经济型喷滴灌方案设计

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经济型喷滴灌100问
奕 永 庆  著
2010年5月

内 容 提 要
    本书系为更通俗地介绍经济型喷滴灌技术而写。全书共分5章，第1～3章是介绍经济型喷滴灌技术、施工及管理的100个问答，第4章是30个喷滴灌工程实例的效益调查，第5章为浙江省、余姚市推广经济型喷滴灌工作大事记，最后部分是附录，摘录了有关新闻报道30篇。本书文字极具口语化，并配有大量示图，通俗易懂，理论与实践密切结合，反映了经济型喷滴灌最新的实践和理论成果、技术水平和先进经验，有很强的可读性。
    本书适合水利、农业、林业、畜牧、园林、绿化专业的设计人员、管理干部、种养大户及广大农民阅读，并可供高等院校、职业技术学校同类专业的教师和学生参考。
代序一
    水是生命之源，水利是农业的命脉。喷滴灌技术是水利建设的重要内容，也是现代农业的重要标志。纵观世界上一些农业发达国家，都广泛地应用喷滴灌技术，以色列更是运用喷滴灌技术创造了沙漠农业的奇迹。
    浙江水资源总量虽然比较丰沛，但人均水资源总量低于全国平均水平，水资源的空间分布与耕地面积、人口分布以及经济发展状况等生产力布局不相匹配，发展节水型农业是大势所趋。同时，我省低丘缓坡资源丰富，主要制约因素是缺水。解决有效灌溉可以说是现代农业建设的一芾重要任务。
    喷滴灌技术的发展，有效突破了地形、水系等制约，使因缺水而不能发展农业生产的田地变成了生态优良的农业产区，拓宽了农业发展空间。同时，应用喷滴灌技术，可以有效提高水、肥料、农药等的利用率，提高农业标准化生产水平和农产品品质，降低人工等生产成本，实现农业节水增效，也促进了节水型社会建设，一举多得。
    以奕永庆同志为代表的余姚市水利干部紧密结合实际，紧跟国际国内先进技术，在10多年潜心研究、实践探索的基础上，编写了《经济型喷滴灌》一书，立足实践，通俗易懂，不少成果已被广泛应用。希望此书的出版发行，能为各地推广应用喷滴灌技术、发展现代农业起到积极的促进作用。

    注：本序系原副省长茅临生为作者前一本著作《经济型喷微灌》而作。
代序二
    奕永庆同志的新作《经济型喷微灌》问世了，可庆可贺！
    从本世纪初以来，作者潜心研究降低喷滴灌工程造价的问题。他运用创新思维，针对喷灌系统规划、设计、施工和运行管理各个环节，提出符合实用且费用低廉要求的理论与技术，特别是提出经过精准分析计算确定经济、合理管材、管径与管壁厚度的方法，通过这些理论与技术的应用，使喷滴灌工程造价降低50%以上，终于形成了“经济型喷滴灌”的设计理论和设计模式。
    作者可贵之处还在于开拓了新的应用领域，不仅把喷灌应用到竹山、杨梅、板栗、红枫、果桑、杏桃，而且把微喷灌用于畜禽养殖场降温和防疫，这是国内外首创，多年的实际应用表明，其经济效益、生态效益十分显著。
    从使读者在实际工作中切实得到帮助出发，本书在内容上颇有新意：为使设计者随时考虑工程造价，书中对绝大部分喷滴灌材料、设备都提供了市场参考价；喷滴灌的对象是作物，只有了解对象，才能实现科学灌溉，书中专设一章介绍主要经济作物的“需水特性”；结合施肥是微灌的重要功能，书中专设一章“灌溉施肥”等等，这些必将受到读者的欢迎。
    作为他的研究生导师，我为他取得的成就而欣慰，故乐作此序。

注：本序系茆智院士为作者前一本著作《经济型喷微灌》而作。

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作者简介
    奕永庆，男，1966年初中毕业，回乡务农，自学高中，1978年高考录取，毕业于浙江水利水电专科学校，供职于余姚市水利局，先后从事泵站节能改造、水稻薄露灌溉、经济型喷滴灌、农民饮水安全等新技术研究和推广工作。获各级科技奖29项，其中省科技进步二等奖1项；出版《节水灌溉》、《经济型喷微灌》两部著作；发表论文56篇，其中在国际会议上用英语宣读10篇；获武汉大学工程硕士学位；获得专利授权11项，其中发明专利5项。获得多项荣誉称号：浙江省劳动模范，全国农业科技先进工作者，水利部先进个人2次，省农业科技先进工作者2次，宁波市突贡专家，余姚市突贡专家3次，连续三届当选宁波市人大代表。评为教授级高级工程师，聘为河海大学和浙江水利水电专科学校兼职教授。
目     录
前   言        1
第一章  常规喷滴灌        4
第1节  基本概念        4
第2节  基本理论        5
第二章  经济型喷滴灌设计        11
第1节  创新设计的理论基础        11
第2节  灌溉单元小型化        13
第3节  降低管道成本        16
第4节  移动机组代替泵站        24
第5节  塑料喷头代替金属喷头        28
第6节  喷水带代替微喷头        33
第7节  微喷灌用于温室和畜禽场        35
第8节  滴灌管薄壁化        40
第9节  因地制宜选择过滤器        43
第10节  肥药装置“既土又洋”        48
第11节  附属设备是“眼睛”        51
第12节  灌溉对水质的要求        52
第三章  喷滴灌工程施工和管理        54
第1节  喷滴灌工程施工        54
第2节  喷滴灌设备的运行和维护        56
第四章  喷滴灌效益口述库        60
第一节  山地作物        60
第2节  平原作物        66
第3节  畜禽养殖场        79
第五章  浙江省推广经济型喷滴灌记实        87
第1节  茅临生副省长对经济型喷滴灌批示        87
第2节  记茅临生副省长视察”我市经济型喷滴灌        87
余姚市人民政府常务会议记要        91
第4节  茅临生副省长在座谈会上的发言        91
第5节  临山镇政府关于推广经济型喷滴灌的通知        93
第6节  浙江省水利厅文件        94
第7节  茅临生副省长在全省设施农业现场会上的讲话        96
第8节  陈炳水副市长在全市水利工作会议上的讲话        97
第9节  余姚市经济型喷滴灌推广大事记        98
附录  新闻报道        103
报道1    “喷灌”让鹿亭笋农笑开怀        103
报道2    孔 岙 全 面 推 广 喷 水 灌 溉        103
报道3    大棚西瓜滴灌“滴”出高效益        104
报道4    经济型喷滴灌技术领先国内        104
报道5    节 水 灌 溉 成 时 尚        105
报道6    余姚大力推广“经济型”喷滴灌技术        106
报道7    余 姚 农 民 为 何 热 衷 喷 滴 灌        107
报道8    经济型喷滴灌：奏响农业节水增收凯歌        110
报道9    《果蔬园区节水自动喷灌系统》了不起        112
报道10    经济型喷滴技术登上国际讲坛        113
报道11    河姆渡400亩茶园喝上“自来水”        114
报道12    经济型喷滴灌亩增效五百元        115
报道13    喷滴灌：“上山”又“入舍”        116
报道14    禽舍降温  竹笋增产  果蔬添“绿”        117
报道15    四明山镇花木喝上“自来水”        118
报道16    喷  灌  雨  露  更  壮  苗        118
报道17    节水一场关系到可持续发展的深刻革命        119
报道18    经济型喷滴灌在余姚起步        121
报道19    竹笋、花卉、獭兔……统统用上喷滴灌        124
报道20    农技术推广：要从“贵族化”走向平民化        124
报道21    茅临生来姚视察早稻收购和喷滴灌推广工作        126
报道22    让普通农户用得起喷滴灌        127
报道23    市政府召开第十四次常务会议        128
报道24    这样灌溉实用实在实惠        128
报道25    今后四年全市将新增喷滴灌面积6.2万亩        131
报道26    临山镇积极推广应用喷滴灌技术        131
报道27    全省经济型喷滴灌现场会在姚举行        132
报道28    加快经济型喷滴灌推广  促进农业发展方式转变        132
报道29    我省大力推广经济型喷滴灌工程        134
报道30    微喷灌，畜牧产业的助推器        134
网页信息　宁波市畜禽场喷淋降温消毒技术推广现场会在余姚召开        136
附表    农田灌溉用水水质标准        137
参考文献        138
后    记        139

