微灌技术
Farmland Irrigation Research Institute
Farmland Irrigation Research Institute
一, 概述
二, 常用的微灌系统
三, 微灌技术试验规范要求
提 纲
Farmland Irrigation Research Institute
一、概述
?微灌就是, 利用专门设备，将有压水流变成细小
的水流和水滴，湿润作物根部附近土壤的灌水方法
?主要包括 滴灌, 微喷灌, 脉冲微喷灌, 渗灌 等
主要特点：
?流量小，每次灌水的时间较长，使作物都能获得相同的水量，
灌水均匀度较高，为高产优质提供最佳的土壤湿度。
?需要的工作压力低，一般只有喷灌工作压力的 1/3～ 1/4
?只灌溉作物根部附近的土壤，属局部灌溉类型，节省大量灌
溉水
?地表不产生积水和径流，不破坏土壤结构，土壤中的养分不
易被淋溶流失
一、概述
微灌系统组成示意图
微灌系统主要包括水源工程、枢纽工程、输水管网、灌水器等四部分
二、常用的微灌系统
? 滴灌 (Dripirrigation,缩写 DI)是 20世纪 50年代
发展起来的一种新的灌水方法 。 它是利用低压管
道系统通过滴头, 将作物生长所需的水分和养分
均匀而又缓慢地滴入作物根部附近, 借重力作用
使水渗入作物根区, 使土壤经常保持最佳含水状
态的一种灌水方法, 属于局部灌溉 。
? 滴灌技术不仅仅是一种灌水方法, 而且是一种在
高度控制土壤水分, 肥力, 含盐量与虫害等条件
下种植中耕作物的新农业技术, 对作物生长, 收
获时间, 产品质量等均有重要的影响
滴
灌
滴 灌
滴
灌
的
特
点
?省水节能
?灌水均匀
?土壤和地形的适应性强
?增加产量，提高品质
?省工省肥（药）
滴灌的主要缺点是 投资较高, 管道和滴头容易
堵塞, 对水质要求高
滴 灌
? 主要适用于果树, 蔬菜, 花卉, 温室等经济
作物
? 水源极缺的地区, 高扬程抽水灌区
? 地形起伏较大地区的灌溉
? 在透水性强的砂质土壤上和咸水地区有一定
的发展前景
滴灌系统根据其管道的固定程度可分为三类
固定式 移动式 半固定式
滴 灌
滴
灌
系
统
的
组
成 滴灌系统由水源、首部控制枢纽、输水管道系统和
滴水器等四部分组成
滴 灌
? 灌水器是在一定的工作压力下，通过流道或孔口将毛
管中的水流变成滴状或细流状的装置，其流量一般不
大于 0.012m3／ h
对滴水器的基本要求
? 抗堵塞性能强
? 制造偏差小
? 流量小而稳定
? 坚固耐用，价格低廉
? 结构简单，便于制造、安装和维护
按滴水器的构造方式不同，滴水器通常分滴头和滴灌
管两大类
滴
灌
滴
水
器
滴 灌
?通过流道或孔口将毛管中的压力水流变
成滴状或细流状的装置称为滴头。
按滴头结构和消能方式可分为 以下几种滴
头
长流道型滴头缠绕式 散放式 内螺纹管式滴头
滴 灌
滴
头 孔口滴头 涡流滴头压力补偿滴头
内镶式滴灌管 薄壁式滴灌管
滴 灌
典型孔口式滴头技术参数
滴头
类型
产品
编号
颜
色
额定工
作压力
／ kPa
流量／
m3?h-1
流量与压力水头
关系
q／ L?h-1,H／ m
制造偏
差系数
孔口
滴头
KD－ 1 白色 100 0.011 Q=3.379H0.505 0.088
KD－ 2 红色 100 0.015 Q=4.637H0.509 0.051
KD－ 3 灰色 100 0.021 Q=6.370H0.512 0.063
KD－ 4 黑色 100 26.43 Q=8.049H0.514 0.061
滴 灌
? 滴灌系统的管道，一般分为干管、支管和
毛管三级，布置时要求这三级管道尽量相互
垂直，使得管道长度最短，水头损失最小。
?在平原地区, 毛管应与垄沟方向一致
?在山地丘陵地区, 干管多沿山脊或较高位置
平行于等高线布置, 支管垂直于等高线布置,
毛管平行于等高线并沿支管两侧对称布置,
以防滴头出水不均匀
滴
灌
系
统
的
布
置
滴 灌
?设计灌水定额
?设计灌水周期
?一次灌水延续时间
?轮灌区数目的确定
?一条毛管控制的灌溉面积
?滴灌系统各级管道流量的确定
?滴灌系统控制灌溉面积的计算
?滴灌系统的管道水力计算
滴
灌
系
统
的
设
计
滴 灌
? 必须定期清洗主过滤器，对于支管和毛管进口
处的二级过滤器也要做例行检查
? 滴头的部分或全部堵塞, 零件自然磨损, 都会
影响滴头的流量
? 淤积, 沉淀, 有机质沉积或它们的共同作用会
使管路逐渐堵塞
? 自然磨损是压力补偿滴头的关键问题 。 当补偿
部分随着时间逐渐变形时, 通过的水流也逐渐
停止
? 对于冲洗式滴头而言, 机械故障也会成为一个
问题
滴
灌
系
统
的
养
护
滴 灌
?悬浮液中的固体颗粒
?化学沉积物
?微生物和有机物质
上述因素中，可能有两个或更多的因素同时起
作用
堵
塞
的
起
因
滴 灌
? 装设适宜的过滤装置来预防堵塞
? 酸液冲洗法
? 压力疏通法
? 维护好过滤设备
? 设置沉淀池，对灌溉水进行预处理；
? 定期测定滴头流量和灌溉水的铁、钙、镁、钠、氯的
离子浓度，以及 pH值和碳酸盐含量等，及早采取措施；
防止藻类滋生
? 毛管应采用加碳黑的聚乙烯软管，使其不透阳光，或
用氯气、高锰酸钾及硫酸铜处理灌溉水
? 采用活动式滴头，以便拆卸冲洗
堵
塞
的
预
防
和
处
理
