微喷头的流量和喷洒直径简介

  微喷头流量是指在单位时间内经喷嘴流出的水量，因流量较小，常用L/h作为单位。在标准压力即设计压力下微喷头的喷水量称为微喷头的设计流量。

  微喷头流量范围一般在20--240L/h之间。当流量过小时，微喷头流道特别是喷嘴的直径很小（0.8mm），运行中易产生堵塞，对系统的过滤设备要求较严格。

  2.2马铃薯膜下滴灌与普通灌溉方式效益分析试验表明，运用膜下滴灌技术种植的马铃薯平均单产3.03吨，较普通灌溉技术种植的马铃薯平均增产0.63吨，按目前马铃薯市场价1元/公斤计算，每亩可增加产值630元。扣除滴灌成本286元，加上马铃薯在全生育期亩节约水费42元，节约农药及锄草用工成本35元，节约用工成本15.5元等费用后，膜下滴灌马铃薯亩均可增收439.5元。同时，可减轻农户负担，极大提高了农户的劳动生产率。

  1.4.1首部系统组成移动式首部系统，包括电机、离心水泵、砂石过滤器、施肥装置、水表、控制与测量仪，牵引底盘等构成。

  1.4.2滴灌带的铺设方式滴灌材料为PE软管，分总管、支管和毛管，毛管采用内镶切片式。所选试验地南北坡降17‰,滴灌带南北方向铺设，滴灌带间距85cm，采用一次性滴灌带，管径16mm，滴头间距30cm，滴头流量1.38l/h，工作所承受的压力10m。主管道铺设应尽量放松扯平，自然畅通，不易拉的过紧，不易扭曲。滴灌带在马铃薯播种后由机械将垄顶刮平后铺设，第一次中耕时敷土将滴管带埋入土中，为避免滴管带压扁，此时应打开滴灌系统使滴管带处于滴水状态。

  2.1设计技术参数：根据经验，结合当地实情，该系统模块设计采用如下设计参数：工程设计保证率85%；蔬菜设计日耗水量Ea=5mm/d；土地湿润比P=90%；设计灌水均匀度Cu=90%；灌溉有效利用系数η=0.9。

  2.2灌水器选择：本灌区种植蔬菜，设计选用倒挂式微喷灌水器。该微喷头在20m工作水头时流量为40l/h，喷头流态指数X=0.5。

  摘要：微喷灌溉技术作为节水灌溉的主要灌溉形式，在徐州地区大棚灌溉系统中使用非常普遍，微喷技术在大棚灌溉系统中应怎么样做设计，才可以做到要求，笔者通过徐州铜山区三堡镇黄集蔬菜大棚节水灌溉示范项目的实施，对此问题进行了研究探讨。

  2.3.3棚内微喷灌布置：微喷采用倒挂式微喷头，喷头间距2米，行间距3米，每根支管喷头数65个，微喷头用一直径Φ4mmPE软管与支管相接。

  2.4.1设计灌水定额采用I=β(Fd- Wo) Z P计算，式中：I：一次灌溉用水量，mm；β：土壤中允许消耗量，以占地土壤有效含水量的比例计，取40%；Fd：田间持水量，占土体12%；Wo:土壤凋萎含水量，占土体4%；Z：计划湿润深度，取0.3m；P：土壤湿润比，为90%。代入数据求得：I=[40×（12-4）×0.3×90]/1000 =8.64(mm)。

  编者按：本文主要介绍了微喷头的流量和喷洒直径。微喷头流量是指在单位时间内经喷嘴流出的水量，因流量较小，常用L/h作为单位。微喷头流量范围一般在20——240L/h之间射式微喷头的喷洒直径一般在2m以下，适宜于仅向一株果树供水。旋转式微喷头喷洒直径则较大，一般适宜于向几株果树供水或向一个较大的范围供水。

  该工程位于徐州市铜山区三堡镇黄集村境内,灌区比邻雁阳公路，交通便利，拥有非常良好示范性，且灌区供电有保证。蔬菜园区呈直角梯形状，南北长分别为440米(灌区西侧)和280米(灌区东侧)，东西宽530米，总面积约286亩。园区主要种植蔬菜等高经济作物，区内共有日光能温室大棚215栋(其中100m长大棚160栋,130m长大棚55栋)。大棚沿东西方向布置，每栋棚宽均为7米，棚内蔬菜沿南北方向种植，设计棚内灌溉采用上部微喷灌灌溉方式，园区灌溉水源均采用各个大棚内部配套轻型水井，通过自吸泵提供灌溉水。鉴于灌区内所有大棚均采用独立水源井控制灌溉，因此本设计取130m×7m棚作为典型进行微喷灌方式设计。