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前   言
    去年11月，我的习作《经济型喷滴灌》由中国水利水电出版社出版后，仍有“言犹未尽”之感；不久宁波市科技局约我为“农业科普从书”写稿；去年初我国中原无雨，今年西南大旱，从电视上看到那么缺水的地方还在搞大水漫灌，感到实在可惜！许多同志问我那里能不能搞喷滴灌，我说完全可以，只要有水就能喷灌、滴灌。采用喷滴灌，同样的水量可扩大灌溉面积3～5倍，或灌同样的面积可节水三分之二以上。以上三个因素促我从新的角度、以新的语言、总结新的实践，续写本书。
    首先要说明的是“喷微灌”和“喷滴灌”并非笔误。常见的节水灌溉方法是喷灌、微喷灌、滴灌3种，国内外专著中把微喷灌和滴灌合称为微灌，又把喷灌和微灌简称为喷微灌，所以称“喷微灌”是规范的。然而“喷微灌”与“微喷灌”对专家学者来说概念清楚，但对广大民众而言却似乎难以区别。
    我则把喷灌和微喷灌合称为喷灌，因为水都是“喷”出来的，淡化微喷灌的概念。而把喷灌和滴灌简称为“喷滴灌”，突出滴灌概念，因为即使普通群众说起节水灌溉就会脱口而出以色列的国宝——滴灌，不应该丢掉这个“滴”字，所称“喷滴灌”是通俗的，在“规范”与“通俗之间”，我选择后者，这样便于宣传、易于理解，利于推广。
    同时要说明的是本书与前书的区别：相比之下，前书更侧重于规划设计，而本书偏重于推广应用，两者互为补充，相得益彰，但力诫重复，可谓“姐妹篇”或称“哥俩好”。
本书致力回答“经济型喷滴灌造价是怎样降低的？”总结了8个化，即：
    单元小型化——即1只水泵控制面积100～200亩，轮灌10亩左右，是“降价”的基础；
    管径精准化——包括管道壁厚精准化，这是“降价”的关键；
    干管河网化——包括干管沟渠化，这是利用南方的优势；
    泵站移动化——既节约投资、又防止小偷；
    管材PE化——聚乙烯特有“韧柔性”，是管材中新秀；
    喷头塑料化——价格仅金属的四分之一，还避免失窃；
    微喷水带化——投资省、使用灵活、便于农机作业；
    滴灌薄壁化——滴灌管寿命主要决定于“堵塞”而非壁厚；
    我强调的是：“经济型，不是低标准，而是不浪费！”
    本书力求回答“为什么多雨的南方也要喷滴灌？”总结了喷滴灌具有的“5个性”以应对南方、北方都存在的5个问题：
    “节水性”——应对水量不够；
    “及时性”——应对降雨不均；
    “可控性”——应对灌水太多，漫灌有害！
    “适应性”——应对地面不平，灌水不到；
    “节本性”——应对灌水施肥劳力太费。
    我的结论是：喷滴灌是潜力最大的节水技术，是简单可靠的农民增收技术，是农业现代化不可缺少的基础设施！
    本书还悉心回答：“喷滴灌效益究竟好不好？”
    受中央电视台著名节目主持人崔永元主持的节目“我和共和国的故事”启发，以第一人称记录了30位农民和村干部的效益讲述，初建“容量”还不大的“效益库”。
    “我的竹山每年喷灌50次，亩效益2000元以上”；
    “这茶园如没有喷灌阿拉早就推过（亏损）啦”；
    “去年秋季包心芥亩增收2000元，今年榨菜增收1000多元”；
    “种葡萄一定要用滴灌”；
    “一季菜少用1包化肥，节省成本每亩160元”；
    “一亩地少用20个工日，节约劳力成本1000多元”；
    “我的野鸭场每年节省劳力成本3万元“；
“我的万头猪场每年效益50多万元”；
“搞现代农业一定要用喷滴灌”；
正是这些充满真情实感的朴素语言，才坚定了我推广经济型喷滴灌的决心和信心。
本书还记录了原副省茅临生三次专程到余姚调研这项技术时的讲话，记录了宁波市、省水利厅领导有关讲话和文件，这对于从宏观层面上认识这项推广技术的重要意义会有所启迪。
作为附录，本书最后摘录了30篇新闻报道，梗概式介绍余姚经济型喷滴灌推广的历程。
由于本人的理论修养不深，实践范围不广，经验积累不多，书中所述如有不妥之处，敬请各位读者朋友斧正。


