膜下滴灌

二班第五组本设计由塔里木大学，徐小双完成，借用请尊重原作者6.1什么是膜下滴灌技术膜下滴灌技术是把滴管带（毛管）铺于地膜之下，同时结合其他有关技术和管道输水技术以及水资源可持续利用的供水技术，构成大田膜下滴灌系统工程。可控性•淋盐优质高产•节水抑盐•自动化灌水基础性工程•田间滴灌系统•绿洲节水灌溉系统•绿洲生态系统•绿洲农业现代化系统战略性•集成灌溉工程技术•结合渠道防渗与水库•调整农业产业结构•调整绿洲经济结构膜下滴灌的优点6.2膜下滴灌节水增产的机理杜绝深层渗漏损失，提高田间水利用率。1.垂直受水面积小，提高田间水利用率2.灌水率小于土壤渗吸速度，便面径流损失3.低压管道输水，减少渗漏损失4.有效调节根区湿润比5.根部灌水，灌水均匀度高6.水由主根向周围渗漏，同作物根系分布吻合{有效抑制田间无效水分的蒸发。1.抑制土壤水分蒸发，保墒效果好2.有效抑制杂草的繁衍，减少杂草耗水控制土壤次生盐渍化，减少生育期压盐用水量。增产机理1.稳定地温2.疏松土壤3.供水适时适量4.保肥效果好5.抵抗自然灾害6.抑制病虫害7.节约耕地8.减少烂铃9.洗盐压碱6.3膜下滴灌存在的问题与建议实践问题系统优化压盐规范化有效需水量实验6.4膜下滴灌系统的规划设计滴灌系统规划原则与内容基本原则与农田基本建设规划相结合近期需要与远期发展规划相结合综合考虑工程的经济、社会和生态效益规划内容1.勘测收集基本资料2.论证工程的必要性和可行性3.确定工程的控制范围和规模4.选择适当的取水方式5.滴灌系统的选型6.工程布置7.做出工程概算资料收集1.地理位置与地形资料2.土地与工程地质资料3.水文与气象资料4.农作物资料5.水源与动力情况6.社会经济状况及农业发展规划方米的基本资料滴灌系统的布置控制面积的确定：①在水源供水流量稳定且无调蓄能力时（水源为机井），可用下式确定滴灌面积：aIQtA10②在水源有调蓄能力且调蓄容积已定时（水源为河、塘、水渠时），可按下式确定滴灌面积：iiTIKVA10总体布置灌区范围的确定水源工程的布置系统首部枢纽和输水干管的布置管网的布置滴灌官网的布置应遵循下列原则1.符合滴灌工程总体要求2.规划时首先确定出地管、给水栓的位置3.尽可能布设在坚实的基础上4.输配水管网一般输配水管道沿地势较高位置，支管垂直于作物种植行，毛管顺作物种植行5.输配水管网的进口设计流量和设计压力，应根据灌溉管道系统所需要的设计流量和大多数配水管道进口所需要的设计压力确定。6.输配水管网各级管道进口必须设置节制阀；管网的布置滴灌官网的布置应遵循下列原则7.管网布置尽量平行与沟、渠、路、林带，顺田间生产路和地边布置，以利耕作和管理。8.尽量利用地形落差实施重力输水。9.避免干扰输油、输气管道及电讯线路等10.应尽可能发挥输配水管网综合利用的功能，把农田灌溉与农村供水以及水产、环境美化相结合，使输配水管网的效益达到最高60120管毛管12060120毛管125120125出地管干水源支管60120管毛管12060120毛管125120125出地管干水源支管管网布置6012012012012060125125干管毛管毛管出地管分干管出地管毛管分干毛管管125125支管管支水源6012012012012060125125干管毛管毛管水源出地管分干管出地管毛管分干毛管管125125支管管支设计参数的确定基本参数：1.设计保证率2.灌溉水的利用率不低于95%3.日工作小时不宜大于20h4.滴头设计工作水头应取所选滴头的额定工作水头，或由滴头压力与流量关系曲线确定5.滴灌设计土壤湿润比{%100785.02lewSSDp%100rtweSSSnSp6.设计耗水强度Eα7.