膜下与播种同步进行。五、膜下滴灌系统规划第45页，讲稿共147张，创作于星期三管网布置时各级管道布置的相对关系管网布置时各级管道布置的相对关系作物种植方向是干管、分干管、支管、毛管布置方向的主导因素。干、分干、支(含辅管
34、)、毛管四级依次成正交，即干管与分干，分干与支管(含辅管)，支管(含辅管)与毛管相互垂直。尽量使分干管在干管两侧布置并力求对称，以节省投资，方便轮灌设计和运行(下同)；支管在分干管两侧布置并力求对称；毛管在支管两侧布置。因为毛管铺设走向要与作物种植方向同向，所以，支管(含辅管)与作物种植方向垂直，分干管布设方向与作物种植方向则平行。大田滴灌系统的位置形式基本上是“树枝状”。一般，以干管为“纲”呈“丰”字型和梳子型。第46页，讲稿共147张，创作于星期三六、膜下滴灌工程设计概述1、系统设计参数的确定、系统设计参数的确定（1）基本参数基本参数设计保证率：应根据自然条件和经济条件确定，滴灌不应低于8
35、5%。(气象水文典型年)灌溉水的利用率应不低于0.90。设计系统的日工作小时应根据不同水源和农业技术条件确定，一般不宜大于20h。设计耗水强度（Ea）：应采用作物耗水强度峰值，并应由当地试验资料确定，无实测资料时，对粮、棉、油等大田作物采用膜下滴灌时，根据本地情况Ea可在36mm/d之间选取。六、膜下滴灌工程设计第47页，讲稿共147张，创作于星期三滴头设计工作水头规范规定滴头设计工作水头应取所选滴头的额定工作水头，或由滴头压力与流量关系曲线确定，但不宜低于2m。灌水器的工作水头越高，灌水均匀度易保证，但系统的运行费用高。灌水器的设计工作水头应根据地形和所选用的灌水器的水力性能决定。单翼迷宫式
36、滴灌带的工作压力最好在0.05-0.1MPa之间，注意应根据所选滴灌带滴头的流态指数及其实际工作水头确定滴头实际出流量以及相应的允许水头差。以16x300-1.8滴灌带为例说明(qd=0.411H0.615)Hd=10m时，qd=1.8l/hqv=0.2，则hv=0.33，h=hvHd=0.33x10=3.3Hd=5m时，qd=1.1l/hqv=0.2，则hv=0.33，h=hvHd=0.33x5=1.65六、膜下滴灌工程设计第48页，讲稿共147张，创作于星期三计划土壤湿润层深度（Z）：不同作物不同生育阶段的计划湿润层深度不一样，根据各地的经验，各种作物的适宜土壤湿润层深度为：蔬菜0.2-0
37、.3m,大田作物0.3-0.6m，果树1.0-1.2m。一般而言，常规灌溉条件下上述作物的根系深度大于上述经验值，但其绝大多数的毛根分布于此深度内，因此没有必要根据主根深度来确定滴灌条件下的湿润深度。根据石河子垦区六年来对棉花根系发育情况的观测，沟灌棉花的主根深度一般都大于60cm，但滴灌与沟灌棉花的毛根，有80%以上分布在地表下30cm土层以内，并且在此土层内滴灌比沟灌棉花的根系发生量高25-35%。几年来的生产实践也证明，该垦区棉花的湿润层深度设计为40cm是可行的。六、膜下滴灌工程设计第49页，讲稿共147张，创作于星期三（2 2）灌溉制度）灌溉制度设计灌水定额：应根据当地试验资料按下面
38、公式之一计算 m=0.1ZP(max-min)/适宜土壤含水率上、下限（占干土重的百分比），max可取田间持水率的90%，min可取田间持水率的60%。六、膜下滴灌工程设计第50页，讲稿共147张，创作于星期三设计灌水周期：T=（m/Ea）按上式求得的值为作物需水高峰期的灌水周期。一次灌水延续时间t=mSeSr/（qd）灌水次数与灌水总量 灌水总量应由当地灌溉试验资料确定，无试验资料时，可根据当地的气象资料按彭曼法计算，计算出总需水量后，应根据作物各生育期的需水量确定不同时期的灌水定额及灌水周期，确定总的灌水次数，合理分配灌溉水量。六、膜下滴灌工程设计第51页，讲稿共147张，创作于星期三上面
