優(yōu)選噴灌工程技術(shù)課件(199頁P(yáng)PT)

1、優(yōu)選噴灌工程技術(shù)第1頁，共199頁。煙草固定式噴灌第2頁，共199頁。第3頁，共199頁。草坪噴灌第4頁，共199頁。頭噴噴灌的主要技術(shù)參數(shù) 射流式噴頭的水力學(xué)原理 噴灌系統(tǒng) 概述與噴灌技術(shù)要求 噴灌的主要內(nèi)容搖臂式噴頭的結(jié)構(gòu) 噴灌系統(tǒng)的類型 噴灌系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計 噴灌技術(shù)的主要內(nèi)容 噴灌系統(tǒng)的分類與組成 概 述 噴頭性能 噴頭的種類和工作原理 噴灌系統(tǒng)自動化 第5頁，共199頁。國外噴灌技術(shù)發(fā)展概況與前景 噴灌最初產(chǎn)生于19世紀(jì)末，在1920年以前主要用于噴灌草坪和公園以及少量的蔬菜、苗圃、果樹。本世紀(jì)40年代以后，噴灌真正的用于大田灌溉，隨之出現(xiàn)了射程遠(yuǎn)而結(jié)構(gòu)簡單的搖臂式噴頭和薄壁鋁管和合金

2、管 從50年代以后開始陸續(xù)研制了許多移動管道的機(jī)械系統(tǒng)，縱拖式（1948年）、滾移式（1935年）、時針式（1955年）絞盤式（1965年）平移式（1978年）相繼研制成功第6頁，共199頁。1983年世界噴灌面積達(dá)到4億畝以色列、羅馬尼亞、聯(lián)邦德國、捷克斯洛伐克等 國的噴灌面積占其灌溉面積的100美國、蘇聯(lián)的噴灌面積占其灌溉面積的40，但 其分別占總灌溉面積的1/3主要灌溉作物為蔬菜、果樹、葡萄、經(jīng)濟(jì)作物、 牧草、玉米和小麥第7頁，共199頁。世界噴灌發(fā)展的三大趨勢不斷提供機(jī)械化與自動化水平，噴灌面積持續(xù)增長注意節(jié)能、著手開發(fā)與利用新能源日益廣泛地應(yīng)用新技術(shù)、重視提高噴灌質(zhì)量第8頁，共199

3、頁。我國噴灌技術(shù)發(fā)展概況我國的噴灌發(fā)展起步較晚，1949年以后才開始研究噴灌和運(yùn)用噴灌方法灌溉蔬菜噴灌在我國的發(fā)展大致分為兩個階段：第一階段（19491973）引進(jìn)、試驗階段 當(dāng)時主要學(xué)習(xí)蘇聯(lián)的技術(shù)，于50年代在上海、南京、重慶、武漢等大城市建立一批噴灌站第9頁，共199頁。第二階段（1973至今）研究試點(diǎn)、推廣應(yīng)用階段 從1973年我國掀起了一個研究與推廣噴灌的熱潮，到80年代噴灌面積達(dá)到1千萬畝第10頁，共199頁。噴 灌噴灌是把由水泵加壓或自然落差形成的有壓水通過壓力管道送到田間，再經(jīng)噴頭噴射到空中，形成細(xì)小水滴，均勻地灑落在農(nóng)田，達(dá)到灌溉的目的一種灌溉方式噴灌幾乎適用于除水稻外的所有大

4、田作物，以及蔬菜、果樹等經(jīng)過20多年的努力，現(xiàn)在我國已有噴灌面積80多萬hm2第11頁，共199頁。噴灌技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)省水、增產(chǎn)省勞力 提高土地利用率 防止土壤沖刷和鹽堿化 第12頁，共199頁。省水、增產(chǎn)利用噴灌技術(shù)與一般的地面灌溉可以節(jié)約用水2030%噴灌對地形的適應(yīng)性強(qiáng)噴灌可以調(diào)節(jié)出間小氣候，增加近地表層空氣濕度，在炎熱季節(jié)降低氣溫，有利于作物的生長，還能沖刷掉莖葉上的灰塵，以利于作物的呼吸和光合作用。第13頁，共199頁。玉米、小麥、棉花、大豆等采用噴灌一般比溝灌、畦灌可增產(chǎn)1030 % ，蔬菜噴灌則可增產(chǎn)l2倍。水稻在高溫季節(jié)保持水層并進(jìn)行噴灌，增加了田間空氣濕度，降低了溫度，增加了日夜

5、溫差，空殼率減少，取得了每畝增產(chǎn)一成的效果。第14頁，共199頁。省勞力 由于噴灌的機(jī)械化程度高，可以大量減輕勞動強(qiáng)度，節(jié)約勞動力。一般移動機(jī)組可以成倍提高工效。如果大面積采用固定式噴灌系統(tǒng)工效還會更高。此外，采用噴灌還可以減少修筑毛渠、畦、溝、埂的投工。第15頁，共199頁。提高土地利用率 采用噴灌可以大大減少溝渠占地，不僅節(jié)省土石方工程，而且能騰出515%的溝渠、地埂占地，擴(kuò)大作物種植面積。 噴灌可以根據(jù)土壤質(zhì)地的輕重和透水性大小合理確定水滴大小和噴灌強(qiáng)度，以保護(hù)土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，避免造成土壤沖刷。在土壤鹽堿化的地區(qū)，采用噴灌控制濕潤深度，消除深層滲漏，可以防止由于地下水位上升而引起的次生鹽

