微喷头的流量和喷洒直径简介

微喷头的流量和喷洒直径简介

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。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。

对于微喷头，相信大家已经非常熟悉了，但是说到专业知识，比如微喷头的流量和喷洒直径等，您了解吗？今天，小编就来为大家详细的介绍微喷头的流量和喷洒直径。

1. 微喷头流量

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（

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。

微喷头在流量上也常常分下三个档次。

（1）小流量微喷头

流量范围在20--40L/h之间，一般用于喷洒直径较小、作物种植密集的情况下。

（2）中流量微喷头

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。

（3）大流量微喷头

流量范围在100--240L/h之间，在较大的成龄果园应用较多。

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

2. 喷洒直径

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。

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，即喷洒水滴能够达到的最大距离；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。

马铃薯滴灌一般每天滴多少小时适宜

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，使新疆成为世界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。

1试验方法

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40+70cm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。

1.4灌溉系统组成及铺设方式

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。

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试验结果与节水分析

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，大大节省了劳动力；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。

2.2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。 3 结论

通过一个生产周期的马铃薯膜下滴灌试验，结果表明：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景广阔，应用效果良好，应大力推广膜下滴灌技术，大力发展节水农业。 微喷灌溉技术在蔬菜大棚工程中的设计应用

点击：1093 日期：2012-11-7 15:04:05

李家振

徐州市山区节水灌溉示范基地，徐州，221000

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如何进行设计，才能达到要求，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。

关键词：大棚 微喷灌 节水灌溉 应用

0 引言

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面进行局部灌溉，微喷灌的特点是灌水流量小，一次灌水延续时间较长，灌溉周期短，需要的工作压力较低，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；适应性强；操作简单，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。

1 项目概况

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，具有良好示范性，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。

2 工程设计方案

2.1 设计技术参数：根据经验，结合当地实情，该系统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C u =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。

2.3 工程规划与布置

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。

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 灌溉制度确定

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)。

2.4.2设计灌水周期计算 T=I/Ea 式中：Ea-耗水强度，E a =5mm/d；T-轮灌周期，d 。算得T=8.64/5= 1.73(d)，实取2d 。

2.4.3一次灌水延续时间计算 t=ISe S L /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 ；S l ：毛管间距（m ），即支管间距取3m; S e ：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 。

2.4.4设计灌溉流量 Q设=MA/ Ttη 式中：M-净灌水定额，M=m（I ）/η；η-灌溉水利用系数, η=0.9；A-净面积，亩；T-灌水周期，2d ；t-系统每天工作小时数，取2 h。大棚净面积： A=130×7/666.7=1.365亩 ，则设计流量为：Q 设=8.64/0.9×1.365/(2×2×0.9)=3.64m/h。 3

2.5 管网水力计算

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：

2.5.1.1支管进口水头计算：ho=hmax +ka（Nq d ）ms o ，式中：h max -灌水器最大工作水头；s 0-支管进口到第一个出水口距离,1m ；a-系数 , a =1.006×10D -5-（0.123lgD+4.885）=1.09×10，-7

L-灌水器与支管（连接管）的距离, 取0.3m ；m=指数, m =1.753（D/2.5）0.018 =1.753 ； k -局部损失加大系数，取1.1；s-出水口间距，3m ；q d -微喷头流量，取40l/h；N- 一条支管出水口数量,N=130/2=65个；h d -微喷设计工作水头, 取20 m；q v - 流量偏差率，0.2；x- 流态指数，0.5。将以上数据代入公式计算得：

hmax =（1+0.62qv ）h d +8.45×10q d

×401.6961/x-41.696L+1.34×10q d =（1+0.62×0.2）-521/0.5×20+8.45×10-4×0.3+1.34×10×40 -52

=25.3+0.13+0.02 =25.45（m ）

ho =hmax +Ka（Nq d ）s =25.45+1.1×1.09×10×(65×40) m -71.753×1=25.57(m)

2.5.2干管水头损失：假定干管采用Φ40PVC 管，内径d=32mm，干管末端最远处距水源约8m ，设计中干管采用续灌，则干管流量为 Q干=Q设=3.64（m /h），代入公式h f =f×Q /d×L 计算得：h f =0.948×10×8×3.6451.773m b /324.77=0.49(m)；局部水头损失： hw = 0.1h f =0.1×0.49=0.05(m)；h 干= hf + hw =0.49+0.05=0.54(m)。

2.6 微系统总扬程

H=h干+h支+ho+△H+h动水位，式中：H-系统总扬程；△H-水泵、吸水管的水头损失；假定2m ；h 动水位-水源动水位, 取7m ，代入数据得：H=0.54+25.57+0+2+7=35.11(m）

2.7 水泵选型及动力配套

根据系统扬程H=35.11m，流量3.64m /h，配套选型自吸水泵。 3

3 小 结

工程设计方案结合实践经验，采用假设验证方法对微喷灌系统管网管径进行了优化选型，相比传统设计方法较为简单、直观、经济。铜山三堡镇黄集蔬菜大棚微喷项目在采用上述设计方案进行实施后，工程验收不仅达到了原设计要求，灌溉效果也比较理想。鉴于徐州市目前蔬菜大棚种植面积在逐年扩展，发展高效农业需要推广应用微喷等一系列先进节水灌溉技术。因此，做好项目设计优化工作尤为重要，只有抓好工程规划设计，才能保证节水灌溉工程达到设计要求和经济高效。