办
法
微喷灌
? 微喷灌是通过低压管道系统将有压水送到作物根部附
近，用微喷头或微喷带将灌溉水喷洒在土壤表面进行
灌溉的一种新型灌水方法
? 微喷灌时水流以较大的速度由微喷头喷出, 在空气的
作用下粉碎成细小的水滴落在地面
? 由于微喷头出流孔口的直径和出流流速 (或工作压力 )
都比滴灌滴头大, 从而大大地减少了堵塞
? 另外, 在配水方式上, 微喷灌是将水灌到土壤表面,
利用空气作为主要配水介质, 以吸水方式湿润土壤；
而滴灌是通过土壤配水, 以滴水方式湿润土壤
概
述
微喷灌
微喷头的工作压力一般为 50～
200kPa，射流孔径为 0.8～ 2.2mm，喷水
强度一般小于 0.24m3／ h；单个微喷头的
喷水量一般不超过 0,25m3／ h，射程一般
小于 7m 。
微喷灌
?节水、灌水质量高，增产效果好
?对土壤、地形和作物的适应性强
?防堵塞性能好
?能充分利用小水源，节省能耗
?受风的影响降低灌水均匀度
?限制作物根系的发展
?水质处理要求较高
优
点
缺
点
微喷灌
按现有微喷头的结构型式及工作原理
进行分类，一般可以分为下列四类：
?折射式
?射流式
?离心式
?缝隙式
微
喷
头
的
分
类
微喷灌
? 折射式微喷头的原理是利用折射锥来分散水流, 使其均匀散
落地面, 其主要部件有喷嘴, 折射锥和支架
? 水流在 — 定压力下由喷嘴或孔口垂直向上喷出, 遇到折射锥
时, 水流受阻折射, 被击散成薄水层沿四周射出, 在空气的
阻力下即形成细小水滴洒落在地面进行灌溉
? 折射式微喷头又称为雾化微喷头, 其工作压力一般为 100～
350kPa,射程为 1.0～ 7.0m,流量为 0.03～ 0.25m3／ h
? 优点是结构简单, 没有运动部件, 工作可靠, 价格便宜；雾
化程度和水量分布可以满足果园, 蔬菜, 花卉等的灌溉
? 缺点是由于水滴太微细, 在空气十分干燥, 温度高, 风速较
大的地区蒸发飘移损失较大
折
射
式
微
喷
头
微喷灌
? 射流式喷头由支架, 喷嘴, 折射臂和连接件四部分组成
? 工作原理：压力水流从喷嘴中喷出后, 集中成一束向上喷射到一
个可以旋转的单向折射臂上,折射臂上的流道形状不仅可以使水
流按一定喷射仰角喷出, 而且还可以使喷射出的水舌反作用力对
旋转轴形成一个力矩, 从而使喷射出的水舌随着折射臂作快速旋
转, 故又称为旋转式微喷头
? 射流式微喷头的工作压力 — 般为 l00～ 200kPa,喷洒半径为 1.5～
7.0m,流量为 0.045～ 0.25m3／ h
? 水量飘移损失小
? 适用于果园, 茶园, 苗圃, 蔬菜, 城市园林绿地等灌溉, 特别适
用于密植作物, 透水性较强的沙土和透水性弱的黏土, 用在全面
积湿润灌溉与降温喷洒则效果更佳
? 射流式微喷头的结构复杂, 加工精度要求较高, 制造比较困难,
易于磨损 。 使用寿命较短
射
流
式
喷
头
微喷灌
? 离心式微喷头由四部分组成, 即喷嘴, 喷头座,
导流芯和进水口接头
? 工作原理：压力水流从切线方向进入离心室,
绕垂直轴旋转, 通过离心室中心的喷嘴射出的
水膜同时具有离心速度和圆周速度, 在空气阻
力的作用下, 水膜被粉碎成水滴散落在微喷头
四周
? 离心式微喷头具有结构简单, 体积小, 工作压
力低, 喷水流量小, 射程远, 雾化程度高, 工
作可靠, 检修方便等特点, 具有广泛的适用性
离
心
式
微
喷
头
微喷灌
?工作原理：水流经过缝隙喷出水舌,
在空气阻力作用下, 粉碎散成水滴
?一般由两部分组成, 上部是带有缝
隙的盖, 下部是底座
缝
隙
式
微
喷
头
同滴头类似，微喷头的性能主要是
工作压力、额定流量、射程等
微喷灌
堵塞物质
? 砂粒
? 藻类
? 杂草
? 塑料碎渣等
防止堵塞的方法
在系统中设置过滤装置，对水质进行过滤，防止污物、
砂粒、藻类、杂草等易于堵塞微喷头的物质进入微喷
系统
微喷灌
? 与微喷灌相结合的施肥, 在压力作用下将肥料溶液
注入供水管道, 进行灌施
? 目前应用较多的施肥罐是旁通式的, 也有用文丘里
泵, 注射泵等
? 旁通施肥罐由节制阀, 进口阀, 水表, 肥料注入口,
施肥罐, 出口阀, 压力表等组成
? 施肥罐的容积一般为 0.06～ 0.22m3
? 在肥液被排入系统输送管末端应安装一个抗腐蚀的
过滤器, 滤网规格为 48目／ cm2为宜；也可将枢纽过
滤器安装在施肥罐后面
施
肥
装
置
地下滴灌技术
? 地下滴灌技术指水通过地埋毛管上的灌水器缓
慢出流渗入附近土壤, 再借助毛细管作用和重
力作用将水分扩散到整个根层供作物吸收利用
? 灌水过程中对土壤结构扰动较小, 有利于保持
作物根层疏松通透的环境条件, 并可减少土面
蒸发损失, 具有明显的节水增产效益
? 田间输水系统地埋后便于农田耕作和作物栽培
管理, 且地埋后管材抗老化性能增强并不易丢
失或人为破坏
特
点
地下滴灌技术
? 地下滴灌技术在国外灌溉作物
以经济作物最为常见：多集中
在果树、蔬菜及其它高产值作
物上；大田作物中也有少量使
用，以棉花和玉米等 作物为主
? 国内地下滴灌技术的应用以果
树为主
主
要
应
用
地下滴灌技术
? 地面滴灌系统的设计方法同样适用于地下滴灌系统，
特别是在管道水力学性能和灌水均匀性等方面
? 地下滴灌系统的设计及管理还具有自身的特殊性。
