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1、农业节水喷灌技术,主要内容,一.概述二.喷灌技术的应用（一）喷灌系统规划设计（二）系统组成和配套件 选用（三）喷管式喷灌系统（四）微喷灌系统（五）自压喷灌系统三.结束语,一.概述,我国是一个发展中的农业大国，也是水资源严重短缺的国家，人均水资源占有量排在世界第109位，仅为世界平均水平的1/4。同时我国又是用水大户，其中农业用水量约占国民经济总用水量的80以上，但有效利用率却只有3040。如何提高水资源的利用率，解决农业用水短缺是人们共同关心的问题。,目前，我国正在大力实施农业节水灌溉，国内外先进的农田节水灌溉新技术为实现这一宏伟工程提供了技术支撑和启迪。由于喷灌技术有较显著的节水效果，同时还
2、具有增产、省工、省地、保土、保肥，提高产品质量，适应性强等优点，“九五”期间得到快速发展，在现代化灌溉中，占有相当的比重。,二.喷灌技术的应用,喷灌是指灌溉水通过喷灌系统形成了具有一定压力的水，由喷头喷射到空中，形成水滴状态，均匀洒落在土壤表面，供给作物水分的一种先进的灌溉方法，适用于粮食作物、经济作物、水果和蔬菜等。,（一）喷灌系统规划设计,喷灌系统规划设计是对整个工程进行 总体的安排和粗轮廓的设计。任务：综合分析基本资料、掌握喷灌区 基本情况和特点、确定喷灌的总 体设计方案。内容：勘测和收集基本资料、水源工程 和系统的确定、喷头的选型、管道水力计算、投资效益分析等。,（二）系统组成和配套件
3、选用,喷灌系统以输配水管网为主体，灌溉水通过管道输送，分配到田间的灌溉部位，使用方便灵活，单位喷灌面积投资成本较低。通常喷灌系统由水源工程、水泵和动力机、输配水管道系统、喷头以及附属设备、附属物组成。,1、水源工程,水源是喷灌系统规划设计的前提，河流、湖泊、小水库、渠道、池塘、蓄水池、井等都可以作为喷灌工程的水源。规划时要了解它们每年水量、水位的变化及水质的情况，特别是灌溉季节的情况，根据实际，因地制宜，选择能满足喷灌在水量和水质方面要求的水源。,2、喷灌系统的选型,各类型的喷灌系统都有其特点和适用的条件。通常，在灌水次数较多、地面坡度陡、地形和地块复杂的丘陵山区，对经济价值较高的作物，可用固
4、定式管道喷灌系统；在地形平坦的大田作物区，可采用半固定管道式、移动管道式或小型机组式喷灌系统；在灌水次数较少情况下，对于适度规模经营的大田作物可采用卷盘式喷灌机；在有25m以上自然水头的地方，应尽量采用自压式喷灌系统。,3.水泵和动力机,除利用自然水头以外，喷灌系统的工作压力均需由水泵提供。在有供电的情况下应尽量采用电动机为动力；无电地区只能采用柴油机、汽油机；轻 小型喷灌机组为移动 方便通常采用喷灌专 用自吸泵并以柴油机、汽油机带动。,常用于喷灌的水泵有离心泵、自吸离心泵、和潜水泵等，其基本性能参数：（1）流量（Q）流量是指水泵在单位时间内输送水的体积或重量。单位一般为Ls、m3s、m3h等
5、。（2）扬程（H）扬程又称水头，是指单位重量的水通过水泵以后所净增的能量。单位为 m。,（3）功率（P）功率是指水泵在单位时间内做功的大小。单位为 kw。（4）效率（）泵的一项主要的技术经济指标，效率越 高表示泵工作时损失的功率越小。（5）转速（n）转速是指泵轴每分钟转动的次数。单位为 r/min。,4.管道系统,喷灌管道系统应能承受一定的压力并能通过一定的流量，通常分为干管和支管。干管起输配水的作用，支管是工作管道，支管上按一定间隔安装竖管，竖管上安装喷头，压力水通过干管、支管、竖管经喷头喷洒到田面上。管道铺设可分为地埋管道和地面移动管道。,5.喷头,喷头是喷灌系统的专用设备，形式多种多样，
6、作用都是将管道内的连续水喷射到空中，形成众多细小的水滴，撒落到地面的一定范围内补充土壤水分。单喷头的喷洒范围很有限，水量分布难以达到均匀，故实际应用多喷头作业，称为喷头组合。,对喷头的基本要求：使连续水流变为细小水滴，称为雾化；使水滴较均匀地喷洒到地面的一定范围内，称为合理的水量分布；单位时间内喷洒到地面的水量应适应土壤入 渗能力，不产生径流，称为适宜的喷灌强度。,（1）喷头的选择 主要参数：喷头型号、喷嘴直径、工作压力。选择依据：作物的种类、灌区的土壤条件、喷头的组合和运行方式。流量、射程、单喷头全圆喷洒无风状况下的喷灌强度、进水口直径等可以表查。喷头的组合间距和运行方式确定后，则系统的喷灌
7、强度、喷洒均匀度及雾化度即可确定，该喷灌工程的质量水平也就知道了。,喷头选择得是否合理，直接影响到喷灌工程的灌水质量，选择时应根据具体的条件从多方面加以考虑。喷头的种类很多，生产厂家也不少，因此一定要选用运转可靠、结实的喷头，从节能的角度考虑，应尽量选用中、低压喷头。灌溉季节风较大的喷灌区，应选用低仰角喷头。,不同工作压力喷头的特点及适用范围,（2）喷头的性能参数工作压力（p）工作压力是指喷头进水口前的静水压 力，它是使喷头能够正常工作的压力。通 常用p(压强)或H(压力水头)表示，其单位为MPa或m。,喷头流量（q）喷头流量又称喷水量，是指一个喷头 在单位时间内喷洒出来的水的体积(水量)。其