作者
2010年5月4日

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前   言
    去年11月，我的习作《经济型喷滴灌》由中国水利水电出版社出版后，仍有“言犹未尽”之感；不久宁波市科技局约我为“农业科普从书”写稿；去年初我国中原无雨，今年西南大旱，从电视上看到那么缺水的地方还在搞大水漫灌，感到实在可惜！许多同志问我那里能不能搞喷滴灌，我说完全可以，只要有水就能喷灌、滴灌。采用喷滴灌，同样的水量可扩大灌溉面积3～5倍，或灌同样的面积可节水三分之二以上。以上三个因素促我从新的角度、以新的语言、总结新的实践，续写本书。
    首先要说明的是“喷微灌”和“喷滴灌”并非笔误。常见的节水灌溉方法是喷灌、微喷灌、滴灌3种，国内外专著中把微喷灌和滴灌合称为微灌，又把喷灌和微灌简称为喷微灌，所以称“喷微灌”是规范的。然而“喷微灌”与“微喷灌”对专家学者来说概念清楚，但对广大民众而言却似乎难以区别。
    我则把喷灌和微喷灌合称为喷灌，因为水都是“喷”出来的，淡化微喷灌的概念。而把喷灌和滴灌简称为“喷滴灌”，突出滴灌概念，因为即使普通群众说起节水灌溉就会脱口而出以色列的国宝——滴灌，不应该丢掉这个“滴”字，所称“喷滴灌”是通俗的，在“规范”与“通俗之间”，我选择后者，这样便于宣传、易于理解，利于推广。
    同时要说明的是本书与前书的区别：相比之下，前书更侧重于规划设计，而本书偏重于推广应用，两者互为补充，相得益彰，但力诫重复，可谓“姐妹篇”或称“哥俩好”。
本书致力回答“经济型喷滴灌造价是怎样降低的？”总结了8个化，即：
    单元小型化——即1只水泵控制面积100～200亩，轮灌10亩左右，是“降价”的基础；
    管径精准化——包括管道壁厚精准化，这是“降价”的关键；
    干管河网化——包括干管沟渠化，这是利用南方的优势；
    泵站移动化——既节约投资、又防止小偷；
    管材PE化——聚乙烯特有“韧柔性”，是管材中新秀；
    喷头塑料化——价格仅金属的四分之一，还避免失窃；
    微喷水带化——投资省、使用灵活、便于农机作业；
    滴灌薄壁化——滴灌管寿命主要决定于“堵塞”而非壁厚；
    我强调的是：“经济型，不是低标准，而是不浪费！”
    本书力求回答“为什么多雨的南方也要喷滴灌？”总结了喷滴灌具有的“5个性”以应对南方、北方都存在的5个问题：
    “节水性”——应对水量不够；
    “及时性”——应对降雨不均；
    “可控性”——应对灌水太多，漫灌有害！
    “适应性”——应对地面不平，灌水不到；
    “节本性”——应对灌水施肥劳力太费。
    我的结论是：喷滴灌是潜力最大的节水技术，是简单可靠的农民增收技术，是农业现代化不可缺少的基础设施！
    本书还悉心回答：“喷滴灌效益究竟好不好？”
    受中央电视台著名节目主持人崔永元主持的节目“我和共和国的故事”启发，以第一人称记录了30位农民和村干部的效益讲述，初建“容量”还不大的“效益库”。
    “我的竹山每年喷灌50次，亩效益2000元以上”；
    “这茶园如没有喷灌阿拉早就推过（亏损）啦”；
    “去年秋季包心芥亩增收2000元，今年榨菜增收1000多元”；
    “种葡萄一定要用滴灌”；
    “一季菜少用1包化肥，节省成本每亩160元”；
    “一亩地少用20个工日，节约劳力成本1000多元”；
    “我的野鸭场每年节省劳力成本3万元“；
“我的万头猪场每年效益50多万元”；
“搞现代农业一定要用喷滴灌”；
正是这些充满真情实感的朴素语言，才坚定了我推广经济型喷滴灌的决心和信心。
本书还记录了原副省茅临生三次专程到余姚调研这项技术时的讲话，记录了宁波市、省水利厅领导有关讲话和文件，这对于从宏观层面上认识这项推广技术的重要意义会有所启迪。
作为附录，本书最后摘录了30篇新闻报道，梗概式介绍余姚经济型喷滴灌推广的历程。
由于本人的理论修养不深，实践范围不广，经验积累不多，书中所述如有不妥之处，敬请各位读者朋友斧正。