6、堿化。 防止土壤沖刷和鹽堿化 第16頁，共199頁。噴灌技術(shù)的缺點(diǎn)受風(fēng)的影響大 一般在34級風(fēng)以上，部分水滴在空中被吹走，灌溉均勻度大大降低，就不宜進(jìn)行噴灌在空氣中的損失大 空氣相對濕度過低時，水滴未落到地面之前在空中的蒸發(fā)損失可以達(dá)到10 %第17頁，共199頁。對土壤表層濕潤比較理想，而深層濕潤不足。采用低強(qiáng)度噴灌(即慢噴灌)，使噴頭的平均噴灌強(qiáng)度遠(yuǎn)低于土壤的入滲速度，這樣使水分能充分地滲入土壤下層，而又不會產(chǎn)生積水和地表徑流需要一定的機(jī)械設(shè)備，在水源比較豐富的平原地區(qū)一般投資較高第18頁，共199頁。棉花固定式噴灌第19頁，共199頁。第20頁，共199頁。向日葵固定式噴灌第21頁，共1

7、99頁。半固定式噴灌系統(tǒng)第22頁，共199頁。移動式噴灌系統(tǒng)第23頁，共199頁。第24頁，共199頁。時針式噴灌機(jī)第25頁，共199頁。第26頁，共199頁。第27頁，共199頁。時針式噴灌機(jī)田間布置鳥瞰圖第28頁，共199頁。卷管式噴灌機(jī)第29頁，共199頁。第30頁，共199頁。大田棉花用卷管式噴灌機(jī)第31頁，共199頁。滾移式噴灌機(jī)第32頁，共199頁。第33頁，共199頁。噴灌的主要技術(shù)參數(shù) 噴灌強(qiáng)度 噴灌均勻度 水滴打擊強(qiáng)度 第34頁，共199頁。1、噴 灌 強(qiáng) 度定義：單位時間內(nèi)噴灑在單位面積土地上的水量，mm/h技術(shù)要求： 與土壤的透水特性相適應(yīng)，即噴灌強(qiáng)度不應(yīng)超過土壤的滲吸速

8、度，不致在地表形成積水和徑流第35頁，共199頁。噴灌強(qiáng)度有點(diǎn)噴灌強(qiáng)度 i 和平均噴灌強(qiáng)度 (面積和時間都平均)兩個概念。點(diǎn)噴灌強(qiáng)度 i是指在一定時間(t)內(nèi)，噴灑到某一點(diǎn)土壤表面的水深h，即：平均噴灌強(qiáng)度是指在一定面積上(一個噴頭，或許多噴頭，或噴頭設(shè)置點(diǎn)控制的面積)，各點(diǎn)在單位時間內(nèi)的噴灌水深的平均值，用平均噴灌水深h0與相應(yīng)噴灌持續(xù)時間t的比值表示。 第36頁，共199頁。單噴頭的噴灌強(qiáng)度定義：單位時間內(nèi)噴灑在單位面積土地上的水量，或單位時間內(nèi)噴灑在灌溉土地上的水深,單位：mm/h上式中：q=噴頭的流量A1個噴頭的濕潤面積第37頁，共199頁。噴頭的水量分布單個旋轉(zhuǎn)式噴頭的典型水量分布圖

9、灌水深度影響水量分布的因素：壓力風(fēng)速，風(fēng)向噴頭轉(zhuǎn)速（均勻與否）噴頭布置形式和間距第38頁，共199頁。單噴頭水量分布圖第39頁，共199頁。壓力對水量分布的影響壓力適中壓力過高壓力過低灌水深度第40頁，共199頁。2、噴管均勻度 就是噴灌面積上水量分布的均勻程度。噴灌均勻度的影響因素：噴頭結(jié)構(gòu)、工作壓力、噴頭布置形式、噴頭間距、噴頭轉(zhuǎn)速的均勻性、豎管的傾斜度、地面的坡度和風(fēng)速、風(fēng)向等因素都有密切關(guān)系。第41頁，共199頁。噴灌均勻度一般以噴灑均勻系數(shù)（克里斯琴森系數(shù)）Cu表示，其計算方法如下： 上式中：第42頁，共199頁。 整個噴灌面積上的平均噴灌強(qiáng)度 n觀測計算噴灌強(qiáng)度點(diǎn)的總數(shù) P各點(diǎn)的噴

10、灌強(qiáng)度 不計正、負(fù)的絕對值噴頭組合示意圖 第43頁，共199頁。噴灌均勻度和噴灌強(qiáng)度的田間測定第44頁，共199頁。3、水滴打擊強(qiáng)度 定義：就是單位噴灑面積的水滴對作物和土 壤的打擊動能。 表示方法：霧化指標(biāo) H/d噴頭的工作壓力與主噴嘴直徑之比水滴的直徑霧化指標(biāo)H/d 第45頁，共199頁。不同種類的霧化指標(biāo)第46頁，共199頁。水滴打擊強(qiáng)度的影響因素 噴頭孔嘴大小 工作壓力 噴嘴結(jié)構(gòu)第47頁，共199頁。水滴直徑的確定及其對土壤的影響 水滴直徑根據(jù)作物、用途、風(fēng)速和土壤等因素確定。 水滴太大，容易破壞土壤表層的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，造成土壤板結(jié)，甚至打傷作物的幼苗或造成某些作物倒伏，還會把土濺到作物葉