在地下滴灌系统中停止供水时，非常容易在管网内
产生负压，造成毛管外的土壤微粒经灌水器流道被
逆向吸入，引起滴头的堵塞，故常在系统上安装真
空破坏装置，这对整个系统的运行管理要求较高
? 在地势地形起伏较大的条件下，仅靠在系统上安装
真空破坏装置的做法，有时并不能完全避免负压的
产生，也就不能完全避免因负压引起的堵塞问题
地
下
滴
灌
的
设
计
涌泉灌 （小管出流灌 ）
? 涌泉灌是利用 Φ4的小塑料管与毛管连接作为灌水器,
以细流 (射流 )状局部湿润作物根区附近土壤 。 小管灌
水器的流量为 0,08～ 0,25m3／ h。 对于高大果树通常
围绕树干修一条渗水小沟, 以分散水流, 均匀湿润果
树根部周围土壤 。 在国内称这种微灌技术为小管出流
灌溉 。
? 小管出流灌溉不再采用微灌灌水器流道的截面尺寸 (直
径一般为 0.6～ 1.2mm)，而采用超大流道，以 Φ3,Φ4
和 Φ6的 PE塑料小管替代滴头，并辅以田间渗水沟，具
有较强的抗堵塞能力
涌泉灌 （小管出流灌 ）
? 不易堵塞
小管灌水器的流道直径比滴灌灌水器的流道或孔口的直径大得
多, 采用大口径, 大流量的灌水器解决了滴灌系统灌水器容易
堵塞的难题
? 节水节能
小管出流灌溉仅湿润渗水沟和两侧作物根系活动层的部分土壤,
属于局部灌溉, 节水效益显著；并且由于流道相对较大, 过滤
器及灌水器的局部水头损失小, 运行过程中所需的工作压力较
低
? 适应性强
对各地形、土壤的果树和宽行蔬菜及大田作物均可应用
特
点
涌泉灌 （小管出流灌 ）
小管出流田间灌水系统包括干管、支管、
毛管、小管灌水器及渗水沟
涌泉灌 （小管出流灌 ）
? 小管出流采用 3mm,4mm和 6mm 3种内径 PE的塑
料管。
? 小管灌水器流量大小应保证在渗水沟内具有较
高流速，以满足灌水均匀。
? 常用的灌水器流量为 0,08～ 0,12m3／ h；在
轻质土壤上，流量的取值略高。
小
管
灌
水
器
设
计
要
点
涌泉灌 （小管出流灌 ）
L ／ m
H ／ m Q ／ m
3
? h
D= 3 m m D = 4 m m D = 6 m m
0,1 0 0,3 6 1,3 4 6,0 5
0,1 4 0,2 2 0,7 4 3,4 5 2
0,1 8 0,1 5 0,5 1 2,2 3
0,1 0 0,7 3 2,4 7 1 2,1 0
0,1 4 0,4 4 1,4 9 6,9 1 4
0,1 8 0,3 0 1,0 1 4,4 5
0,1 0 1,0 9 3,7 1 1 8,1 2
0,1 4 0,6 6 2,2 3 1 0,3 7 6
0,1 8 0,4 5 1,5 2 6,6 8
0,1 0 1,4 6 4,9 5 2 4,2 0
0,1 4 0,8 8 2,9 7 1 3,8 3 8
0,1 8 0,6 0 2,0 3 8,9 1
0,1 0 1,8 2 6,1 8 3 0,2 5
0,1 4 1,1 0 3,7 1 1 7,2 8 10
0,1 8 0,7 5 2,5 1 1 1,1 3
小管出流 q、水头 H、长度 L确定表
小
管
灌
水
器
设
计
要
点
涌泉灌 （小管出流灌 ）
毛管直径与允许最大长度
? 常用的毛管直径为 12mm,15mm和 20mm 3种
? 在达到一定灌水均匀度的前提下, 不同直径的毛管所
允许的最大长度不同, 其设计方法类似于滴灌
? 对于地势平坦的果园, 建议按照下表方式布设毛管 。
设
计
要
点 株距／ m 毛管直径／ mm 毛管最大允许长度／ m 果树株数 小管布设方式
4 15 40 9～ 10 两侧布设小管
12 35 8～ 9 单侧布设小管
3 12 35 10～ 11 单侧布设小管
涌泉灌 （小管出流灌 ）
? 渗水沟可以绕树修筑成沟状，也可以顺树行开挖。前
者适用于高大的成龄果树或西瓜等，沟的直径约为树
冠冠径的 2／ 3；后者则主要用于密植果树或葡萄园等，
一般每隔 2～ 3m用土埂隔开，称为顺行格沟
? 渗水沟的作用是使灌水器流出的水均匀地分散到灌溉
作物周围的土壤中
? 渗水沟通常为梯形断面，沟底宽 0.10～ 0.15m，沟深为
0.12～ 0.15m
渗
水
沟
设
计
要
点
脉冲灌溉
脉冲式微灌系统是美国 Intertec公司在 20世纪 80年代研究开发成功的
一项全新的节水型灌溉设备
?灌水均匀度高
由于该系统管路充水和灌水过程相互独立, 只有当系统管路全部充满水,
毛管各处压力平衡, 各毛管上的灌水器才能自上而下依次喷水, 从根本
上保证了各灌水器的出水流量基本相等 。 在复杂的地形条件下, 也能保
证灌水均匀 。
?抗堵塞
系统的充水与喷水水流方向相反, 并且系统出水口孔径可达 4mm,每小时
的反复脉冲相当于清洗了灌水器, 从而保证了系统长期, 稳定, 可靠地
运行 。
?系统的工作压力可以调节
在作物的不同发育阶段对水分的需求是不同的, 系统可以通过调整频率
控制器来调节灌水频率；压力调节阀可以保证系统在选定的工作压力下
稳定地运行
脉
冲
灌
溉
的
特
点
脉冲灌溉
? 脉冲器总成
由频率控制器, 脉冲阀, 压力调节阀和快速接口等部件组成 。 脉
冲器总成仅利用系统内部压力实施脉冲灌溉, 是系统的控制中心 。
? 供水干, 支管
系统的供水干, 支管通常用 PVC塑料管, 支管外径为 32mm,承压
