43灌水方法喷灌2资料
《灌溉排水工程学》第四章：地面灌水方法、灌溉技术及原理
灌水方法
②喷灌灌水 ③微灌灌水
④渗灌灌水
1、地面灌水方法：使灌溉水通过田间渠沟或管道输入田
间，水流呈连续薄水层或细小水流沿田面流动，主要借重
力作用兼有毛细管作用下渗湿润土壤的灌水方法，又称重
力灌水法。
地面灌水法 分为三种：
畦灌法 沟灌法 淹灌法
沟灌
畦灌灌溉
2、喷灌灌水方法：即喷洒灌溉，就是利用一套专门的设 备将灌溉水加压或利用地形高差自压，通过管道系统输送 压力水至喷洒装置，将水喷射到空中分散成细小水滴，象 天然降雨一样降落到地面，随后主要借毛细管力和重力作 用渗入土壤灌溉作物的灌水方法。
m K0
1
式中：H t为tn时间渗入到土壤中的水量, m为计划灌水定
额；K 0为第一个单位时间内的平均入渗速度， tn为畦田
内各处入渗水量达到计划灌水定额所需要的下渗时间；
α为土壤入渗指数。
(2)停止灌水时进入畦田的总灌水量应与全畦长达到灌水定 额所需要的水量相等，即：
3.6Qt mbl
q Q/b
式中：
3.6qt ml
Q 为畦首控制的入畦流量(L/s)；t为畦首处供水时间(h)，
q为入畦单宽流量[L/(s*m)]；b为畦宽(m)；l为畦长(m)；
m为灌水定额(m)。
畦首供水时间： t tn t1
式中：t1为畦首处滞渗时间；t n为畦田各处入渗水量达到 计划灌水定额所需要的时间。
x: 任意时间的水流推进长度(m);
z: t时段内任意一点x处的入渗水层深度(m)；
l: 关闭首端进水口后停止供水时的水流推进长度( m)。
地面水流推进函数和土壤入渗函数的确定：
水流推进函数：L aT b
土壤入渗函数：Z ktna
喷灌技术
喷灌技术喷灌有显著的省水、省工、少占耕地、不受地形限制、灌水均匀和增产等效果，属先进的田间灌水技术。
与明渠输水的地面灌溉相比，喷灌节水30%～50%，粮食作物增产10%～20%，经济作物增产20%～30%，蔬菜增产1～2倍。
但喷灌也有一定的局限性，如作业受风影响，高温、大风天气不易喷洒均匀，喷灌过程中的蒸发损失较大等，而且喷灌的投资比一般地面灌水方法投资要高。
茶园、露地蔬菜等且用固定式喷灌，大田作物可用机组式喷灌或移动（管道）式喷灌系统。
需注意的是，目前看来果树一般不适且用喷灌而且用微灌，因为喷灌容易击落果树花和幼果；喷灌难于结合施肥，而微灌容易做到这一点；喷灌投资一般高于微灌；微灌比喷灌更节水；微灌灌水量能更精确控制，确保灌水适时适量。
当然微灌也有需要注意的缺点：对管理人员责任心要求更高，要防止或及时排除灌水器堵塞。
设计资料：1.喷灌系统的分类与选型喷灌系统分管道式喷灌系统和机组式喷灌系统两大类。
(1)管道式喷灌系统管道式喷管系统分固定式、移动式和半固定式三类。
固定式喷灌系统除竖管（也叫立管）外干管、支管都埋于地下，并有固定的首部枢纽（泵房、水泵、动力机等），这种喷灌系统投资较高，但管理比较方便；移动喷灌系统的所有管道都可移动作业，且水泵与动力机也是可以移动的，移动式喷灌系统可在不同田块移动作业，因此单位面积投资较低，其缺点是管理操作劳动强度较大；半固定式喷灌系统枢纽和主干管固定，支管和竖管可移动作业，半固定式的优缺点介与前两者之间。
目前看来，固定式喷灌系统应用最普遍。
一般的经济作物，如蔬菜、果树、花草等都宜选用固定式喷灌系统。
北方一些地区大田喷灌常选用移动式喷灌系统（铝合金管道）。
半固定式喷灌系统应用最少。