11、面上影響作物的生長。水滴太小，在空中蒸發(fā)損失大，受風(fēng)的影響也大。 因此，要根據(jù)灌溉作物和土壤性質(zhì)選擇恰當(dāng)?shù)乃沃睆?。一般要求最遠(yuǎn)處水滴平均直徑為:13mm。第48頁，共199頁。噴頭的組合方式第49頁，共199頁。噴頭及支管間距計算R設(shè)KR式中：R設(shè)噴頭的設(shè)計射程K與噴灌系統(tǒng)的形式、風(fēng)速、等有關(guān)的系數(shù)，一般等于0.7-0.9;對于固定式噴灌系統(tǒng)由于豎管裝好后就無法移動，如有空白就無法補(bǔ)救，故可以采用0.8，多風(fēng)地區(qū)采用0.7。R噴頭的射程(產(chǎn)品性能表上查的數(shù)值)第50頁，共199頁。組合平均噴灌強(qiáng)度式中：q=噴頭流量 Sm支管間距 Sl噴頭間距第51頁，共199頁。允許的噴灌強(qiáng)度土壤的入滲速率

12、過程第52頁，共199頁。注：允許的噴灌強(qiáng)度應(yīng)小于土壤的入滲速率第53頁，共199頁。噴頭性能 噴 頭噴頭的種類和工作原理 射流式噴頭的水力學(xué)原理 搖臂式噴頭的結(jié)構(gòu) 噴水量工作壓力 射程第54頁，共199頁。二、噴頭 噴頭是噴灌機(jī)與噴灌系統(tǒng)的重要組成部分。它的作用是把有壓水流噴射到空中，散成細(xì)小的水滴，并均勻噴灑在灌溉土地上。因此噴頭的性能、結(jié)構(gòu)形式及制造質(zhì)量的好壞將直接影響噴灌的質(zhì)量。 第55頁，共199頁。第56頁，共199頁。第57頁，共199頁。第58頁，共199頁。1、噴水量 噴水量(或稱噴頭流量)是指噴頭在單位時間內(nèi)，噴射出來的水體積。 表示符號：q 常用單位： m3/h 有時也用

13、L/s表示 轉(zhuǎn)換關(guān)系： 1L/s3.6 m3/h 測定方法：常采用體積法，循環(huán)水池三角堰或水表測定。 第59頁，共199頁。 上式中: q噴嘴流量（L/h) Cd流量系數(shù)（0.90.96） d噴嘴直徑（mm） H噴嘴進(jìn)口壓力（m） A單位換算系數(shù)（上述單位時A12.5）計算噴頭流量的半經(jīng)驗方程：第60頁，共199頁。 噴嘴直徑5mm, 工作壓力300kPa, 假定Cd=0.94, 計算其流量。Example:(實例）第61頁，共199頁。噴頭要求在一定的水壓力下才能正常工作。水壓力由水 泵供給或利用天然水頭。故：工作壓力：噴頭正常工作時，所要求的噴頭進(jìn)口處的水 壓力 表示符號：H 2、工作壓力

14、第62頁，共199頁。常用單位：米水柱高或公斤平方厘米轉(zhuǎn)換關(guān)系： 1公斤平方厘米10米水柱 高= 98.07kPa 測定方法：一般用壓力表測定 第63頁，共199頁。工作壓力的計算公式上式中： Hd工作壓力（m） d噴嘴直徑（mm） Kd水滴粉碎系數(shù) 一般：Kd=1017 好：Kd=1114第64頁，共199頁。3、射程 射程：指在無風(fēng)條件下噴頭噴灑的水流所能達(dá)到的最遠(yuǎn)距離。表示符號：R 常用單位：m測定方法：規(guī)定噴灌強(qiáng)度等于各點(diǎn)噴灌強(qiáng)度平均值5的那一點(diǎn)，至噴頭的距離作為噴頭的射程。影響因素：射程的大小，主要決定于工作壓力和噴水量，但也受噴頭結(jié)構(gòu)、自轉(zhuǎn)速度等因素的影響。 第65頁，共199頁。

15、按其工作壓力和射程的大小可以分為低壓噴頭(或稱近射程噴頭)、中壓噴(或稱中射程噴頭)和高壓噴頭(或稱高射程噴頭)其劃分界線大致可以按表1所列的范圍分類。目前用得最多的是中、近射程噴頭，因為它消耗的能量較小，而且比較容易得到較好的噴灌質(zhì)量。按照噴頭的結(jié)構(gòu)型式與水流性狀可以分為旋轉(zhuǎn)式、固定式和孔管式三種噴頭的種類和工作原理 第66頁，共199頁。上式中：L射程（m）d-噴嘴直徑（mm）h-壓力水頭（m）B-單位換算系數(shù)，當(dāng) B=1.4 當(dāng) 射程分別減少2和4%射程的計算第67頁，共199頁。 計算下列條件下噴頭的射程，噴嘴直徑1.2英寸，壓力水頭h=600kPa，Example:利用公式：第68頁

16、，共199頁。第69頁，共199頁。 噴 頭 類 別 性 能低壓噴頭中壓噴頭高壓噴頭 工 作 壓 力 （kg/cm2)13355噴 水 量 （m3/h ）40射 程 （m）40噴頭按其工作壓力和射程的大小分類第70頁，共199頁。噴頭按其結(jié)構(gòu)分類旋轉(zhuǎn)式噴頭 管孔式噴頭 固定式噴頭 單列孔管 多列孔管 反作用式 葉輪式 搖臂式 離心式 縫隙式 折射式 第71頁，共199頁。固定式噴頭折射式噴頭 離心式噴頭第72頁，共199頁。特點(diǎn)：噴灌過程中，所有部件固定不動，水流以全圓 或扇形同時向四周散開 水流分散，射程?。?10m）噴灌強(qiáng)度大 水滴細(xì)小，工作壓力低 結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，壽命長用途： 公園、