作者
2010年5月4日

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第一章  常规喷滴灌
第1节  基本概念
    1、怎样区分喷灌、微喷灌、滴灌？
    喷灌，是把水用水泵加压，或利用山区地形高差产生的压力水，用管道送到田间，用喷头射到空中，再均匀洒落农田，是小范围的“人工降雨”，是给作物“洗淋浴”。相对来说，雨滴较大，适用于大田或山地粗壮的作物。因雨量可以控制，避免产生深层渗漏，故比沟灌节水40%～60%。由于对水质要求相对较低、及造价较低，所以应用面积最大，约占喷滴灌面积的80%～90%。
    微喷灌，基本原理与喷灌相同，只是水压、流量、水滴都比喷灌微小，故称为微喷灌，相对而言，是给作物“下毛毛雨”。主要应用对象是菜地、花卉、草坪或大棚内作物。因为一个喷微头，喷洒面积仅几个平方米，可以实现局部灌溉，所以比喷灌更节水，比沟灌节水50%～70%。但是微喷头出水口直径仅1毫米左右，所以对水质的要求高。
    滴灌，是一滴一滴地供水，形象地说是给作物“挂盐水”，或称“打点滴”。是最节水的灌水技术，比沟灌节省70%～80%。对作物而言，滴灌是最科学的灌溉方法，但对使用者来说，由于滴水速度慢，灌水时间长，以及容易堵塞而感到美中不足。
    2、喷滴灌系统有哪几部分组成？
    喷灌系统一般由水源、水泵机组、输水管道、喷头以及闸阀、排气阀、安全阀、泄水阀、压力表、水表、肥药注入器等附属设备组成。
    微喷灌、滴灌系统还要加水质处理设备，如不经处理可使微喷头或滴头孔堵塞，造成系统瘫痪。
    3、喷滴灌系统分为哪几种类型？
    按获得压力的方式，可分为机压系统和自压系统；
    按系统构成特点，可分为管道式和机组式；管道式又分为固定式，半固定式，移动式三种。
(1) 固定式，是所有管道都埋式在地下（或地面），设备利用率不高，亩投资较高。但使用方便，适合于经济价值高，劳力紧张，灌水次数多的作物。但因在田间有喷头竖管，对农业机械作业有影响，有的农户感到是它的缺点。
(2) 半固定式，是干管固定，支管移动，使造价降低。
    (3) 移动式，为干管、支管、水泵均移动使用。
    机组式喷灌系统，具有集成度高，配套完整，机动性好，设备利用高，生产效率高的优点，农业机械化程度高的国家往往采用这种系统。
    一般作物每年使用2～10次，喷灌系统中的支管年工作时间才几十个小时，干管工作也才几百小时，设备利用率较低，所以半固定式和移动式是喷滴灌系统发展的方向。
    发达国家是很讲经济效益的，如美国地广人稀，大部分用的是时针式喷灌机，转一圈几十个小时，喷几千亩地。欧洲国家人口密集，每平方公里400多人，同我国东部地区，农户经营规模仅数百亩，大多用的是移动喷灌机组，所有设备由一辆汽车可以载着“转场”。
    我国应用最多的是轻小型喷灌机。
    4、发达国家喷滴灌发展情况怎样？
喷灌是当今世界最主要的节水灌溉技术之一，美国、俄罗斯的喷灌面积均占其总灌溉面积的50%左右。以色列80%以上为滴灌，喷灌10%，微喷灌5%。
奥地利、德国、立陶宛、捷克斯洛伐克、英国、斯洛伐克等国已基本上实现喷滴灌化，法国的喷滴灌面积均在90%以上。日本除了水田以外，在需要灌溉的地方都用上了喷灌。
    5、我国喷滴灌发展情况怎样？
到2005年喷灌面积达到3200万亩，喷灌形式以半固定式喷灌和轻小型机组为主，微喷灌和滴灌面积1300万亩，其中新疆膜下滴灌1000万亩。
6、常规喷滴灌工程的造价是多少？
按常规设计，大田固定喷灌造价为1300元～1800元/亩，大田微喷灌和滴灌2000～3000元/亩，大棚内3000～5000元/亩，有的“自动化”设备高达3.2万元/亩。
第2节  基本理论
    7、为什么南方也要发展喷滴灌？
    说起喷滴灌，人们首先想到的是以色列，在沙漠上镶出片片绿地，创造了举世公认的高效农业奇迹！人们还想到的是我国北方每年的干旱，然而对在多雨的南方地区发展喷滴灌不理解，南方每年要抗洪排涝，怎么也要搞喷滴灌呢？
    如果我不搞水利，可能也会这么想。而今我从事了近30年节水灌溉工作，特别近10年对经济型喷滴灌的研究和推广，已有了这样的认识：
    (1) 降水不均，需要喷滴灌“及时灌水”
    台湾平均雨量2515毫米，但降水在时间分布上很不均匀，农田都装上了喷灌。
浙江年均降水量1601毫米。余姚市在1994～2007年的14年中，年均降水1400毫米，但最少的2003年仅921毫米，最多的2002年1736毫米，相差近2倍，这是年际降雨不均。
    近14年平均，一年中连续7天不下雨有14次，连续14天、21天不下雨的分别为5.6次和2.5次，年内最长不下雨天数为60天，平均32天。而绝大部分旱地作物最好1～2周下一次雨，如不下雨就得人工灌水，而喷滴灌正是最先进的灌溉手段。
    欧洲降雨量大致在600～1000毫米之间，而且降雨分布比较均匀。几年前去德国，朋友提醒说“你不能忘记带雨伞来”，一次去德国南部海德堡大学城，一个下午竟下了5次雨，我感觉老天爷就像一把大水壶，不时洒水。
    当然也有10几天不下雨的，可见“降雨均匀”是相对的，不可能完全满足农业需要的，所以欧洲主要国家早在20年前就实现了农业喷（滴）灌化。
    (2) 地面不平，需要喷滴灌“人工降水”
山区，绝大部分是坡地，无法进行常规灌溉，即使水库内“水天一色、湖水盈盈”，溪沟内“流水潺潺”，但附近的竹笋、杨梅、红枫、樱花依然因缺水而减产，乃至枯萎，所以喷滴灌上山，真可谓“干渴的禾苗逢甘露”。
    浙江有缓坡山地3000多万亩，比耕地面积还多，开发山区是农业新的增长点，我省提出了“山上浙江”、“科技兴林”、“设施林业”的发展战略，喷滴灌能够在山上浙江建设中大显身手。
    平原灌区，远望一马平川，近看高低相间，“远平近不平”，高低相差0.3～0.5米司空见惯。沟灌时低地受淹，高地灌不到，两者都影响作物生长，而喷滴灌的优点恰恰是不受地面形高差影响，“一视同仁”，均匀供水。
    (3) 水量不够，需要喷滴灌“节约灌水”
    南方虽然总体上水量较多，但随着经济社会的快速发展，工业、城乡生活供水量的增加，水体污染的加剧，缺水矛盾的日益突出成为全社会共同的“瓶颈”。
    农业用水量已从上世纪八十年代初的80%左右下降到60%上下，经济发达地区则已下降到40%～50%，然后农业仍是全社会第一用水大户，且存在很大节水潜力，与工业、城乡生活节水相比，农业节水技术最成熟，成本最轻，推广较容易。
    与地面灌溉相比，喷灌、微喷灌、滴灌分别节水50%、60%、70%左右，所以笔者的观点是：缺水从节水抓起，节水从农业抓起，农业节水从喷滴灌抓起！
