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)長度，降低支管數(shù)量。低壓滴灌系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)張國祥等對滴灌設(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）田面高差對灌水質(zhì)量的影響分析在滴頭設(shè)計(jì)水頭取10m，對于平原區(qū)和經(jīng)過平整的丘陵區(qū)，特別對溫室、大棚，是不必要的僅對山丘區(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）壓力對管道費(fèi)用的影響單位長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、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啞滴頭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）對則毛管比鋪設(shè)講長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