17、苗圃、溫室等第73頁，共199頁。旋轉(zhuǎn)式噴頭根據(jù)轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，將旋轉(zhuǎn)式噴頭分為搖臂式、葉輪式、和反作用式齒輪式四種。齒輪式、搖臂式噴頭分別是農(nóng)業(yè)和草坪灌溉中最廣泛的兩種噴頭第74頁，共199頁。射流式噴頭的水力學(xué)原理 工作壓力、噴水量和射程之間的關(guān)系自由出流噴嘴的流量可按下式計算：式中： 噴嘴的流量系數(shù)，一般等于0.90.95 噴嘴的過水?dāng)嗝娣e（以平方米為單位） 噴嘴的出口壓力（以米為單位，等于噴頭的工作壓力減去噴頭內(nèi)的水頭損失）。由這個公式可以看出：在噴嘴大小相同時，流量與水頭的平方根成正比。 第75頁，共199頁。影響射程的其他因素噴射仰角噴頭自轉(zhuǎn)速度噴管結(jié)構(gòu)流 量第76頁，共199頁。

18、 噴射仰角：固體在真空中拋射，射程以仰角45最遠(yuǎn)。但水舌在空氣中噴射仰角與射程的關(guān)系，根據(jù)實驗的結(jié)果分析得知，當(dāng)其它因素相同時，噴射仰角為2832時射程最遠(yuǎn)。 噴射仰角噴頭自轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)速：當(dāng)噴頭以13分轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn)時，比噴頭在靜止?fàn)顟B(tài)的射程減少1015，射程越大減少的百分?jǐn)?shù)越大，轉(zhuǎn)速越大減少的百分?jǐn)?shù)也越大。第77頁，共199頁。噴管與整流器 為了爭取更大的射程，就必須力求從噴嘴射出的水舌密實透明(即摻氣少)，表面光滑，水舌內(nèi)的水流紊動小。 為達(dá)到達(dá)些要求，除了噴嘴加工應(yīng)盡量光滑之外，更重要的是進(jìn)入噴嘴的水流應(yīng)經(jīng)過整直，使水流平穩(wěn)達(dá)到大部分流線都平行于水舌軸線。第78頁，共199頁。搖臂式噴頭的結(jié)

19、構(gòu) 噴 嘴 噴 管整 流 器 彎 管搖 臂彎 管 擺臂彈簧 搖 臂 軸 扇形機(jī)構(gòu) 空 心 軸 軸 套 防沙彈簧 墊 圈 第79頁，共199頁。三、管道及附件管 道固定式管道移動式管道薄壁鋁合金管鍍鋅薄壁管塑料軟管膠 管塑 料 管鑄 鐵 管鋼 管聚氯乙烯管（PVC管）聚乙烯管（PE管）第80頁，共199頁。1、固定管道塑料管塑料管的規(guī)格以外徑標(biāo)稱塑料管的承壓能力差塑料管優(yōu)缺點(diǎn)內(nèi)壁光滑，水頭損失小施工容易能適應(yīng)一定的不均勻沉陷放置在地表時，易老化塑料管的連接 絲口連接、法蘭連接、粘結(jié)、焊接、承插連接第81頁，共199頁。Pvc 管第82頁，共199頁。Pvc 管第83頁，共199頁。PE 管第84

20、頁，共199頁。2、固定管道鑄鐵管鑄鐵管承壓：一般可承受1MPa的壓力使用壽命：大于30年管段短、接頭多、施工量大易銹蝕性脆，承受動載荷能力差管壁厚，重量大第85頁，共199頁。鋼管承壓：1.56.0Mpa使用壽命：15年左右管壁薄、重量輕管段長、接口少、鋪設(shè)簡便韌性強(qiáng)、能承受動載荷易銹蝕4、固定管道鋼管第86頁，共199頁。移動管道（一）鋁鋁合金管強(qiáng)度高重量輕耐腐蝕壽命1520年硬度差、易變形、價格較高管段長一般為5m、6m第87頁，共199頁。鍍鋅薄壁鋼管強(qiáng)度高重量僅為普通鋼管的五分之一，但比鋁管重耐腐蝕壽命長移動管道（二）第88頁，共199頁。鋼管第89頁，共199頁。移動管道（三）塑料

21、軟管有錦塑軟管和膠管兩種，用錦綸絲或維綸絲織成網(wǎng)狀管坯，然后在內(nèi)外壁涂一層塑料制成?？沙袎?00800kPa膠管用橡膠作為原材料，當(dāng)中夾布制成，價格較高第90頁，共199頁?？焖俳宇^便于管道快速移動，移動管道各段間采用快速接頭連接，常用的快速接頭的結(jié)構(gòu)形式有以下幾種：11、杠桿緊扣式（或稱球形連接）組成：由接合碗、杠桿扣緊環(huán)和帶橡膠密封圈的承碗特點(diǎn)：密封性好，最大偏角可達(dá)30度但不能自動瑣緊和脫扣，在插入后要用手將搭鉤瑣緊第91頁，共199頁。杠桿緊扣式第92頁，共199頁。V形橡膠密封圈止水，插入時搭扣自動滑入掛鉤槽內(nèi)2、搭扣式第93頁，共199頁。3、彈簧鎖緊式4、暗銷式5、偏心扣式等等還

