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1、1灌溉排水新技术百问百答（第四期）第 3 章 节水灌溉技术上一期对应教材第 3 章的 3.13.4 节，本期对应教材的 3.53.9节，主要内容为喷灌、微灌、水稻节水灌溉以及雨水集蓄灌溉工程。30、何谓喷灌？与其他灌水方式相比，喷灌有何优缺点？喷灌是利用压力管道输水，经喷头将水喷射到空中，形成细小的水滴，象降雨一样均匀地洒落在地面，湿润土壤并满足作物需水要求的一种灌溉方式。与传统的地面灌水方法相比，喷灌具有明显的优点：节约用水、增加农作物产量、提高农作物品质、省工省地、适应性强，而且有利于实现灌水机械化和自动化，还可结合喷灌进行喷肥、喷药、防干热风、防霜冻等。喷灌也有一些缺点，如初期投资大、能
2、源消耗大、运行维修费较高。此外，喷灌受风影响大，风速大于3级时不宜采用。但随着生产发展和国民经济建设的需要，以及喷灌技术和设备的改进与提高，喷灌将会得到稳定的发展。31、喷灌系统由哪几部分组成？系统主要类型有2哪些？（1）喷灌系统的组成喷灌系统是由水源取水并输送、分配到田间进行喷洒灌溉的水利工程设施，按其设备组成可分为管道式和机组式两大类。一个完整的管道式喷灌系统一般应包括水源、机泵、压力管道和田间喷灌设备。水源：喷灌水源要符合灌溉水质要求，除高含沙水及一些劣质水质外，河流、渠道、库塘和井泉等都可作为喷灌水源。机泵：喷灌系统常采用离心泵、潜水泵、深井泵等作为提水加压工具，其配备的动力可由电动机
3、、柴油机、汽油机等，其配套功率根据水泵要求确定。压力管道：喷灌使用有压水，一般采用压力管道进行输配水。喷灌管道一般分为干管、支管两级，干管起输配水作用，支管是工作管道。田间喷灌设备：包括喷头、竖管、支架等，喷头是喷灌专用设备，竖管是连接支管和喷头的专用管道，其高度要满足作物生长需要，支架主要用于支撑竖管、减少竖管及喷头的震动。（2）喷灌系统的分类按照管道可移动程度喷灌系统分为固定式、半固定式和移动式。固定式喷灌 其干支管全部固定不动，其田间喷灌设备固定或移动。这种方式运行管理方便，工作效率高，易于保证喷灌质量，但系统所需管材量大、投资高，目前多用于经济作物灌溉及所需灌溉次数频繁、劳动力价值高的
4、地区。对地形复杂的丘陵地区，管道移动不便，故多采用固定式喷灌。3半固定式喷灌 干管固定，支管及喷头移动的系统称为半固定式。当支管在一个位置喷洒完毕，就移动到下一个灌水位置。因此整个系统可以减少支管及喷头数量，设备费用减少，但相应增加了劳动强度及运行管理的难度。移动式喷灌 移动式喷灌系统分为移动管道式喷灌系统和喷灌机组。移动管道式喷灌系统除水源、机泵外，其余的各级管道和喷头等均能移动，这样一套管道及喷洒设备可在不同地块上轮流使用，从而提高了管道及喷洒设备的利用率，降低了系统投资，但拆装管道及设备的劳动强度大、工作条件差。机组式喷灌系统以喷灌机为主要设备构成。喷灌机组具有集成度高、配套完整、机动性
5、好、设备利用率高和生产效率高等优点，在农业机械化程度高的地区适宜采用。32、喷灌的主要技术参数有哪些？如何计算？喷灌技术参数主要有喷灌强度、喷灌均匀度和水滴打击强度几项指标，是衡量喷灌灌水质量的指标和设计喷灌系统的重要依据。喷灌强度喷灌强度 是指单位时间内喷洒在单位面积上的水量，也就是单位时间内喷洒在灌溉面积上的水深，单位一般用mm/h或mm/min表示。对于喷洒水量分布不均匀性，一般用点喷灌强度 、平均喷灌i强度 和设计喷灌强度 三种概念来表示。点喷灌强度 指单位时si间内喷洒在某一点的水深。平均喷灌强度 指喷洒范围内各点喷灌强度的平均值。设计喷灌强度 是指在设计情况下可能出现的最大s喷灌强