(4) 灌水太多，需喷滴灌“节制灌水”
    平原灌区，只要河网有水，农民习惯于地面灌溉，沟灌或者大水漫灌，结果不但浪费水量每亩30m3～60m3，甚至更多，而且由于田间湿度太高，轻则作物疾病暴发，重则烂根致死。
    任何作物（包括水稻）都是“既要水又怕水，灌水太多反有害”。
    而喷滴灌可以控制灌水，实现“节制灌水”，根据作物的需要适时、适量供水，协调土壤水、把、气、热关系，促进作物优质高产，所以喷滴灌并不是单纯的节水灌溉、为了节水，而是科学的节制灌水、为了增效。
    多年前一位镇长问我，我们地区水这么多，为什么还要节水灌溉？我说现在粮食多了，农产品充裕了，为什么有那么多小姐、先生在“节食”？节食并不是为了节约粮食、食品，而是为了健康长寿。那位镇长说我明白了，过去人生病大都由“营养不良”引起，现在的“三高”（高血压、高血脂、高血糖）大多由吃得太多，“营养过剩”引起，节制饮食成为健康的关键。
    同样，现在的农田也存在“三多”：化肥太多，农药太多，灌水太多，这些都可以用喷滴灌去根治。
    (5)劳力成本太高，需要喷滴灌“节本灌水”
    在农业的各项成本中，种籽，肥料，农药，劳力4项，前3项弹性小，都是“刚性成本”，节约空间有限，唯有节省劳力成本潜力最大，喷滴灌并结合施肥、施药，可以节约灌水、施肥、喷药、土壤破板结（漫灌引起）的劳力成本，每亩200～500元，这是大户青睐喷滴灌的最主要原因。
    农业大户对新科技敏感，很容易接受，因为他们经营面积大，如不采用新技术，风险集中，采用了新技术，效益也集中，都是几万甚至几十万元。
    所以我的体会是：大户是先进生产力的代表！
    综上所述，我的结论是：不论是北方干旱地区，还是南方丰水地区，凡是有作物的地方都需要喷滴灌，凡是有水源的地方都可以发展喷滴灌！
    (6) 畜禽养殖场，需要微喷灌降温、防疫
微喷降温效果好，且设备投资和运行电费仅均为“空调”“湿帘”降温的1/10～1/20。上海世博会的走廊下都采用“喷雾”降温，这是最好的佐证！微喷灌用于喷药，药液在空中悬浮时间长，使空间内达到立体消毒，杀菌效果好。
微喷灌，这种现代化的灌溉设施，从种植业拓展到养殖业，这是应用上的创新，使喷灌成为完整意义上的“农业现代化的基础设施”。
    8、喷滴灌有哪些用处？
    除了准精灌水以外，喷滴灌还有施肥、喷药、降温、除霜等功能。
    (1) 施肥，把肥液注入微喷灌或滴灌系统中，实现水肥同灌，又叫灌溉施肥，对作物无机械损伤，特别是膜下滴灌施肥，解决了人工施肥的难题。
    喷灌可用施肥吗?回答是现在还没有这样的实践，我与大户多次讨论过，主要是顾虑喷灌系统管径大，每次喷洒肥液后会浪费“一管”肥水，目前喷灌施肥是这样实现的：先把化肥撒在地面，用喷灌15分钟，肥料融化，“肥随水走”渗入土壤。
    (2) 喷药，微喷灌可用于喷农药，灌水用药，一举二得。喷灌由于水滴太大，用于喷药效果不理想，还浪费药液，所以目前喷灌还不用于喷药。
    (3) 降温，可用于果园降温，防止高温“迫熟”，以改变人工小气候，调控果实成熟日期。用于畜禽场降温，防止动物高温死亡。
(4) 除霜，每年3月到4月初，南方作物嫩芽刚刚绽露，如突然来一场霜冻（称为“倒春寒”）使茶叶、果桑、樱桃都遭受每亩几千元的损失，用喷灌除霜防冻，可以为农户减灾。
同时喷滴灌还具有增湿、冲洗沙尘等功能。
    9、喷滴灌有哪些效益？
    喷滴灌具有增产、优质、省力、节水、节肥、节药、节地等综合效益，而且随着实践丰富，效益还将更加综合。
    (1) 增产，喷滴灌可使大部分作物增产10%～30%，可使蔬菜成倍增产。
    (2) 优质，喷滴灌及时、适量灌水，避免土壤“大干大湿”，减少果实裂果，并减少果锈发生，减轻疾病发生程度，并少施农药，这些都能提高农产品质量。
    (3) 省力，喷滴灌可节省灌水，用药，施肥劳动力的70%～90%，可节约劳动力成本每亩200元以上，这农业企业家最看重的直观效益。
    (4) 节肥、节药，微灌结合施肥、用药，使肥药利用率提高，浪费减少，可减少肥药用量30%～50%，不但降低生产成本，还减少对农产品的污染，有利于生产真正的绿色产品，还减少对土壤和水体的污染，有利于水环境的改善。
    (5) 节地，喷灌主要管道都埋在地下，不占耕地，可以少建或不建渠道，能节耕地2%～7%。
   10、畜禽场喷灌有哪些用处？
    畜禽养殖场用微喷灌设备最初目的是喷水降温，结果不但降低了热天死亡率，而且意外提高繁殖率，还用于喷洒药水，消毒防疫，一石多鸟、喜出望外！
    (1) 降温，夏季三个月，在舍内开微喷灌10分钟左右，即可使气温降低5～10℃，降到35℃以内，动物安全度夏。说到35℃，人超过35℃不舒，胃口不开，猪、鸡、鸭、兔都是35℃，有个花卉大户说，植物也是35℃，可见在“生物”这个层面，人和动物、植物都具有通性，这35℃是生物正常生长的临界点。
    (2) 提高繁殖率，本来高温季节母兔不怀孕，降温后，母兔在7～8月间也能怀一胎小兔，春节上市，人无我有，效益可观。同样原理母鸡也提高了生蛋率。
    (3) 消毒防疫，用微喷灌喷洒药水，药液雾化程度高，消毒效果好，而且用药减少，还减轻劳动强度。
    11、喷滴灌为什么称为“节水高效灌溉技术”？
    这可以从节水和增效两方面解释
    (1) 水的利用效率高，从节水的角度讲，在各种农业节水技术中，喷滴灌节水比例最大，水的利用率最高。
    (2) 水的利用效益高，即单位面积的灌溉水量小，而产出效益高，每方水产生的经济价值高。
    12、节水灌溉为什么说是“节制灌水”
    节水灌溉的意义远远不止于节水。如果仅仅是为了节水，那么丰水的南方地区就没有必要。如果提“节水灌溉”，打动不了农村干部和农民的心。“节制灌水”能够增产增效，才能激发广大农民的积极性，而且丰水的地方更要节制灌水。
    要强调的是，尽管主观了是为增加经济效益，但客观上还是节水，两者并没有矛盾。
    13、为什么说喷滴灌是农业现代化的基础设施？
    喷滴灌是先进的灌溉技术，同时可以结合施肥用药，不仅在种植业，而且在养殖业，节约生产成本的同时，都能增效，所以是简单而可靠的农业节本增收技术。
    还需要强调的是：推广其它农业新技术，存在一定的风险性，如假种籽，假农药，假化肥，假生物技术等，唯独推广喷滴灌，无非是在田间安装“自来水”，作物需要的时候，下一场“及时雨”，就如同人渴了喝杯水，假不了！
现代化的家庭都有自来水，现代化的农田也必须装上“田间自来水”，所以喷滴灌是农业现代化农业不可缺少的设备。