22、有：第94頁，共199頁。管道附件給水栓管網(wǎng)系統(tǒng)的給水裝置或出水口,用于半固定式系統(tǒng)或移動式系統(tǒng)中支管和主管的快速連接和拆卸第95頁，共199頁。給水栓第96頁，共199頁。自閉閥用于支管與安有噴頭的豎管的快速連接 特點(diǎn)：只有在豎管插進(jìn)時水流才能通過， 豎管一拆下，閥門自動關(guān)閉。第97頁，共199頁。自閉閥第98頁，共199頁。閥門第99頁，共199頁。其它附件和管件：閥門、逆止閥、過濾器安全閥、空氣閥三通、彎頭堵頭、流量調(diào)節(jié)器、壓力調(diào)節(jié)器等第100頁，共199頁。過濾器第101頁，共199頁。三通第102頁，共199頁。四、噴灌動力設(shè)備 1、柴油機(jī)2、電動機(jī)第103頁，共199頁。第104頁

23、，共199頁。小型噴灌機(jī)組第105頁，共199頁。柴油機(jī)機(jī)組第106頁，共199頁。動力機(jī)的選配動力機(jī)的選配功率用下式計算：柴油機(jī)：電動機(jī)：(hp)(kw)注：第107頁，共199頁。五噴灌機(jī)單噴頭噴灌機(jī)雙 懸 臂 式縱 拖 式滾 移 式時 針 式平 移 式人工移動管道式絞 盤 式第108頁，共199頁。單噴頭噴灌機(jī) 按行走系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與移動方式可以分為手抬式、手推車式、牽引拖車式和拖拉機(jī)懸掛式四種與手扶拖拉機(jī)配套的噴灌機(jī)第109頁，共199頁。手抬式柴油輕型噴灌機(jī)手推式小型噴灌機(jī)第110頁，共199頁。拖拉機(jī)懸掛式大型噴灌機(jī)第111頁，共199頁。單噴頭噴灌機(jī)田間工程的布置特點(diǎn) 控制面積有限，

24、為了進(jìn)行大面積的噴灌，就要在田間 布置供水系統(tǒng)和噴灌機(jī)的移動道路單噴頭噴灌機(jī)一般從明渠中取水供水渠道的間距也就是噴頭的組合間距如果供水渠道中水深較淺而不能完全淹沒吸水管的濾 網(wǎng)或淹沒深度不夠，需挖集水坑噴頭可以是全圓噴灑，也可以是順風(fēng)向作240300 扇形噴灑第112頁，共199頁。滾移式噴灌機(jī)第113頁，共199頁。移動式噴灌機(jī)田間作業(yè)示意圖第114頁，共199頁。滾移式田間工程的布置 滾移式噴灌機(jī)一般是由有壓管道供水噴灌管道與給水栓之間用軟管連接，供水管道間距為 最大噴灌管道長度的兩倍給水栓間距一般等于垂直支管方向的噴頭組合間距但是如果配有較長的軟管可由一個給水栓給兩個噴頭 供水，那么間距

25、就可以加大一兩倍，也可取減少裝卸 軟管的時間第115頁，共199頁?？v拖式噴灌機(jī)第116頁，共199頁。 縱拖式噴灌機(jī)田間工程布置特點(diǎn) 縱拖式噴灌機(jī)一般由壓力管網(wǎng)供水,供水干管一般布置在田塊中間縱拖的噴灌管道交替在干管兩側(cè)工作供水干管一般應(yīng)埋在地下，以免影響噴灌管道的拖移干管上每隔一個組合間距就要裝一個給水栓，先后給兩側(cè)的噴灌管道供水第117頁，共199頁。絞盤式噴灌機(jī)第118頁，共199頁。絞盤式噴灌機(jī)多是從高壓管網(wǎng)取水絞盤式噴灌機(jī)田間工程布置特點(diǎn) 在給水栓處還要有垂直于供水管道的田間小道高壓管道的間距大致為噴灌機(jī)軟管長度的兩倍沿高壓管道地面應(yīng)有道路，以便拖移噴灌機(jī)給水栓間 距約為噴頭射程R

26、的2倍第119頁，共199頁。雙懸臂式噴灌機(jī) 雙懸臂式噴灌機(jī)的基本特點(diǎn)是將噴灌管道及噴頭都裝在向兩邊伸出的懸臂式桁架上，這樣可以用較低的壓力而又能同時灌溉較大的范圍按照懸臂運(yùn)動的方向不同，這種噴灌機(jī)可以分成兩大類:平移雙懸臂式噴灌機(jī)旋轉(zhuǎn)雙懸臂式噴灌機(jī) 第120頁，共199頁。平移式噴灌機(jī)第121頁，共199頁。田間工程是一系列平行的機(jī)行道穗其緊鄰的供水渠道機(jī)行道的間距為兩個懸臂長度之和路渠兩側(cè) 不能有樹木和電線桿等障礙物供水渠道應(yīng)有足夠的過水?dāng)嗝嬉员?證供水，給一臺噴灌機(jī)供水時一般要求通過流量0.10.13m3/ h還要求渠中保持一定的水深，一般水深至少60cm 雙懸臂式噴灌機(jī)田間工程布置特點(diǎn)

