小管出流灌溉技術(shù)小管出流灌溉系統(tǒng)是中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院研究開(kāi)發(fā)成功的一種微灌系統(tǒng)。它主要是針對(duì)微灌系統(tǒng)在使用過(guò)程中灌水器易被堵塞的難題和我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理水平不高的現(xiàn)實(shí)，打破了微灌灌水器流道的截面通常尺寸（一般直徑為0.5?1.2毫米），采用超大流道，以直徑為〖QS〗4毫米的PE塑料小管代替滴頭，并輔以田間滲水溝，形成一套以小管〖DK2〗出流灌溉為主體的符合實(shí)際要求的微灌系統(tǒng)，如圖1所示。小管出流灌溉系統(tǒng)具有下列特點(diǎn)。圖1小管出流灌溉系統(tǒng)示意圖（略）第一，堵塞問(wèn)題小，水質(zhì)凈化處理簡(jiǎn)單。小管灌水器的流道直徑比滴灌灌水器的流道或孔口的直徑大得多，而且采用大流量出流，解決了滴灌系統(tǒng)灌水器易于堵塞的難題。因此一般只要在系統(tǒng)首部安裝60?80目的篩網(wǎng)式過(guò)濾器就足夠了（滴灌系統(tǒng)的過(guò)濾器的過(guò)濾介質(zhì)則需要120?200目）。如果利用水質(zhì)良好的井水灌溉也可以不安裝過(guò)濾器。同時(shí)，由于過(guò)濾器的網(wǎng)眼大、水頭損失小，既可節(jié)省能量，又可延長(zhǎng)沖洗周期。第二，施肥方便。果樹(shù)施肥時(shí)，可將化肥液注入管道內(nèi)隨灌溉水進(jìn)入作物根區(qū)土壤中，也可把肥料均勻地撒于滲溝內(nèi)溶解，隨水進(jìn)入土壤。特別是施有機(jī)肥時(shí)，可將各種有機(jī)肥埋入滲水溝下的土壤中，在適宜的水、熱、氣條件下熟化，充分發(fā)揮肥效，解決了滴灌不能施有機(jī)肥的問(wèn)題。第三，省水。小管出流灌溉是一種局部灌溉技術(shù)，只濕潤(rùn)滲水溝兩側(cè)果樹(shù)根系活動(dòng)層的部分土壤，水的利用率高，而且是管網(wǎng)輸配水，沒(méi)有輸滲漏損失，可比地面灌溉節(jié)約用水60%以上。第四，適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)各種地形、土壤、果樹(shù)等均可適用。第五，操作簡(jiǎn)單，管理方便。這些特點(diǎn)正好與當(dāng)前我國(guó)果樹(shù)栽培管理水平相適應(yīng)，因而該項(xiàng)技術(shù)自1978年在北京市海淀區(qū)果園試驗(yàn)以來(lái)，很快得到推廣應(yīng)用。節(jié)水灌溉新技術(shù)一噴灌、微灌技術(shù)(2)李援農(nóng)馬孝義(712100西北農(nóng)林科技大學(xué)農(nóng)業(yè)水利工程學(xué)院)一、滴灌滴灌的特點(diǎn)及適用范圍滴灌是將具有一定壓力的水，過(guò)濾后經(jīng)滴灌系統(tǒng)及滴水器均勻而緩慢地滴入植物根部附近土壤的局部灌溉技術(shù)。滴灌具有以下特點(diǎn)：省水滴灌是局部灌溉方法，它可根據(jù)作物的需要精確地進(jìn)行灌溉，用管道輸送，非常省水，一般比地面澆灌省水30%?50%，有些作物可達(dá)80%左右，比噴灌省水10%?20%。灌水均勻滴灌可有效控制每個(gè)滴頭的出水量，灌水均勻度高，一般可達(dá)80%?90%。節(jié)能滴灌工作壓力要比噴灌低得多，節(jié)能，灌溉水利用率高，所以減少了抽水量，相應(yīng)也減少了抽水的能量，這在高揚(yáng)程灌區(qū)效果更明顯。土壤和地形的適應(yīng)性強(qiáng)滴灌幾乎可以適應(yīng)任何復(fù)雜的地形，甚至在亂石灘上種的樹(shù)也可滴灌。在一定條件下，滴灌還可適應(yīng)于微咸水灌溉。增產(chǎn)保持穩(wěn)定的土壤濕度，提高作物產(chǎn)量，增強(qiáng)耐鹽能力，滴灌能適時(shí)適量地向作物根區(qū)供水施肥，不會(huì)造成土壤板結(jié)，為作物生長(zhǎng)提供了良好的水分；養(yǎng)分條件，同時(shí)也提高了產(chǎn)品品質(zhì)。