jmsthd

第二章  经济型喷滴灌设计
第1节  创新设计的理论基础
    14、什么是经济型喷滴灌？
经济型喷滴灌是根据创造学理念，技术经济学原理，采用优化设计方法，在每个环节，节约成本，使工程造价降低50%以上的一种设计方法。
余姚市从2000年开始研究经济型喷滴灌技术，并应用于竹笋、杨梅、红枫、葡萄、蔬菜、蜜梨等，还创新应用于猪、鸭、鸡、兔、鹅、羊等畜禽场降温和防疫。茅临生副省长2008年作出批示，并两次专程到余姚考察，对此作出高度评介：
“余姚走出了一条把先进的喷滴灌技术与浙江实际相结合的成功道路，这与当年把马克思主义与中国实际结合相类似”。
“经济型喷滴灌是转变我省农业增长方式的重要切入点”。
    15、创造学主要有哪些观点？
    我从1998年开始学习发明创新的理论和方法，其中有几点自觉融入工作思维：
    (1) 先进的往往是简单的，工程师的责任就是把技术简化以后还给人们，应用于社会。科学原理可以复杂，但技术方法一定要简单。
    (2) 发明创新的价值不在于是否复杂，而在于是否应用，及其应用的广度，并改变人们的生产方式和生活方式，“铅笔和飞机同样伟大”，看起来这么简单的拉链却是“二十世纪100项重要发明”之一。
(3) 把一个领域的技术应用到另一个领域也属于创新。
    16、技术经济学主要有哪些概念？
    (1) 技术经济学，就是学技术的人会算经济帐，边设计边进行成本分析，成本高了就改变设计思路，不是等设计以后让别人去“造价”。
    (2) 技术经济学，是在保证设计工程或设计产品功能的前提下，使材料成本和劳力成本最省。
    (3) 技术经济学的目标，在技术先进条件下的经济合理，在经济合理基础上的技术先进，使技术的先进性和经济的合理性有机结合。
    17、优化设计的内涵是什么？
优化设计摈弃传统的“安全设计”的思想。用于解决两类问题：一类是从大量方案中选出可行的最优者；另一类是为已确定的设计方案选定可行的最优参数。优化设计树立全新理念：“够安全”就好，“过度安全”是浪费！
18、为什么要推广经济型喷滴灌？
    浙江早在1975～1984年间推广过喷滴灌，但在以后基本停滞了，为什么这项先进技术的推广却步履艰难？
    (1) 余姚市的典型案例
    余姚市从本世纪初以来研究“低成本、低能耗”的喷滴灌技术，创新设计系统，使造价降到600～700元/亩，形成了经济型喷滴灌设计理论和方法，到2009年底已在本市推广应用6.8万亩，是此前25年总和的50倍，占宜建面积的22%。还创新把经济型微喷灌应用于猪、鸡、鸭、兔、鹅、羊等养殖场，造价7～10元/m2，总面积达23万m2，占全市规模化畜禽场的80%。
    喷滴灌是现代农业的基础设施，应由政府补助为主，但如果每亩要数千元造价，政府补不起，只能搞少量的“形象工程”，无法大面积推广。
    余姚经济型喷滴灌政府补助比例达到75%，但由于造价低，补助的绝对值仅400～500元/亩，政府补得起，近后几年将以每年2万亩的速度发展，所以只有“经济型”才能大面积推广。
    (2) 飞机票“经济舱”热销的启示
    波音737飞机上有118个经济舱座位，经常是满员的，而仅有的4个“公务舱”位却往往是空的。飞机的目的，一是快，二是安全，经济舱与公务舱这两基本功能完全相同，航空专家从世界航空史研究得出结论：飞机前舱、中舱和后舱，安全性完全相同，即人类空难史没有证明坐在前面比坐在后面更安全，因此95%以上的人选择坐“经济舱”。
    (3) 引进温室大棚的教训
上世纪八十年代，我国从荷兰、以色列引进了自动化的玻璃温室，这是“高科技”的结晶，每亩造价几十万元，但由于相配套的农艺跟不上，高投入却没能高产出，如把“折旧费”计入成本，还没有一处经济上赢利，只留下了又一个“冒目引进”的反面教材。
    (4) “山东保温大棚”的宝贵经验
    与之相反，由山东寿光县三元朱村党支部书记王乐义总结农民经验、创新设计的蔬菜保温大棚，尽管有点“土气”，但它同样达到了保温的目的，而造价非常经济，因而受到农民的欢迎，已经在北半个中国推广，这是又一个“只有经济型、才有生命力”的典型。
    19、经济型喷滴灌造价是多少？
    固定式经济型喷滴灌，过去10年中是500～600元/亩，目前材料费和人工费都有所提高，则为600～800元/亩。
    半固定式水带微喷灌，过去为400～500元/亩，今后提倡水带配双倍（水带使用寿命3年左右），则亩投资为600元/亩左右。
    移动式水带微喷灌，水泵加单带300元/亩，配双带450元/亩左右。
    20、经济型喷滴灌造价是如何降低的？
    经济型喷滴灌是在系统的每一部分精打细算，主要有以下“八化”：
灌溉单元小型化；管道直径精准化；管道材料PE化；干管河网化；泵站移动化；喷头塑料化；微喷水带化；滴灌薄壁化。
    21、经济型喷滴灌推广情况怎样？
    余姚市已建经济型喷滴灌6.8万亩，并计划到2011年底发展到11.5万亩。浙江省计划今后3～4年内推广喷滴灌100万亩。
就全国而言，水带微喷灌和薄壁滴灌发展很快，据不完全统计，水带微喷灌已在内蒙（胡罗卜）、黑龙江（黑木耳）、山东（蔬菜），广东（香蕉），云南（花卉）等地应用25万亩。浙江主要用于草莓、西瓜、蔬菜，面积约10万亩。
薄壁滴灌带已在新疆应用1000万亩以上，假如采用常规设计3000元/亩模式，到下个世纪也难以达到这个规模。
第2节  灌溉单元小型化
    22、什么叫灌溉单元
    灌溉单元就是一座泵站或一套水泵机组能承担的灌溉面积；对北方井灌区来说是一口水井可以灌溉的范围。
    23、为什么要轮灌？
    在一个灌溉单元内，如果所有面积同时灌水，就需要很大的水泵和相应大口径的管道，大功率的动力设备，然而利用率很低，造成很大浪费，这是不科学的。
    把一个灌溉单元分成多个小区（经济型喷滴灌分为10～20个）轮流灌溉，这样设备的投资仅为一次灌水的10 ~ 20分之一，设备利用率提高，所以轮灌是科学的，并且以一个灌溉周期内能轮灌一遍为合理。经济型喷滴灌基本上以10亩为轮流面积，只有当灌溉单元在50亩左右时，才以5亩为轮灌面积。
    24、为什么提倡灌溉单元小型化
    灌溉单元（亩）= 轮灌次数（次）× 轮灌面积（亩/次）。
由于受灌水延续时间的制约，轮灌次数以10～15次为宜，尽量不超过20次。灌水延续时间是指灌溉单元上灌一遍水需要的时间，一般为2～4天。为降低干管成本，轮灌面积以5～10亩为经济，由此得到出灌溉单元面积在50～150亩之间，尽量不大于200亩。相对于500亩、1000亩的灌区属于“小型化”，这样的灌溉单元规模符合大部分灌区的实际状况，南方河网灌区，取水方便，200亩以下配置一套水泵机组具备水源条件，北方井灌区本来一口井水的浇灌面积就是100亩左右，也是适宜的。只有在山区由于受水源条件的限制，会出现灌溉单元大于200亩、甚至大于500亩的情况，此时首先增加轮灌次数，延长灌水时间，其次才考虑加大轮灌面积。灌溉单元、轮灌面积分别为500亩、50亩和150亩、10亩两种设计造价对比参见表2-1、表2-2。
    表2-1                 喷灌常规设计造价表
序号        名  称        规  格        数  量        单位        单 价
(元)        复 价
(万元)        组价分类
(元/亩)
1        PE塑管        DN200        2500        m        85        21.25        947
                DN75        3000        m        15        4.5       
                DN63                m        11        15.4       
        附  件        管价41.15万元×15%        6.17       
2        钢  管        D25        1380        m        13        1.79        119
        金属喷头        20PY2        690        只        55        3.3       
        支  墩                690        个        5        0.35       
3        安装费        材料费55.26×25%                        13.31        266
4        水泵机组        ISW/160 250A        1        套                1.56        115
5        配电柜        55kw        1        套                2.0       
6        泵  房        4×5m        20        m2        800        1.6       
7        机电配件                                        0.6       
8        闸  阀        2.5″        50        只        280        1.4        28
9        直接费小计                73.7        1475
10        独立费小计        (设计3%、建管5%、预备5%)        9.59        191
合    计        83.32        1666
    说明:灌溉单元面积500亩,轮灌面积50亩。
表2                 经济型喷灌设计造价表
序号        名  称        规  格        数  量        单 位        单  价
(元)        复  价
(万元)        组价分类
(元/亩)
1        PE塑管        DN75        850        m        15        1.28        299
                DN50        2880        m        5.9        1.67       
                DN40        1150        m        4.6        0.53       
                DN32        1150        m        3.7        0.43       
        附  件        管介3.09万元×15%        0.58       
2        钢  管        D20        600        m        10        0.6        80
3        塑料喷头        PYS-15        300        个        15        0.45       
4        支  墩                300        个        5        0.15       
5        安装费        材料费5.68万元×25%        1.42        95
6        水泵机组        65BP-55        1        套        5000        0.5        35
7        进水栓        D65        1        个        100        0.01       
8        过滤网箱        0.8×0.8m        1        个        200        0.02       
9        直接费小计                7.63        509
10        独立费小计        (设计3%、建管5%、预备10%)        1.37        91
11        合  计        9.00        600
    说明：1、灌溉单元面积150亩，轮灌面积10亩；
          2、在分干管中部设进水栓，水进去就分向两边，故管径D75即可。
          3、本设计为沟渠代替干管，如田头没有沟渠，则需增加DN90干管750～1000米，
相应增加造价130～200元/亩，即造价为600～800元/亩。