27、1.平移雙懸臂式噴灌機(jī)第122頁，共199頁。2.旋轉(zhuǎn)雙懸臂式噴灌機(jī)田間工程則是一個壓力供水管網(wǎng)有的噴灌機(jī)上附有一根略比懸臂長一點(diǎn)的軟管，這樣可以將給水栓布置在兩個噴點(diǎn)的中間，兩個噴點(diǎn)共用一 個給水栓濕潤面積略有重復(fù)，而且整個噴灌面積都能為各噴點(diǎn)工作的噴灌機(jī)的濕潤面積所覆蓋在給水栓處的水壓力應(yīng)等于噴灌機(jī)的工作壓力，一般為400650 kPa各噴點(diǎn)之間要布置道路，以便拖移 第123頁，共199頁。時針式噴灌機(jī)電力驅(qū)動式水力驅(qū)動式油壓驅(qū)動式壓氣驅(qū)動式機(jī)械或纜索傳動式第124頁，共199頁。小麥用時針式噴灌機(jī)第125頁，共199頁。主管、支管 水 源 湖泊井泉渠道河流噴灌系統(tǒng)的組成噴 頭 管件豎管閥

28、門動力機(jī) 動 力 離心泵潛水泵噴灌專用泵管道系統(tǒng) 施肥過濾系統(tǒng) 第126頁，共199頁。水源河流、渠道、塘庫、井泉、湖泊水泵離心泵、潛水泵、噴灌專用泵動力機(jī)電動機(jī)、柴油機(jī)、汽油機(jī)、拖拉機(jī)管道系統(tǒng)主管、支管、豎管、管件、閥門噴頭噴灌系統(tǒng)的組成第127頁，共199頁。灌溉系統(tǒng)配套第128頁，共199頁。六、噴灌系統(tǒng) 主要內(nèi)容1、噴灌系統(tǒng)的組成 2、噴灌系統(tǒng)的分類 3、噴灌系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計 第129頁，共199頁。噴 灌 系統(tǒng)管道噴灌系統(tǒng)機(jī)組噴灌系統(tǒng)固定式噴灌系統(tǒng)半固定式噴灌系統(tǒng)移動式噴灌系統(tǒng)小型機(jī)組噴灌系統(tǒng)平移式噴灌系統(tǒng)中心支軸式噴灌系統(tǒng)卷管式噴灌系統(tǒng)第130頁，共199頁。固定式噴灌系統(tǒng)(soli

29、d-set system)第131頁，共199頁。移動式噴灌系統(tǒng)(Portable system)第132頁，共199頁。半固定式噴灌系統(tǒng)(Semi-portable system)第133頁，共199頁。絞盤式噴灌機(jī)第134頁，共199頁。平移式噴灌系統(tǒng)(Linear-move system)第135頁，共199頁。時針式噴灌系統(tǒng)(Center-pivot system)第136頁，共199頁。噴灌系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計收集規(guī)劃所需資料水量平衡計算選擇噴灌系統(tǒng)的形式選擇噴頭及確定噴頭的組合形式布 置 干、支 管擬定噴灌工作制度管網(wǎng)水力學(xué)計算圖 紙 繪 制材 料 統(tǒng) 計工 程 預(yù) 算效 益 分 析施

30、工第137頁，共199頁。1、基本資料的收集(1)灌區(qū)地勢、地形資料：一般應(yīng)有1/5001/1000比例的地形圖，以此了解水源情況，確定灌區(qū)部位、范圍、水泵位置及高程；設(shè)計管路或渠道網(wǎng)以及道路的布局和尺寸，按合理的耕作方向，擬定噴灌系統(tǒng)的作業(yè)方式等。(2)水源調(diào)查：要測定流量和水位高程及變幅，可供水量和保證率，研究水源工程問題。如果是井水，考慮群并匯流的可能條件。 第138頁，共199頁。(3)種植制度及群眾高產(chǎn)灌溉經(jīng)驗：了解當(dāng)?shù)胤N植結(jié)構(gòu)、輪作制度、機(jī)械化水平，以及與開展噴灌有關(guān)的農(nóng)業(yè)種植、耕作的現(xiàn)狀與存在問題，確定主要噴灌作物和噴灌任務(wù)，在總結(jié)當(dāng)?shù)厝罕娚a(chǎn)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，擬定噴灌制度(包括噴灌

31、時間、次數(shù)、每次噴水量和總用水量)。第139頁，共199頁。(4)農(nóng)業(yè)氣象：收集降水、氣溫、地溫、風(fēng)向、風(fēng)力等與噴灌有密切關(guān)系的農(nóng)業(yè)氣象資料，據(jù)以分析確定噴灌任務(wù)、噴灌制度、噴灌的作業(yè)方法、田間噴灌網(wǎng)的合理布局(5)土壤：土壤透水性是確定噴灌強(qiáng)度和灌水量的重要指標(biāo)組合噴灌強(qiáng)度應(yīng)該小于土壤入滲強(qiáng)度。第140頁，共199頁。(6)作物耗水量：不同作物在不同生育期的耗水量隨各生育階段中耗水和氣候條件不同而有差別，需根據(jù)試驗取得資料，設(shè)計時采用噴灌作物耗水最旺時期平均日耗水量為準(zhǔn)(以毫米日計)。用表示。在設(shè)計灌水深m(以毫米計)為已知的情況下，可得： (7)其它：調(diào)查有關(guān)噴頭、水泵、動力設(shè)備、管材產(chǎn)品