省工滴灌便于自動(dòng)控制，節(jié)省勞動(dòng)力，還可用來(lái)施肥和噴灑其他農(nóng)藥，既省肥(藥)，又省力，非常方便。方便田間作業(yè)滴灌田塊大部分地面是干燥的，便于在灌水的同時(shí)進(jìn)行其他農(nóng)事操作。滴灌的主要缺點(diǎn)是投資較高，容易堵塞，對(duì)水質(zhì)要求高。它主要適用于果樹(shù)、蔬菜、花卉、溫室等經(jīng)濟(jì)作物和水源極缺的地區(qū)、高揚(yáng)程抽水灌區(qū)及地形起伏較大地區(qū)的灌溉，同時(shí)在透水性強(qiáng)、保水性差的砂質(zhì)土壤和咸水地區(qū)也有一定的發(fā)展前景。滴灌系統(tǒng)的組成滴灌系統(tǒng)一般由水源、首部樞紐、輸水管道和滴頭組成。水源各種符合農(nóng)田灌溉水質(zhì)要求的水源只要含沙量較小及雜質(zhì)較少，均可用于滴灌，含沙量較大時(shí)，則應(yīng)采用沉淀等方法處理。首部控制樞紐首部控制樞紐一般包括水泵、動(dòng)力機(jī)、過(guò)濾器、化肥罐、調(diào)節(jié)裝置等。化肥罐用于灌水施肥施藥，常用的化肥罐有壓差式、開(kāi)敞式、文丘里注入式和注射泵等四種形式，肥料罐一般安裝在過(guò)濾器之前，以防造成堵塞。輸水管網(wǎng)滴灌系統(tǒng)的輸水管網(wǎng)一般由干支毛三級(jí)管網(wǎng)組成，干支管一般為硬質(zhì)塑料管；毛管用軟塑料管。滴水器它是在一定的工作壓力下，通過(guò)流道或孔口將毛管中的水流變成滴狀或細(xì)流狀的裝置，其流量一般不大于12升/小時(shí)。按滴水器的構(gòu)造方式不同，滴水器通常分滴頭和滴灌管兩大類。滴頭通常有長(zhǎng)流道型滴頭、孔口型滴頭、渦流型滴頭等多種形式。滴頭與毛管采用外連接。這類滴頭流道或孔口直徑為0.5?1.2mm，流道長(zhǎng)度為30?50cm，工作壓力為50?100KPa，滴頭流量為1.5?12升/小時(shí)，該類滴頭便于沖洗和更換。滴灌管是將滴頭與毛管制造成一整體。分內(nèi)鑲式滴灌管和薄壁式滴灌管兩種。其滴頭孔口直徑為0.5?0.9mm，流道長(zhǎng)度為30?50cm；管直徑為10?16mm；管壁厚為0.2?1.0mm；工作壓力為50?100KPa，孔口出流量為1.5?3.0升/小時(shí)-m。滴灌管同時(shí)具有輸水和滴水兩項(xiàng)功能，使用方便。缺點(diǎn)是孔口較小。鋪設(shè)于地面上的滴灌管妨礙田間其他農(nóng)事操作。滴灌系統(tǒng)的類型滴灌系統(tǒng)根據(jù)其管道的固定程度可分為三類：固定式滴灌其各級(jí)管道和滴頭位置在灌溉季節(jié)都是不動(dòng)的，干管和支管一般埋設(shè)在地下，毛管埋入地下、放在地表或懸掛在支架上。投資較大，但灌水效果好、管理方便，一般用于經(jīng)濟(jì)作物、果樹(shù)溫室等灌溉。國(guó)產(chǎn)設(shè)備(不含水源工程)的畝投資在700元(果樹(shù))?1400元(大棚蔬菜)之間。移動(dòng)式滴灌其十支毛管均可由人工移動(dòng)，設(shè)備簡(jiǎn)單，畝投資在200?500元，一般適用于經(jīng)濟(jì)落后，地形復(fù)雜的山丘缺水地區(qū)和灌水次數(shù)較少的大田作物灌溉。半固定式滴灌介于上述兩者間，其干支管固定、毛管由人工移動(dòng)，畝投資在500?700元。滴灌系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)要領(lǐng)滴灌系統(tǒng)形式的選擇滴灌規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡匦?、土壤、作物和?jīng)濟(jì)條件選用系統(tǒng)的形式。