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1、微灌工程技术指南目 录前言第一章 概述第一节 微灌的特点第二节 微灌工程的组成和分类第三节 微灌的优缺点第四节 微灌技术的发展与展望 第二章 微灌设备与工作原理第一节 灌水器第二节 管道与连接件第三节 控制、量测与保护装置第四节 净化设备与设施第五节 施肥（农药）装置第三章 微灌工程规划设计参数的确定第一节 微灌条件下的作物需水量计算第二节 微灌的耗水强度与灌溉补充强度计算第三节 微灌的土壤湿润比计算第四节 设计灌水均匀度的确定第五节 灌溉水有效利用率的确定第六节 灌水设计工作水头的确定第四章 微灌工程的规划第一节 微灌工程规划的任务和原则第二节 基本资料的搜集第三节 水利计算第四节 微灌工程
2、的总体布置第五章 微灌系统的设计第一节 微灌系统的布置第二节 灌水器的选择第三节 微灌灌溉制度的确定第四节 微灌系统工作制度的确定第五节 微灌系统的流量计算第六节 微灌管道计算常用公式第七节 多口出流管道的能量坡度线与压力分布曲线第八节 管网水力计算第九节 首部枢纽设计第十节 沉淀池、蓄水池与镇墩的设计第六章 微灌工程的施工与安装第一节 施工安装的要求及其准备工作第二节 工程施工与安装第三节 冲洗与试运行第四节 竣工验收第七章 微灌工程的管理第一节 运行管理第二节 维修与保养第三节 灌溉用水管理第四节 组织管理第八章 微灌工程的技术经济分析第一节 投资计算第二节 年费用计算第三节 经济效益计算
3、第四节 经济分析第五节 其它经济技术指标计算前 言随着世界水资源和能源的紧张，采用节水、节能的农业灌溉技术是本世纪灌溉技术发展的总趋势。继喷灌技术的发展与应用，60年代以来，一种新型的灌溉技术_滴灌得到了迅速的发展。它是目前各种灌溉方法中用水量最省、灌水有效利用率最高的一种，因此受到各国的重视。随着滴灌技术的发展与日趋完善，已由滴灌发展为包括微喷灌、地表下渗灌和涌泉灌等多种形式的微灌技术。国际灌排委员会为了交流、促进各国微灌技术的发展，特设立了专门机构国际微灌工作组。我国自1974年引进滴灌技术以来，进行了大量的试验研究工作，并在辽宁、山东、河北等省进行了较为集中的大面积推广，取得了一定的成绩
4、和经验。目前，全国绝大多数省、自治区和直辖市都建立了各种类型的微灌技术应用试点。1986年6月中共中央书记处农村政策研究室和水利电力部在北京联合召开的农村水利工作座谈会上明确指出，要把“节水工作作为一项长期的基本国策抓好，发展节水农业”；“实行用水技术改造，搞好配套防渗，因地帛宜的推广喷滴灌，促进节约用水”。为了更积极稳妥地推广微灌技术，水利电力科学技术司领导、组织编写了微灌工程技术指南这本书。本书主要总结了我国十多年来微灌技术试验研究成果和推广经验，并结合国外先进技术和成功经验，头版介绍了微灌专用设备和微灌工程的规划设计方法，并简要介绍了微灌工程的施工安装和运行管理技术。按照便于自学和实用的
5、要求，除各章中编有必要的计算例题外，还特编写了“微灌工程设计示例”一章，并在附录中列出了供设计者查用的必要数据表格。参加本书编写的人员有（以姓氏笔划排列）于振洲（第七章）、傅琳（第一、四、九章及附录）、刘云发（第七章）、宋苓珠（第信八章）、杜茂林（第四章）、岳兵（第二章）、郑耀泉（第三、四、五、九章）、张国祥（第五章）、胡若愚（第六章）、董文楚（第一、二、三、七、八章及附录），傅琳任主编，董文楚、郑耀泉任副主编。全书由董文楚统稿。陈炯新、李纬质、许志方、施钧亮、刘忠潮、茆智、冯广志、杨刚、陈大雕、刘婴谷、钱佩杰、李绍铭、徐明俊、王金如、马存奎等对本书进行了评审，陈炯新任主审，杨刚任副主审，对本