计划土壤湿润层深度Z灌水制度设定灌水定额：m=0.1γZP(θmax-θmin)/η或m=0.1γZP(θ`max-θ`min)/ηm——设计灌水定额mm；γ——土壤容重g/cm3，可根据表6-1选用；z——计划土壤湿润层深度m；P——湿润比%；θmax、θmin——适宜土壤含水率上、下限（根据表6-1选用）θ`max、θ`min——适宜土壤含水率上、下限（根据表6-１选用）η——灌溉水利用系数土壤质地容重（g/cm3）田间持水率凋萎系数重量（%）体积（%）重量（%）体积（%）砂土1.45-1.8016-2026-32砂壤土1.36-1.5422-3032-404-65-9轻壤土1.40-1.5222-2830-364-95-12中壤土1.40-1.5522-2830-356-108-15重壤土1.38-1.5422-2832-426-139-18轻粘土1.35-1.4428-3240-451520中粘土1.30-1.4525-3535-4512-1717-24重粘土1.32-1.4030-3540-50表6-1不同土壤的物理特性表设计灌水周期T=（m/Eα）η式中：T——设计灌水周期dEα——设计耗水强度mm/d按上式求得的值为作物需水高峰期的灌水周期灌水周期可按下公式计算：一次灌水延续时间：t=mSeSr/（ηqd）式中：t——一次灌水延续时间hqd——设计滴头流量L/h灌水总量应由当地灌溉试验资料确定，无试验资料时，可根据当地的气象资料按彭曼法计算，计算出总需水量后，应根据作物各生育期的需水量确定不同时期的灌水定额及灌水周期，确定总的灌水次数，合理分配灌溉水量。灌溉次数与灌水总量盐碱地滴灌灌水定额采用膜下滴灌技术，不仅可大大减少棵间蒸发，抑制盐份上移，而且在滴头湿润范围内形成一个较好的水盐环境，有利于作物生长发育。膜下滴灌水盐运移有两个过程：一是滴水时，耕作层盐份随水向周边迁移。滴灌是一个点源空间三维入渗，土壤盐份也在水份溶解携带下向周边迁移，这一过程是表土盐份淋洗脱盐过程。另一过程是停止滴水后，土壤水份主要是在土壤势梯度、植物蒸腾、土壤蒸发作用下的再分布，盐份也将随水而迁移，在表土集盐。由于覆膜，阻断了土壤水份与大气的直接联系，从而抑制了土壤水的蒸发，不仅增加了作物对水分的利用量，而且也抑制或减缓了返盐过程，滴灌灌水周期较短，地表返盐现象较弱，是盐碱地应用滴灌能够获得较高产量的基本原因。盐碱地的灌溉制度包括灌水延续时间、滴水量、滴头流量、灌水定额、灌水周期和灌溉定额，不仅取决于作物需水量，也取决于作物的耐盐度。一般以土壤饱和溶液的电导率进行盐份控制，各种作物适宜的电导率如表6-2作物EC作物EC棉花7.7番茄2.5甜菜7.0玉米1.7大豆5.0辣椒1.5桃1.7蔬菜2.0葡萄1.5苹果1.7石榴2.7表6-2各种作物适宜的导电率滴灌灌水均匀度滴灌均匀系数：灌水器设计允许流量偏差率qv应不大于20%，设计灌水均匀度不应低于0.95。灌水小区允许水头偏差：滴头工作水头偏差率hV与流量偏差率qV之间的关系可用下式表示：)112.01(hvvvqxxxq式中：X——滴头流态指数。灌水小区允许水头偏差按下式计算：[ΔH]=hV×hd式中：[ΔH]——灌水小区允许水头偏差，mhd——设计滴头工作水头，m滴灌系统的设计滴灌系统的设计是以滴灌工程总体规划为基础进行的，其内容包括系统的布置，系统及各级管道设计流量的确定，管网的水力计算，以及泵站、沉淀池、首部的设计等，写出设计说明书，提出工程材料、设备及预算清单、施工和运行管理要求。滴灌系统的布置通常是在地形图上作初步的布置，然后将初步布置方案带到实地与实际地形做对照，并进行必要的修正。滴灌系统的布置所用的地形图比例一般为1/500—1/1000。在灌区很小的情况下也可以在实际地形上进行布置，但应绘制滴灌系统布置示意图。由于首部枢纽的位置一般已在规划阶段确定，因此设计阶段主要是进行管网的布置。滴头的选择应考虑：1.作物的种类和种植模式2.土壤性质3.工作压力及范围4.流量压力关系5.灌水器的制造精度6.对温度变化的敏感性7.