能力大于 0.6MPa
? 灌水毛管
由专用弹性材料制造, 具有良好的防冻, 防晒, 耐疲劳及抗老化
性能, 因此又称为弹性毛管 。 其内径为 0.9mm,水压力大于
0.3MPa
? 喷水器总成
喷水器总成由喷头, 竖管, 喷水器, 支撑杆等组成
脉
冲
式
微
灌
系
统
的
组
成
脉冲灌溉
? 通过系统充水和瞬间高速喷水两个互相独立的阶段，
自动循环往复完成灌溉
? 在充水阶段，压力水流通过干管，经脉冲发生器总
成调控后流经支管并充入各弹性毛管。这时，系统
内每个喷水器中的往复式隔膜自动封住喷水口，整
个系统在全封闭状态下运行。随着支管和所有毛管
中的水压逐渐增加，弹性毛管随之膨胀并储存能量，
直至全系统均衡地达到预置压力，脉冲阀在频率控
制器的控制下发出系统脉冲，进入喷水阶段。
? 经过汇水后自动降压，喷水器之间管路中水压骤然
消失，水反向充入喷水器，完成一个工作过程。
工
作
原
理
脉冲灌溉
? 每套脉冲发生器可支持喷水器 600套
? 系统额定工作压力为 2,8× l05Pa
? 单个喷头喷洒半径 r＝ 1,83m
? 单个喷头湿润面积 S＝ 10,5m2
? 喷洒均匀度 Cu≥ 85％
? 系统冲水时间为 2,8～ 1,8s
? 脉冲间隔 3,0～ 18,5s,可调
? 单喷头喷水量 3～ 12L／ h,可调
? 压力调节阀控制范围 0,61× 103Pa
典
型
的
脉
冲
灌
溉
技
术
参
数
脉冲灌溉
? 连接供水干管, 支管与脉冲器总成铺设支管,
方法与其他管道灌溉方法相同, 要求安装深度
在当地冻土层深度以下, 支管末端需要安装放
水阀, 用于管道清洗, 排气和排水；
? 用旁通或三通将支管与毛管连接, 完成毛管的
安装
? 覆上之前, 冲洗与疏通干管, 冲洗支管与毛
管, 试压 。 当系统无漏水现象, 并且正常工作
时, 方可填埋壕沟
脉
冲
式
微
灌
系
统
安
装
脉冲灌溉
?脉冲式微灌系统的调试是通过调整频率
控制器来改变系统的喷水脉冲间隔，以
及通过调整调压阀来改变系统的运行压
力而完成的
?脉冲频率高、喷水间隔短、运行压力大，
则系统灌水量大，喷洒半径大
?反之则系统灌水量小，喷水器的喷洒半
径也小
脉
冲
式
微
灌
系
统
调
试
脉冲灌溉
? 系统管道多处漏水, 致使系统所需工作压力无法
实现, 脉冲系统不能运行
? 脉冲发生器总成中的调压阀, 脉冲阀或频率控制
器出现故障
? 监测管未接好, 导致系统不能运行
? 供水水压过低
某行毛管的喷水器不工作, 常见的原因
毛管末端未封闭；前段毛管折弯或阻塞, 使水流
不能通过 。 此时毛管折弯处之前的喷水器能够正
常工作；前段毛管折断；某只发射器装反；支管
与前排喷水器距离过大所致 。
脉
冲
式
微
灌
系
统
维
护
三、微灌技术试验规范要求
?毛管布置方式, 形式和规格试验
?毛管上的灌水器间距试验
?灌水器工作水头与出流量试验
?防止灌水器堵塞措施的试验
?试验中所选取的灌水技术参数应按照
SL103— 95第三章中的要求与方法进行统
计计算, 并应符合该规范所规定的标准
试
验
内
容
三、微灌技术试验规范要求
滴灌毛管布置方式 （ 固定式, 移动式 ）,
布置形式 （ 单行, 双行, 绕树环状 ）, 布
置规格 （ 毛管与作物或果树的距离 ）, 滴
头的间距, 工作压力等因素均相互关联,
宜根据当地的实际条件, 开展单因素或多
因素对比试验
滴
灌
试
验
内
容
? 微喷灌灌水若是为了提高空气的相对湿度, 宜开
展喷头工作压力, 出流量, 雾化度, 喷洒时间和
空气相对湿度之间相互关系的试验
? 若是为了给土壤补水, 还应观测作物茎叶截留量
以及水沿茎杆流向根部的水量；若是为了同时满
足上述两个要求, 可通过对上述各观测结果的综
合分析, 确定最佳喷灌时间
三、微灌技术试验规范要求
微
喷
灌
试
验
内
容
三、微灌技术试验规范要求
渗灌应针对不同的土质, 根据土壤湿润
深度和范围, 湿润均匀程度, 田间灌水
量, 灌水持续时间, 田间水的利用率,
土壤盐分分布 （ 盐碱化土壤 ）, 作物生
长发育状况及产量等, 对管道间距, 埋
深, 长度, 出水孔密度, 抗堵塞措施等
进行田间对比试验
地下滴灌试验可参照此方法进行
渗
灌
试
验
内
容
三、微灌技术试验规范要求
针对毛管布置方式 （ 地下, 地上 ）, 灌
水器的出流量, 绕树环沟产生积水的时
间, 积水深度与入渗过程, 大田作物涌
泉灌灌水器涌流沿沟, 畦的推进和水分
入渗过程以及灌水均匀度等, 进行单因
素或多因素对比试验
涌
泉
灌
试
验
内
容
三、微灌技术试验规范要求
? 试验中应测定灌溉水质, 并针对每个试验小区, 测定
土壤湿润深度, 范围, 湿润均匀程度, 田间灌水量,
田间水的利用率, 土壤盐分分布 （ 盐碱化土壤 ）, 作
物生长发育状况及产量 。 对于滴灌, 土壤湿润范围的
测定, 可选 1～ 2个滴头, 以滴头为中心, 根据滴头流
量的大小及土壤入渗特性, 沿滴灌管线及垂直滴灌管
线方向选 3～ 5个有代表性的测点, 选点及测定深度应
包含整个湿润体
? 合理的毛管布置, 灌水器间距, 工作压力以及流量均
与微灌的灌溉制度有关, 应将微灌灌水技术试验与微
灌灌溉制度试验结合进行
基
本
要
求
谢谢大家！
Farmland Irrigation Research Institute
