第二节 沟灌
( Furrow Irrigation)
? 1 技术参数,
? 沟长、入沟流量
? A 计划灌水定额＝ t时间内入渗水量
＋沟中蓄水量
)(
00
ltkphbm a l ??
? H-沟平均水深
? A-沟间距
? P0－ t时间内平均渗吸税率
? B0－ 平均水面宽度。
? 沟长度与沟坡度的关系
式中各项的意义
)12(
i
hh
l
?
?
C 灌水时间的确定
q
m a l
t
6.3
?
入沟流量?q
沟灌新技术
? 1、尾水回收系统
(tail water recovery system)
? 适于透水性差、大坡度沟灌。
? 概念：灌水后沟中难以蓄水、部分水
从尾部流走。这部分水流可以由集水
系统回收后供灌溉之用。
? 系统构成：集水沟、蓄水池、提水系
统、输水系统。
2、波涌灌溉 (surge Irrigation)
? 间歇向沟中灌水。当水流推进到
沟中一段距离后，停止灌水，间
隔一定时间后再灌水。
? 原理：水流消退过程中形成致密
层。类似于板结。
Mechanism of Surge Irrigation
? 土壤颗粒消解、下沉、粘性土膨
胀、降低导水率和糙率
? 下层气体封闭，减少水力传导。
? 减少入渗速率
第三节 喷灌
Sprinkle irrigation
? 一、喷灌技术指标
? 1、喷灌强度
t
h
i ?
???
平均喷灌强度是各点单位时
间内喷灌水深的平均值。
t
h
??
喷灌系统平均喷灌强度
.,
95.08.0
1000
喷头间距和支管间距
～灌溉水利用系数，
＝
?
?
?
m
s
l
s
ss
q
ml
?
?
?
2、喷灌均匀度
? 衡量灌水质量的主要指标。用于评价灌
溉面积上水量分布的均匀程度。
? 常用表示方法,
? A 喷洒均匀度,
点喷灌水深平均离差。??
?
??
h
h
h
Cu )0.1(100
B 水量分布图
? 喷洒范围内的等水量图。表示喷
头组合的水量分布情况。比较直
观准确，但缺少定量指标 。
3、水滴打击强度
? 单位喷洒面积内水滴对土壤和作物的打
击动能。
? 水滴过大可能破坏土壤结构和损毁作物。
? 常用的测量方法是测水滴直径。
? 采用雾化指标似乎更为实用
? 不同的作物、不同时期雾化指标要求不
同。蔬菜 >4000，大田作物,3000
雾化指标
md
mH
d
H
喷咀直径，
喷头工作压力；
＝
?
?
?
二 喷头种类和工作原理
? 1、旋转式喷头。
? A 摇臂式：原理
? 结构简单，最为常用。缺点是受风
影响大，支杆要垂直。尤其用于固
定系统。
? B 叶轮式 水舌冲击叶轮转动，带动
喷头旋转。需要减速装置。
? 特点：不受振动影响，但制造工艺
要求较高，应用较少。
? C反冲式,利用水舌离开喷头时的反作用
力直接推动喷头转动。
? 结构简单，但是不够可靠，应用较少。
2、固定喷头
? 特点：没有运动部件，水流作全园或扇
形喷射。
? 射程短
? 压力低
? 喷灌强度高、单个喷头均匀度不足，远
处强度大。
? 多用于绿地、蔬菜、苗圃等。
固定式喷头的主要种类
? A 折射式,
? 原理：喷头上方有折射锥，水流遇到折
射锥后被击成薄水层沿四周射出，在空
气阻力作用下分散成细小水滴散落。
? B 缝隙式,
? 管端开出一定形状的缝隙，使水流均匀
散成细小的水滴。工作可靠、容易堵塞。
3、孔管式喷头
? 管道上分布小的喷水孔，水流朝一个方
向喷射，管道可以摆动。或者管道上开
多排小孔，可以不安装摇摆器。
? 结构简单，不要专门灌水器。工作压力
低。
? 国内较少。
三、旋转式喷头的主要水力参数及影响因素
? 影响喷头射程的因素
? 1、工作压力和喷咀直径
? 压力增加，射程增加。
? 压力一定时，喷嘴直径增加，射程增加。
? 2、喷射仰角