8、单位为Ls、m3s、m3h等。工作压 力越大，喷嘴直径越大，喷头流量就越大。,射程（R）简单地说射程是指无风情况下，喷头 正常工作喷射出来的有效水滴所能达到的最远距离。其单位一般为m。在一定的工作压力范围内，压力增大，则射程也相应增大；超出这一压力范围时，压力增加只会提高雾化程度，而射程不会再增加；在喷头流量相同的条件下，射程越大，则单个喷头的喷洒强度就越小。,6.附属设备、附属工程,喷灌工程中还用到一些附属设备和附属工程。如湖泊、渠道取水，应设拦污设施；为了保护喷灌系统安全运行，必要时应设进、排气压阀、减压阀、安全阀等。为了喷灌系统安全越冬，应在灌溉季节结束后排空管道，故需设泄水阀。系统上还
9、应设置必要的闸阀，以便配水和检修，利用喷灌喷洒农药和肥料应有必要的调配和注人设备等。,（三）喷管式喷灌系统,喷管式喷灌系统结构简单，投入资金较少，采用激光打孔的多孔聚乙稀喷灌管，单管最大铺设长度100m。它使用的水压较低，耐压、耐老化，正常使用期限可达5年以上，适用于温室大棚及草坪、花卉、果树、蔬菜、粮食等多种植物和作物。,喷管分为铺地式和吊挂式。铺地式喷管依喷口设计的位置不同，可分为高喷管和低喷管。低喷管能针对作物根部直接喷灌，高喷管喷灌的情形就如同小雨一般，喷洒均匀。吊挂式喷管可架在半空中，对高杆作物喷洒的效果更好。,（四）微喷灌系统,微喷灌是通过低压管道系统将有压水送到作物根部附近，用微
10、喷头等将灌溉水喷洒在土壤表面进行灌溉的一种新型灌水方法。微喷灌与地面灌溉相比有许多优点：(1)节水、灌水质量高。(2)对土壤、地形和作物的适应性强。(3)防堵塞性能好，与滴灌相比不易堵塞。(4)能充分利用小水源，节省能耗。,微喷灌适用重点：地面灌溉水量不足，土壤透水性强，劳力紧张，其他灌溉方法成本高的地方的经济作物和观赏作物的灌溉。微喷灌系统由水源工程、首部控制枢纽工程、输配水管道、微喷头等组成。,（五）自压喷灌系统,在山区、丘陵区，当灌区上部较高位置有库塘、渠道、山泉时，可利用地形高差所形成的自然水头，使水流获得喷灌所需的压力实现喷灌，这种喷灌方式称为自压喷灌。自压喷灌系统不用机泵设备，除了
11、具有一般喷灌系统的优点外，与机压喷灌系统相比，具有投资少、见效快、节约能源、运行成本低等优点。因此，在山区有条件的地方应优先考虑自压喷灌。,1、自压喷灌的类型,（1）完全自压喷灌水源在灌区上部且与灌区的高差较大，自然水头能够满足喷灌所需的压力要求，从水源处用管道引水至灌区便可实施喷灌。（2）自压+机压喷灌水源与灌区的高差不够大，自然水头不能完全满足喷灌对压力的要求，或部分灌溉面积位置较高而压力不足，除利用自然水头外，需另外加压弥补自然水头的不足。,（3）提蓄喷灌水源在灌区下部，但电力供应与作物需水时间不统一时，为了避开用电高峰，可在灌区上部修建蓄水池，用电低谷时启动水泵从水源抽水至蓄水池，在作
12、物需要喷灌时，利用上部蓄水池的水进行自压喷灌。,2、特殊问题和值得注意的事项,（1）自压喷灌系统的管道布置(a)支管应尽量沿等高线布置。(b)尽可能利用地表落差造成的自然水头。(c)各级管道尤其是地埋管道，应避免在滑坡地带或地基不稳定的地区通过。(d)有条件时，应结合农村生活用水、小水力发电站用水、乡镇企业用水等发展自压喷灌。,（3）自压喷灌系统的压力分区,(a)要求地形高差至少应有25m30m。(b)竖管安装对坡度的要求是其倾角不超过 10度。(c)输配水管对坡度的要求是上陡下缓。,（2）自压喷灌对地形和坡度的要求,在灌区面积大、管道长、坡度陡的自压喷灌系统中，需要在不同的地段采用不同的工作
13、压力，充分利用自然水头，提高喷灌效益。,（4）自压喷灌系统的减压措施,自压喷灌系统的配水干管很长，地面的坡度又很陡时，会造成管道内压力水头超过管道的承压能力，必须采取减压措施，保证安全。目前国内采用较广的减压措施是根据灌区内落差大小和所用管道的承压能力，在不同高处设减压水池调节管道中的压力。,三.结束语,我国是农业大国，自然条件优越，种植业发达，果蔬等经济作物品种多，常年用以灌溉的水量大。特别部份水果种植区，地处山坡地，干旱季节，水资源严重缺乏。采用传统的灌溉方法，劳动强度大，耗水量多，影响果蔬的质量和收益。故大力发展节水农业，推广节水灌溉技术有重要的意义。,节水喷灌技术与传统地面灌溉技术相比，能有效节省水资源，省时省工，减轻农民的劳动强度，通过调节农作物生长的小气候，改善生态环境，减少病虫害，提高农产品的品质，增加产量，促进农民增收，经济效益、生态效益和社会效益明显，有广泛的推广应用前景。,结束,
