低壓滴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)知名教授講解

低壓滴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討2013.8.12第一階段：1996-2010年（一）、滴灌工程技術(shù)的主要特點(diǎn)1、水源以地下井水為主，河水滴灌為輔，且多為加壓滴灌系統(tǒng)。2、單井出水量100-200m3/h，滴灌面積較小，在500-1000畝左右。3、單個(gè)水源控制一種作物，作物品種單一。4、滴灌帶形式單一（邊縫式），滴頭流量偏大（3.0L/h)第一階段：1996-2010年(二）滴灌工程設(shè)計(jì)中的主要思想降低系統(tǒng)投資，（不考慮，或較少考慮勞動(dòng)力成本）表現(xiàn)在：1、輪灌制度劃分上，一般把兩條距離較遠(yuǎn)的支管組合成一個(gè)輪灌組，或Q分管=Q支，通過減少分干管流量來改變管道直徑，降低投資。第一階段：1996-2010年2、采用支管+輔管，或長(zhǎng)短管的設(shè)計(jì)方法，即增大灌水小區(qū)數(shù)量，分散分干管、支管的流量，減少管徑，降低投資。支管毛管輔管支管長(zhǎng)短管第二階段：2011-標(biāo)志1、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化建設(shè)（2011.5）標(biāo)志2：“提質(zhì)增效”（2012.5.20）對(duì)農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉工程提出了更高的要求，從前期規(guī)劃設(shè)計(jì)、中期項(xiàng)目實(shí)施、后期運(yùn)行管理都要嚴(yán)格按照有關(guān)《規(guī)范》來操作（提高滴灌工程質(zhì)量和效率）滴灌工程技術(shù)的主要特點(diǎn)1、水源以地表河水為主，多為渠道加壓滴灌系統(tǒng)，自壓滴灌系統(tǒng)面積越來越大。2、滴灌面積較大，集中連片，3000-20000畝。3、地表水源控制作物由單一作物增加到數(shù)種作物。4、滴灌灌溉作物除一年生作物外，增加了多年生作物（牧草、果樹）5、滴灌面積在灌區(qū)所占比重越來越大，最大達(dá)到80%以上6、毛管形式多樣化，滴頭流量趨小，支管以帶代管12影響滴灌系統(tǒng)的關(guān)鍵因素33降低系統(tǒng)壓力的措施分析低壓滴灌系統(tǒng)的含義低壓滴灌系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)4一、低壓滴灌系統(tǒng)含義

目前微灌灌水器的流量和工作壓力1、微噴灌：50－200L/h，15－20m2、涌泉灌:4-20L/h，10m3、滴灌:1.8-3.2L/h，8-10m低壓滴灌系統(tǒng)概念產(chǎn)生的背景政策原因：《節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》于2010年獲批，國(guó)家大力倡導(dǎo)“節(jié)能環(huán)保、綠色經(jīng)濟(jì)”。如按滴灌系統(tǒng)降低5m的工作壓力計(jì)，將節(jié)余電能10％，新疆3000萬畝滴灌面積，每年約節(jié)省10億度電。造價(jià)原因：發(fā)展自動(dòng)化滴灌技術(shù)，需要電磁閥、RTU等設(shè)備，如按傳統(tǒng)滴灌設(shè)計(jì)布置支毛管，每畝約增加500元的自動(dòng)化設(shè)備投資，因此，需要找到降低自動(dòng)化滴灌系統(tǒng)的方法。如增加毛管鋪設(shè)長(zhǎng)度，降低支管數(shù)量。低壓滴灌系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)張國(guó)祥等對(duì)滴灌設(shè)計(jì)水頭取值做了分析：（1）田面高差：：高程偏差的最大值：高程偏差的最大值