6、书提出了很多宝贵意见。最后由李纬质对本书进行了全面的审核。在本书的编写过程中，得到了武汉水利电力学院、山西省水利厅、福建省水利水电厅等单位的大力支持，在此一并表示衷心的感谢。由于我们的水平有限，书中的缺点和错误在所难免，敬请广大读者批评指正。编者著1987.5第一章 概述第一节 微灌的特点微灌，即是按照作物需水要求，通过低压管道系统与安装在末级管道上的特帛灌水器，将水和作物生长所需的养分以较小的流量均匀、准确地直接输送到作物根部附近的土壤表面或土层中的灌水方法。与传统的地面灌溉和全面积都湿润的喷灌相比，微灌只以少量的水湿润作物根区附近的部分土壤，因此，又叫局部灌溉。微灌的特点是灌水流量小，一次
7、灌水延续时间较长，灌水周期短，需要的工作压力低，能够较精确地控制灌水量，能把水和养分直接地输送到作物根部的土壤中去。按灌水时水流出流的方式的不同，可以将微灌分为如下四种形式。1、滴灌(Drip Irrigation)滴灌是通过安装在毛管上的滴头、孔口或滴灌带等灌水器将水一滴一滴地、均匀而又缓慢地滴入作物根区附近土壤中的灌水形式。由于滴水流量小，水滴缓慢入土，因而在滴灌条件下除紧靠滴头下面的土壤水分处于饱和状态外，其它部位的土壤水分均处于非饱和状态，土壤水分主要借助毛管张力作用入渗和扩散。2、地表下滴灌（Subsurface Drip Irrigation）一表下滴灌是将全部滴灌管道和灌水器埋入
8、地表下面的一种灌水形式。这种方式能克服地面毛管易于老化的缺陷，防止毛管损坏或丢失，同时方便田间作业。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，因此叫地表下滴灌。3、微型喷洒灌溉（Micro-Spray or Micro-Jet Irrigation）利用折射式、辐射式或旋转式微型喷头将水洒在枝叶上或树冠下地面上的一种灌水形式，简称微喷。微喷既可以增加土壤水分又可提高空气湿度，起到调节田间小气候的作用。由于微喷的工作压力低，流量小，在果园灌溉中仅湿润部分土壤，因而习惯上将这种微喷灌划在微灌范围内。严格来讲，它不完全属于局部灌溉的范畴。4、涌泉灌溉(Bubble Irr
9、igation)涌泉灌溉是通过安装在毛管上的涌水器形成的小股水流，以涌泉方式使水流入土壤的一种灌水形式。涌泉灌溉的流量比滴灌和微喷大，一般都超过土壤的渗吸速度。为了防止产生地表径流，需要在涌水器附近挖一小灌水坑暂时储水。涌泉灌尤其适于果园和植树造林的灌溉。第二节 微灌工程的组成和分类一、微灌工程的组成微灌工程通常由水源工程、首部枢纽、输配水管网和灌水器4部分组成，其形式见图1-2。1、水源河流、湖泊、塘堰、沟渠、井泉等，只要水质符合微灌要求，均可作为微灌的水源。为了充分利用各种水源进行灌溉，往往需要修建引水、蓄水和提水工程，以及相应的输配电工程。这些通称为水源工程。2、首部枢纽微灌工程的首部通
10、常由水泵及动力机、控制阀门、水质净化装置、施肥装置、测量和保护设备等组成。首部枢纽担负着整个系统的驱动、检测和调控任务，是全系统的控制调度中心。3、输配水管网干、支、毛管担负着输水和配水的任务，一般均埋入地下一定深度。根据灌区大小，管网的等级划分也有所不同。4、灌水器微灌的灌水器有滴头、微喷头、涌水器和滴灌带等多种形式。或置于地表，或埋入地下。灌水器的结构不同，水流的出流形式也不同，有滴水式，漫射式，喷水式和涌泉式等，相应的灌水方法亦称为滴灌、微喷灌和涌泉灌。二、微灌系统的分类根据微灌工程中毛管在田间的布置方式、移动与否以及进行灌水的方式不同，可以将微灌系统分成如下四类：1、地面固定式微灌系统
