微灌是一種新型的高效用水灌溉技術(shù),包括滴灌、微噴灌、涌泉灌和地下滲灌。它是根據(jù)植物的需水要求,通過管道系統(tǒng)與安裝在末級管道上的灌水器,將植物生長中所需的水分和養(yǎng)分以較小的流量均勻、準(zhǔn)確地直接送到植物根部附近的土壤表面或土層中,相對于地面灌和噴灌而言,微灌屬局部灌溉、精細(xì)灌溉,水的有效利用程度最高,約比地面灌節(jié)水50%~60%,增產(chǎn)20%~30%,比噴灌省水15%~20%。但微灌的工程投資也高,在國外被稱之為昂貴的灌水技術(shù)。為了支撐高投入,微灌一般只用于水果、蔬菜、花卉等產(chǎn)值高、收益高的經(jīng)濟(jì)作物。目前全世界微灌面積約20萬hm2,只占全世界總灌溉面積的1%左右,其中我國約6.7萬hm2。嚴(yán)格地說,微灌不太適合大田糧食作物。 微灌工程設(shè)計(jì)資料:
一、設(shè)計(jì)耗水強(qiáng)度(mm/d)
作物 滴灌 微噴灌 作物 滴灌 微噴灌 果樹 3-5 4-6 蔬菜(露地) 4-7 5-8 葡萄、瓜類 3-6 4-7 糧、棉、油等作物 4-6 5-8 蔬菜(保護(hù)地) 2-3 -
二、微灌設(shè)計(jì)土壤濕潤比
作物 滴灌 微噴灌 作物 滴灌 微噴灌 果樹 25-40 40-60 蔬菜 60-90 70-100 葡萄 30-50 40-70糧、棉、油等作物 60-90 100
三、微灌水利用系數(shù)應(yīng)不低于下列數(shù)值
滴灌 0.90
微噴灌 0.85
四、微灌灌水定額與灌水周期
(1)灌水定額
m=0.1rHp(βmax-βmin)/η
式中,m為灌水定額(mm); r土壤容重(g/cm3);H為計(jì)劃濕潤層深(m);p為土壤濕潤比;βmax為土壤適宜含水率上限;βmin為土壤適宜含水率下限;η為微灌水利用系數(shù)。
(2)灌水周期
T=(m/e)η
式中,T為灌水周期(d);e為耗水強(qiáng)度(mm/d)。
五、微灌設(shè)計(jì)對灌水器流量偏差率的要求
要求灌水器流量偏差率不大于20%。
微灌工作水頭偏差率與流量偏差率的關(guān)系:
式中, hv=為工作水頭偏差率;x灌水器的流態(tài)指數(shù);qv為流量偏差率。將流量偏差率(20%)代入上式即得允許的工作水頭偏差率。
六、管道沿程水頭損失與局部水頭損失
式中,hf為沿程水頭損失(m);Q為流量(L/h);d為管道內(nèi)徑(mm);L為管長(m);f為摩阻系數(shù);m為流量指數(shù);b為管徑指數(shù)。
f、m、b取值表
管 材 f m b 硬塑料管 0.464 1.77 4.77 微灌用聚乙烯管 d>8mm 0.505 1.75 4.75 d<=8mm Re>2320 0.595 1.69 4.69 Re<=2320 1.75 1 4
支管局部水頭損失 hj支=(0.05~0.10)hf
毛管局部水頭損失 hj毛=(0.01~0.20)hf
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