（2）机组式喷灌系统机组式喷灌系统类型很多，按大小分可分为轻型、小型、中型和大型喷灌机系统。
南方地区河网较密，宜选用轻型（手抬式）、小型喷灌机（手推车式），少数情况下也可选中型喷灌机（如绞盘式喷灌机）。
灌水方法与灌水技术02
块灌灌水方法是以薄层水流向田间土壤表面输送，并主要 以重力作用湿润土壤，毛细管作用虽有，但不如重力作用 大。因此，块灌法仍归属于畦灌法范畴。 区别：块灌法入块田水流推进不仅有纵向流动，同时横向 扩散也非常明显。而畦灌法，其畦田宽度较小，薄层水流 沿畦长方向的纵向推进是主流，横向扩散影响不明显，故 一般都不考虑畦宽对入畦薄层水流可能产生的影响。
描述地面灌溉水流运动的数学理论有： 流体动力学理论模型； 零位惯性量模型； 运动波理论模型； 水量平衡理论模型。
目前在地面灌水方法中，普遍采用水量平衡理论模 型来确定灌水技术要素和进行设计。
第二节 地面灌水方法
2. 地面灌溉理论分析
地面灌溉水量平衡原理：在一定时间内进入田块的 水量应当等于在该时间内渗入土壤中的水量与继续 沿地面流动的水量之和，即
这种灌水方法的主要技术要求是，正确确定入畦灌水流量、 侧向分段开口的间距（即短畦长度与间距）和分段改水时间 或改水成数。
第二节 地面灌水方法
二、沟灌
沟灌法是在作物种植行间开挖灌水沟，灌溉水由输水沟或毛渠 进入灌水沟后，在流动的过程中主要借土壤毛细管作用从沟底 和沟壁向周围渗透而湿润土壤的；与此同时，在沟底也有重力 作用浸润土壤。 沟灌法与畦灌法相比较，更具有明显的优点。
第一篇 灌溉工程
第二章 灌水方法与灌水技术
第二节 地面灌水方法
（2） 农业水利工程系 2006年5月
第二章 灌水方法与灌水技术
本章的教学目的：
了解灌水方法的分类、特点及其适应条件； 了解各种灌水方法的基本要求、灌水质量的评价指 标； 掌握地面灌水系统、喷、微灌系统的规划与设计。 教学重点：地面灌水技术的改进与喷灌、滴灌系统的 规划与设计。
内各处入渗水量达到计划灌水定
4-(3)灌水方法-喷灌-2资料
经过40多年的努力，全国绝大局部县开展了喷灌的试点、 示范和推广工作。
1996年国务院打算在全国建设300个节水增产重点县，以 点代面，推动全国节水浇灌的普及。
这种形势有力地促进了喷灌事业的进展，全国喷灌面积从 1992年的1250万亩进展到1997年的1900万亩，年平均 增长率超过10％。喷灌技术得到广泛的应用。
积上水量分布的均 匀程度，是衡量喷 灌质量的重要指标。
表征指标有均匀度系 数和雨量图。
喷灌技术
1、均匀度系数
国际上多承受美国克里斯琴森均匀系数。计算式
为：
n
Cu1h1i1 hhi
h
nh
式中： h 为平均水深， △h为平均离差。
GBJ85-85《喷灌工程技术标准》
规定：在设计风速下，喷灌均匀 系数不应低于75%，对行喷式喷 灌系统，不应低于85%。
S为喷头平均掌握面积， 它小于喷洒面积。
喷灌技术
喷灌强度应小于土壤的入渗强度，以避开产 生地表积水或径流，造成土壤冲刷，因此 设计时必需把握土壤、地形、坡度等资料。
土壤类别
砂土 砂壤土 壤土 壤粘土 粘土
允许喷灌强度 （mm/h）
20 15 12 10 8
喷灌技术
〔二〕、喷灌均匀度 喷灌均匀度指喷灌面
喷灌技术
2、水量分布图 喷洒范围内的等水
量图。
喷灌技术
单个喷头的均匀系数 是没有什么意义的， 由于喷灌都是多喷 头的组合；
实际生产中可用四个 或三个喷头组合进 展测定，即喷头围 着的范围内的均匀 系数可代表喷灌的 实际均匀度，如图 中黄色局部。