? 28～ 32度时射程最远，通常为 30度
? 3 转速
? 转速增加，射程减小。一般 1～ 3r/min(中 )
? 3～ 5r/min(远射程 )
? 4,水舌形状
? 水舌掺气少则射程大，减少紊流，水流
整直。
? 加粉碎针可增加掺气，减小水滴直径，
提高雾化度。
四、影响喷灌水量分布的因素
?1,工作压力
? 这是影响喷灌水量分布最主要的因素，
对于单喷嘴的喷头，不加粉碎机时，如
果压力适中，水量分布曲线近似于一个
偏平的等角三角形；当压力过低时，由
于水舌粉碎不足，水量大部分集中在远
处，中间水量少，成“轮胎形”分布；
当压力过高时，由于水舌过度粉碎，近
处水量集中，远处水量不足。
2、喷头的布置形式和间距
? 喷头的布置形式和间距是影响喷灌系统
水量分布的又一重要因素 。 一般由计算
或者试验确定, 设计时可参考设计手册
3、风向、风力
? 风向；风力对水量分布影响也很大 。
? 逆风减少的射程要比顺风增加的射程大,
因此, 在布置喷头时, 应适当密一些以
抵消风的影响 。
影响水滴直径的因素
? 略
五,喷灌系统设计
? （ 一 ）, 收集基本资料
? 喷灌系统设计前必须进行现场勘查，
了解规划范围、面积、水源情况，收集
地形，气象、水文、土壤等有关资料及
灌区作物种植情况，当地高产灌水经验，
动力和有关设备资料。
? 。
? 勘查和收集资料工作是搞好规划
设计的前提，如水源情况，要优
选水源位置，同时还要满足水质
和水量的要求，地形资料，需要
地形图，这样才能进行管网平面
布置并绘制管道纵剖面图
气象、水文作物种植资料。
主要用于确定灌溉制度，
对北方地区还要了解冻土
层厚度以确定管道埋深，
土壤资料以确定允许喷灌
强度等
（二）、喷灌系统选型
? 根据地形、水源、作物种类，经济及设
备等条件，选定喷灌系统型式。
? 固定式
? 半固定式
? 移动式
（三）、喷头选择
? 根据动力条件作物种植情况, 土壤允许
喷灌强度, 作物适宜的雾化指标以及设
备供应条件等因素, 确定喷头的工作压
力, 射程, 流量以及喷灌强度, 喷嘴直
径等技术指标范围并选择喷头 。
四）、确定喷头组合形式和间距
? 喷头组合形式是指管道式喷灌系统
中喷头部的相对位置 。 在全圆喷洒
情况下, 有正方形, 正三角形, 矩
形和三角形等组合形式 。 详细方法
可参阅有关设计手册 。
? 确定喷头组合间距的原则是：保证
喷洒不留空白, 并有较高的均匀度 。
? 间距过大会造成喷洒不均匀或漏喷；
过密会使喷头和管道用量大，增大
了投资，且会增大组合喷灌强度 。
（五）布置管道系统
? 根据地形水源等条件提出管道系统
的最佳布置方案，一般就考虑以几
点原则,
?、使管道总长度短，造价低，有
利于水锤的防护。
?考虑备用水单位的需要，管理方
便，有利于组织轮灌和迅速分散
流量。
?尽量使支管垂直主风向且与作物
种植方向一致。在山丘区，支管
一般沿等高线布置。
?管线的纵剖面应力求平顺，
减少折点，避免产生负压。
?力求使支管各喷头工作压力
接近一致，或者允许差值范
围内（支管首尾压力小于工
作压力的 20％）。
? 泵站应尽量布置在系统的中心，以
减少水头损失。
（六）拟定喷灌工作制度
–（六）拟定喷灌工作制度
–1,设计灌水定额
–m=0.1H(θmax－ θmin)
–θmax－ θmin － 允许灌水上下
限 。
2
? 2、设计灌水周期
? T＝ m设计 /e
? 3,灌水延续时间
? t=m设计 /ρ系统
? ρ系统 ＝ 1000qn/(Sl× Sm)
( Furrow Irrigation)
? 1 技术参数,
? 沟长、入沟流量
? A 计划灌水定额＝ t时间内入渗水量
＋沟中蓄水量
)(
00
ltkphbm a l ??