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一, 概述
二, 常用的微灌系统
三, 微灌技术试验规范要求
提 纲
Farmland Irrigation Research Institute
一、概述
?微灌就是, 利用专门设备，将有压水流变成细小
的水流和水滴，湿润作物根部附近土壤的灌水方法
?主要包括 滴灌, 微喷灌, 脉冲微喷灌, 渗灌 等
主要特点：
?流量小，每次灌水的时间较长，使作物都能获得相同的水量，
灌水均匀度较高，为高产优质提供最佳的土壤湿度。
?需要的工作压力低，一般只有喷灌工作压力的 1/3～ 1/4
?只灌溉作物根部附近的土壤，属局部灌溉类型，节省大量灌
溉水
?地表不产生积水和径流，不破坏土壤结构，土壤中的养分不
易被淋溶流失
一、概述
微灌系统组成示意图
微灌系统主要包括水源工程、枢纽工程、输水管网、灌水器等四部分
二、常用的微灌系统
? 滴灌 (Dripirrigation,缩写 DI)是 20世纪 50年代
发展起来的一种新的灌水方法 。 它是利用低压管
道系统通过滴头, 将作物生长所需的水分和养分
均匀而又缓慢地滴入作物根部附近, 借重力作用
使水渗入作物根区, 使土壤经常保持最佳含水状
态的一种灌水方法, 属于局部灌溉 。
? 滴灌技术不仅仅是一种灌水方法, 而且是一种在
高度控制土壤水分, 肥力, 含盐量与虫害等条件
下种植中耕作物的新农业技术, 对作物生长, 收
获时间, 产品质量等均有重要的影响
滴
灌
滴 灌
滴
灌
的
特
点
?省水节能
?灌水均匀
?土壤和地形的适应性强
?增加产量，提高品质
?省工省肥（药）
滴灌的主要缺点是 投资较高, 管道和滴头容易
堵塞, 对水质要求高
滴 灌
? 主要适用于果树, 蔬菜, 花卉, 温室等经济
作物
? 水源极缺的地区, 高扬程抽水灌区
? 地形起伏较大地区的灌溉
? 在透水性强的砂质土壤上和咸水地区有一定
的发展前景
滴灌系统根据其管道的固定程度可分为三类
固定式 移动式 半固定式
滴 灌
滴
灌
系
统
的
组
成 滴灌系统由水源、首部控制枢纽、输水管道系统和
滴水器等四部分组成
滴 灌
? 灌水器是在一定的工作压力下，通过流道或孔口将毛
管中的水流变成滴状或细流状的装置，其流量一般不
大于 0.012m3／ h
对滴水器的基本要求
? 抗堵塞性能强
? 制造偏差小
? 流量小而稳定
? 坚固耐用，价格低廉
? 结构简单，便于制造、安装和维护
按滴水器的构造方式不同，滴水器通常分滴头和滴灌
管两大类
滴
灌
滴
水
器
滴 灌
?通过流道或孔口将毛管中的压力水流变
成滴状或细流状的装置称为滴头。
按滴头结构和消能方式可分为 以下几种滴
头
长流道型滴头缠绕式 散放式 内螺纹管式滴头
滴 灌
滴
头 孔口滴头 涡流滴头压力补偿滴头
内镶式滴灌管 薄壁式滴灌管
滴 灌
典型孔口式滴头技术参数
滴头
类型
产品
编号
颜
色
额定工
作压力
／ kPa
流量／
m3?h-1
流量与压力水头
关系
q／ L?h-1,H／ m
制造偏
差系数
孔口
滴头
KD－ 1 白色 100 0.011 Q=3.379H0.505 0.088
KD－ 2 红色 100 0.015 Q=4.637H0.509 0.051
KD－ 3 灰色 100 0.021 Q=6.370H0.512 0.063
KD－ 4 黑色 100 26.43 Q=8.049H0.514 0.061
滴 灌
? 滴灌系统的管道，一般分为干管、支管和
毛管三级，布置时要求这三级管道尽量相互
垂直，使得管道长度最短，水头损失最小。
?在平原地区, 毛管应与垄沟方向一致
?在山地丘陵地区, 干管多沿山脊或较高位置
平行于等高线布置, 支管垂直于等高线布置,
毛管平行于等高线并沿支管两侧对称布置,
以防滴头出水不均匀
滴
灌
系
统
的
布
置
滴 灌
?设计灌水定额
?设计灌水周期
?一次灌水延续时间
?轮灌区数目的确定
?一条毛管控制的灌溉面积
?滴灌系统各级管道流量的确定
?滴灌系统控制灌溉面积的计算
?滴灌系统的管道水力计算
滴
灌
系
统
的
设
计
滴 灌
? 必须定期清洗主过滤器，对于支管和毛管进口
处的二级过滤器也要做例行检查
? 滴头的部分或全部堵塞, 零件自然磨损, 都会
影响滴头的流量
? 淤积, 沉淀, 有机质沉积或它们的共同作用会
使管路逐渐堵塞
? 自然磨损是压力补偿滴头的关键问题 。 当补偿
部分随着时间逐渐变形时, 通过的水流也逐渐
停止
? 对于冲洗式滴头而言, 机械故障也会成为一个
问题
滴
灌
系
统
的
养
护
滴 灌
?悬浮液中的固体颗粒
?化学沉积物
?微生物和有机物质
上述因素中，可能有两个或更多的因素同时起
作用
堵
塞
的
起
因
滴 灌
? 装设适宜的过滤装置来预防堵塞
? 酸液冲洗法
? 压力疏通法
? 维护好过滤设备
? 设置沉淀池，对灌溉水进行预处理；
? 定期测定滴头流量和灌溉水的铁、钙、镁、钠、氯的
离子浓度，以及 pH值和碳酸盐含量等，及早采取措施；
防止藻类滋生
? 毛管应采用加碳黑的聚乙烯软管，使其不透阳光，或
用氯气、高锰酸钾及硫酸铜处理灌溉水
? 采用活动式滴头，以便拆卸冲洗
堵
塞
的
预
防
和
处
理
办
法
微喷灌