对堵塞、淤积、沉淀的敏感性8.成本与价格滴头的布置果树毛管毛管果树单行毛管直线布置毛管果树毛管毛管毛管果树双行毛管平行布置灌水器果树毛管绕树环状管单行毛管环状布置毛管长度越大，支管间距越大，支管数量越少，工程投资越少，但灌水均匀度降低。因此，布置的毛管长度应控制在允许的最大长度以内，而允许的最大毛管长度应满足设计均匀的要求，并由水力计算确定。大田作物滴灌毛管的布置形式6090棉花一膜二管四行种植膜式30306090滴灌带30306090140020402060140020202040604020棉花一膜一管四行种植膜式滴灌带150.54棉花机采棉宽窄膜种植膜式661098.4366106674.69101010一膜两管四行布置一膜一管四行布置机械采棉毛管布置图系统工作制度及设计流量的确定系统工作制度：通常分为续灌、轮灌、随机供水三种情况：续灌：续灌是对系统内全部管道同时供水，灌溉面积内所有作物同时灌水的一种工作制度。轮灌：一般是将干管、支管分成若干组，由干管轮流向支管供水，支管轮流向辅管或同时向毛管供水，一条支管（辅管）所控制的面积为一个灌水小区，由若干个小区构成一个轮灌组。划分轮灌组的原则：轮灌组的数目根据水源流量和各级管道的经济管径、输水能力和作物的需水要求确定，同时使水源的水量与计划灌溉的面积相协调，一般可由下式计算：N≤CT/t式中：N—轮灌组的数目，以个表示；C—系统一天的运行小时数，一般C为18～22h；T—灌水时间间隔（周期），d；t—一次灌水延续时间，h。辅管的设计流量1.毛管设计流量：等于毛管上各滴头流量之和：qNqQddnii1毛式中：Q毛—单侧毛管的总流量；Nd—毛管滴头个数；qd—滴头设计流量。2.辅管的设计流量：辅管的流量辅管上各毛管的流量和，若辅管两侧毛管长度相同，辅管流量可按下式近似计算：Q辅=2N毛Q毛式中：N毛—辅管上单侧毛管条数。辅管的设计流量3.支管的设计流量：支管上一次开启的辅管流量之和：4.干管的设计流量：该干管上各支管流量之和最大的一组，当干管较长时，应逐段取不同的设计流量。Q干=N支Q支式中：N支—干管上同时工作的支管数目。Q支=N辅Q辅或Q支=2N毛Q毛式中：N辅—支管上同时工作的辅管数目。管网水力计算及设计滴灌带的选型：毛管的设计，就是选择滴灌带型号，确定其长度，计算水头损失。压力补偿式滴头：在一定的压力范围内，使出水量保持基本稳定的滴头。1、借助水流压力使弹性硅胶片改变出水口断面，调节流量，使出水稳定。2、滴头间距根据作物株距可任意调整。3、灌水均匀度高。4、具有自动清洗功能。5、压力补偿性强，特别适用于起伏地形，系统压力不均衡和毛管较长的情况。6、抗农用化学制品和肥料的腐蚀和紫外线，使用寿命长.。特点：水平毛管极限滴头个数的确定364.075.175.42446.5qdhNdmkSINT式中：Nm——毛管的极限分流孔数；[△h2]——毛管的允许水头差，m，[△h2]=β2[△h]，β2应经过技术经济比较确定，对于平地β2可取0.55；[△h]——灌水小区允许水头差m；d——毛管内径mm；k——水头损失扩大系数，一般为1.1～1.2；qd——滴头设计流量L/h均匀坡毛管极限滴头个数的确定管材Fmb硬塑料管0.4641.774.77微灌用聚乙烯管d8mm0.5051.754.75D≤8mmRe23200.5951.694.69Re≤23201.7514表6-3管道沿程水头损失计算系数、指数表确定毛管极限长度Lm：Lm=NmSe根据毛管极限长度及条田的实际情况可确定毛管的实际铺设长度。确定毛管的沿程水头损失h毛（多孔管）：SeSNmNdfSqhmmbmd011148.0毛式中：f、m、b——分别为摩阻系数，流量指数和管径系数N——出水孔个数S0——进口至首孔的间距，m确定毛管局部水头损失：当参数缺乏时,毛管局部水头损失可按沿程水头损失的10%-20%计算。