? H-沟平均水深
? A-沟间距
? P0－ t时间内平均渗吸税率
? B0－ 平均水面宽度。
? 沟长度与沟坡度的关系
式中各项的意义
)12(
i
hh
l
?
?
C 灌水时间的确定
q
m a l
t
6.3
?
入沟流量?q
沟灌新技术
? 1、尾水回收系统
(tail water recovery system)
? 适于透水性差、大坡度沟灌。
? 概念：灌水后沟中难以蓄水、部分水
从尾部流走。这部分水流可以由集水
系统回收后供灌溉之用。
? 系统构成：集水沟、蓄水池、提水系
统、输水系统。
2、波涌灌溉 (surge Irrigation)
? 间歇向沟中灌水。当水流推进到
沟中一段距离后，停止灌水，间
隔一定时间后再灌水。
? 原理：水流消退过程中形成致密
层。类似于板结。
Mechanism of Surge Irrigation
? 土壤颗粒消解、下沉、粘性土膨
胀、降低导水率和糙率
? 下层气体封闭，减少水力传导。
? 减少入渗速率
第三节 喷灌
Sprinkle irrigation
? 一、喷灌技术指标
? 1、喷灌强度
t
h
i ?
???
平均喷灌强度是各点单位时
间内喷灌水深的平均值。
t
h
??
喷灌系统平均喷灌强度
.,
95.08.0
1000
喷头间距和支管间距
～灌溉水利用系数，
＝
?
?
?
m
s
l
s
ss
q
ml
?
?
?
2、喷灌均匀度
? 衡量灌水质量的主要指标。用于评价灌
溉面积上水量分布的均匀程度。
? 常用表示方法,
? A 喷洒均匀度,
点喷灌水深平均离差。??
?
??
h
h
h
Cu )0.1(100
B 水量分布图
? 喷洒范围内的等水量图。表示喷
头组合的水量分布情况。比较直
观准确，但缺少定量指标 。
3、水滴打击强度
? 单位喷洒面积内水滴对土壤和作物的打
击动能。
? 水滴过大可能破坏土壤结构和损毁作物。
? 常用的测量方法是测水滴直径。
? 采用雾化指标似乎更为实用
? 不同的作物、不同时期雾化指标要求不
同。蔬菜 >4000，大田作物,3000
雾化指标
md
mH
d
H
喷咀直径，
喷头工作压力；
＝
?
?
?
二 喷头种类和工作原理
? 1、旋转式喷头。
? A 摇臂式：原理
? 结构简单，最为常用。缺点是受风
影响大，支杆要垂直。尤其用于固
定系统。
? B 叶轮式 水舌冲击叶轮转动，带动
喷头旋转。需要减速装置。
? 特点：不受振动影响，但制造工艺
要求较高，应用较少。
? C反冲式,利用水舌离开喷头时的反作用
力直接推动喷头转动。
? 结构简单，但是不够可靠，应用较少。
2、固定喷头
? 特点：没有运动部件，水流作全园或扇
形喷射。
? 射程短
? 压力低
? 喷灌强度高、单个喷头均匀度不足，远
处强度大。
? 多用于绿地、蔬菜、苗圃等。
固定式喷头的主要种类
? A 折射式,
? 原理：喷头上方有折射锥，水流遇到折
射锥后被击成薄水层沿四周射出，在空
气阻力作用下分散成细小水滴散落。
? B 缝隙式,
? 管端开出一定形状的缝隙，使水流均匀
散成细小的水滴。工作可靠、容易堵塞。
3、孔管式喷头
? 管道上分布小的喷水孔，水流朝一个方
向喷射，管道可以摆动。或者管道上开
多排小孔，可以不安装摇摆器。
? 结构简单，不要专门灌水器。工作压力
低。
? 国内较少。
三、旋转式喷头的主要水力参数及影响因素
? 影响喷头射程的因素
? 1、工作压力和喷咀直径
? 压力增加，射程增加。
? 压力一定时，喷嘴直径增加，射程增加。
? 2、喷射仰角