（2）高差流量偏差率：X:滴頭流態(tài)指數(shù)：田面高差：滴頭工作水頭（3）田面高差對(duì)灌水質(zhì)量的影響分析在滴頭設(shè)計(jì)水頭取10m，對(duì)于平原區(qū)和經(jīng)過平整的丘陵區(qū)，特別對(duì)溫室、大棚，是不必要的僅對(duì)山丘區(qū)高差超過1m時(shí)，是可接受的在大多數(shù)平原灌區(qū)，取10m設(shè)計(jì)水頭將會(huì)有出現(xiàn)不同程度的閑職能力，且由此付出了高投資和高運(yùn)行費(fèi)（電費(fèi)）滴頭設(shè)計(jì)水頭取值滴灌設(shè)計(jì)中，滴頭設(shè)計(jì)水頭取值按下式計(jì)算滴頭設(shè)計(jì)水頭（m)滴頭流態(tài)指數(shù)田面高差（m)滴頭設(shè)計(jì)水頭與灌水小區(qū)田面高差有關(guān)當(dāng)田面高差≤1.0m時(shí)，=10m；當(dāng)田面高差≤0.50m時(shí)，=5m低壓滴灌系統(tǒng)的含義由于滴灌灌區(qū)多數(shù)屬于≤0.4m的范圍，因此稱≤4m的滴頭為低壓滴頭，使用低壓滴頭的滴灌系統(tǒng)成為低壓滴灌系統(tǒng)。

根據(jù)滴頭流量與壓力的關(guān)系幾種常見滴頭在不同壓力時(shí)的流量，見下表：二、影響滴灌系統(tǒng)的關(guān)鍵因素

(1）壓力對(duì)加壓機(jī)組投資的影響系統(tǒng)壓力的大小決定著水泵的揚(yáng)程和動(dòng)力機(jī)功率的高低。在同一流量下，加壓機(jī)組的投資與系統(tǒng)壓力大小成正相關(guān)。(2）壓力對(duì)管道費(fèi)用的影響單位長(zhǎng)度管材消耗塑料的體積可按下式計(jì)算:管材消耗塑料的體積V基本與壓力P在成正比。管道投資與消耗塑料體積成正比，因此，各級(jí)管道的投資與其設(shè)計(jì)壓力的大小成正比。二、影響滴灌系統(tǒng)的關(guān)鍵因素

(3）壓力對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用的影響能耗是系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用的主要部分，系統(tǒng)能耗與系統(tǒng)壓力成正比，顯然壓力越大，系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用越高通過壓力與水泵、管材費(fèi)用、系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用的關(guān)系分析，壓力對(duì)滴灌系統(tǒng)投資與能耗影響極大，是個(gè)最關(guān)鍵的因素。三、降低系統(tǒng)壓力措施分析

在溫室、大棚中滴頭設(shè)計(jì)水頭可取1.0m，甚至0.5m在田面高差小于0.5m的田塊，滴頭設(shè)計(jì)水頭可取5－6m在田面高差小于1.0m的田塊，滴頭設(shè)計(jì)水頭取10m(1）滴灌設(shè)計(jì)水頭取值三、降低系統(tǒng)壓力措施分析

在管道材質(zhì)、管長(zhǎng)、流量已定時(shí)，減少水損的唯一措施是加大管徑。管徑加大一方面會(huì)增加投資，一方面卻能降低水損，使用壓力等級(jí)低的管材。因此，需要經(jīng)濟(jì)判別。其判別式是(2）減少干管水頭損失如a:0.4Mpa，φ200mm管材壁厚為4mm，b:0.3Mpa，φ225mm管材壁厚為3.4mm二者，，說明b管道可節(jié)省材料1－94.1%=5.1%。另外，φ225mm的水損只有φ200mm水損的54.3%，減少了45.7%，如以φ200mm干管水頭損失16m計(jì)，φ225mm的水損為8.7m，減少了7.3m。干管進(jìn)口如能降低一個(gè)壓力級(jí)，同一管徑投資和水損都能減少通過經(jīng)濟(jì)判別，可選用大一級(jí)管徑，壓力降一級(jí)的管道，以節(jié)省投資或運(yùn)行費(fèi)用。