6、度，一般采用设计喷灌强度评价喷头的水力性能，可按下式进行计算。210RqAs4式中： 为单喷头全圆喷洒时的设计喷灌强度（mm/h）； 为喷头s q流量（m 3/h）； 为喷洒水的有效利用系数，取决于水滴在空气中的蒸发和飘移损失，一般为0.80.95；A为全圆转动时一个喷头的湿润面积（m 2），为准确起见，可用有效湿润面积A e代替上式中的A 值。；R为喷头射程（m）。喷灌均匀度喷灌均匀度是指喷灌面积上水量分布的均匀程度，它是衡量喷灌质量的重要指标之一，直接影响到喷灌农作物的增产幅度。在喷灌系统中，喷灌均匀度是指喷头组合的均匀度，与喷头结构、工作压力、组合间距、风向、风速等因素有关。常用均匀系数
7、和水量分布图来表示。下面仅对均匀系数进行介绍。计算均匀系数的公式有很多，我国的国家标准喷灌工程技术规范中规定采用克里斯琴森（Christiansen）系数。hCu1式中： 为均匀系数，%； 为喷洒面积上各测点平均喷洒水深，uChmm； 为喷洒水深平均偏差，mm。h水滴打击强度水滴打击强度是指在单位时间内、单位受水面积所获得的水滴撞击能量。它与水滴大小、降落速度和密集程度有关。实践中一般用水滴直径或雾化指标来间接反映水滴打击强度。水滴直径是指落在地面或作物叶面上的水滴的直径（mm）。若水滴直径大，则容易破坏土壤表层的团粒结构，并造成板结，甚至会打伤幼苗；水滴直径小，则耗能多，射程降低，在空中受风
8、影响大，容易蒸发或飘移。因此要根据灌溉作物、土壤性质确定水滴直径的适宜值。5雾化指标 是用喷头工作压力和主喷嘴直径的比值来表示的，d计算公式： ，式中： 为喷头工作压力，m； 为喷嘴H10 d直径，mm。33、喷灌系统管网布置形式有哪些？喷头组合形式有哪几种？骨干管道的布置形式有树枝状、环状和鱼骨状布置三种。树枝状布置线路总长度短，水力计算简单，适于土地分散、地形起伏地区；环状布置多用于给水工程，鱼骨状布置适用于山丘区脊梁地形。田间管网布置形式主要有丰字形布置和梳齿型布置两种。田间管网布置应综合考虑地形地块、作物种植、风向风速、水源位置等因素。喷头的喷洒方式有全圆喷洒、扇形喷洒两种。喷头的组合
9、形式一般用四个相邻喷头在平面位置上的组合图形表示，其基本布置形式有6种，分别为圆形喷洒正方形组合、圆形喷洒矩形组合、扇形喷洒矩形组合、圆形喷洒正三角形组合、圆形喷洒等腰三角形组合、扇形喷洒等腰三角形组合。34、如何拟定喷灌系统的工作制度？喷灌工作制度包括喷头在工作点上的喷洒时间、喷头日喷洒工作点数、每次同时喷洒的喷头数及轮灌方案。喷头在工作点上的喷洒时间与设计灌水定额、喷头流量和喷头组合间距有关，可按下列公式求得t = abm/1000q 式中：t为喷头在喷洒点上的工作时间，h；a、b分别为喷头及支管间距，m；m为设计灌水定额，mm；q为喷头流量，m 3/s。每日可喷洒的工作点数n可由每日喷洒
10、的作业时间确定，即n = tr / ( t + tg ) 6式中：t r为每日喷洒作业时间，对于固定式管道喷灌系统不宜小于12小时，半固定式管道喷灌系统不宜小于10小时，移动管道式和喷灌机组式喷灌系统不宜小于8小时，行喷式喷灌系统不宜小于6小时；t g为喷灌设备拆装及移动时间，有备用支管时取0。每次同时工作的喷头数n p为np = N / ( nT ) 式中：N 为灌区内喷点总数；T为设计周期。轮灌方案根据每次喷洒的喷头数来确定，其确定原则：第一，轮灌编组要有一定的规律，以方便运行管理，同时应使各轮灌组工作的喷头总数尽量一致，以保证系统流量比较平稳；第二，轮灌编组应有利于提高管道设备的利用率，
11、制定轮灌顺序时，尽量把流量分散到各配水管道，避免流量集中。35、微灌系统有何特点？如何分类？（1）微灌系统的特点主要有：灌水流量小，水的利用率高。 工作压力低，节省能源。 对土壤及地形适应性强。微灌只是局部湿润土壤，不受地形、土壤条件的限制，灌水均匀，能有效的调节土壤中水、肥、气、热状况，为作物生长提供良好的环境。可结合灌水施肥，增产明显。因水肥适时，一般较其他灌水方法增产20 %左右。 适于咸水地区。实践证明，使用咸水滴灌，灌溉水含盐量在24gL ，作物生长正常，这对于干旱和半干旱咸水地区提供了一条增产出路。当前微灌技术存在的主要问题是灌水器易于引起堵塞；由于属局部灌溉，作物根系发展会受到一