11、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。这种系统主要用于宽行大间距果园灌溉，也可用于条播作物灌溉。地面固定式系统一般使用流量为48L/h的单出水口或流量为28L/h的多出水口滴头，也可以用微喷头。这种系统的优点是安装、拆卸清洗毛管和灌水器比较方便，也便于检查土壤湿润和测量滴头流量变化的情况。缺点是毛管和灌水器易于损坏和老化，2、地下固定式灌溉系统近年来随着微灌技术的改进和提高，微灌的堵塞现象减少，出现了将毛管和滴水器（主要是使用滴头）全部埋入地下的系统。与地面固定式系统相比，地下微灌系统的优点是免除了毛管在作物种植和收获前后安装和拆卸的工作，不影响其它农事操作，延
12、长了设备的使用寿命。缺点是不能检查土壤湿润和灌水器的堵塞情况。3、移动式微灌系统在灌水期间，毛管和灌水器由一个位置灌水完毕后移向加一个位置进行灌水的系统叫做移动式微灌系统。按移动毛管的方式不同又分为机械移动和手工移动两种。与固定式相比，移动式具有设备投资低的优点，但是管理运行费用较高。4、间歇式微灌系统间歇式又称脉冲式微灌系统。工作方式是系统每隔一定时间喷水一次，灌水器的流量比普通滴头的流量大410倍。由于间歇式微灌系统使用的灌水器的孔口比较大，减少了堵塞，同时由于间隔灌水，避免了地面径流的产生和深层渗漏损失。缺点是灌水制造工艺要求高。第三节 微灌的优缺点一、优点1、省水微灌系统全部由管道输水
13、，很少有沿程渗漏和蒸发损失；微灌属局部灌溉，灌水时一般只湿润作物根部附近的部分土壤，灌水流量小，不易发生地表径流和深层渗漏；另外，微灌能适时适量地按作物生长需要供水，较其它灌水方法，水的利用率高。因此一般比地面灌溉省水1/31/2，比喷灌省水1525%。2、节能微灌的灌水器在低压条件下运行，一般工作压力为50150，比喷灌低；又因微灌比地面灌溉省水，灌水利用率高，对提水灌溉来说这意味着减少了能耗。3、灌水均匀微灌系统能够做到有效地控制每个灌水器的出水量，灌水均匀度高，均匀度一般可达8090%。4、增产微灌能适时适量地向作物根区供水供肥，有的还可调节棵间的温度和湿度，不会造成土壤板结，为作物生长
14、提供了良好的条件，因而有利于实现高产稳产，提高产品质量，许多地方的实践证明，微灌较其它灌水方法一般可增产30%左右。5、对土壤和地形的适应性强微灌系统的灌水速度可快可慢，对于入渗率低的粘性土壤，灌水速度可以放慢，使其不产生地面径流；对于入渗率很高的沙质土，灌水速度可以提高，灌水时间可以缩短或进行间歇灌水，这样做既能使作物根系层经常保持适宜的土壤水分，又不至于产生深层渗漏。由于微灌是压力管道输水，不一定要求对地面整平。6、在一定条件下可以利用咸水资源微灌可以使作物根系层土壤经常保持较高含水状态，因而局部土壤溶液浓度较低，渗透压比较低，作物根系可以正常吸收水分和养分而不受盐碱危害。实践证明，使用咸
15、水滴灌，灌溉水中含盐量在24g/L时作物仍能生长，并能获得较高产量。但是利用咸水滴灌会使滴水湿润带外围形成盐斑，长期使用会使土壤恶化，因此，在干旱和半干旱地区，在灌溉季节末期应用淡水进行洗盐。二、缺点1、易于引起堵塞灌水器的堵塞是当前微灌应用中最主要的问题，严重时会使整个系统无法正常工作，甚至报废。引起堵塞的原因可以是物理因素、生物因素或化学因素。如水中的泥沙、有机物质或是微生物以及化学沉凝物等。因此，微灌对水质要求较严。一般均应经过过滤，必要时还需经过沉淀和化学处理。2、可能引起盐分积累当在含盐量高的土壤上进行微灌或是利用咸水微灌时，盐分会积累在湿润区的边缘，若遇到小雨，这些盐分可能会被冲到作物根区而引起盐害，这时应继续进行微灌。在没有充分冲洗条件下的地方或是秋季无充足降雨的地方，则不要在高含盐量的土壤上进行微灌或利用咸水微灌。3、可能限制根系的发展由于微灌只湿润部分土壤，加之作物的根系有向水性，这样就会引起作物根系