  折射式微喷头的喷洒直径一般在2m以下，适宜于仅向一株果树供水。旋转式微喷头喷洒直径则较大，一般适宜于向几株果树供水或向一个较大的范围供水，也可以按多个微喷头搭叠的原理进行特定的灌溉作业，形成类似一般喷灌的全面积均匀喷洒的效果。

  按严格的定义，喷洒直径分为两种。一是湿润直径，即喷洒水滴能达到的最大距离；另一种是有效喷洒直径，指单位面积洒水量达到洒水量平均值的某一百分比处的直径，这个百分比一般至少为10%.有效喷洒直径在设计微喷头系统和评价微喷头喷洒特性时更有意义。

  微喷头流量的合理确定不仅对灌溉作业本身很重要，同时与系统的投资紧密关联。增大流量使得在同等条件下毛管的长度变小，支管的间隔变密，系统的投资上升。

  微喷头的喷洒图形是多种多样的，有全圆、扇形、长条带形、放射水束形等。雾化喷头则没有固定图形。全圆、扇形喷洒的微喷头，常用喷洒直径作为喷洒性能的参数之一。对于同流量的微喷头而言，显然喷洒直径越大，喷洒强度越小。

  2.1马铃薯膜下滴灌与普通灌溉方式指标分析通过对两种灌水方式的试验表明，膜下滴灌比普通灌溉方式全生育期亩均节水420立方米，节水率93%；膜下滴灌减少了田间杂草和病虫害的发生，早、晚疫病5月底6月初发病较普通灌溉方式推迟5～10天，发病率较普通灌溉方式减少25%,马铃薯甲虫发病率较普通灌溉方式减少30%,整个生长周期锄草较普通灌溉方式减少3～4次，非常大地节省了劳动力；肥料通过滴灌系统直接施入马铃薯根部，减少肥料挥发，具有溶解好，吸收快的优点，肥料的利用率提高。

  2.3.1水源及首部工程：本设计灌溉水源取自大棚内部配套水井，水泵拟采用自吸泵。

  2.3.2管网布置：由于每个蔬菜大棚外端均有水源井，因此主管道自水源井引出后，连通棚内沿大棚长度方向布设的2道支管进行毛管供水，支管长度取130m，间距3m，主管道设计采用Φ40PVC管，支管道设计采用Φ25PE管。

  1.1试验地块，试验品种选择试验设在土壤为沙壤土的土地上，肥力中下，前茬为玉米。试验马铃薯品种为中晚熟紫花白，具有丰产、抗逆性强的特点。试验种植培养面积为100亩，便于机械化操作。

  1.2试验肥料选择基施肥料为农家肥200kg/亩，亩带种肥二氨35kg，钾肥15kg，追肥尿素40kg。滴施肥料为以色列海法钾宝茄科类作物滴灌专用肥，具有溶解快、吸收好等特点。1.3播种试验地4月12日采用机播覆膜播种，一膜双行，膜宽90cm,播种深度1O-12cm,株距20cm，种植模式为4070cm宽窄行，每亩播种量达280公斤，亩保苗株数达4800株，出苗率达80%。播前20天左右，将选好的种薯出窑，待芽长4mm进行切块，切块在播前2天进行，每块带1-2个芽眼。

  滴灌是当今世界上最先进的节水灌溉技术之一。它是利用滴灌系统设备，按照作物需水要求，通过低压管道系统与安装在末级管道上的滴头，将作物生长所需的水分和养分以较小的流量均匀、准确地直接输送到作物根部附近的土壤表面或土层中，使作物根部的土壤经常保持在最佳水、肥、气状态的灌水方法。兵团研制出了膜下滴灌技术，是将滴灌技术与覆膜栽培技术结合起来，通过机械化作业将滴灌带与地膜同时铺放在田间，实现了农业节水灌溉，使新疆变成全球上最大的节水农业示范区本试验以农十二师一○四团七连种植马铃薯为对象，研究膜下滴灌技术对马铃薯种植及产量的影响，为城郊团场膜下滴灌马铃薯的种植推广提供科学依据。