喷灌技术
〔三〕、水滴打击强度 是指受水面积内，水滴对作物或土壤
当前,我国研制出了轻 小型喷灌机、中心 支轴式喷灌机、平 移式喷灌机、软管 牵引卷盘式喷灌机、 滚移式喷灌机等设 备，已形成较大的 生产力量。
喷灌施工方案和施工方法
喷灌施工方案和施工方法施工工艺及流程：灌溉工程施工主要是与绿化工程相配合，道路工程与绿化灌溉工程有路线交叉。
在道路工程施工时，灌溉工程的输水管道、控制线缆的过路保护设施必须在道路路基铺设之前进行施工。
灌溉工程前期进场工作完成后，首先进行放线。
灌溉测量放线时，甲方必须提供地下管线图，并向测量放线技术人员进行技术交底工作。
为防止灌溉管道在绿化种植过程中被破坏，在绿化工程中种植乔木以后或在绿化树木定点放线后，方能进行灌溉管道工程施工。
管道首先进行灌溉主管道及线缆的放线、开挖及铺设等工作，及其附属设施（各种阀门、井体、镇墩等）的安装、砌筑等；绿化树木种植完成后，进行支管道的工程施工工作，以便于绿化工程进行草坪以及花卉的种植；管道铺设工程同时进行其它主管道试压、管道冲洗以及管沟的回填工作；在种植草坪之前完成喷头的安装工作。
在输水工程进行的同时，进行中央控制系统、泵站的安装，应保证绿化种植的用水要求。
即灌溉工程要在施工的同时提供绿化用水。
施工方案：1、过路套管的安装套管要伸出道路两侧各0.5米，按设计要求的位置、管径及埋深在铺设正式路之前预埋。
2、放样施工前应依照预定的施工顺序将要施工的绿化区域按图纸进行放样，并由监理工程师核定。
管线沟不论主管沟或支管沟均敷石灰线，可以根据现场的情况对图纸的管线进行适当调整。
快速取水阀的位置，设黄旗标志竿。
进排气阀位置设置，设蓝旗标志竿。
干管检修阀的位置以石灰做40cm×40cm正方形的白方块。
混凝土镇墩的位置以石灰做10cm宽、50cm长的十字。
放样前需指定专人与设计工程师研讨施工方法，放样过程中该专人应随时与设计工程师密切配合磋商以确定灌溉系统排列的方式，放样完成后由设计工程师核定后方可施工。
放样之初各标识点应先以长于100cm的标桩将各点表示于地面，待石灰线完成后不重要的可视需要拔除重复使用。
另外，废除之桩位或石灰记号必须于当天消除不得留待隔日。
放样过程中对原设计的管线走向修改必须与设计工程师协商后方可确定。
[农田水利学]第三章 灌水方法(可编辑)
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[农田水利学]第三章灌水方法第三章灌水方法第一节灌水方法的评价标准、分类及使用条件一、评价指标 1 、灌水均匀度 2 、灌溉水利用效率 3 、贮水效率其他评价指标和农业措施的结合，施肥、喷药、调节气候等劳动生产率高。
水平畦田灌溉、机械化程度地形适应性管理与基建费用低占地少二、灌水方法分类 <一 > 全面灌溉 1 、地面灌溉畦灌沟灌淹灌(水稻 ) 漫灌(牧草 ) 2、喷灌sprinkle irrigation 利用专门设备将有压水输送至灌溉地段，喷射到空中，以降雨方式进行灌溉。
优点：均匀、地形适应性强、可调节湿度和温度、机械化程度高缺点：造价高、受风影响大。
打击强度过大可能伤害幼苗。
Sprinkle irrigation 二、局部灌溉Prtial irrigation 特点：只湿润作物周围局部土壤，其他远离作物根系的土壤保持干燥。
亦称为微灌（ micro-irrigation ）通常需要专门的管道系统和灌水器，将水和养分输送至根系附近。