(2）減少干管水頭損失在毛象管2和毛仍管1鋪設(shè)咬長(zhǎng)度志和滴汁頭流賞量相洪等的頓條件摸下由于階毛管2比毛墨管1壓力候低，綁管徑召大，而故齡。說群明通決過加種大毛鴿管直升徑、謹(jǐn)壓力劃降低披的方說法，猴可使腎投資姻減少恐。(3）加依大毛凍管管飯徑在極濁限孔符數(shù)，稻滴頭考流量典相同姥條件昏下，游與滴面頭設(shè)嘉計(jì)水柴頭10斯m毛管創(chuàng)相比四、低壓澆滴灌掩系統(tǒng)乘的優(yōu)掙缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)（1）降沈低系冠統(tǒng)投冶資、蛾降低刑系統(tǒng)侄能耗（2）提嶼高滴茫灌系景統(tǒng)抗梳堵塞汽性能膀（定）在滴殊頭流義量相柱同條衣件下貫，與寄滴頭肉設(shè)計(jì)立水頭10晃m毛管貫相比（3）降憑低滴伏頭制堆造難跨度低壓?jiǎn)〉晤^晶流道欄尺寸王顯著掛加大癥，相糟同機(jī)累加工騾精度低帶來啊流道護(hù)斷面椒尺寸乖相對(duì)奧誤差綢減小滴，從以而降科低滴銹頭的拼制造度偏差己，降找低加艇工成萌本四、低壓辮滴灌丟系統(tǒng)傳的優(yōu)談缺點(diǎn)缺點(diǎn)碼（新雜問題私）（1）田承面高己差對(duì)注灌水曲質(zhì)量戒影響伍不可催再忽姜略前面完已分蟲析，盒在滴晉頭壓卵力取10秩m時(shí)，夕田面銀高差陡（小稼于0.廣4m自)對(duì)灌突水流肉量偏匯差率灶很小銀，可蹄忽略淡。但滴咬頭壓醬力取菌小后草，由眠于田柔面高賺差引花起的盡流量音偏差勤率可危達(dá)5％，俯該影魚響已無不可美忽略嗎。四、低壓靈滴灌掏系統(tǒng)雨的優(yōu)猛缺點(diǎn)缺點(diǎn)玩（新判問題綿）（2）對(duì)則毛管比鋪設(shè)講長(zhǎng)度物的影你響灌水葵小區(qū)億允許堡水頭險(xiǎn)偏差揉為由于斥設(shè)計(jì)懂水頭曠減少均，將干使灌呈水小允區(qū)允版許水謝頭偏暢差減昆小。根據(jù)悔水平漫坡毛聽管極逮限孔驢數(shù)公津式計(jì)雄算Nm將減責(zé)少，錘增加宗支管夸數(shù)量亦，有疑可能左加大廁投資僅。算例1：平坡柴，毛豈管管直徑16鵝mm，q=召0.堵50儉24唇h0.點(diǎn)6,k驚=1娘.1倘,S輛=0希.3捕m,盆qv=2炸0%戀,β1＝β2＝0.各5，計(jì)算敞滴頭富壓力漫為10米和4米時(shí)濱，毛姿管極壁限孔碗數(shù)Nm（1）滴盤頭工刪作壓占力10膛m時(shí),q=溉2L株/h捕.[hv]=但0.秒34誓,[童△h格]=刑3.恢4m葛,瘋Nm勉=2結(jié)61(2具)滴頭評(píng)工作皆壓力4m時(shí)，q=隙1.詳2L山/h默.[hv]=溜0.駁34角,[來△h鼻]=胸1.遲36及m,祝N泛m=選25虛9算例2：平坡書，q=桃0.扛50督24失h0.趁6,k倦=1約.1類,S技=0化.3臺(tái)m,伙qv=2臭0%派,β1＝β2＝0.逗5，計(jì)算(1