12、定影响。（2）微灌技术可按水流出流方式和管道布置不同形式进行分类。按灌水时水流出流方式分类7滴灌 滴灌是通过安装在毛管上的滴头或滴灌带等灌水器的出水孔使水流成滴状进入土壤的一种灌水形式。滴灌水入渗主要借助毛细管力的作用，在作物根部附近形成饱和区，并向周围扩散。地表下滴灌 地表下滴灌是将全部滴灌管道和灌水器埋入地表下面的灌水形式。它与地下渗灌和通过控制地下水位的浸润灌溉相比，区别仍然是仅湿润部分土体，故称地表下滴灌。微喷灌 将水通过微喷头洒在枝叶上或树冠下灌水方法称为微喷灌。它与喷灌的主要区别在于喷头压力低、流量小，一般把水头515m、喷嘴孔径0.82mm 、流量小于 240Lh的微喷划在微灌的
13、范围内。涌泉灌溉 涌泉灌溉是通过安装在毛管上的涌泉器形成的小股水流，以涌泉的方式进入土壤的一种灌水形式。按毛管在田间布置的方式划分地面固定式微灌系统 毛管布置在地面，在灌水期间毛管和灌水器不移动的系统称为地面固定式系统。其适用于条播作物和果园灌溉。这种系统安装、清洗、拆卸、检查均较方便，但易损坏、老化和影响农业耕作。地下固定式微灌系统 与地表下滴灌类似，将所有微灌设备与器材埋入地下进行灌溉。优点是不影响耕作，避免了反复的安装、拆卸，延长了设备的使用寿命，缺点是不易检查堵塞状况。移动式微灌系统 在灌水期间，毛管和灌水器由一个位置灌完后移向另一个位置的灌水系统称为移动式微灌系统。按移动毛管的方式又
14、可分为人工移动和机械移动两种，与固定式系统相比，移动式系统投资较低但运行管理费用较高。间歇式微灌系统 又称脉冲式微灌系统，工作方式是每隔一定时间喷水一次，此系统的灌水器流量比普通滴头流量大410倍。因8灌水器孔口较大，减少了堵塞，由于间歇灌水，避免了产生地面径流和深层渗漏损失，但灌水器制造工艺要求高，设备成本也高。36、微灌系统由哪几部分组成？针对不同的灌水方式有哪些常用的灌水器？（1）微灌系统通常由水源、首部枢纽、输配水管网和灌水器四部分组成。水源 河、湖、渠、塘、井都可作微灌的水源，但含污物和含沙大的水体易造成灌水器堵塞，均不宜作微灌水源。为保证微灌的水源，常需要修建专门的水源工程，如蓄水
15、池、引水渠等。首部枢纽 微灌工程的首部枢纽由水泵、动力机械、控制阀门、过滤器、施肥装置、测量和保护设备等组成。它是全系统控制调度的重要组成部分，也是系统的中心。输配水管网 微灌系统的管网一般分为干、支、毛三级管道。干、支管两级承担输配水任务，一般均埋人地下，毛管承担田间灌水任务，根据情况可埋入地下也可放在地面，通过比较确定。灌水器 灌水器安装在毛管上或是通过连接小管与毛管相连，水流通过灌水器进入土壤湿润作物。（2）灌水器的作用是把末级管道中的压力水流均匀稳定地分配到田间，满足作物对水分的要求。微灌的灌水器有滴头、微喷头、涌水器和滴灌带(管)等多种形式，按其结构和水流的出流形式不同又可分成滴水式
16、、漫射式、喷水式和涌泉式等，其相应灌水方法便称为滴灌、微喷灌和涌泉灌。地表滴灌灌水器为滴头，常用形式有管间式滴头、微管滴头和孔口式滴头。此外，还有涡流型滴头和压力补偿型滴头等形式。滴灌的另一类灌水器为滴灌管(带) ，常用于地表下滴灌。滴头与毛管制造成一整体，兼具配水和滴水功能的管称为滴灌管(带)。9按滴灌管(带)的结构可分为内镶式和薄壁滴灌带两种。微喷灌的灌水器为微喷头，微喷头是将压力水流以细小水滴喷洒在土壤表面的灌水器。单个微喷头的喷水量一般不超过250L h，射程一般小于7m。按照结构和工作原理，微喷头分为射流式、离心式、折射式和缝隙式四种。37、滴灌的毛管和灌水器布置有哪几种形式？各适用于什么类型的作物？滴灌的毛管和灌水器布置有以下几种形式。单行毛管直线布置 毛