优点：节水、节能、均匀、适应性强、可结合施肥。
可提高作物的品质和产量，利用劣质水源灌溉。
Partial irrigation 局部灌溉的种类 1、渗灌利用地下管道将水引至作物根系层，借助毛管作用自下而上湿润土壤。
亦称地下灌溉（滴灌亦可埋入地下）。
优点：蒸发少、占地少、压力低。
缺点：地面湿润差、容易堵塞、造价高 (2) 滴灌Drip irrigation 管道中灌溉水通过特制滴头直接滴在作物根部,然后渗入土壤 . 特点:节水、自动化程度高、地形适应能力强、作物可处于最佳水分状态。
缺点：易堵塞、造价高。
Drip irrigation 3、微喷灌micro-sprinkle 称为微型喷灌。
用小喷头将水喷洒在土壤表面，水流在空中消能。
可以是局部灌溉，也可以是全部灌溉。
湿润面积较大，所用的灌水器少，抗堵塞性能好，可创造良好生长环境。
与喷灌的区别：工作压力低（喷灌一般高于 15 米〕，流量小，水源象其他滴灌和渗灌一样需要过滤。
农田水利学第二章 灌水方法(喷滴灌)
• 5.促进农业生产环境改善和可持续发展水量的去向：
–（1）储存于计划湿润层V1 –（2）深层渗漏V2 –（3）蒸发漂移V3 –（4）地表径流V4
灌水方法与灌水技术
1.田间灌溉水有效利用率Ea
–储存于计划湿润层中的水量占实际灌水量的 比值。 –要求Ea大于0.85 • 超量灌溉； • 渗漏过多； • 漂移、蒸发过大。 –田间水利用系数ᵑ田
二、喷灌分类
• １．固定式喷灌系统 – 除喷头外，其他部分在整个灌溉季节固定不动 – 干管、支管多为地埋式管道 • ２．移动喷灌 – 系统各部分可以移动 – 设备利用率高，成本低。 • ３．半固定式喷灌 – 动力、水泵和干管固定，支管和喷头移动。
三、喷头与管道
• 1、喷头种类
–按压力分类：高压喷头、低压喷头、中压喷 头 –按结构分类：旋转式、固定式、喷管带
灌水方法与灌水技术
5、细流沟灌
• 较小的入沟流量；
– 0.5-1.0L/s
• 沟内水深较小；
• 水流推进到沟道末端被完全入渗。
– 与流量配合，被全部消耗与推进长度上。 – 选择适合的长度，使得灌溉均匀度满足要求。
灌水方法与灌水技术
6、隔沟交替灌溉（分根交替灌溉）
• 原理： – 胁迫根系发出的化学信号，调节地上部分气 孔和耗水过程
• B*L*m=q*B*t，即t=L*m/q
• 此时的灌水ｍ一般大于计算出的灌水定额？
灌水方法与灌水技术
(1)当ｍ和Ｌ一定时（已成灌区）
• 选择合适的ｑ，使灌水均匀度最大。 – 模拟水流推进和消退曲线，使二者尽可能平行。 – ｑ不能引起冲刷。 – 若渠道流量过小，可减小畦田宽度，或者实行轮灌。 • 改水成数
第三章灌水方法PPT课件
– 适于入渗速率大、畦田坡度小的田块。 – 提高均匀度，减少灌水定额（？）
• 方法：间歇向沟中灌水。当水流推进到沟中一段距离后，停止灌水， 间隔一定时间后再灌水。
面灌溉技术。 • 节水灌溉与喷灌技术(杂志) • 美国喷灌协会与灌溉协会更名. • 地面灌溉的优点:投入少、管理费用低、
技术要求低？
一、畦田灌溉
Border irrigation
• 适宜作物：窄行密植作物或牧草、 蔬菜等。
• 畦田规格：长30～100米，宽2～4米。
• 灌水技术要素：畦田长度、宽度、 单宽流量、畦田坡度、灌水延续时 间、改水成数等。
沟灌新技术
• 1、尾水回收系统 (tail water recovery system)