39、求得的灌水定额是在作物的适宜土壤含水率范围条件下，在计划湿润层内的土壤最大储水量，当灌水量大于计算值时，土壤含水量将超过作物所要求的适宜值，影响作物生长，还会造成灌溉水的深层渗漏，造成灌溉水的浪费上面求得的灌水周期和一次灌水延续时间，为作物需水高峰期的值，作物不同的生长时期，需水量也不相同，应根据作物的生长过程作相应的调整。前面计算的灌水周期和灌水量也可以说是最大值，但不一定是最合理的值，可以根据作物日耗水量确定作物的灌水量和灌水周期，如作物日平均毛耗水量（净耗水量除以田间灌溉水利用系数）为5mm/天，则一次灌水30mm(20m3/亩)，那么6天就为一个灌水周期，也就是说30mm水够作物消耗6
40、天。如果一次灌水15mm(15m3/亩)，则3天就为一个灌水周期。第52页，讲稿共147张，创作于星期三（3）灌水均匀度影响灌水均匀度的因素主要有：水力影响（水头损失引起的压力变化）、制造偏差、堵塞、地面坡度、滴头流量及滴头间距等，其中制造偏差、地面坡度、滴头流量及滴头间距可视为已知量，堵塞引起的均匀度变化带有一定偶然性，可通过增加灌水器泥沙通过能力和过滤装置进行水质处理解决，在微灌水力设计时，应经可能减少水力摩阻损失所造成的不均匀性。设计时可将灌水小区内的流量偏差率控制在20%内，以保证灌水小区内的均匀性，各小区间的均匀性可以通过调压措施保证。各轮灌组之间的均匀性则可通过调整运行时间、系统流
41、量、压力等措施来实现。六、膜下滴灌工程设计第53页，讲稿共147张，创作于星期三2、滴灌系统设计 内容包括系统的布置，灌水器的选择，系统及各级管道设计流量的确定，管网的水力计算及管径的确定，以及泵站、沉淀池、首部的设计等，写出设计说明书，提出工程材料、设备及预算清单、施工和运行管理要求。六、膜下滴灌工程设计第54页，讲稿共147张，创作于星期三 (1)(1)滴头的选择滴头的选择 滴滴头头选选择择是是否否恰恰当当，直直接接影影响响工工程程的的投投资资和和灌灌水水质质量量。设设计计人人员员应应熟熟悉悉各各种种灌灌水水器器的的性性能能和和适适用用条条件件，考考虑虑以以下下因因素素选选择择适宜的灌水器
42、。适宜的灌水器。作物种类和种植模式。土壤性质。工作压力及范围。流量压力关系。灌水器的制造精度。对温度变化的敏感性。对堵赛、淤积、沉淀的敏感性。主要影响因素：流道尺寸1.5mm不敏感。流速46m/s 满足抗堵性能。滴头与毛管连接处的水头损失成本与价格。六、膜下滴灌工程设计第55页，讲稿共147张，创作于星期三滴头选择中的几个误区滴头流量越大越好滴头流量大轮灌周期短，轮灌速度快滴头额定流量就是滴头的实际工作流量第56页，讲稿共147张，创作于星期三(2)滴头的布置滴头的布置单行毛管直线布置双行毛管平行布置单行毛管环状布置六、膜下滴灌工程设计第57页，讲稿共147张，创作于星期三大田作物滴灌毛管的布
43、置形式大田棉花、番茄膜下滴灌毛管的布置形式，经过新疆各地不断的实践和探索，已形成一膜两管四行（一幅地膜布置两条滴灌带种植四行作物）、一膜一管四行、机械采棉等布置方式。在种植模式上也作了大量的实验，在不同宽度地膜上进行试验，地膜的宽度从0.7m-2.3m膜宽都作了试验，试验结果都很成功。毛管的长度直接影响灌水的均匀度和工程费用，毛管长度越大，支管间距越大，支管数量越少。工程投资越少，但灌水均匀度降低。因此，布置的毛管长度应控制在允许的最大长度以内，而允许的最大毛管长度应满足设计均匀的要求，并由水力计算确定。干管、支管、毛管应综合考虑。六、膜下滴灌工程设计第58页，讲稿共147张，创作于星期三1.
