设为首页 加入收藏 联系我们  
 
  首页 公司简介 产品展示 工程案例 新闻中心 技术资料 在线留言 招聘信息 联系我们  

此页面上的内容需要较新版本的 Adobe Flash Player。

获取 Adobe Flash Player

产品分类
工程案例
滴灌项目
喷灌项目
小管出流
造雾项目
阳台花园
管道改造
客服中心
联系人: 刘宁
工程部: 13683534100
销售部: 18610932858
电 话: 010-52562073
传 真: 010-52562073
邮 箱: ningyuan888@126.com
地 址: 昌平区南口镇龙虎台村115号
邮 编: 102200
技术资料  当前位置:首页 >> 技术资料  

什么是微灌技术?
来源:北京昌宁智通科技有限公司 | 发布时间:2011-10-23 | 浏览次数:

微灌技术

6.1概述

6.1.1微灌及其特点

(一)微灌的种类

微灌是利用微灌设备组装成微灌系统,将有压水输送分配到田间,通过灌水器以微小的流量湿润作物根部附近土壤的一种灌水技术。微灌按灌水器及出流形式的不同,主要有滴灌、微喷灌、小管出流、渗灌等形式。

    1.滴灌

    滴灌是利用安装在末级管道(称为毛管)上的滴头,或与毛管制作成一体的滴灌带(或滴灌管)将压力水以水滴状湿润土壤,在灌水器流量较大时,形成连续细小水流湿润土壤。通常将毛管和灌水器放在地面,也可以把毛管和灌水器埋入地面以下30cm左右。前者称为地表滴灌,后者称为地下滴灌。滴灌灌水器的流量通常为1.14~10L/h

    2.微喷灌

    微喷灌是利用直接安装在毛管上或与毛管连接的微喷头将压力水以喷洒状湿润土壤。微喷头有固定式和旋转式两种。前者喷射范围小,水滴小;后者喷射范围较大,水滴也大些,故安装的间距也比较大。微喷头的流量通常为20~250L/h。另外还有微喷带也属于微喷灌系列,微喷带又称多孔管、喷水带,是在可压扁的塑料软管上采用机械或激光直接加工出水小孔,进行微喷灌的设备。

    3.小管出流

    小管出流是利用Φ4的小塑料管与毛管连接作为灌水器,以细流(射流)状局部湿润作物附近的土壤,小管出流的流量常为40~250L/h。对于高大果树通常围绕树干修一渗水小沟,以分散水流,均匀湿润果树周围土壤。在国内,为增加毛管的铺设长度,减少毛管首末端流量的不均匀,通常在小塑料管上安装稳流器,以保证每个灌水器流量的均匀性。

    4.渗灌

    渗灌是利用一种特别的渗水毛管埋入地表以下30cm左右,压力水通过渗水毛管管壁的毛细孔以渗流的形式湿润其周围土壤。由于渗灌能减少土壤表面蒸发,从技术上来讲,是用水量很省的一种微灌技术,但目前使用起来,渗灌管常埋于地下,由于作物根系有向水性,渗灌管经常遭受堵塞问题困扰。渗灌管的流量常为2~3L/(h·m)

(二)微灌的优缺点

    1.优点

    微灌可以非常方便地将水灌到每一株植物附近的土壤中,经常维持较低的水压力满足作物生长需要。微灌具有以下诸多优点:

    1)省水、省工、节能。微灌是按作物需水要求适时适量地灌水,仅湿润根区附近的土壤,因而显著减少了水的损失。微灌是管网供水,操作方便,劳动效率高,而且便于自动控制,因而可明显节省劳力。同时微灌大部分属局部灌溉,大部分地表保持干燥,减少了杂草的生长,也就减少了用于除草的劳力和除草剂费用。肥料和药剂可通过微灌系统与灌溉水一起直接施到根系附近的土壤中,不需人工作业,提高了施肥、施药的效率和利用率。微灌灌水器的工作压力一般为50~150KPa,比喷灌低得多,又因微灌比地面灌溉省水,对提水灌溉来说意味着减少了能耗。