? 微喷灌是通过低压管道系统将有压水送到作物根部附
近，用微喷头或微喷带将灌溉水喷洒在土壤表面进行
灌溉的一种新型灌水方法
? 微喷灌时水流以较大的速度由微喷头喷出, 在空气的
作用下粉碎成细小的水滴落在地面
? 由于微喷头出流孔口的直径和出流流速 (或工作压力 )
都比滴灌滴头大, 从而大大地减少了堵塞
? 另外, 在配水方式上, 微喷灌是将水灌到土壤表面,
利用空气作为主要配水介质, 以吸水方式湿润土壤；
而滴灌是通过土壤配水, 以滴水方式湿润土壤
概
述
微喷灌
微喷头的工作压力一般为 50～
200kPa，射流孔径为 0.8～ 2.2mm，喷水
强度一般小于 0.24m3／ h；单个微喷头的
喷水量一般不超过 0,25m3／ h，射程一般
小于 7m 。
微喷灌
?节水、灌水质量高，增产效果好
?对土壤、地形和作物的适应性强
?防堵塞性能好
?能充分利用小水源，节省能耗
?受风的影响降低灌水均匀度
?限制作物根系的发展
?水质处理要求较高
优
点
缺
点
微喷灌
按现有微喷头的结构型式及工作原理
进行分类，一般可以分为下列四类：
?折射式
?射流式
?离心式
?缝隙式
微
喷
头
的
分
类
微喷灌
? 折射式微喷头的原理是利用折射锥来分散水流, 使其均匀散
落地面, 其主要部件有喷嘴, 折射锥和支架
? 水流在 — 定压力下由喷嘴或孔口垂直向上喷出, 遇到折射锥
时, 水流受阻折射, 被击散成薄水层沿四周射出, 在空气的
阻力下即形成细小水滴洒落在地面进行灌溉
? 折射式微喷头又称为雾化微喷头, 其工作压力一般为 100～
350kPa,射程为 1.0～ 7.0m,流量为 0.03～ 0.25m3／ h
? 优点是结构简单, 没有运动部件, 工作可靠, 价格便宜；雾
化程度和水量分布可以满足果园, 蔬菜, 花卉等的灌溉
? 缺点是由于水滴太微细, 在空气十分干燥, 温度高, 风速较
大的地区蒸发飘移损失较大
折
射
式
微
喷
头
微喷灌
? 射流式喷头由支架, 喷嘴, 折射臂和连接件四部分组成
? 工作原理：压力水流从喷嘴中喷出后, 集中成一束向上喷射到一
个可以旋转的单向折射臂上,折射臂上的流道形状不仅可以使水
流按一定喷射仰角喷出, 而且还可以使喷射出的水舌反作用力对
旋转轴形成一个力矩, 从而使喷射出的水舌随着折射臂作快速旋
转, 故又称为旋转式微喷头
? 射流式微喷头的工作压力 — 般为 l00～ 200kPa,喷洒半径为 1.5～
7.0m,流量为 0.045～ 0.25m3／ h
? 水量飘移损失小
? 适用于果园, 茶园, 苗圃, 蔬菜, 城市园林绿地等灌溉, 特别适
用于密植作物, 透水性较强的沙土和透水性弱的黏土, 用在全面
积湿润灌溉与降温喷洒则效果更佳
? 射流式微喷头的结构复杂, 加工精度要求较高, 制造比较困难,
易于磨损 。 使用寿命较短
射
流
式
喷
头
微喷灌
? 离心式微喷头由四部分组成, 即喷嘴, 喷头座,
导流芯和进水口接头
? 工作原理：压力水流从切线方向进入离心室,
绕垂直轴旋转, 通过离心室中心的喷嘴射出的
水膜同时具有离心速度和圆周速度, 在空气阻
力的作用下, 水膜被粉碎成水滴散落在微喷头
四周
? 离心式微喷头具有结构简单, 体积小, 工作压
力低, 喷水流量小, 射程远, 雾化程度高, 工
作可靠, 检修方便等特点, 具有广泛的适用性
离
心
式
微
喷
头
微喷灌
?工作原理：水流经过缝隙喷出水舌,
在空气阻力作用下, 粉碎散成水滴
?一般由两部分组成, 上部是带有缝
隙的盖, 下部是底座
缝
隙
式
微
喷
头
同滴头类似，微喷头的性能主要是
工作压力、额定流量、射程等
微喷灌
堵塞物质
? 砂粒
? 藻类
? 杂草
? 塑料碎渣等
防止堵塞的方法
在系统中设置过滤装置，对水质进行过滤，防止污物、
砂粒、藻类、杂草等易于堵塞微喷头的物质进入微喷
系统
微喷灌
? 与微喷灌相结合的施肥, 在压力作用下将肥料溶液
注入供水管道, 进行灌施
? 目前应用较多的施肥罐是旁通式的, 也有用文丘里
泵, 注射泵等
? 旁通施肥罐由节制阀, 进口阀, 水表, 肥料注入口,
施肥罐, 出口阀, 压力表等组成
? 施肥罐的容积一般为 0.06～ 0.22m3
? 在肥液被排入系统输送管末端应安装一个抗腐蚀的
过滤器, 滤网规格为 48目／ cm2为宜；也可将枢纽过
滤器安装在施肥罐后面
施
肥
装
置
地下滴灌技术
? 地下滴灌技术指水通过地埋毛管上的灌水器缓
慢出流渗入附近土壤, 再借助毛细管作用和重
力作用将水分扩散到整个根层供作物吸收利用
? 灌水过程中对土壤结构扰动较小, 有利于保持
作物根层疏松通透的环境条件, 并可减少土面
蒸发损失, 具有明显的节水增产效益
? 田间输水系统地埋后便于农田耕作和作物栽培
管理, 且地埋后管材抗老化性能增强并不易丢
失或人为破坏
特
点
地下滴灌技术
? 地下滴灌技术在国外灌溉作物
以经济作物最为常见：多集中
在果树、蔬菜及其它高产值作
物上；大田作物中也有少量使
用，以棉花和玉米等 作物为主
? 国内地下滴灌技术的应用以果
树为主
主
要
应
用
地下滴灌技术
? 地面滴灌系统的设计方法同样适用于地下滴灌系统，
特别是在管道水力学性能和灌水均匀性等方面
? 地下滴灌系统的设计及管理还具有自身的特殊性。
在地下滴灌系统中停止供水时，非常容易在管网内