32、和工程材料及價格等。社會經(jīng)濟(jì)狀況,了解當(dāng)?shù)厝罕姷哪昶骄杖?。?41頁，共199頁。2、水量平衡分析 目的：確定灌溉面積，蓄水工程規(guī)模 步驟：2.供水分析1.用水分析：選擇設(shè)計典型年計算典型年的作物需水量和典型年灌溉用水量其它用水3.用水平衡計算當(dāng)來水總量滿足要求，但在時間分配上不能滿足，修建蓄水池調(diào)節(jié)來水總量及其在時間上的分配都能滿足用水要求時，不建蓄水池當(dāng)來水總量不能滿足要求，確定適宜的灌溉面積。第142頁，共199頁。3、選擇噴灌系統(tǒng)的形式固定式噴灌系統(tǒng)用于噴灌次數(shù)多，經(jīng)濟(jì)價值高的作物半固定式噴灌系統(tǒng)用于小麥等小型機(jī)組式山區(qū)或經(jīng)濟(jì)價值較低的作物絞盤式噴灌機(jī)小麥等大田作物大型平移或時針式噴

33、灌機(jī)大型農(nóng)場第143頁，共199頁。選擇噴頭及確定噴頭的組合形式噴頭的選擇噴頭的組合方式計算噴頭和支管的間距計算組合平均噴灌強(qiáng)度4第144頁，共199頁。4.1、 噴頭的選擇考慮灌溉作物：蔬菜水滴小和噴灌強(qiáng)度較小的中低壓噴頭玉米、高粱等水滴較大和噴灌強(qiáng)度較大的高壓噴頭考慮土壤：砂壤土噴灌強(qiáng)度較大的噴頭粘壤土噴灌強(qiáng)度較小噴頭第145頁，共199頁?？紤]風(fēng)速：風(fēng)速大的地方宜選用噴灌強(qiáng)度較大、水滴直徑較大的中高壓噴頭例如：灌溉作物為蔬菜，砂壤土，宜選用噴灌強(qiáng)度較大而水滴直徑較小的噴頭。如選用ZY2噴頭，噴嘴直徑7.0mm，工作壓力350kPa，噴頭流量q=3.2m3 /h，射程R18m第146頁，共

34、199頁。4.2、 噴頭的組合方式原則：在保證噴灑均勻、不留空白的情況下，使噴頭和支管的距離應(yīng)盡量大組合方式有：正方形、矩形、正三角形、三角形和扇形等第147頁，共199頁。4.3、計算噴頭和支管的間距設(shè)計射程：R設(shè)KR (K=0.70.9, K反映了風(fēng)的影響)不同的布置方式及噴頭、支管間距第148頁，共199頁。4.4、計算組合平均噴灌強(qiáng)度按如下公式計算：第149頁，共199頁。5、管網(wǎng)布置 布置原則：1、管道總長短，造價低 2、有利于管理（輪灌或分） 3、平原區(qū)，支管與作物種植方向一，在山區(qū)， 支管沿等高線布置 4、管線縱剖面應(yīng)力求平順，減少折點(diǎn)（避免 負(fù)壓） 第150頁，共199頁。5、

35、支管上各噴頭的工作壓力力求一致，或在允許的范圍內(nèi)，水利設(shè)計準(zhǔn)則。 6、支管上各噴頭的工作壓力力求一致，或在允許的范圍內(nèi)，遵循水利設(shè)計準(zhǔn)則。陡坡上（下坡）縮小管徑 （上坡）管道不宜太長 7、水源應(yīng)在地塊中央，經(jīng)濟(jì)。 第151頁，共199頁。6、擬定噴灌工作制度1. 灌水定額：2.一次灌水時間：第152頁，共199頁。3. 允許一次同時工作的噴頭數(shù)第153頁，共199頁。7、管道水力計算H1H2H3水頭損失：水流經(jīng)過管道過程中機(jī)械能的損失分為局部水頭損失和沿程水頭損失第154頁，共199頁。沿程水頭損失：發(fā)生在管道均勻流的直線段，由于水流內(nèi)部磨擦而消耗的機(jī)械能局部水頭損失：發(fā)生在水流邊界突然發(fā)生變

36、化的流段，由于水流運(yùn)動狀態(tài)紊亂從而引起水流內(nèi)部磨擦而消耗的機(jī)械能。如在變徑、管件等處第155頁，共199頁。7.1 水頭損失計算總水頭損失：沿沿程水頭損失：（達(dá)西公式） 管道沿程阻力系數(shù)v管道平均流速（m/s)g重力加速度，g=9.8m/s2第156頁，共199頁。局部水頭損失計算：可根據(jù)水力學(xué)有關(guān)公式計算噴噴灌中常采用以下經(jīng)驗公式計算沿程水頭損失： 式中： f 與沿程阻力系數(shù)有關(guān)的摩阻系數(shù) m 流量指數(shù) b 管徑指數(shù) 上述f, m, b 值可從有關(guān)表中查得第157頁，共199頁。第158頁，共199頁。7.2 多口管水力學(xué)計算 一般計算方法:第159頁，共199頁。簡易計算方法： 噴灌支管的

37、特點(diǎn)：每隔固定間距，就有一個噴頭分流，每個噴頭分流量或噴頭出水量近似相等這種等間距、等流量分流的管稱為多口出流管，有一種簡便計算沿程總水頭損失的方法第160頁，共199頁。7.3多口管沿程水頭損失的計算其方法為： 首先根據(jù)管首流量計算沿程流量不變時（不考慮分流）的水頭損失hf,然后再乘以一個小于1的折減系數(shù)（多口系數(shù)）F 即得多口管的沿程水頭損失： 多口系數(shù)F與出流孔數(shù)目，孔口位置及流量指數(shù)等有關(guān)，其計算公式為：第161頁，共199頁。式中：m流量指數(shù)（與材質(zhì)有關(guān)） N管上出水口總數(shù)（或噴頭總數(shù)） x第一個出水口到管道進(jìn)口距離與出水口間 距的比值即： F1x=1時的多口系數(shù) 多口系數(shù)已制成表，