    2)灌水均匀。微灌系统能够做到有效地控制每个灌水器的出水流量,灌水均匀度高,一般可达80%~90%

    3)增产。微灌能适时适量地向作物根区供水供肥,为作物根系活动层土壤创造了很好的水、热、气、养分状况,因而可实现稳产,提高产品质量。

    4)对土壤和地形的适应性强。微灌的灌水强度可根据土壤的入渗特性选用相应的灌水器,并对其调节,不产生地表径流和深层渗漏。微灌是采用压力管道将水输送到每棵作物的根部附近,可以在任何复杂的地形条件下有效工作,甚至在某些很陡的土地或在乱石滩上种的树也可以采用微灌。

    2.缺点

    微灌系统投资一般要高于地面灌;微灌灌水器出口很小,易被水中的矿物质或有机物堵塞,减少系统水量分布均匀度,严重时会使整个系统无法正常工作,甚至报废;微灌毛管一般铺设在地面,使用中会影响田间管理,有时会被拉断、割破,发生漏水,增加了后期维护费用。

6.1.2微灌系统的组成及分类

(一)微灌系统的组成

微灌系统由水源、首部枢纽、输配水管网和灌水器以及流量、压力控制部件和量测仪表等组成,如图6-1所示。   

6-1  微灌系统示意图

1.水源

河流、渠道、湖泊、水库、井、泉等均可作为微灌水源,但其水质需符合微灌要求。

2.首部枢纽 首部

枢纽包括水泵、动力机、肥料和化学药品注入设备、过滤设备、控制阀、进排气阀、压力流量量测仪表等。其作用是从水源取水增压并将其处理成符合微灌要求的水流送到微灌系统中去。

微灌常用的水泵有潜水泵、深井泵、离心泵等,动力机可以是柴油机、电动机等。

在供水量需要调蓄或含砂量很大的水源,常要修建蓄水池和沉淀池。沉淀池用于去除灌溉水源中的大固体颗粒,为了避免在沉淀池中产生藻类植物,应尽可能将沉淀池或蓄水池加盖。

过滤设备的作用是将灌溉水中的固体颗料滤去,避免污物进入系统,造成系统堵塞。过滤设备应安装在输配水管道之前。

肥料和化学药品注入设备用于将肥料、除草剂、杀虫剂等直接施入微灌系统,注入设备应设在过滤设备之前。

流量压力量测仪表用于测量管线中的流量或压力,包括水表、压力表等。水表用于测量管线中的流过的总水量,根据需要可以安装于首部,也可以安装于任何一条干、支管上,如安装在首部,须设于施肥装置之前,以防肥料腐蚀。压力表用于测量管线中的内水压力,在过滤器和密封式施肥装置的前后各安设一个压力表,可观测其压力差,通过压力差的大小能够判定施肥量的大小和过滤器是否需要清洗。

控制器用于对系统进行自动控制,一般控制器具有定时或编程功能,根据用户给定的指令操作电磁阀或水动阀,进而对系统进行控制。

阀门是直接用来控制和调节微灌系统压力流量的操纵部件,布置在需要控制的部位上,其型式有闸阀、逆止阀、空气阀、水动阀、电磁阀等。

3.输配水管网

 输配水管网的作用是将首部枢纽处理过的水按照要求输送分配到每个灌水单元和灌水器,输配水管网包括干、支管和毛管三级管道。毛管是微灌系统的最末一级管道,其上安装或连接灌水器。

4.灌水器

灌水器是微灌设备中最关键的部件,是直接向作物施水的设备,其作用是消减压力,将水流变为水滴或细流或喷洒状施入土壤,包括滴头、滴灌带、滴灌管、微喷头、微喷带、渗灌管等,灌水器多数是用塑料制成的。

(二)微灌系统的分类

    由于组成微灌系统的灌水器不同,相应的分为滴灌系统、微喷灌系统、小管出流系统以及渗灌系统等。

    根据配水管道在灌水季节中是否移动,每一类微灌系统又可分为固定式、半固定式和移动式。

    固定式微灌系统的各个组成部分在整个灌水季节都是固定不动的,干管、支管一般埋在地下,根据条件,毛管有的埋在地下,有的放在地表或悬挂在离地面一定高度的支架上。固定式微灌系统常用于经济价值较高的经济作物。