對(duì)果樹(shù)、蔬菜、溫室等經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高或灌水頻繁的作物，可采用固定式滴灌系統(tǒng)，對(duì)大田作物，可采用半固定式滴灌，對(duì)經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)勞動(dòng)力較多時(shí)，可采用移動(dòng)式滴灌。滴灌系統(tǒng)布置滴灌系統(tǒng)的管道一般分為干、支、毛管三級(jí)，在平坦地區(qū)布置時(shí)要求干、支、毛三級(jí)管道相互垂直，以使管道最短。在山丘地區(qū)十管多沿山脊或在較高位置平行等高線布置，支管垂直于等高線，毛管垂直于支管布置，以使同一毛管出水均勻。毛管和滴頭的間距及滴頭選用取決于所種作物的行距、土壤質(zhì)地等，對(duì)寬行作物，毛管間距一般為作物行距的1倍或2倍。滴頭間距與土壤質(zhì)地有關(guān)，土壤粘重時(shí)，可采用較大的滴頭間隔和較大流量的灌水器，而砂質(zhì)土則相反，砂壤土、壤土滴頭流量為2?5升/小時(shí)，間距為0.3?1.0m。對(duì)果樹(shù)一般為繞樹(shù)布置，并根據(jù)樹(shù)的大小，確定滴頭數(shù)量。二、微噴灌微噴的特點(diǎn)及適用范圍微噴灌是介于噴灌與滴灌之間的一種灌水方法。微噴主要具有以下優(yōu)點(diǎn)。節(jié)水、灌水質(zhì)量高微噴雖然在整個(gè)田塊灌水并不均勻，但它把水直接輸送到作物的根部，滿足作物全部需水要求，灌水質(zhì)量高。而且微噴灌采用管道輸水，靠近地面噴灑，大大減少了蒸發(fā)損失和輸水過(guò)程中的損失。加之微噴是局部灌溉，減少了部分土壤無(wú)效耗水，因而節(jié)水。對(duì)土壤、地形和作物的適應(yīng)性強(qiáng)微噴灌是一種管道輸水的局部灌溉，水一直送到作物附近，它幾乎適應(yīng)各種復(fù)雜地形。與滴灌相比，由于微噴灌濕潤(rùn)面積比滴頭大得多，避免大流量滴頭在粘土土壤中發(fā)生地表徑流和形成水洼及透水性很大的沙土的深層滲漏問(wèn)題，對(duì)土壤的適應(yīng)性好。防堵塞性能好微噴頭的孔徑比滴頭大得多，防堵塞性能好，對(duì)水質(zhì)過(guò)濾要求要低，相對(duì)也降低了成本。增產(chǎn)微噴灌還可以結(jié)合作物葉面施肥、噴藥等使用，噴水時(shí)霧化程度較高，可以增加作物濕度，調(diào)節(jié)土壤溫度，且對(duì)作物打擊強(qiáng)度小，具有顯著增產(chǎn)作用，這對(duì)一些花卉、木耳等對(duì)溫、濕度有特別要求的作物更為明顯。適應(yīng)性強(qiáng)可用于各種地形、土質(zhì)下的果樹(shù)、花卉及苗圃、城市園林綠化等。常用微噴頭形式按照工作原理，常用微噴頭有射流式、離心式、折射式和縫隙式四種。射流式有運(yùn)動(dòng)部件，又稱旋轉(zhuǎn)式噴頭，后三種又稱固定式微噴頭。折射式微噴頭壓力水從孔口噴出并碰到孔頂部擴(kuò)射時(shí)，水流受阻折射并形成薄水層，向四周射出，在空氣阻力和內(nèi)部形成渦流被粉碎，形成水滴灑落在地面進(jìn)行灌溉，其工作壓力通常為100?350KPa，射程為1.0?7.0m，流量為30?250升/小時(shí)。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件，工作可靠，價(jià)格便宜，適用于果園、苗圃、溫室、花卉等的灌溉。射流式噴頭是通過(guò)曲線型的導(dǎo)流槽使水流以一定的仰角向外噴水，利用水流的反作用，使搖臂帶著水作快速旋轉(zhuǎn)，使水分均勻的灑在地面上。其工作壓力一般為1000?1500KPa，噴灑半徑為1.5?7.0m，流量為45?250升/小時(shí)。適用于果樹(shù)、溫室、苗圃和城市園林綠化的灌溉，特別適合于全面噴灑灌溉。離心式微噴頭是水流從切線方向進(jìn)入離心室，繞垂直軸旋轉(zhuǎn)后，從離心室中心射出，在空氣阻力作用下粉碎成水滴灑灌在微噴頭四周。這種微噴頭的特點(diǎn)是工作壓力低，霧化程度高。縫隙式微噴頭水流經(jīng)縫隙噴出，在空氣阻力下粉碎散成水滴。