第3节  降低管道成本
    25、为什么说“关键是降低管道成本”？
从表 2-1 和表 2-2 得出表 2-3：
    表2-3           经济型喷滴灌设计节本贡献率分析
序号        成 本 构 成        常规设计        经济型设计        节  约
成  本
(元/亩)        节  本
贡献率
(%)
                成  本
(元/亩)        比  例
(%)        成  本
(元)        比  例
(%)               
1        管道及附件        947        59        299        50        648        61
2        竖管、喷头        119        7.1        80        13        39        3.7
3        安装费        266        16        95        16        171        16
4        泵  站        115        6.9        35        6        80        7.5
5        闸  阀        28        1.7        —        —        28        2.6
6        直接费小计        1475        89        509        85        966        91
7        独立费小计        191        11        91        15        100        9
8        合  计        1666        100        600        100        1066        100
    从上表可以看出，管道及其附件、安装费三者合计节本贡献达77%，所以说降低管道成本是降低整个工程造价的关键所在，是节本潜力中的“西瓜”，当然经济型喷滴灌设计中“西瓜要摘，芝麻也要捡”，是在每个环节降低成本。
    26、怎样降低干管成本？
    从表 2-1 可见，干管成本占管道成本的52%，可见干管对造价的影响最大，而干管的直径处决于轮灌面积，参见表2 - 4。
表2-4                 轮灌面积与干管成本的关系
轮灌面积(亩)        5        10        20        30        40        50
流量(m3/h)        18        36        72        108        144        180
直径×壁厚(mm)        75×2.9        90×3.5        125×4.8        160×6.2        180×6.9        200×7.7
单价(元/m)        14        20        38        60        77        95
概化成本(元/亩)        100        150        300        450        580        710
注：干管材料为PE100级，工作压力0.6MPa，长度以7.5米/亩计。
    从上表看出，轮灌面积每扩大10亩，干管成本就增加130～150元/亩，即干管成本是由轮灌面积决定的，干管可节约的空间最大，因此我提出了“轮灌面积决定论”。
    27、什么叫“干管河网化”？
    南方河道多，而且农田标准化后一般田头都有排水沟或灌水渠，在田间布置固定管道时，往往有沿着河道、沟渠埋设干管道，这实在是很大的浪费。
经济型设计是以河道、沟渠代替干管道，而在河边或沟渠边设立进水栓，供移动水泵机组连接，把水送向分干管和支管，这样每亩可以节省5～10米干管，相应可节约150～300元。参见图 2-1、图 2-2。










图2-1  常规设计示意             图2-2  河道代替干管示意
1、固定泵站，2、干管，3、闸阀，4、分干管， 5、支管， 6、喷头，
7、河道或沟渠，8、道路，9、移动水泵机组，10、进水栓，11、进水管。
    28、管道材料用哪种好？
    (1) PE（聚乙烯）管最为理想
    外表特征：黑色，外壁镶有天蓝色带。
    突出优点：具有“韧性”和“柔性”，不易破损，适宜于复杂地形铺设，并可节省弯头、接头等管道附件，价格低廉，是近十几年中被人们所推崇的“新宠”。
(2) PVC（聚氯乙烯）管美中不足
外表特征：供水管为灰色，排水管为白色。
    主要特点：价格最低，但因有“硬性”和“脆性”的缺点，使用中容易破裂，接头较多，安装成本相对于PE管较高，已逐渐淡出喷滴灌和城乡供水等“上水”系统，仅在雨水排水系统中“一统天下”。
    (3) PP—R（聚丙烯）管不宜选用
    外观特征：白色，管外镶有红色线条，管壁很厚。
    主要特点：具有“耐热性”，使用温度可达120℃，可作于热水管道，是家庭自来水管道的首选。但因有“冷脆性”，却价格高，不宜用于喷滴灌系统中。
(4) 钢管尽量不用
一是价格高，为塑料管的2倍以上，二是容易锈蚀，影响水质却寿命短，故尽量不用，只有在无法埋入地下的局部地段用钢管。
    当然安装喷头的竖管因为需要较好的刚性应该用钢管，但如果存在金属容易被盗这个社会问题，竖管也不得不用塑料管。
    29、常规设计怎样计算干管直径？
管道材料选定后，管道直径是影响成本的主要因素。常规设计中，选择管径公式为：
D  =  13     （Q ≤120m3/h）　　　       　 (2—1)
D  =  11.5    （Q>  120m3/h）　　　　        (2—2)
式中：D为管道流量。这对公式有两点不足，一是没有考虑管道长度的因素，二是没考虑不同管径对流速的制约。例管径15～160mm之间有13种管径，但只有一种流速，即2.1m/s（从式 2-1中得出），管径大于160mm还有近10种管径，也只有一种流速，即2.6m/s（从式 2—2得出），显然不合理。
水流过管道时产生的机械损失称为水头损失，选择管径的本质是控制合理的水头损失。我从力学上“许用应力”概念引伸出“允许水头损失”新概念，用允许水头损失反推管径，可达到“精准”的程度，做到不浪费，实现经济管径、经济流速、经济造价。
30、允许水头损失如何求得？
    常规设计中喷滴灌系统总水头的计算公式（经简化）为：
                     H  =  hp  +  Z  + Σhf                       （2-3）
    式中：H——系统总水头，即水泵总扬程（米、m）
          hp——喷头工作压力 (米、m)
          Z——从水源水面到喷（滴）头的高差（米、m）
          Σhf——管道水头损失总和（米、m）
    这个公式的设计思路是水泵选择在最后，处于被动地位，这样容易造成管径选择不合理或者水泵扬程浪费。我采用逆向思维：先确定水泵总扬程，因为我国已有了喷灌专用水泵，平原地区为55米，山区则为55米加上山地的高度。
    式2-3变形即得出干管允许水头损失hg允：
               hg允 =  hp —  Z — hz                    （2-4）
    式中：hg允——干管允许水头损失；包括沿程损失和局部损失；
          hz  ——为支管预留的水头损失，也包括沿程、局部两方面。
    例如：当水泵总扬程H = 55米，喷头工作压力hp = 30米，喷头与水面高差Z=5米，预留支管水头损失hz = 5米时，干管允许水头损失hg允= 15米。
    31、怎样根据允许水头损失计算管径？
    常规设计中管道沿程水头损失公式为：
                 hf  =  f                             （2-5）
    现在我们需要求的是管径d，则把公式(2-5)变形为：
                 d  =  b                                        （2-6）
    式中：d——管径(mm)
          b——塑管径指数4.77
          f——塑管摩阻系数0.948×105
          Q——管中流量 (m3/h)
          m——塑管流量指数1.77
    则式（2-6）变为：
                d  =  4.77                      （2-7）
    式中包括管长L、流量Q、允许水头损失hg允三个要素，由此算出的管径非常精确，避免了管道材料和水泵设备的浪费。
对此，在初学设计时应学会计算，但大量设计时可以从表中查取，参见表2 - 5。