44、毛管铺设方向必须顺延作物种植方向。2.毛管的间距(SL)是由作物的种植结构株距和行距及其需水要求，结合土壤性质及毛管自身的水力特性决定的。3.毛管的铺设间距SL一旦被确定，则毛管亩用量和本滴灌系统毛管的总用量是一个定值。即：毛管亩用量或每公顷用量:(m/亩)或(m/hm2)L亩=666.7/SL(m/亩)系统毛管总用量:L系=L亩*A式中：L亩毛管亩用量(m/亩)；L系系统毛管总用量(m)；A为滴灌系统总面积。第59页，讲稿共147张，创作于星期三毛管的计算极限长度Lm，是毛管的最大铺设长度的限值；毛管的实际铺设长度视本地块尺寸及由其制约的支管间距来确定。但无论毛管的实际铺设长度最后确定是多长
45、，其亩用量、系统毛管总用量不变。毛管上出水孔间距和孔的出水量由作物需水要求、土壤性质、气候条件等综合确定。在平坡地形条件下，毛管与支(辅)管相互垂直，并在支(辅)管两侧对称布设。在均匀坡地形条件下，毛管在支(辅)管两侧布设，并依据毛管水力特性计算，逆坡向短，顺坡向长；当逆坡向水力特性不佳时，则仅采用顺坡向铺设。布设毛管时，不能穿越田间机耕作业道路。平坡及一定的均匀坡地形范围大多采用非补偿式灌水器，地形坡度大或起伏大时，压力变化大则采用压力补偿式灌水器。必要时，需在毛管进口设置压力流量调节器第60页，讲稿共147张，创作于星期三支管的布置形式支管往往是构成灌水小区的关键因素，支管的长短要满足小区
46、内灌水均匀度的要求。当有辅管，并构成辅管的灌水范围内的灌水小区时，则支管的长度不受灌水小区水力特性的牵制。当有辅管，并由毛管、辅管、支管共同形成灌水小区时，支(辅)管的长度要根据小区内允许水头差、允许流量偏差来确定，其实际铺设长度还要根据其铺设方向线上地块的长度，进行合理调整。支管的实际铺设长度决定着分干管的列数，铺设长度长，分干管列数减少，对降低管网系统投资起明显作用。支管的间距是由毛管的实际铺设长度制约，并依据毛管铺设方向线上地块的尺寸合理调整决定。毛管长度长，支管间距大，支管的列数就减少，对降低管网系统投资起着一定的作用。第61页，讲稿共147张，创作于星期三按系统压力均衡需要，必要时要
47、在支管进口设置压力流量调节器。就大田棉花膜下滴灌而言，支管的实际铺设长度100150m较适宜，常用PE管材铺设于地表，灌溉期结束后回收保管，多年使用，管径一般为de63、de75、de90。辅管基本上采用de32，较少采用de40。双向布设毛管的支管，不要使毛管穿越田间机耕道路。当毛管在支管一侧布置时，支管可以平行田间道路布设。辅管的布置及其与其它管道的相互关系与支管类同，文中多处用“支(辅)管”表达，即是这个含意。详见第七章设计实例中介绍。沿毛管铺设方向地形为均匀坡时，如毛管在支管两侧双向布置，上、下坡毛管进口压力相等、铺设长度不同，支管位置应能使上、下坡毛管上的最小压力水头相等。第62页，
48、讲稿共147张，创作于星期三分干管分干管布置布置分干管的作用是按轮灌方案向支管配水。它的布置受支管的实际铺分干管的作用是按轮灌方案向支管配水。它的布置受支管的实际铺设长度制约。支管长度长，分干管的列数少，分干管的总数量就小。设长度制约。支管长度长，分干管的列数少，分干管的总数量就小。分干管与干管垂直并在干管的两侧布置，力求对称。若因干管布置分干管与干管垂直并在干管的两侧布置，力求对称。若因干管布置的要求，有时只能在干管一侧布设。的要求，有时只能在干管一侧布设。每条分干管的实际铺设长度根据支管布置确定。每条分干管的实际铺设长度根据支管布置确定。管网系统中分干管采用管网系统中分干管采用PVC-UP
49、VC-U管，埋设在冻土深度以下。棉花滴灌常管，埋设在冻土深度以下。棉花滴灌常用用de110de110、de160de160、de200de200等管径作分干管。等管径作分干管。分干管布设尽量与道路、沟渠同向，以便运输、安装、维护，但需考虑分干管布设尽量与道路、沟渠同向，以便运输、安装、维护，但需考虑由其供水的支管铺设和运行需求。由其供水的支管铺设和运行需求。减少分干管数量对降低系统投资有显著作用。减少分干管数量对降低系统投资有显著作用。第63页，讲稿共147张，创作于星期三干管干管布置布置干管是管网系统中的纲，它的起点由所灌溉地块的地形条件和形状及首部枢纽的位置来确定。其铺设位置方向决定着整个
50、管网系统的布置和运行方式，从而决定着管网系统的总投资。一般将干管进口及其走向布置在整个滴灌区的高处，如有地形落差条件，尽可能形成自压滴灌条件。干管布设要尽量顺直，其总长度最短，在其平面与立面上尽量减少转折。干管应与道路、林带、电力线路平行布置，尽量少穿越障碍物，不要干扰油、气、光缆等线路。在可能与需要情况下，进入田间前的输水总干管兼顾综合利用的要求。干管应尽量布设在地基较好处，若只能布置在较差的地基上，要妥善处理。第64页，讲稿共147张，创作于星期三(3)系统工作制度及设计流量的确定系统工作制度及设计流量的确定系统工作制度滴灌系统的工作制度通常分为续灌、轮灌和随机供水三种情况。不同的工作制度