产生负压，造成毛管外的土壤微粒经灌水器流道被
逆向吸入，引起滴头的堵塞，故常在系统上安装真
空破坏装置，这对整个系统的运行管理要求较高
? 在地势地形起伏较大的条件下，仅靠在系统上安装
真空破坏装置的做法，有时并不能完全避免负压的
产生，也就不能完全避免因负压引起的堵塞问题
地
下
滴
灌
的
设
计
涌泉灌 （小管出流灌 ）
? 涌泉灌是利用 Φ4的小塑料管与毛管连接作为灌水器,
以细流 (射流 )状局部湿润作物根区附近土壤 。 小管灌
水器的流量为 0,08～ 0,25m3／ h。 对于高大果树通常
围绕树干修一条渗水小沟, 以分散水流, 均匀湿润果
树根部周围土壤 。 在国内称这种微灌技术为小管出流
灌溉 。
? 小管出流灌溉不再采用微灌灌水器流道的截面尺寸 (直
径一般为 0.6～ 1.2mm)，而采用超大流道，以 Φ3,Φ4
和 Φ6的 PE塑料小管替代滴头，并辅以田间渗水沟，具
有较强的抗堵塞能力
涌泉灌 （小管出流灌 ）
? 不易堵塞
小管灌水器的流道直径比滴灌灌水器的流道或孔口的直径大得
多, 采用大口径, 大流量的灌水器解决了滴灌系统灌水器容易
堵塞的难题
? 节水节能
小管出流灌溉仅湿润渗水沟和两侧作物根系活动层的部分土壤,
属于局部灌溉, 节水效益显著；并且由于流道相对较大, 过滤
器及灌水器的局部水头损失小, 运行过程中所需的工作压力较
低
? 适应性强
对各地形、土壤的果树和宽行蔬菜及大田作物均可应用
特
点
涌泉灌 （小管出流灌 ）
小管出流田间灌水系统包括干管、支管、
毛管、小管灌水器及渗水沟
涌泉灌 （小管出流灌 ）
? 小管出流采用 3mm,4mm和 6mm 3种内径 PE的塑
料管。
? 小管灌水器流量大小应保证在渗水沟内具有较
高流速，以满足灌水均匀。
? 常用的灌水器流量为 0,08～ 0,12m3／ h；在
轻质土壤上，流量的取值略高。
小
管
灌
水
器
设
计
要
点
涌泉灌 （小管出流灌 ）
L ／ m
H ／ m Q ／ m
3
? h
D= 3 m m D = 4 m m D = 6 m m
0,1 0 0,3 6 1,3 4 6,0 5
0,1 4 0,2 2 0,7 4 3,4 5 2
0,1 8 0,1 5 0,5 1 2,2 3
0,1 0 0,7 3 2,4 7 1 2,1 0
0,1 4 0,4 4 1,4 9 6,9 1 4
0,1 8 0,3 0 1,0 1 4,4 5
0,1 0 1,0 9 3,7 1 1 8,1 2
0,1 4 0,6 6 2,2 3 1 0,3 7 6
0,1 8 0,4 5 1,5 2 6,6 8
0,1 0 1,4 6 4,9 5 2 4,2 0
0,1 4 0,8 8 2,9 7 1 3,8 3 8
0,1 8 0,6 0 2,0 3 8,9 1
0,1 0 1,8 2 6,1 8 3 0,2 5
0,1 4 1,1 0 3,7 1 1 7,2 8 10
0,1 8 0,7 5 2,5 1 1 1,1 3
小管出流 q、水头 H、长度 L确定表
小
管
灌
水
器
设
计
要
点
涌泉灌 （小管出流灌 ）
毛管直径与允许最大长度
? 常用的毛管直径为 12mm,15mm和 20mm 3种
? 在达到一定灌水均匀度的前提下, 不同直径的毛管所
允许的最大长度不同, 其设计方法类似于滴灌
? 对于地势平坦的果园, 建议按照下表方式布设毛管 。
设
计
要
点 株距／ m 毛管直径／ mm 毛管最大允许长度／ m 果树株数 小管布设方式
4 15 40 9～ 10 两侧布设小管
12 35 8～ 9 单侧布设小管
3 12 35 10～ 11 单侧布设小管
涌泉灌 （小管出流灌 ）
? 渗水沟可以绕树修筑成沟状，也可以顺树行开挖。前
者适用于高大的成龄果树或西瓜等，沟的直径约为树
冠冠径的 2／ 3；后者则主要用于密植果树或葡萄园等，
一般每隔 2～ 3m用土埂隔开，称为顺行格沟
? 渗水沟的作用是使灌水器流出的水均匀地分散到灌溉
作物周围的土壤中
? 渗水沟通常为梯形断面，沟底宽 0.10～ 0.15m，沟深为
0.12～ 0.15m
渗
水
沟
设
计
要
点
脉冲灌溉
脉冲式微灌系统是美国 Intertec公司在 20世纪 80年代研究开发成功的
一项全新的节水型灌溉设备
?灌水均匀度高
由于该系统管路充水和灌水过程相互独立, 只有当系统管路全部充满水,
毛管各处压力平衡, 各毛管上的灌水器才能自上而下依次喷水, 从根本
上保证了各灌水器的出水流量基本相等 。 在复杂的地形条件下, 也能保
证灌水均匀 。
?抗堵塞
系统的充水与喷水水流方向相反, 并且系统出水口孔径可达 4mm,每小时
的反复脉冲相当于清洗了灌水器, 从而保证了系统长期, 稳定, 可靠地
运行 。
?系统的工作压力可以调节
在作物的不同发育阶段对水分的需求是不同的, 系统可以通过调整频率
控制器来调节灌水频率；压力调节阀可以保证系统在选定的工作压力下
稳定地运行
脉
冲
灌
溉
的
特
点
脉冲灌溉
? 脉冲器总成
由频率控制器, 脉冲阀, 压力调节阀和快速接口等部件组成 。 脉
冲器总成仅利用系统内部压力实施脉冲灌溉, 是系统的控制中心 。
? 供水干, 支管
系统的供水干, 支管通常用 PVC塑料管, 支管外径为 32mm,承压
能力大于 0.6MPa
? 灌水毛管
