滴灌技術(shù)及設(shè)備簡介

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1、滴 灌 技 術(shù) 滴灌是迄今為止農(nóng)田灌溉最節(jié)水的灌溉技術(shù)之一。但因其價(jià)格較高，一度被稱作“昂貴技術(shù)”，僅用于高附加值的經(jīng)濟(jì)作物中。近年來，隨著滴灌帶的廣泛應(yīng)用，“昂貴技術(shù)”不再昂貴，完全可以在普通大田作物上應(yīng)用?，F(xiàn)對大棚滴灌、果樹滴灌和棉花滴灌如何布置與施工的技術(shù)作一簡要介紹，其他寬行作物可參照實(shí)施。 名詞解釋 　　滴灌是將具有一定壓力的水，過濾后經(jīng)管網(wǎng)和出水管道（滴灌帶） 　　或滴頭以水滴的形式緩慢而均勻地滴入植物根部附近土壤的一種灌水方法。滴灌與其他灌水技術(shù)相比較，具有許多不同的特點(diǎn)，其系統(tǒng)組成和其他灌水方法也不同。 兩種滴灌帶 滴灌的優(yōu)缺點(diǎn) 　　1．水的有效利用率高在

2、滴灌條件下，灌溉水濕潤部分土壤表面，可有效減少土壤水分的無效蒸發(fā)。同時，由于滴灌僅濕潤作物根部附近土壤，其他區(qū)域土壤水分含量較低，因此，可防止雜草的生長。滴灌系統(tǒng)不產(chǎn)生地面徑流，且易掌握精確的施水深度，非常省水。 　　2．環(huán)境濕度低滴灌灌水后，土壤根系通透條件良好，通過注入水中的肥料，可以提供足夠的水分和養(yǎng)分，使土壤水分處于能滿足作物要求的穩(wěn)定和較低吸力狀態(tài)，灌水區(qū)域地面蒸發(fā)量也小，這樣可以有效控制保護(hù)地內(nèi)的濕度，使保護(hù)地中作物的病蟲害的發(fā)生頻率大大降低，也降低了農(nóng)藥的施用量。 滴灌系統(tǒng)組合簡圖-石家莊迪龍塑膠(1張) 　　3．提高作物產(chǎn)品品質(zhì)由于滴灌能夠及時適量供水、供肥，它可以在

3、提高農(nóng)作物產(chǎn)量的同時，提高和改善農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)，使保護(hù)地的農(nóng)產(chǎn)品商品率大大提高，經(jīng)濟(jì)效益高。 　　4．滴灌對地形和土壤的適應(yīng)能力較強(qiáng)由于滴頭能夠在較大的工作壓力范圍內(nèi)工作，且滴頭的出流均勻，所以滴灌適宜于地形有起伏的地塊和不同種類的土壤。同時，滴灌還可減少中耕除草，也不會造成地面土壤板結(jié)。 　　5．省水省工，增產(chǎn)增收。因?yàn)楣喔葧r，水不在空中運(yùn)動，不打濕葉面，也沒有有效濕 潤面積以外的土壤表面蒸發(fā)，故直接損耗于蒸發(fā)的水量最少；容易控制水量，不致產(chǎn)生地面徑流和土壤深層滲漏。故可以比噴灌節(jié)省水35%—75%。對水源少和缺水的山區(qū)實(shí)現(xiàn)水利化開辟了新途徑。 由于株間未供應(yīng)充足的水分，雜草不易生長，

4、因而作物與雜草爭奪養(yǎng)分的干擾大為減輕，減少了除草用工。由于作物根區(qū)能夠保持著最佳供水狀態(tài)和供肥狀態(tài)，故能增產(chǎn)。 　　6．滴灌系統(tǒng)造價(jià)較高。由于雜質(zhì)、礦物質(zhì)的沉淀的影響會使毛管滴頭堵塞；滴灌的均勻度也不易保證。這些都是目前大面積推廣滴灌技術(shù)的障礙。目前一般用于茶葉，花卉等經(jīng)濟(jì)作物。 　　雖然滴灌有上述許多優(yōu)點(diǎn)，但是，由于滴頭的流道較小，滴頭易于堵塞；且滴灌灌水量相對較小，容易造成鹽分積累等問題 滴灌系統(tǒng)的組成 　　滴灌系統(tǒng)由水源工程、首部樞紐（包括水泵、動力機(jī)、過濾器、肥液注入裝置、測量 　　控制儀表等）、各級輸配水管道和滿頭等四部分組成，其系統(tǒng)主要組成部分如下：1．動力及加壓