    半固定式微灌系统的首部枢纽及干、支管是固定的,毛管连同其上的灌水器是可以移动的。根据设计要求,一条毛管可以在多个位置工作。

    移动式微灌系统各组成部分都可移动,在灌溉周期内按计划移动安装在灌区内不同的位置进行灌溉。移动式微灌系统提高了微灌设备的利用率,降低了单位面积微灌的投资,但操作管理比较麻烦,适合在经济条件较差的地区使用。

6.2微灌主要设备

6.2.1灌水器

    灌水器的作用是把末级管道(毛管)的压力水流均匀而又稳定地灌到作物根区附近的土壤中,灌水器质量的好坏直接影响到微灌系统的寿命及灌水质量的高低。灌水器的种类繁多,各有特点,适用条件也各有差异。

(一)灌水器的种类与结构特点

    按结构和出流形式不同灌水器主要有滴头、滴灌带、微喷头、微喷带、涌水器、渗灌管等。

    1.滴头

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。其流量一般不大于12 L/h。按滴头的压力补偿与否可把它分为如下两种。

1)非压力补偿滴头

非压力补偿滴头是利用滴头内的固定水流流道消能,其流量随压力的提高而增大。

2)压力补偿型滴头

压力补偿型滴头的流量不随压力而变化。在水流压力的作用下,滴头内的弹性体(片)使流道(或孔口)形状改变或过水断面面积发生变化,当压力减小时,增大过水断面积,压力增大时,减小过水断面积,从而使滴头出流量保持稳定,压力补偿滴头同时还具有自清洗功能。

2.滴灌带(管)

滴头与毛管制造成一个整体,兼具配水和滴水功能的带(管)称为滴灌带(管)。按滴灌带(管)的结构可分为两种。

1)内镶式滴灌带(管)

内镶式滴灌带(管)是在毛管制造过程中,将预先制造好的滴头镶嵌在毛管内的滴灌带(管)。内镶滴头有两种,一种是片式,另一种是管式。

 

2)薄壁滴灌带

薄壁滴灌带为在制造薄壁管的同时,在管的一侧热合出各种形状的流道,灌溉水通过流道以滴流的形式湿润土壤。

滴灌带也有压力补偿式与非压力补偿式两种。

3.微喷头

微喷头是将压力水流以细小水滴喷洒在土壤表面的灌水器。单个微喷头的喷水量一般不超过250L/h,射程一般小于7m。按照结构和工作原理,微喷头分为旋转式、折射式、离心式和缝隙式四种。

1)旋转式微喷头

水流从喷水嘴喷出后,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,从而使喷射出来的水舌随着折射臂作快速旋转。旋转式微喷头一般由三个零件构成,即折射臂、支架、喷嘴。旋转式微喷头有效湿润半径较大,喷水强度较低,由于有运动部件,加工精度要求较高,并且旋转部件容易磨损,因此使用寿命较短。

2)折射式微喷头

折射式微喷头的主要部件有喷嘴、折射锥和支架,水流由喷嘴垂直向上喷出,遇到折射锥即被击散成薄水膜沿四周射出,在空气阻力作用下形成细微水滴散落在四周地面上。折射式微喷头的优点是水滴小,雾化高,结构简单,没有运动部件,工作可靠,价格便宜。

4.微喷带

微喷带又称多孔管、喷水带,是在可压扁的塑料软管上采用机械或激光直接加工出水小孔,进行微喷灌的设备,微喷带的工作水头100~200KPa

          

5.小管灌水器

小管灌水器是由Φ4的小塑料管和接头连接插入毛管壁而成。它的工作水头低,孔口大,不容易被堵塞。在使用中,为增加毛管的铺设长度,减少毛管首末端流量的不均匀性,通常在小塑料管上安装稳流器,以保证每个灌水器流量的均匀性。这种稳流器在一定的压力范围内,出流量保持不便。目前,国内生产的稳流器的流量已形成系列化。如下是稳流器外形图:

 