? 28～ 32度时射程最远，通常为 30度
? 3 转速
? 转速增加，射程减小。一般 1～ 3r/min(中 )
? 3～ 5r/min(远射程 )
? 4,水舌形状
? 水舌掺气少则射程大，减少紊流，水流
整直。
? 加粉碎针可增加掺气，减小水滴直径，
提高雾化度。
四、影响喷灌水量分布的因素
?1,工作压力
? 这是影响喷灌水量分布最主要的因素，
对于单喷嘴的喷头，不加粉碎机时，如
果压力适中，水量分布曲线近似于一个
偏平的等角三角形；当压力过低时，由
于水舌粉碎不足，水量大部分集中在远
处，中间水量少，成“轮胎形”分布；
当压力过高时，由于水舌过度粉碎，近
处水量集中，远处水量不足。
2、喷头的布置形式和间距
? 喷头的布置形式和间距是影响喷灌系统
水量分布的又一重要因素 。 一般由计算
或者试验确定, 设计时可参考设计手册
3、风向、风力
? 风向；风力对水量分布影响也很大 。
? 逆风减少的射程要比顺风增加的射程大,
因此, 在布置喷头时, 应适当密一些以
抵消风的影响 。
影响水滴直径的因素
? 略
五,喷灌系统设计
? （ 一 ）, 收集基本资料
? 喷灌系统设计前必须进行现场勘查，
了解规划范围、面积、水源情况，收集
地形，气象、水文、土壤等有关资料及
灌区作物种植情况，当地高产灌水经验，
动力和有关设备资料。
? 。
? 勘查和收集资料工作是搞好规划
设计的前提，如水源情况，要优
选水源位置，同时还要满足水质
和水量的要求，地形资料，需要
地形图，这样才能进行管网平面
布置并绘制管道纵剖面图
气象、水文作物种植资料。
主要用于确定灌溉制度，
对北方地区还要了解冻土
层厚度以确定管道埋深，
土壤资料以确定允许喷灌
强度等
（二）、喷灌系统选型
? 根据地形、水源、作物种类，经济及设
备等条件，选定喷灌系统型式。
? 固定式
? 半固定式
? 移动式
（三）、喷头选择
? 根据动力条件作物种植情况, 土壤允许
喷灌强度, 作物适宜的雾化指标以及设
备供应条件等因素, 确定喷头的工作压
力, 射程, 流量以及喷灌强度, 喷嘴直
径等技术指标范围并选择喷头 。
四）、确定喷头组合形式和间距
? 喷头组合形式是指管道式喷灌系统
中喷头部的相对位置 。 在全圆喷洒
情况下, 有正方形, 正三角形, 矩
形和三角形等组合形式 。 详细方法
可参阅有关设计手册 。
? 确定喷头组合间距的原则是：保证
喷洒不留空白, 并有较高的均匀度 。
? 间距过大会造成喷洒不均匀或漏喷；
过密会使喷头和管道用量大，增大
了投资，且会增大组合喷灌强度 。
（五）布置管道系统
? 根据地形水源等条件提出管道系统
的最佳布置方案，一般就考虑以几
点原则,
?、使管道总长度短，造价低，有
利于水锤的防护。
?考虑备用水单位的需要，管理方
便，有利于组织轮灌和迅速分散
流量。
?尽量使支管垂直主风向且与作物
种植方向一致。在山丘区，支管
一般沿等高线布置。
?管线的纵剖面应力求平顺，
减少折点，避免产生负压。
?力求使支管各喷头工作压力
接近一致，或者允许差值范
围内（支管首尾压力小于工
作压力的 20％）。
? 泵站应尽量布置在系统的中心，以
减少水头损失。
（六）拟定喷灌工作制度
–（六）拟定喷灌工作制度
–1,设计灌水定额
–m=0.1H(θmax－ θmin)
–θmax－ θmin － 允许灌水上下
限 。
2
? 2、设计灌水周期
? T＝ m设计 /e
? 3,灌水延续时间
? t=m设计 /ρ系统
? ρ系统 ＝ 1000qn/(Sl× Sm)