5、設(shè)備包括水泵、電動機(jī)或柴油機(jī)及其他動力機(jī)械，除自壓系統(tǒng)外，這些設(shè)備是微灌系統(tǒng)的動力和流量源?！?．水質(zhì)凈化設(shè)備或設(shè)施有沉沙（淀）池、初級攔污柵、旋流分沙分流器、篩網(wǎng)過濾器和介質(zhì)過濾器等?？筛鶕?jù)水源水質(zhì)條件，選用一種組合。篩網(wǎng)過濾器的主要作用是濾除灌溉水中的懸浮物質(zhì)，以保證整個系統(tǒng)特別是滴頭不被堵塞。篩網(wǎng)多用尼龍或耐腐蝕的金屬絲制成，網(wǎng)孔的規(guī)格取決于需濾出污物顆粒的大小，一般要清除直徑75微米的泥沙，需用200目的篩網(wǎng)。砂礫料過濾器是用洗凈、分選的砂礫石和砂料，按一定的順序填進(jìn)金屬圓筒內(nèi)制成的，對于各種有機(jī)或有機(jī)污物、懸浮的藻類都有較好的過濾效果。旋流分沙分流器是靠離心力把比重大于水的沙粒從水中

6、分離出來，但不能清除有機(jī)物質(zhì)。 　　3．滴水器水由毛管流進(jìn)滴水器，滴水器將灌溉水流在一定的工作壓力下注入土壤。它是滴灌系統(tǒng)的核心。水通過滴水器，以一個恒定的低流量滴出或滲出后，在土壤中以非飽和流的形式在滴頭下向四周擴(kuò)散。目前，滴灌工程實(shí)際中應(yīng)用的滴水器主要有滴頭和滴灌帶兩大類。 　　4．化肥及農(nóng)藥注入裝置和容器包括壓差式施肥器、文丘里注入器、隔膜式或活塞式注入泵，化肥或農(nóng)藥溶液儲存罐等。它必須安裝于過濾器前面，以防末溶解的化肥顆粒堵塞滴水器?；实淖⑷敕绞接腥N：一種是用小水泵將肥液壓入干管；另一種是利用于管上的流量調(diào)節(jié)閥所造成的壓差，使肥液注入干管；第三種是射流注入。 　　5．控

7、制、量測設(shè)備包括水表和壓力表，各種手動、機(jī)械操作或電動操作的閘閥，如水力自動控制閥、流量調(diào)節(jié)器等。 　　6．安全保護(hù)設(shè)備如減壓閥、進(jìn)排氣閥、逆止閥、泄排水閥等。 內(nèi)鑲管柱式滴灌帶 滴水器 　　滴水器是滴灌系統(tǒng)的核心，要滿足以下要求： 　?。?）有一個相對較低而穩(wěn)定的流量在一定的壓力范圍內(nèi)，每個滴水器的出水口流量應(yīng)在2～8升/小時之間。滴頭的流道細(xì)小，直徑一般小于2毫米，流道制造的精度要求也很高，細(xì)小的流道差別將會對滴水器的出流能力造成較大的影響。同時水流在毛管流動中的摩擦阻力降低了水流壓力，從而也就降低了末端滴頭的流量，為了保證滴灌系統(tǒng)具有足夠的灌水均勻度，經(jīng)驗(yàn)上一般是將系

8、統(tǒng)中的流量差限制在10%以內(nèi)。 　?。?）大的過流斷面為了在滴頭部位產(chǎn)生較大的壓力損失和一個較小的流量，水流通道斷面最小尺寸在0．3～1．0毫米之間變化。由于滴頭流道較小，所以很容易造成流道堵塞。如若增大滴頭流道，則需加長流道，為此，研究出了多種滴水器。 　　1．滴水器的分類及特點(diǎn)由于滴水器的種類較多，其分類方法也不相同： 　?。?）按滴水器與毛管的連接方式分 　?、俟荛g式滴頭：把灌水器安裝在兩段毛管的中間，使滴水器本身成為毛管的一部分。例如，把管式滴頭兩端帶倒刺的接頭分別插入兩段毛管內(nèi)，使絕大部分水流通過滴頭體內(nèi)腔流向下一段毛管，而很少的一部分水流通過滴頭體內(nèi)的側(cè)孔進(jìn)入滴頭流