6.渗灌管

渗灌管是用大约2/3比例的废旧橡胶(多为旧轮胎)和1/3比例的PE塑料混合制成可以沿管壁向外渗水的多孔管。使用中常将渗灌管埋入地下,是非常省水的灌溉技术。

6.2.2首部枢纽

首部枢纽一般由取水阀、止回阀、进排气阀、计量装置、施肥器、过滤器等部分组成。下面是一种简单的首部枢纽图。

(一)取水阀

一般起打开取水和闭和断水作用,常用的取水阀类型有闸阀、蝶阀、球阀等,材质有铸铁、钢质、塑料等。这些阀门参数都有标准可循,下面是微灌工程中一些常用的取水阀。

1.闸阀

这种阀门具有开启和关闭力小,对水流的阻力小,并且水流可以两个方向流动等优点,但结构比较复杂。50mm以上的阀门多用法兰连接,50mm以下的阀门用螺纹连接。闸阀外形如下,

2.蝶阀

3.球阀

球阀在微灌系统中应用广泛,主要用在支管进口处。球阀构造简单,体积小,对水流的阻力也小,缺点是如果开启动作太快会在管道中产生水锤。因此在微灌系统的主干管上不宜采用球阀,但可在干、支管末端装上球阀作冲洗之用,其冲洗排污效果好。

(二)止回阀

也叫逆止阀或单向阀,水流只能沿一个方向流动。当切断水流时,用于防止含有肥料的水倒流进水源,还可防止水流倒流引起水泵叶轮倒转,进而保护水泵。

(三)进排气阀

也叫空气阀,一般安装在微灌系统的最高处,用于放出管网中积累的空气,防止管道发生震动破坏,或在系统需要泄水时,起到进气作用。

(四)量测装置

如水表、压力表等。

1.水表

微灌工程中常用水表来计量管道输水流量大小和计算灌溉用水量的多少。水表一般安装在首部枢纽中过滤器之后的干管上。设计时,根据微灌系统的设计流量大小、选择大于或接近额定流量的水表为宜,绝不能单纯以输水管径大小来选定水表口径,否则,容易造成水表的水头损失过大。

微灌工程中常用的水表有旋翼式水表和螺翼式水表两种。这两种水表的外形、工作水温、允许最大工作压力基本相同,不同之处主要在于:在同样口径个工作压力条件下,螺翼式水表通过的流量比旋翼式水表大1/3左右,且水头损失和水表体积都比旋翼式小。

2.压力表

微灌系统中经常使用弹簧管压力表测量管路中的水压力。压力表内有一根椭圆形截面的弹簧管,管的一端固定在插座上并与外部接头相通,另一端封闭并与连杆和扇形齿轮连接,可以自由移动。当被测液体进入弹簧内时,在压力作用下弹簧管的自由端产生位移,这位移使指针偏移,指针在度盘上的指示读数就是被测液体的压力值。测正压力的表称为压力表,测负压力的表称为真空表。压力表外形如下,

(五)施肥器

微灌系统中常用的施肥装置有压差式施肥罐、文丘里施肥器、比例自动施肥泵等。

1.压差式施肥罐

压差式施肥罐由储液罐、进水管、出水管、调压阀等几部分组成。压差式施肥罐施肥工作原理与操作过程是待微灌系统正常运行后,首先把可溶性肥料或肥料溶液装入储液罐1内,然后把罐口封好,关紧罐盖。接通输液管7并打开其上的阀门6,再接通进水管2并打开阀门4,此时肥料罐的压力与灌溉输水管道的压力相等。为此关小微灌输水管道上的施肥调压阀门5,使其产生局部阻力水头损失,使阀后输水管道内压力变小,阀前管道内压力大于阀后管道压力,形成一定压差(根据施肥量要求调整该阀),使罐中肥料通过输肥管进入阀后输水管道中,又造成化肥罐压力降低,因而阀前管道中的灌溉水即由供水管2进入化肥罐内,而罐中肥料溶液又通过输液管进入微灌管网及所控制的每个灌水器,如此循环运行,化肥罐内肥料浓度降至接近零时,即需重新添加肥料或肥溶液,继续施肥。

压差式施肥罐的优点是,加工制造简单,成本较低,不需外加动力设备。缺点是溶液浓度变化大,无法实时控制。罐体容积有限,添加肥料次数频繁且较麻烦,输水管道因设有调压阀而调压造成一定的水头损失。

2.文丘里施肥器

文丘里施肥器可与开敞式肥料罐配套组成一套施肥装置。其构造简单,造价低廉,使用方便,主要适用于小型微灌系统。文丘里施肥器的缺点是如果直接装在骨干管道上注入肥料,则水头损失较大,这个缺点可以通过在管路中并联一个文丘里器来克服,构造如下图:

 

 

3.比例施肥泵

比例施肥泵的特点:不用电驱动,以水压作动力,肥料的溶液剂量与进入设备的水量严格成比例,无论流经管路的流量和压力变化如何,注入的溶液剂量总是与流经水管的水量成比例,外部可灵活调节比例。外形如下

(六)过滤器

微灌技术要求灌溉水中不含造成灌水器堵塞的污物和杂质,而实际上任何水源,如湖泊、库塘、河流和沟溪水中,都有不同程度含有污物和杂质,即使是水质良好的井水,也会含有一定数量的砂粒和可能产生化学沉淀的物质。因此对灌溉水进行严格的过滤是微灌工程中首要的步骤,是保证微灌系统正常运行、延长灌水器使用寿命和保证灌水质量的关键措施。

微灌系统中常用的过滤设备有:砂石过滤器、离心过滤器、筛网过滤器、叠片式过滤器等。在选配过滤设备时,主要根据灌溉水源的类型、水中污物种类、杂质含量等,同时考虑所采用的灌水器的种类、型号及流道端面大小等来综合确定。

1  砂石过滤器

主要用于水库、塘坝、沟渠、河湖及其他开放水源。可分离水中的水藻、漂浮物、有机杂质及淤泥。

过滤原理:砂石过滤器是通过均质颗粒层进行过滤的,其过滤精度视砂粒大小而定。过滤过程为:水从壳体上部的进水口流入,通过在介质层孔隙中的运动向下渗透,杂质被隔离在介质上部。过滤后的净水经过过滤器里面的过滤元件进入出水口流出,即完成水的过滤过程。选用时,可以单独使用,也可和其他过滤器组合使用。

  砂石过滤器选型参数表(参考)

规格型号

连接接口

流量(m³/h)

外形尺寸(mm)

重量(Kg)

50mm

50螺纹

5-17

600*800*1520

120

80mm

80法兰

10-35

950*2200*2100

250

100mm

100法兰

30-70

1900*2200*2100

480

150mm

150法兰

50-100

2600*2200*2100

780

200mm

200法兰

80-140

3300*2200*2100

1150

使用中应注意事项:要严格按设计流量使用,因过大的流量可造成砂床流道效应,导致过滤精度下降;过滤器的清洗通过反冲洗装置进行,砂床表面的最污染层,应用干净砂粒代替,视水质情况而定,一年处理1-4次。

    2.离心过滤器

离心过滤器主要用于含砂水流的初级过滤,可分离水中的砂子和石块。在满足过滤要求的条件下,分离效果:60-150目砂石98-92%

过滤原理:此类过滤器基于重力及离心力的工作原理,清除重于水的固体颗粒。水由进水管切向进入离心过滤器体内,旋转产生离心力,推动泥砂及密度较高的固体颗粒沿管壁移动,形成旋流,使砂子和石块进入集砂罐,净水则顺流沿出水口流出,即完成水砂分离。过滤器需定期进行排砂清理,时间按当地水质情况而定。

离心过滤器选型参数表(参考)

规格型号

连接接口

流量(m³/h)

外形尺寸(mm)

重量(Kg)

25mm

25螺纹

1-8

420*250*550

9

50mm

50螺纹

5-20

500*300*830

21

80mm

80法兰

10-40

800*500*1320

51

100mm

100法兰

30-70

950*600*1700

90

125mm

125法兰

60-120

1350*1000*2400

180

150mm

150法兰

80-160

1400*1000*2600

225

使用中注意事项:离心过滤器在开泵和停泵的工作瞬间,由于水流失稳,影响过滤效果,因此,常与网式过滤器同时使用效果更佳;在进水口前应安装一段与进水口等径的直通管,长度是进水口直径的10-15倍,以保证进水水流平稳。

3.筛网过滤器

筛网过滤器是一种简单而有效的过滤设备,造价也较为便宜,在国内外的微灌系统中使用最为广泛。

筛网过滤器的种类繁多。如果按安装方式分,有立式与卧式两种;按制造材料分类,有塑料和金属两种;按清洗方式分类又有人工清洗和自动清洗两种;按封闭与否分类则有封闭式和开敞式两种。筛网过滤器主要由进水口,滤网、出水口和排污冲洗口等几部分组成,安装时,应注意水流方向与过滤器的安装方向一致。外形如下

