滴灌方式与方法一、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 优点:结构简单,可以执行调节流量,造价低廉对于压力变化加大的地区尤为适用 国外适用较多 缺点:微管水流多处于层流状态,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,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压力补偿式滴头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:能够自动调节出水量和自清洗均匀度高缺点: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 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。