9、道內(nèi)，經(jīng)過流道消能后再流出滴頭。管間式滴頭與毛管的連接方式如圖4-2（a）所示。 　?、诠苌鲜降晤^：直接插在毛管壁上的滴水器，如旁播式滴頭、孔口式滴頭等，它們與毛管的連接方式如圖4-2（b）所示。 　　（2）按滴水器的消能方式不同分 　?、匍L流道式消能搞水器：長流道式消能滴水器主要是靠水流與流道壁之間的摩擦耗能來調(diào)節(jié)滴水器出水量的大小，如微管、內(nèi)螺紋及迷宮式管式滴頭等，均屬于長流道式消能滴水器。如圖4-3（a）所示。 　?、诳卓谙苁降嗡鳎阂钥卓诔隽髟斐傻木植克^損失來消能的滴水器，如孔口式滴頭、多孔毛管等均屬于孔口式滴水器。如圖4-3（b）所示。 　?、蹨u流消能式滴水器

10、：水流進(jìn)入滴水器的流室的邊緣，在渦流的中心產(chǎn)生一低壓區(qū)，使中心的出水口處壓力較低，因而滴水器的出流量較小。設(shè)計(jì)良好的渦流式滴水器的流量對工作壓力變化的敏感程度較小。 　?、軌毫ρa(bǔ)償式滴水器：壓力補(bǔ)償式滴水器是借助水流壓力使彈性體部件或流道改變形狀，從而使過水段面面積發(fā)生變化，使滴頭出流小而穩(wěn)定。壓力補(bǔ)償式滴水器的顯著優(yōu)點(diǎn)是能自動調(diào)節(jié)出水量和自清洗，出水均勻度高，但制造較復(fù)雜，圖4-4（b）為常用的壓力補(bǔ)償式滴水器。 　?、莸喂喙芑虻喂鄮降嗡鳎旱晤^與毛管制造成一整體，兼具配水和滴水功能的管（或帶）稱為滴灌管（或滴灌帶）。按滴灌管（帶）的結(jié)構(gòu)可分為內(nèi)鑲式滴灌管（如圖4-5a）和薄壁滴灌

11、帶（如圖4-5b所示）兩種。 　　使用滴灌帶的注意事項(xiàng)　 　　一.是滴灌的管道和滴頭容易堵塞，對水質(zhì)要求較高，所以必須安裝過濾器； 　　二.是滴灌不能調(diào)節(jié)田間小氣候，不適宜結(jié)凍期灌溉，在蔬菜灌溉中不能利用滴灌系統(tǒng)追施糞肥。 　　三.是滴灌投資較高，要考慮作物的經(jīng)濟(jì)效益； 　　四.滴灌帶的灼傷 注意在鋪設(shè)滴灌帶時壓緊壓實(shí)地膜，使地膜盡量貼近滴灌帶，地膜和滴灌帶之間不要產(chǎn)生空間。避免陽光通過水滴形成的聚焦。播種前要平整土地，減少土地多坑多洼現(xiàn)象。防止土塊雜石雜草托起地膜，造成水汽在地膜下積水形成透鏡效應(yīng)，灼傷滴灌帶。鋪設(shè)時可將滴灌帶進(jìn)行潛埋，避免叫焦點(diǎn)灼傷。 滴 灌 設(shè) 備

12、 中文名稱： 滴灌設(shè)備 英文名稱： drip irrigation equipment 定義： 用于滴灌系統(tǒng)的各種動力機(jī)械、滴頭、管道及附件的統(tǒng)稱。 應(yīng)用學(xué)科： 水利科技（一級學(xué)科）；灌溉與排水（二級學(xué)科）；噴灌及微灌（三級學(xué)科） 什么是滴灌設(shè)備 　　滴灌設(shè)備是滴水灌溉技術(shù)中所用的灌溉工具的組合總稱滴灌設(shè)備。 滴灌設(shè)備包括：管上滴頭，滴灌帶，滴灌管。滴灌帶有連續(xù)貼片式、邊縫式、雙壁式、內(nèi)鑲片式。滴灌管分內(nèi)鑲片式及內(nèi)鑲柱狀式。滴灌灌水器還分非壓力補(bǔ)償及壓力補(bǔ)償式。滴灌設(shè)備主要應(yīng)用于寬行、高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的作物如果樹、棉花、土豆、蔬菜、苗圃、溫室作物等的灌溉上，林業(yè)種樹及及園林

