微喷灌及雾喷技巧

 

　　（一）微喷灌的特点及其适用条件

　　微喷灌是经过低压管道系统，以较小的流量将水喷洒到泥土外表进行灌溉的一种灌水方法。它是在滴灌和喷灌的基础上逐步形成的一种新的灌水技巧。微喷灌时水流以较大的流速由微喷头喷出，在空气阻力的作用下粉碎成渺小的水滴下降在地面或作物叶面。因为微喷头出流孔口和流速均大于滴灌的滴头流速和流量，从而大大减小了灌水器的堵塞。微喷灌还可将可溶性化肥随灌溉水直接喷洒到作物叶面或根系周围的泥土外表，提高施肥效率，节俭化肥用量。

　　雾喷灌（又称为弥雾灌溉）与微喷类似，也是用微喷头喷水，只是工作压力较高（可达200—400干帕）。因此，从微喷头喷出的水滴极细而形成水雾。雾喷灌在增长湿度方面有显然效果。如各种花卉及蔬菜生长需要一定的空气湿度条件，其湿度条件恳求见表4—10所示。

　　微喷灌和雾喷灌具备较好的喷洒降温效果。保护地蔬菜、全光谱育苗、黑木耳等生长时期，需要节制订然的温度。在高温情况下进行微喷灌可下降保护地田间近地气温2—3℃，且可增长空气湿度，有利于这些作物生长。

　　微喷灌与雾喷灌主要适用于地面灌溉或其余灌水方法难以保障的保护地特种作物，如温室育苗、花卉栽培或观赏作物对湿度有较高恳求，用微喷灌或雾灌可直接实现对作物的灌溉或调节保护地室内环境湿度或温度；或经过微喷灌实现清洗作物叶面灰尘等。

　　（二）微喷灌系统的类型与组成

　　依据微喷灌系统的可移动性，可将微喷灌系统分为固定式和移动式两种。固定式微喷灌系统的水源、水泵及动力机械、各级管道和微喷头均固定不动，管道埋入地下。其特点是操作管理便捷，装备使用年限长。移动式微喷灌系统是指轻型机组配套的小型微喷灌系统，它的机组、管道均可移动，具备体积小、重量轻、使用机动、装备利用率高、投资省、便于综合利用等优点，但使用寿命较短、装备运行费用高。

　　微喷灌系统主要由水源、首部、管网和微喷头等四部分组成。各部分功能基本与滴灌相同，只是因为其喷洒半径不同，安排时有一定的特点。

　　（三）喷头及过滤器

　　1。微喷头的分类与结构特点微喷头是微喷灌系统中的重要部件，它直接关系到喷洒品质和全部系统运行是否可靠。按现有的微喷头的结构情势和工作原理，微喷头通常分为射流式、离心式、折射式和缝隙式四种。

　　目前，保护地微喷灌工程上*常用的微喷头主要有折射式和射流式两种。折射式没有旋转部件，通常又称为固定式微喷头；而射流式则不同，喷头在喷水的同时也在不停的旋转，故又称之为旋转式微喷头。微喷头的工作压力通常为50—2000干帕，喷嘴直径为0。8—2。2毫米，喷水量通常小于240升／小时。

　　2。微喷头的选择微喷头的选用要参考作物品种、种植间距、泥土质地等，使微喷灌系统的灌水强度不得大于泥土入渗能力，不造成地面积水。同时，从灌程度均、作物受水量尽可能一致的恳求出发，应保证各个微喷头的工作压力及其出流量相对灌程度均。影响微喷灌灌程度均度的主要因素是喷头的工作压力和微喷头的制造误差，当采取单喷头安排时，其喷洒均匀系数用式（4—24）盘算，即

　　Cu＝100（1。0—1。27Fs）qn／qa（4—24）

　　式中Cu—设计微喷头喷酒均匀系数（％）；

　　Fs—系统制造误差系数；

　　qn—与*小压力对应的微喷头流量（升／小时）；

　　qa—微喷头的均匀流量或设计流量（升／小时）。

　　式中的系数1。27，表明80％的喷洒区域合乎喷洒均匀性条件。通常设计均匀系数Cu值不小于85％。

　　若选定Cu值，并依据泥土和作物选定qa，则可用式（4—25）反求Fs

　　当种植作物为密植作物，喷头应采取一定的组合方法，微喷头的组合方法及其选择见后文。

　　3。过滤器微喷灌系统与滴灌系统相比较，虽不易发生堵塞，但依然存在堵塞问题，应引起高度重视。堵塞的涌现不但会下降系统的效益及灌水的均匀性，严重时将堵死管道，使系统无法正常运行，必须采取过滤能力保证系统正常运行。因为微喷灌出水器的出水孔径通常比滴水器的出水孔径较大，因此微喷灌的过滤器的孔目直径也相对较大。

　　注：英寸为非法定计量单位，1英寸＝25。4毫米。

　　（四）微喷灌系统计划安排与设计

　　1。微喷灌系统的设计内容和原则

　　微喷灌系统设计总的恳求是：

　　①微喷灌系统的设计灌程度均度应大于85％；

　　②微喷灌系统的组合喷灌强度应小于泥土的入渗能力；

　　③雾化指标应适应作物和泥土的耐冲刷能力；

　　④工程建成后应具备较高的经济效益，初步分析的益本比大于2。0。

　　2。微喷头组合方法及其选择微喷头的组合方法有正方形。矩形、正三角形和等腰三角形等四种组合方法。

　　微喷头的组合方法除受到保护地边界条件所限外，还受到其余条件制约。因此，其组合情势按下列步骤进行：

　　（1）微喷头的喷洒方法微喷头的喷洒方法因其情势不同有多种情势，如全圆喷洒、扇形喷洒、带状喷洒等。在保护地中，除了微喷头喷洒半径必须小于保护地尺寸恳求外，在保护设施边界处应选择扇形喷洒，而中间部位可选择全圆喷洒方法。全圆喷洒能充分利用射程，使系统造价较低。