38、不必計算，可直接查取第162頁，共199頁。第163頁，共199頁。平均壓力或平均流量所處的位置在：距離支管進(jìn)口0.4L處，此處的水頭損失為3/4Hf要求此處的壓力等于噴頭的工作壓力支管進(jìn)口水頭H0H噴頭設(shè)計壓力H豎管高度3/4Hf1/2Z（下坡，上坡）L0.4L3/4HfHfZ1/2ZH0第164頁，共199頁。支管設(shè)計主要的設(shè)計任務(wù)是限制噴頭間的流量偏差，獲得滿意的均勻度和灌水效率。一般原則為：控制同一支管上任意兩個噴頭的噴水量之差在10以內(nèi)。此原則也等同于：控制支管上任意兩個噴頭的工作壓力水頭之差不超過噴頭設(shè)計工作壓力水頭的20%此即為20%規(guī)則 20%原則第165頁，共199頁。Exa

39、mple:已知：噴頭流量q=3.2m3/h, 噴頭個數(shù)8，噴頭間距18m，豎管高度1m，噴頭工作壓力350kPa，平地，支管采用PVC管試分別計算：干管支 管豎管H0HfHf0 2.當(dāng)支管管徑采用D163mm和D2=50mm時的支管水頭損失和支管進(jìn)口水頭 1.支管允許的最大壓力差第166頁，共199頁。1. 支管允許的最大水頭偏差：350kPa20%=70kPa=7m2. 水頭損失和支管進(jìn)口水頭計算當(dāng)D50mm時（內(nèi)徑46mm）無旁孔出流時的水頭損失：Hf0=1.1 fLQm/db=1.1 0.948105(718+9)(3.28)1.77/464.77=51.3 m解：第167頁，共199頁

40、。多孔出流時的水頭損失：Hf Hf0 F=51.3 0.387=19.8 m支管進(jìn)口水頭：H0H噴頭設(shè)計壓力H豎管高度3/4Hf1/2Z 35m+1m+3/4 19.8 m+0=50.85 m第168頁，共199頁。當(dāng)D63mm時（內(nèi)徑58mm）無旁孔出流時的水頭損失：Hf0=1.1 fLQm/db= 1.1 0.948105(718+9)(3.28)1.77/584.77=16.9m第169頁，共199頁。多孔出流時的水頭損失：Hf Hf0 F=16.9 0.387=6.55 m支管進(jìn)口水頭：H0H噴頭設(shè)計壓力H豎管高度3/4Hf1/2Z 35m+1m+3/4 6.55 m+0=40.91

41、m第170頁，共199頁。七、噴灌設(shè)備的多種用途省力噴灑環(huán)境保護(hù)噴灑防災(zāi)噴灑第171頁，共199頁。省力噴灑噴灑農(nóng)藥沖洗及充填灑水噴灑其他化學(xué)藥品噴灑肥料第172頁，共199頁。環(huán)境保護(hù)噴灑美化環(huán)境防塵凈化環(huán)境廢水（料）處理降溫魚塘充氣增氧供水供電第173頁，共199頁。防災(zāi)噴灑防凍霜防風(fēng)蝕防海潮風(fēng)害灑水除雪第174頁，共199頁。八、固定式噴灌系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計實例假設(shè)，灌區(qū)120畝（270m290m），作物為蔬菜，地形為平地，土壤為壤土，水井供水量60m3 /h ,動水位20m，每天開機(jī)14h，作物最大日耗水強(qiáng)度e=6mm/d,作物耗水高峰期日均降雨P(guān)=0 mm/d，設(shè)計灌水周期7d 。第175

42、頁，共199頁。（一）、 收集規(guī)劃收集所需的資料地形、氣象水文地質(zhì)、土壤（質(zhì)地、土層厚度、凍土深度、土壤入滲率等）作物品種和種植結(jié)構(gòu)動力、水源（出水量、動水位等）社會經(jīng)濟(jì)狀況 第176頁，共199頁。已知水源供水量，確定灌溉面積已知灌溉面積，確定引水量和調(diào)蓄容積方法：如果已知水源為水井，要求確定灌溉面積假設(shè)灌水周期為T天，日耗水e毫米T天水井可供水量：T（天） C日開機(jī)小時數(shù)Q井 (m3/h) T天用水量：T（天） (e-p)/1000 A 667（二）、水量平衡計算目的：第177頁，共199頁。來用水平衡：來水量用水量，即： T（天） C日開機(jī)小時數(shù)Q井（ m3/h ） T（天） (e-p)/1000 A 667 得：可灌溉的面積 本例中 A14 60/(0.667 e)=209畝第178頁，共199頁。根據(jù)前面講述：固定式噴灌系統(tǒng)用于噴灌次數(shù)多，經(jīng)濟(jì)價值高的作物半固定式噴灌系統(tǒng)用于小麥等小型機(jī)組式山區(qū)或經(jīng)濟(jì)價值較低的作物絞盤式噴灌機(jī)小麥等大田作物大型平移或時針式噴灌機(jī)大型農(nóng)場本例中灌溉作物為經(jīng)濟(jì)價值較高的蔬菜，選擇固定式噴灌系統(tǒng)（三）、選擇噴灌系統(tǒng)的形式第179頁，共199頁。根據(jù)前面講述：1. 噴頭的選擇考慮灌溉