13、喬、灌木、花卉等植物的灌溉上。滴灌技術(shù)可節(jié)水、節(jié)工、節(jié)肥、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)。滴灌系統(tǒng)必須過濾，并配施肥裝置。 滴灌設(shè)計(jì) 滴灌設(shè)備的組成 過濾裝置 　　 任何水源中，都不同程度的含有各種雜質(zhì)，而微灌系統(tǒng)中灌水器出口的孔徑很小，灌水器很容易被水源中的雜質(zhì)堵塞。因此對灌溉水源進(jìn)行嚴(yán)格的過濾處理是微灌中必不可少的首要步驟，是保障微灌系統(tǒng)正常運(yùn)行，延長灌水器使用壽命和保障灌溉質(zhì)量的關(guān)鍵措施。 迪龍施肥過濾系統(tǒng)組裝圖 旋流式水砂分離器：此類過濾器是根據(jù)重力和離心力的工作原理，清除密度比水大的固體顆粒，需要定期的進(jìn)行除砂清理，時間按照當(dāng)?shù)厮|(zhì)情況而定。 　　由于在開泵和停泵的瞬間水流不

14、穩(wěn)，會影響過濾效果。一般在地下水源中作為一級過濾器使用，和疊片過濾器或者篩網(wǎng)式過濾器同時使用效果更好。 砂石過濾器：此類過濾器是利用砂石作為過濾介質(zhì)的一種過濾設(shè)備，主要清除水中的懸浮物（比如藻類），需要定期更換砂石，時間按照當(dāng)?shù)厮|(zhì)情況而定。一定要按照設(shè)計(jì)流量使用，流量過大會導(dǎo)致過濾精度下降，當(dāng)進(jìn)出口壓降大于0.07MPa時，應(yīng)進(jìn)行反沖洗。一般在地表水源中作為一級過濾器使用，和疊片過濾器或者篩網(wǎng)式過濾器同時使用效果更好。 篩網(wǎng)式過濾器：此類過濾器的過濾介質(zhì)是尼龍篩網(wǎng)或者不銹鋼篩網(wǎng)，雜質(zhì)在經(jīng)過過濾器時，會被篩網(wǎng)攔截在篩網(wǎng)內(nèi)壁，主要清除水中的各種雜質(zhì)，需要定期清洗過濾器的篩網(wǎng)，一般建議每次

15、灌溉后都清洗。此類過濾器在安裝過程中必須按照規(guī)定的進(jìn)水方向安裝，不可反向使用；如果發(fā)現(xiàn)篩網(wǎng)或者密封圈損壞，必須及時更換，否則將失去對水的過濾效果。一般配合旋轉(zhuǎn)式水砂分離器和砂石過濾器作為二級過濾器使用。 疊片過濾器：此類過濾器采用帶溝槽的塑料圓片作為過濾介質(zhì)，雜質(zhì)在經(jīng)過過濾器時，會被塑料圓片攔截在圓片外，主要清除水中各種雜質(zhì)，需要定期清洗過濾器，時間按照當(dāng)?shù)厮|(zhì)情況而定。此類過濾器在安裝過程中必須按照規(guī)定的進(jìn)水方向安裝，不可反向使用。一般旋轉(zhuǎn)式水砂分離器和砂石過濾器作為二級過濾器使用。 施肥（藥）裝置　　 微灌系統(tǒng)中向壓力管道注入可溶性肥料或農(nóng)藥溶液的設(shè)備及裝置稱為施肥（藥）裝置。常

16、用的施肥裝置有以下幾種： 　　(1) 壓差式施肥裝置：此類施肥裝置是在施肥閥的兩個副閥形成壓力差，并利用這個壓力差，將肥料（農(nóng)藥）注入系統(tǒng)。此類施肥裝置操作簡單，使用范圍大，但是肥液濃度會在施肥過程中逐漸變低，不能準(zhǔn)確知道施肥量。在使用過程中，要注意施肥罐的蓋子要擰緊。 　　(2)文丘里施肥裝置：此類施肥裝置是利用文丘里原理將肥料（農(nóng)藥）注入系統(tǒng)。此類施肥裝置構(gòu)造簡單，使用方便，施肥比例準(zhǔn)確，肥液濃度恒定，但需要與主管路并聯(lián)來克服水頭損失較大的缺點(diǎn)。在使用過程中，注意調(diào)整施肥的速度。 施肥泵：此類施肥泵依靠水壓來驅(qū)動內(nèi)部活塞，將肥料注入系統(tǒng)。此類施肥泵施肥的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，對水壓要求