同滴頭類似，微噴頭的性能主要是工作壓力、額定流量、射程等。三、小管出流灌溉灌水技術(shù)的特點(diǎn)及適用范圍小管出流灌水是針對(duì)國(guó)產(chǎn)微灌系統(tǒng)使用過(guò)程中，灌水器易被堵塞的難題和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理水平不高的現(xiàn)實(shí)，打破微灌灌水器流道的截面尺寸(一般直徑為0.5?1.2mm)，而采用超大流道，以①3、①4和①6的PE塑料小管替代滴頭，并輔以田間滲水溝，形成一套以小管出流為特色的微灌溉系統(tǒng)，它具有如下優(yōu)點(diǎn)：不易堵塞小管灌水器的流道直徑比滴灌灌水器的流道或孔口的直徑大得多，解決了滴灌系統(tǒng)灌水器易于堵塞的難題。節(jié)能由于流道相對(duì)較大，過(guò)濾器及灌水器的局部水頭損失小，因此運(yùn)行過(guò)程中所需的工作壓力較低。節(jié)水小管出流灌水系統(tǒng)只濕潤(rùn)滲水溝和兩側(cè)作物根系活動(dòng)層的部分土壤，仍是一種局部灌溉技術(shù)，節(jié)水效果高。適應(yīng)性強(qiáng)對(duì)各地形、土壤的果樹(shù)和寬行蔬菜及大田作物均可適用。小管出流田間灌水系統(tǒng)的組成小管出流田間灌水系統(tǒng)包括干管、支管、毛管、小管灌水器及滲水溝。灌水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要領(lǐng)小管灌水器小管出流采用內(nèi)徑有3mm，4mm，6mm三種PE塑料管。小管灌水器流量大小應(yīng)在滲水溝內(nèi)具有較高流速，以滿足灌水均勻。常用灌水器流量為80?120升/小時(shí)，輕質(zhì)土壤取高值。毛管直徑與允許最大長(zhǎng)度日前，最常用到的毛管直徑多為12mm,15mm和20mm三種。顯然，在達(dá)到灌水均勻度要求的前提下，不同直徑的毛管的最大允許長(zhǎng)度不同，設(shè)計(jì)方法類似于滴灌。滲水溝滲水溝可以繞樹(shù)修筑成溝狀，也可以順樹(shù)行開(kāi)挖。前者適用于高大的成齡果樹(shù)或西瓜等，溝的直徑約為樹(shù)冠冠徑的2/3,后者則用于密植果樹(shù)或葡萄園等，一般每隔2?3m用土埂隔開(kāi)，故又稱為順行格溝。滲水溝的作用是把灌水器流出的水均勻分散到灌溉作物周?chē)寥乐小B水溝使水封溝較快，灌水均勻，通常為梯形斷面，溝底寬10?15cm，溝深12?15cm。四、脈沖灌溉脈沖式微灌系統(tǒng)是美國(guó)INTRTEC公司在80年代研究開(kāi)發(fā)成功的一項(xiàng)全新節(jié)水型灌溉設(shè)備，它是一種微灌技術(shù)，具有灌水均勻度高、抗堵塞、系統(tǒng)灌水流量和工作壓力可以調(diào)節(jié)、灌水器位置可調(diào)、抗老化、防凍裂和獨(dú)特的景觀效果等優(yōu)點(diǎn)。脈沖式微灌系統(tǒng)組成及工作原理脈沖式微灌系統(tǒng)由脈沖器總成、供水干管、支管、灌水毛管、噴水器總成以及連接、控制件組成。脈沖器總成由頻率控制器、脈沖閥、壓力調(diào)節(jié)閥和快速接口等部件組成。該總成僅利用系統(tǒng)內(nèi)部壓力實(shí)施脈沖灌溉，為系統(tǒng)的控制中心。供水干、支管目前，系統(tǒng)的供水干支管通常用PVC塑料管，支管外徑為32mm，承壓能力大于0.6MPa。灌水毛管由專用彈性材料制造，具有良好的防凍、防曬、耐疲勞及抗老化性能，故又稱之為彈性毛管。其內(nèi)徑為0.9mm，水壓力大于0.3MPa。噴水器總成噴水器總成由噴頭、豎管、噴水器、支撐桿等組成。噴頭的孔徑為4.0mm，有360°平噴頭、330°錐噴頭、180°行噴頭3種供用戶選擇。此種噴頭有良好的霧化效果，在噴灌的同時(shí)，還可調(diào)節(jié)局部小氣候、防霜凍等。脈沖灌溉的技術(shù)特點(diǎn)及適用范圍灌水均勻度高由于該系統(tǒng)管路充水和灌水過(guò)程相互獨(dú)立，只有當(dāng)系統(tǒng)管路全部充滿水