滤网形状如下

筛网过滤器选型参数表(参考)

规格

最大过流量m³/h

最大承压KPa

25mm  (1”)

5

800

32mm  (11/4”)

10

800

40mm  (11/2”)

10

800

50mm  (2”)

20

800

80mm  (3”)

50

800

筛网过滤器主要用于过滤灌溉水中的粉粒、砂和水垢等污物,尽管它也能用来过滤含有少量有机污物的灌溉水,但有机物含量稍高时过滤效果很差,尤其是当压力较大时,大量的有机污物会透过滤网而进入管道,造成微灌系统与灌水器的堵塞。

4.叠片过滤器

叠片过滤器的外形与筛网过滤器基本相同,主要不同在于过滤芯不同,叠片过滤器是由数量众多的片状滤片叠在一起组成,每片滤片上有流道,水从两个滤片之间的缝隙穿过,污物档在滤片外周,从而达到过滤作用。

6.2.3管道及附件

微灌系统绝大多数使用塑料管道,常用的有聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)管。在首部枢纽、穿路、高架等特殊情况也使用一些其他管道,如镀锌钢管等。

(一)聚氯乙烯(PVC)塑料管

根据我国塑料工业的发展,水利部颁布了行业标准SL/T96.1-94《喷灌用塑料管基本参数及技术条件——硬聚氯乙烯管》,将聚氯乙烯(PVC)管材的使用压力分为0.250.40.631.001.25Mpa级。

聚氯乙烯管的管道连接主要有专用黏结剂连接和止水圈承插连接两种,一般情况下,管径小于90mm的用黏结剂连接,大于90mm的用止水圈承插连接。

聚氯乙烯管的管件依次是:阀门、三通、90度弯头、45度弯头、直通、变径直通、堵头、内丝接头、法兰盘、活接头、伸缩节、专用黏结剂等。

              

(二)聚丙烯(PP)管

聚丙烯管是采用共聚聚丙烯,经挤出工艺生产的管材。行业标准为SL/T96.2-94《喷灌用塑料管基本参数及技术条件——聚丙烯管》。压力等级为0.250.40.63Mpa1.00Mpa级。聚丙烯管及管件外形如下,

 

(三)聚乙烯(PE)管

聚乙烯管是聚乙烯树脂,经挤出工艺生产的管材。依据树脂的密度,聚乙烯管可分为低密度聚乙烯管、中密度聚乙烯管和高密度聚乙烯管。

低密度聚乙烯管具有加工方便和可缠绕运输,易于打孔和连接,因而在微灌系统中广泛应用于支管、毛管,用量往往很大。微灌系统毛管一般置于地面,对聚乙烯管材的抗老化、抗晒、抗磨性能提出了很高的要求。

对于聚乙烯管,目前采用SL/T96.2-94《喷灌用塑料管基本参数及技术条件——低密度聚乙烯管》,工作压力等级分为0.25Mpa0.40Mpa

目前国内主流市场上的低密度聚乙烯管分内径和外径两大类,低密度聚乙烯管外形如下。

低密度聚乙烯管管件依次是PE等径弯头、PE变径弯头、PE阳螺纹弯头、PE阴螺纹弯头、PE等径三通、PE变径三通、PE阳螺纹三通、PE阴螺纹三通、PE同径直通、PE变径直通、PE阳螺纹直通、PE阴螺纹直通、PE堵头、PE皮带旁通、PE鞍座等。

                

TAG:
打印本页 || 关闭窗口
  上一篇:没有了!
  下一篇:温室大棚安装注意事项
Copyright 2011-2015 版权归:北京昌宁智通科技有限公司 地址:昌平区南口镇龙虎台村115号
联系人:刘宁 手机:13683534100 电话:010-52562073 邮箱:ningyuan888@126.com 邮编:102200
备案号:京公网安备11011402010801号,京ICP备11028272  技术支持:51page  
点击这里给我发消息
点击这里给我发消息
点击这里给我发消息
点击这里给我发消息
点击这里给我发消息