• 适于透水性差、大坡度沟灌。 • 原理：灌水后沟中难以蓄水、部分水从尾部流走。这部
分水流可以由集水系统回收后供灌溉之用。 • 系统构成：集水沟、蓄水池、提水系统、输水系统。
2、波涌灌溉(surge Irrigation)
• 可以利用劣质水灌溉。抑制盐分在 根系层中累积。
• 以色列应用较多。
7、蒸馏灌溉
• 利用太阳能将污水蒸发，经冷凝后 流向作物根系，可以防止污水中的 有害成分在土壤中累积。
• 疑问：造价如何？防范措施能否过 关？
第二节 地面灌水方法
Surface irrigation
• 简介： • 地面灌溉的重要性 中国90％以上采用地
• 特点:节水、自动化程度高、地形适 应能力强、作物可处于最佳水分状 态。
• 缺点：易堵塞、造价高。
Drip irrigation
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喷灌技术
自行开发了塑料管等多种地 埋管材和配套管件，开发 了薄壁铝管、镀锌薄壁钢 管等移动管材，并已形成 批量生产能力。喷头以水 平摇臂式喷头为主体，先 后开发了PYl、PY2及ZY1、 ZY2四个系列的金属摇臂 式喷头以及PYS系列塑料 摇臂式喷头，此外，还有 我国独创的步进式全射流 喷头。
多种条件下均可 应用，是目前主 要发展类型
喷灌技术
三、喷头种类及 工作原理
（一）、按工作 方式分类
1、旋转式喷头
喷灌技术
喷灌技术
单嘴摇臂喷头
喷灌技术
2、固定式喷头 折射式喷头
喷灌技术
缝隙式喷头
喷灌技术
离心式喷头
喷灌技术
3、孔管式喷头
喷灌技术
不同喷头的优缺点比较
类型 优点
缺点
应用
射程远 旋转式 结构简单
喷灌技术
我国虽早在50年代 就已建设了一些 喷灌试验工程， 但形成一定规模 地进行研究、开 发和生产应用则 是进入70年代以 后的事情。
茶园喷灌
喷灌技术
1976年喷灌列入国家 科研计划，1977～ 1978年国家计委将 喷灌列为重点推广 项目，原水利电力 部正式将喷灌列入 水利建设计划。
喷灌技术
100-200 5-15
0.3-1.2
喷灌技术
（三）喷头的技术参数
为流量系数；A为喷
嘴过水面积，hp为喷头 工作压力。
1、工作压力：进水口前20cm的内压力为工作压力； 出水口的压力为喷嘴压力。两者的差值反映喷头 的设计制造水平，其值应小于49kpa；
2、流量：单位时间喷出的水量，与工作压力和喷嘴 直径成正比。
喷灌 喷灌系统示意图
二、喷灌组成和类型
喷灌就是通过压力管道将水体喷射到空中，并利用专门的装置将水 流打碎，然后像降雨一样降落到地面进行灌溉的一种灌溉方式。
（一）、组成 水源：井、渠、河等 动力：电力、机械 水泵：提水设备 管道系统：干、支管等 喷头：灌水设备 附件：阀门、压力表、
肥料灌等
喷灌技术
一般生产厂家在 产品出厂前都 已将参数标定。
喷灌技术
四、喷灌技术要素
喷灌的主要技术指标有喷灌强度、喷灌 均匀度、水滴打击强度等几项，他们 是衡量喷灌质量的重要标准和设计喷 灌系统的重要依据。
喷灌技术
（一）、喷灌强度
喷灌强度就是单位时间内喷洒在单位面 积上的水量，或单位时间喷洒在地上 的水深。
单位：mm/min或mm/h 喷灌时水量并不十分均匀，因此有点强
易于推广
中远程喷洒、
安装不平或有风时旋转不 匀
田边地角、
大田作物
固定式
工作可靠 造价便宜
射程小（5-10m）
喷灌强度大（15-20mm/h） 果园、菜地、苗