由专用弹性材料制造, 具有良好的防冻, 防晒, 耐疲劳及抗老化
性能, 因此又称为弹性毛管 。 其内径为 0.9mm,水压力大于
0.3MPa
? 喷水器总成
喷水器总成由喷头, 竖管, 喷水器, 支撑杆等组成
脉
冲
式
微
灌
系
统
的
组
成
脉冲灌溉
? 通过系统充水和瞬间高速喷水两个互相独立的阶段，
自动循环往复完成灌溉
? 在充水阶段，压力水流通过干管，经脉冲发生器总
成调控后流经支管并充入各弹性毛管。这时，系统
内每个喷水器中的往复式隔膜自动封住喷水口，整
个系统在全封闭状态下运行。随着支管和所有毛管
中的水压逐渐增加，弹性毛管随之膨胀并储存能量，
直至全系统均衡地达到预置压力，脉冲阀在频率控
制器的控制下发出系统脉冲，进入喷水阶段。
? 经过汇水后自动降压，喷水器之间管路中水压骤然
消失，水反向充入喷水器，完成一个工作过程。
工
作
原
理
脉冲灌溉
? 每套脉冲发生器可支持喷水器 600套
? 系统额定工作压力为 2,8× l05Pa
? 单个喷头喷洒半径 r＝ 1,83m
? 单个喷头湿润面积 S＝ 10,5m2
? 喷洒均匀度 Cu≥ 85％
? 系统冲水时间为 2,8～ 1,8s
? 脉冲间隔 3,0～ 18,5s,可调
? 单喷头喷水量 3～ 12L／ h,可调
? 压力调节阀控制范围 0,61× 103Pa
典
型
的
脉
冲
灌
溉
技
术
参
数
脉冲灌溉
? 连接供水干管, 支管与脉冲器总成铺设支管,
方法与其他管道灌溉方法相同, 要求安装深度
在当地冻土层深度以下, 支管末端需要安装放
水阀, 用于管道清洗, 排气和排水；
? 用旁通或三通将支管与毛管连接, 完成毛管的
安装
? 覆上之前, 冲洗与疏通干管, 冲洗支管与毛
管, 试压 。 当系统无漏水现象, 并且正常工作
时, 方可填埋壕沟
脉
冲
式
微
灌
系
统
安
装
脉冲灌溉
?脉冲式微灌系统的调试是通过调整频率
控制器来改变系统的喷水脉冲间隔，以
及通过调整调压阀来改变系统的运行压
力而完成的
?脉冲频率高、喷水间隔短、运行压力大，
则系统灌水量大，喷洒半径大
?反之则系统灌水量小，喷水器的喷洒半
径也小
脉
冲
式
微
灌
系
统
调
试
脉冲灌溉
? 系统管道多处漏水, 致使系统所需工作压力无法
实现, 脉冲系统不能运行
? 脉冲发生器总成中的调压阀, 脉冲阀或频率控制
器出现故障
? 监测管未接好, 导致系统不能运行
? 供水水压过低
某行毛管的喷水器不工作, 常见的原因
毛管末端未封闭；前段毛管折弯或阻塞, 使水流
不能通过 。 此时毛管折弯处之前的喷水器能够正
常工作；前段毛管折断；某只发射器装反；支管
与前排喷水器距离过大所致 。
脉
冲
式
微
灌
系
统
维
护
三、微灌技术试验规范要求
?毛管布置方式, 形式和规格试验
?毛管上的灌水器间距试验
?灌水器工作水头与出流量试验
?防止灌水器堵塞措施的试验
?试验中所选取的灌水技术参数应按照
SL103— 95第三章中的要求与方法进行统
计计算, 并应符合该规范所规定的标准
试
验
内
容
三、微灌技术试验规范要求
滴灌毛管布置方式 （ 固定式, 移动式 ）,
布置形式 （ 单行, 双行, 绕树环状 ）, 布
置规格 （ 毛管与作物或果树的距离 ）, 滴
头的间距, 工作压力等因素均相互关联,
宜根据当地的实际条件, 开展单因素或多
因素对比试验
滴
灌
试
验
内
容
? 微喷灌灌水若是为了提高空气的相对湿度, 宜开
展喷头工作压力, 出流量, 雾化度, 喷洒时间和
空气相对湿度之间相互关系的试验
? 若是为了给土壤补水, 还应观测作物茎叶截留量
以及水沿茎杆流向根部的水量；若是为了同时满
足上述两个要求, 可通过对上述各观测结果的综
合分析, 确定最佳喷灌时间
三、微灌技术试验规范要求
微
喷
灌
试
验
内
容
三、微灌技术试验规范要求
渗灌应针对不同的土质, 根据土壤湿润
深度和范围, 湿润均匀程度, 田间灌水
量, 灌水持续时间, 田间水的利用率,
土壤盐分分布 （ 盐碱化土壤 ）, 作物生
长发育状况及产量等, 对管道间距, 埋
深, 长度, 出水孔密度, 抗堵塞措施等
进行田间对比试验
地下滴灌试验可参照此方法进行
渗
灌
试
验
内
容
三、微灌技术试验规范要求
针对毛管布置方式 （ 地下, 地上 ）, 灌
水器的出流量, 绕树环沟产生积水的时
间, 积水深度与入渗过程, 大田作物涌
泉灌灌水器涌流沿沟, 畦的推进和水分
入渗过程以及灌水均匀度等, 进行单因
素或多因素对比试验
涌
泉
灌
试
验
内
容
三、微灌技术试验规范要求
? 试验中应测定灌溉水质, 并针对每个试验小区, 测定
土壤湿润深度, 范围, 湿润均匀程度, 田间灌水量,
田间水的利用率, 土壤盐分分布 （ 盐碱化土壤 ）, 作
物生长发育状况及产量 。 对于滴灌, 土壤湿润范围的
测定, 可选 1～ 2个滴头, 以滴头为中心, 根据滴头流
量的大小及土壤入渗特性, 沿滴灌管线及垂直滴灌管
线方向选 3～ 5个有代表性的测点, 选点及测定深度应
包含整个湿润体
? 合理的毛管布置, 灌水器间距, 工作压力以及流量均
与微灌的灌溉制度有关, 应将微灌灌水技术试验与微
灌灌溉制度试验结合进行
基
本
要
求
谢谢大家！
Farmland Irrigation Research Institute