17、較高，肥液比例準(zhǔn)確，肥液濃度恒定，價(jià)格比較高。在使用過程中，要注意調(diào)整施肥的比例。為了確保微灌系統(tǒng)施肥時運(yùn)行正常，需要注意以下幾點(diǎn)：（1）施肥裝置必須安裝在水源和過濾器之間，防止堵塞灌水器；（2）施肥（藥）后需用清水沖洗管道，防止設(shè)備腐蝕;；（3）水源與施肥裝置之間必須安裝逆止閥，防止污染水源；（4）施肥前先將肥料溶解，取上清液倒入肥料桶里面。 灌水器 紊流器 穩(wěn)流器　　 （1）節(jié)能、堵塞問題小、水質(zhì)凈化處理簡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)式過濾器就足夠了

18、（滴灌系統(tǒng)過濾器的過濾介質(zhì)則需要120～200目）。如果利用水質(zhì)良好的井水灌溉或水質(zhì)較好水池灌溉，也可以不安裝過濾器。同時，由于過濾器的網(wǎng)眼大、水頭損失小，既減少能量消耗，又可延長沖洗周期。 　?。?）施肥方便果樹施肥時，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，可將各種有機(jī)肥理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)肥的問題。 　?。?）省水小管出流灌溉是一種局部灌溉技術(shù)，只濕潤滲水溝兩側(cè)作物根系活動層的部分土壤，水的利用率高，而且是管網(wǎng)輸配水，沒有輸滲漏損失。據(jù)北京海淀

19、區(qū)試驗(yàn)，可比地面灌溉節(jié)約用水60%以上。 　?。?）適應(yīng)性強(qiáng)對各種地形、土壤、各種果樹等均可適用。 　　（5）操作簡單，管理方便。 微噴頭：微噴頭從結(jié)構(gòu)上分為折射式和旋轉(zhuǎn)式兩種，其中折射式微噴頭主要用于降溫加濕，旋轉(zhuǎn)式微噴頭主要用于灌溉。旋轉(zhuǎn)式微噴頭可以采用倒掛和地插兩種方式安裝，折射式微噴頭主要采用倒掛安裝。采取倒掛安裝時，一定要安裝防滴器。微噴頭主要用于溫室花卉、露地花卉的灌溉和降溫加濕。 滴頭：滴頭按壓力分為壓力補(bǔ)償式和費(fèi)壓力補(bǔ)償式兩種，其中壓力補(bǔ)償式滴頭主要用于長距離或者存在高差的地方鋪設(shè)，非壓力補(bǔ)償式用于短距離鋪設(shè)。一般分為2、4、8L/h。滴頭主要用于盆栽花卉的灌溉

20、，通常是配合滴箭使用。 滴箭：滴箭由φ4的PE管和滴箭頭及專用接頭連接后插入毛管而成，主要用于盆栽花卉、無土栽培等。 滴灌管（帶）：滴灌管是指滴頭與毛管制造成一個整體，兼?zhèn)渑渌偷嗡δ艿墓堋５喂喙苡袎毫ρa(bǔ)償式和非壓力補(bǔ)償式之分。壓力補(bǔ)償式主要用于長距離鋪設(shè)或者是起伏地形中鋪設(shè)。滴灌管在設(shè)施內(nèi)和露天都可以使用，相對滴灌帶而言，滴灌管的使用壽命稍長，但是價(jià)格比滴灌帶高。 滴灌帶：目前國內(nèi)外大量使用且性能較好的滴灌帶有邊縫式滴灌帶、中縫式滴灌帶、內(nèi)鑲貼片式滴灌帶和內(nèi)鑲連續(xù)貼條式滴灌帶。滴灌帶由于管壁較薄，一般建議在設(shè)施內(nèi)使用，相對滴灌管而言，滴灌帶的使用壽命稍短，但是價(jià)格比滴灌管便宜。滴灌管（帶）在鋪設(shè)的時候，一定要出水口朝上。 噴水帶：噴水帶是采用特殊的激光打孔方法生產(chǎn)的多孔微噴灌帶，具有噴水柔和、適量、均勻，水壓低、成本低，鋪設(shè)、移動、收卷和保管簡單方便等優(yōu)點(diǎn)。主要使用在露天花卉的栽培中。