水量分布不均
圃、温室
易堵塞
喷灌强度大 孔管式 要求压力低
水舌受风影响大
果园、菜地、苗 圃、温室
喷灌技术
（二）、按工作压力分类
1、低压近射程：200kpa以下的压力， 15m以内的射程；
喷灌技术
1985年我国颁布了国家标准GBJ85—85《喷灌 工程技术规范》和部标准SDl48—85《喷灌 工程技术管理规程》，2007年进行了修订完 善，这些规范对规划设计的标准化和规范化 发挥了重要作用。
此外，还针对喷灌使用专用设备多的特点，我 国颁布了国家标准或行业标准，如喷头、管 材、自吸泵等等，这些标准是喷灌设备生产 制造必须遵守的准则和依据。
Q 3600A 2ghp
3、射程：喷洒有效水所达到的距离，即喷洒半径。 与喷嘴压力、流量、仰角、喷嘴形状、喷灌结构 等有关。
实际测量时，以喷灌强度等于平均强度5%的点至圆心的距离为准。
在一定范围内，压力增加射程增加，超 出之后压力增加只能增加雾化程度。
喷灌技术
喷头的技术参数 是选择喷头的 主要依据。
第四章
（三）喷灌
喷灌技术
一、喷灌概述
喷灌是当今世界上最主要的节水灌溉技术之一， 美国、前苏联的喷灌面积均占其总灌溉面积的 40％以上；随着科学技术的进步，上百万亩的 大型喷灌工程的建设已成为现实；喷灌技术和 农业技术的结合显著提高了水的利用率和利用 效率，提高了土地生产率和劳动生产率。
由于喷灌面积迅速扩大，世界上已形成了相当规 模的支撑产业，出现了一批名牌产品和著名企 业，成为发展喷灌必不可少的产业基础和技术 进步的主力军。
（二）、喷灌类型 根据整个系统的移动情况，喷灌系统可分为：
1、固定式：除喷头可移动外，其它都固定； 2、移动式：除水源外其它部分都可移动； 3、半固定式：首部和干管固定，支管及喷头
可移动。 也可按系统特点分为： 管道式 机组式
喷灌技术
固定式系统
喷灌技术
移动喷灌系统
喷灌技术
移动喷灌系统
喷灌技术
2、中压中射程：200-500kpa的压力， 15-40m的射程；
3、高压远射程：大于500kpa的压力， 40m以上的射程。
喷灌技术
喷头按工作压力和射程分类
项目 高压远射程 中压中射程 低压近射程
工作压力 （kPa) 射程
（m）
流量 （m3/h）
>500 >40 >31
200-500 15-40 0.8-31
度和平均强度之分。
喷灌技术
1、点喷灌强度：地 面某一点处单位 时间内喷洒的水 深 ρi=△h/△t
2、平均喷灌强度： 地表上平均单位 面积单位时间内 喷洒的水深
ρ=h/t
喷灌技术
3、单喷头喷灌强度： 单个喷头工作时的喷 洒强度。
ρ=1000qη/ s=1000qη/ ( R2)
各类喷灌系统的优缺点比较
类型
固定式 移动式 半固定式
优点
操作方便 生Βιβλιοθήκη 效率高 占地少设备利用率高 单位面积投资低 操作灵活
设备利用率较高 投资较省 劳动强度一般
缺点
设备利用率低 投资大
田间所需渠道 多、路多、占 地多、劳动强 度大
工作条件较差 劳动强度较大
应用
灌水频率高 经济效益大 地形复杂 坡度大 灌水频率不高的 作物 水源方便
经过40多年的努力，全国绝大部分县开展了喷灌的试点、 示范和推广工作。
1996年国务院决定在全国建设300个节水增产重点县，以 点代面，推动全国节水灌溉的普及。
这种形势有力地促进了喷灌事业的发展，全国喷灌面积从 1992年的1250万亩发展到1997年的1900万亩，年平均 增长率超过10％。喷灌技术得到广泛的应用。