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1、第六章 管道灌溉系统 地面灌溉的缺点：（）水的利用率低；（）灌水质量差；（）劳动强度大。优点是投资费用低。经济条件较好或水资源短缺的地区应尽量采用更高效、节水的灌水方法。比地面灌溉更高效、更节水的灌水方法就是管道灌溉。 管道灌溉分喷灌、微灌、低压管灌等类型。首先学习如何进行喷灌系统规划设计。 第一节 喷 灌 一、概述 （一）什么是喷灌 利用机械加压或利用高处自然水头，使水通管道经过喷头射到空中，并分散成水滴洒落到田面上，如同降雨一样湿润土壤的灌水方法。 曾叫人工降雨，后来为了与高空撒干冰和碘化银等人工降雨相区别，改称为喷灌。（二）优缺点 1.优点：（）增产 灌水均匀度好；能调节田间空气的温度和
2、湿度。 （）节水 避免了渠灌的输水损失；可避免田间深层渗漏（旱作）。 （）节地 减少了渠道占地。 （）省工 节省田间灌水管理劳力；减少土地平整费用；利用喷灌可以施化肥、喷农药。 （）保持水土 可避免地表径流，防止水土流失 要求喷灌强度土壤渗吸速度，即不允许产生地表径流。 （）适应性强 可适用于不平整的土地，坡地。 2.缺点: （）投资和运行费用高 （）受风影响大 一般风力大于级就不宜喷灌。二、喷灌系统的组成与分类 （一）组成 （1）水源工程 河流、水库、塘坝、水井、渠道等。 （2）水泵和动力机 离心泵、长轴井泵等；电动机、柴油机 （3）管道系统 干管、支管、竖管（立管） （4）喷头 （5）附属
3、工程或设备 如管道上的镇墩、阀门井；控制阀、安全阀、压力表、水表等。 （二）喷灌系统的分类 根据组成特点的不同，分管道式喷灌系统和机组式喷灌系统，前者以管道为主，后者以机组为主体。 1、管道式喷灌系统管道为系统的主体部分 （1）固定式 机泵、干支管均固定。 （2）移动式 机泵和干、支管均可移动。 （3）半固定式 机泵和干管固定，支管可移动。优点 缺点 适用作物固定式 管理方便 投资高 灌水频繁、经济价值较高的作物，如蔬菜、经济苗木等移动式 投资低 管理不便 一般的经济作物或大田作物半固定式 介于前者之间 一般的经济作物2、机组式喷系统 （1）行喷式 绞盘式、中心支轴式、平移式、滚移式 （2）定
4、喷式 单喷头机组、多喷头机组； 手抬式、手推车式、拖拉机悬挂。 三、喷头的类型与工作原理 （一）喷头的类型 、按压力和射程分 （1）低压喷头 Hp=100200kPa R=514m 适用: 花卉、苗圃、蔬菜等。 （2）中压喷头 Hp=200500kPa R=1440m 适用：一般的果树、经济作物、大田作物等。 （3）高压喷头 Hp500kPa R40m 适用：牧草等. 、按结构形式分 （1）旋转式 又分摇臂式、叶轮式和反作用式， 最常用的是摇臂式喷头。 摇臂式：单喷嘴、双喷嘴；有扇形机构、无扇形机构 （2）固定式 （3）孔管式 （二）摇臂式喷头的结构与工作原理 1、结构 见教材示意图与喷头实物
5、。包括： 喷体（喷嘴、喷管、弯管、稳流器等） 转动机构（摇臂、导水板、导水片、摇臂弹簧等） 扇形机构（反转钩、限位环等） 空心轴、套轴等 2、工作原理 喷嘴喷出舌状水流 舌状水流作用于偏流板和导水片 推动摇臂外摆 摇臂弹簧被扭紧 在弹簧力作用下摇臂复位 摇臂敲击喷体 喷体转动一个角度 进入第二次循环四、喷灌的技术参数 主要的喷灌强度、喷灌均匀度和喷灌雾化度。 （一）喷灌强度定义：单位时间内喷洒在灌溉土地上的水深，mm/h。 式中q 为单喷头流量, m3/h； A 有效 为单个喷头控制的面积, m2； h 为喷灌水利用系数； kw 为风系数。 1、确定风系数 不同运行情况下的风系数 kw 表（本
6、表适用于 v=1-5.5m/s, v0.75(三)喷灌雾化程度 定义：喷灌水滴细小程度。水滴小则雾化度高。 水滴小，对作物打击伤害小，但蒸发损失大；水滴大，对作物打击大，但蒸发损失小。因此雾化度不宜过高，也不宜过低。 工作压力越大、喷嘴直径越小，则雾化度越大，因此以 H/d 来反映雾化程度。 若喷头工作压力为 hp(kpa),喷嘴直径为 d(mm),则雾化指标表示为(无因次量) （因为 m 水头10kPa, 所以 1kPa=0.1m 水头=100mm 水头） pd 越大则雾化程度越高。 喷头的雾化指标应适宜的雾化指标范围。 各种作物适宜的雾化指标（见教材）。 例题：计算喷灌技术要素，已知喷头为
7、中喷 2 号喷头，其性能参数如下:喷嘴直接 d = 9mm,工作压力 hp=400kPa, 喷头流量 q=6.09m3/h, 射程 R=23.4m 。喷灌田块土壤为粉壤土，地形平坦。作物为果树。支管间距为 24m，喷头间距为18m，多支管多喷头同时喷灌。风系数 Kw=1。（1）计算该喷头雾化指标；（2）计算喷灌强度。（3）判断雾化指标和喷灌强度是否满足规范要求。解:（1）计算雾化指标 （2）计算喷灌强度 喷灌水利用系数 h 取 0.9。 mm/h（3）雾化程度偏高，喷灌强度也超过了粉壤土的允许喷灌强度，不符合规范要求。 解决办法1）减小雾化程度：减小喷头工作压力；或加大喷嘴直径。 2）减小喷灌强度：减小喷嘴流量；或加大组合间距。 复习思考题： （1）什么是喷灌？喷灌有何优缺点？ （2）喷灌系统的组成与类型？ （3）喷头有哪些类型？适用条件？ （4）何为喷灌强度？如何计算喷灌强度？设计喷灌系统时，对喷灌强度有何要求？ （5）何为灌灌均匀度？设计喷灌系统时，对喷灌均匀度有何要求？ （6）何为雾化指标？如何计算雾化指标？设计喷灌系统时，对雾化指标有何要求？