  2.4.3一次灌水延续时间计算t=ISeSL/ηq式中：t：一次灌水延续时间，h；I：一次灌溉用水量（mm）,取8.64mm；Sl：毛管间距（m），即支管间距取3m; Se：灌水器间距（m），取2m；η：灌溉水利用系数，η=0.9；q：灌水器（微喷）流量（l/h），取40 l/h；代入数据得：t=8.64×3×2/（0.9×40）=1.44h。

  当流量偏大时为保证最优的喷洒特性就需要提高喷头的工作所承受的压力，同时使喷洒直径增大。作为一种局部灌溉技术这超出了大部分作物的灌溉要求，失去了微喷灌的特点。

  流量范围在20--40L/h之间，通常用于喷洒直径较小、作物种植密集的情况下。

  流量范围在50--90L/h之间，这一档次往往代表着微喷头的最佳效果和性能，其中以70L/h最有代表性。

  微喷灌是通过低压管道系统，以小的流量将水喷洒到土壤表明上进行局部灌溉，微喷灌的特点是灌水流量小，一次灌水延续时间比较久，灌溉周期短，需要的工作所承受的压力较低，能够较精确地控制灌水量，能把水和养分直接输送到作物根部附近的土壤中去。该系统具有：灌溉均匀度高；施服方便；省水；适应能力强；简单易操作，管理方便等优点，该技术特别适合于蔬菜大棚、苗圃、花卉等灌溉。

  通过一个生产周期的马铃薯膜下滴灌试验，根据结果得出：①膜下滴灌是一种可控制的局部灌溉，可适时适量的灌水。系统采用管道输水，减少了渗漏，最大限度地防止了水流失。在塑料膜下灌溉，充分的利用水资源，有效抑制了蒸发量过大造成的水分损失。②水、药、肥并施，培肥地力、降低病虫害发生率。从单一浇水转向浇营养液，把水变成了庄稼的“复合水溶剂”，水、肥、农药通过滴灌带直接作用于作物根系，极大地改善农业生态环境和作物生长环境，实现了由浇地向浇作物的转变。③减少机耕作业，降低机耕成本，提高劳动生产率、增加农户收入。地面灌时，挖土堵口，工作条件差，劳动强度大，且垄间无水，杂草少，因此可减少中耕、打毛渠、开沟、机力施肥等作业，减少了作业层次，降低了劳动强度，使人工管理作物定额提高到60～80亩/人，农户收入也相应增加。④提高作物产量和品质。在各种作物上试验表明，采用膜下滴灌技术苗肥、苗壮、增加收获株数，并为作物生长创造了良好的水、肥、气、热环境，可使作物增产30%左右。⑤膜下滴灌技术经济、社会和生态效益良好。膜下滴灌马铃薯可增产20%以上，又可节省水、肥、农药、人力和机力；膜下滴灌技术使水的利用率大幅度提高，可有效缓解水资源紧缺的压力并可节水50％以上，既减少深层渗漏，能较好地防止土壤次生盐碱化，又减少了化肥、农药对土壤和环境的污染。⑥膜下滴灌技术发展前途广阔，应用效果良好，应大力推广膜下滴灌技术，全力发展节水农业。

  1.5设置过滤系统由于试验地灌溉水源为渠水，水质浑浊，含泥沙量较多。为净化水质，保证灌水质量，七连设计了过滤系统。在渠口处挖一宽4米、长10米、深2米澄沙池，在进水口设有多层过滤网，进水先进行除去杂质，经过沉淀后流入毛管。

  1.6合理确定马铃薯的灌溉制度根据水量平衡法与历年经验值，确定马铃薯全生育期计划滴水20次，滴水周期一般为3天，每次滴水时间4～6小时，平均每次滴水量为20立方米，全生育期滴水量450立方米。

  2.5.1毛(支)管管径的选择：由于本设计中毛管部分紧为很短的Φ4PE软管，其水头损失很小，可并入微喷头额定压力予以考虑。本设计仅从支管水头损失进行计算，因支管道为多孔出流，故采用毛管公式计算支管水头损失。设计支管选用PE管。根据经验，本设计大棚微喷支管选用Φ25PE管。计算如下：