　　（2）选择组合方法微喷头的组合情势，就是指微喷头在田间的安排情势，通常用相邻的4个微喷头的平面位置组成的图形表现。其组合间距用Se和Sl表现：Se表现同一条支管上两相邻微喷头的间距；Sl表现相邻两支管的间距。通常应尽可能使支管间距Sl大于或等于喷头间距义Se，即选择正方形喷洒组合或矩形喷洒组合，以减少支管用量，节俭装备投资。

　　（3）组合间距：保护地中的微喷灌灌溉组合间距应依据保护地边界条件，用作图法进行组合间距安排。也可参考本章喷灌部分的有关内容。

　　3。微喷灌设计的关键技巧微喷灌系统设计必须思索泥土的干容重、田间持水率、许可喷灌强度及盘算湿润层深度等，依次盘算灌水定额、许可组合喷灌强度等；当依据保护地条件选择好组合方法后，进行微喷灌设计。

　　（1）微喷灌强度盘算微喷灌强度是指单位时间内微喷头喷洒在单位泥土外表上的水层深度，通常用ρ表现，按式（4—26）盘算。

　　（2）微喷灌日耗水强度的判别微喷灌主要用于保护地中的果园、苗圃及部分条播作物，此时只有部分泥土外表被作物覆盖，灌水时也只湿润部分泥土或冲刷作物叶面。与地面灌溉相比较，作物耗水量主要用于自身的生理蒸腾，地面蒸发丧失较小。因此，其耗水强度用式（4—27）和式（4—28）盘算。

　　通常来讲，除为冲刷作物叶面或下降保护地温度的微喷灌外，应选择全生育期月均匀作物耗水强度量大值作为设计耗水强度。

　　（3）微喷灌灌水定额的判别当依据保护地微喷灌系统的用途，判别了微喷灌强度、日耗水强度后，能够用式（4—29）盘算微喷灌的设计灌水定额。

　　（4）微喷灌灌水周期的判别保护地中因为不思索降水补给，所以，通常情况下其设计灌水周期用式（4—30）盘算

　　（5）微喷灌灌水时间的判别*灌水延续时间可依据式（4一31）盘算

　　（6）管道水力盘算微喷灌管道水力盘算和动力机选配与滴灌系统类似，只不过是在微喷灌及喷灌系统中为了下降管网的综合造价，在恰当的位置应采取调压管来减小部分管道的管道直径。调压管的盘算方法可参照滴灌系统中的调压管盘算。

　　（五）微喷灌设计运用举例

　　陕西省三原县花卉苗木公司有13米×64。5米的冷暖育苗温室一处，温室周围为露天苗木种植区，保护地平面安排及灌溉系统安排如图4—14所示。区内有供水能力为10米3／小时，配套完好的机井一眼，且拟在温室北侧修建一座20米3的蓄水池。现盘算在温室中栽培盆栽花卉，恳求进行灌溉系统设计。

　　1。基本材料苗圃区泥土为中壤土，水质较好，主要种植各种苗木。温室中以育苗为主，在恰当的情况下种植盆栽花卉。

　　2。灌水方法的选择依据水源、温室及田间实际，温室内选择微喷及雾喷组合灌溉，露地亩区采取喷灌方法进行灌溉。

　　3。灌溉系统安排依据地形及保护地散布。

　　本例主要介绍温室中的微喷灌系统设计。

　　4。微喷灌设计

　　（1）灌水定额及温室每次灌溉水量的盘算依据温室种植花卉的恳求，微喷灌系统是为了满足灌溉恳求，泥土干容重为Yd＝1。40克／厘米3，盘算湿润深

 

　　（2）灌水周期的判别温室内花卉的设计日耗水强度取5毫米／日

　　（3）*灌水延续时间依据保护地内地形条件，中间两条支管上的微喷头选用MQ型全圆喷洒式微喷头，周围两条支管上的微喷头选用半圆喷洒式的微喷头，微喷头工作参数如表4—16所示。支管*灌水延续时间t为

　　式中t—*灌水延续时间（小时）；

　　ma—灌水定额，即*灌溉用水量，20毫米；

　　Se—微喷头间距，3。5米；

　　St—毛管间距，4。9米；

　　η—灌溉水利用系数，0。92；

　　q—微喷头流量，140升／小时。

　　（4）管道水力盘算每条支管上安装20个微喷头，沿温室周围的微喷头均采取半圆喷洒，且所有微喷头不得喷洒在保护地的墙上。依据上述条件，分别盘算各条支管上的水头丧失结果

　　由上述盘算结果能够看出，每条毛管上的沿程阻力丧失不超过微喷头工作压力的20％，且管道流速为经济流速区域内。

　　干管水力盘算：温室中的四条支管同时开启，其流量为：

　　（5）水泵及动力机的选配按*远处设计

　　h沿＝4。67＋0。93＝5。60（米）

　　h局≈0。1h沿＝0。6米

　　首部水头丧失h首损＝9米

　　井内静水位和动水位分别为30米和38米，即井深H井＝38米；管网入口与灌水器间的高差Z＝2。0米；微喷头工作压力p＝20米。则水泵扬程为：即水泵的扬程需达到75。2米以上。