表2-5                 塑料管水头损失表
外径(mm)        水流速 V = m/s        用途
        1.0        1.5        2.0        2.5        3.0       
        m3/h        100i        m3/h        100i        m3/h        100i        m3/h        100i        m3/h        100i       
20        0.72        10.9        1.1        22        14        36.8        1.8        55                        毛管
25        1.1        8.3        1.5        17.2        2.3        28        2.8        42                       
32        2.0        5.8        3.0        11.7        4.0        19.7        5.2        29.7        6.2        40.6        支管
40        3.3        4.3        5.0        8.9        6.8        16        8.3        22        10        31.6       
50        5.2        3.3        7.8        6.7        10        11.1        12        16.7        16        23.3       
63        8.6        2.4        13        5.0        17        8.2        21        12.2        26        16.9       
75        13        1.9        19        3.9        26        6.4        32        9.5        38        13.2        干管
90        19        1.5        28        3.1        37        5.1        46        7.6        56        10.5       
110        28        1.2        41        2.4        56        4.0        69        5.9        83        8.2       
干管长        800～1500m        500～800m        <500m        用于自压喷滴灌       
注：1、塑料管的直径均指外径，不同壁厚外径不变，而内径变化，以便于与管道附件联接。
2、m3/h，即每小时流量，100i为百米管长水力损失。
    从表中可见，当干管长度在500米以内，百米管长水力损失应在5米左右，相应流速为2.0～1.5米/秒是经济的。当干管长度在500～800米时，百米管损在3米左右，流速在1.5～1.0米/秒是合理的；只有当干管长度在800～1500米时，百米管损应在1.5米左右，流速在1.0米上下是节省成本的。
    在山区对高水头的自压灌溉，则要采取缩小管径，加快流速，有意增大管道水力损失，以抵消过高的水头。
32、支管直径如何计算？
根据喷灌设计规范，同支管上两个喷头间的压力差不能大于设计压力的20%，设计喷头工作压力20～30米，即为4～6米，取中值为5米。这就是支管的“允许水头损失”。设计支管应采用“变径设计”，因支管流量是逐渐减小的，同口径到底就不合理。人是大自然的“精灵”，经长期的进化，人体这架最精密的“机器”，5只手指中有4只是3节，一只2节，都逐节变细，这是经典的“变径设计”！但变径太多，安装又太复杂，一般不多于3种。以典型支管为例，参见图2-3、表2-6。

图2-3  支管变径设计示意

表2-6                   支管逐段水头损失
各段流量 (m3/h)        1        2        3        4        5        hz合计(米)        成  　本
        9.0        7.2        5.4        3.6        1.8                元        元/亩        节省(元/亩)
同  径        DN63       
水头损失(米)        0.48        0.32        0.2        0.1        0.03        1.13        1146        382       
变  径(1)        DN63        DN50        DN32                               
水头损失(米)        0.48        1.1        0.63        0.31        0.81        2.3        736        245        137
变  径（2）        ND50        ND40                               
水头损失（米）        0.85        1.04        0.64        0.93        0.27        4.1        530        177        205
由表可见，采用变径设计，水头损失在允许范围之内，但支管成本分别节约137元/亩、205元/亩。
    33、管道附件怎样解决？
附件与管道同时应用，但不在同一家厂生产，正如手表和表带同时使用，但各有厂家。管道附件有专业的生产厂家，其中有镶金属螺纹的，经济型喷滴灌均用全塑料的，价格低，却符合使用要求。PE管附件价格见表2-7，初搞设计时需要逐个附件计算，从中得出附件占管材价格的比例，以后搞预算时就不必每个附件计算。我得出的比例是12%，考虑到管件会有遗失损耗，搞预算时按管材价格的15%估算。
34、管壁厚对成本影响有多大？
与金属材料产品一样，塑料管道也是按重量计价的，而管道重量与压力等级成正比，在设计中如压力超过实际需要就造成浪费。一张塑料布埋在地下10年不烂，塑料饭盒的降解问题还是个令人头疼的问题。PE管道的预期工作寿命是50年，没有必要通过加厚“增加安全性”，超过实际需要的“安全”是不科学的。表2-8说明了管壁厚与价格的关系，从表中可见1.25MPa与0.6MPa相比壁厚增加1.93倍，价格提高1.86倍。
表2-7                  承插式（PE）管件价格表
名
称        规格
(mm)        单价
(元)        名
称        规格
(mm)        单价
(元)        名
称        规格
(mm)        单价
(元)        名称        规格
(mm)        单价
(元)
90°弯头        20        0.4        管

套        20        0.22        异
径
管
套        25×20        0.29        异
径
三
通        25×20        0.66
        25        0.67                25        0.36                32×20        0.48                32×20        1.13
        32        0.95                32        0.6                32×25        0.49                32×25        1.22
        40        1.5                40        0.87                40×20        0.7                40×20        1.31
        50        2.79                50        1.29                40×25        0.78                40×25        1.46
        63        4.73                63        2.3                40×32        0.88                40×32        1.76
        75        7.43                75        3.81                50×20        1.00                50×20        2.06
        90        13.5                90        6.0                50×25        1.03                50×25        2.19
        110        17.97                110        10.37                50×32        1.09                50×32        2.39
正
三
通        20        0.44        管


帽        20        0.23                50×40        1.24                50×40        2.79
        25        0.74                25        0.32                63×20        1.01                63×20        3.56
        32        1.23                32        0.39                63×25        1.75                63×25        3.61
        40        2.1                40        0.63                63×32        1.86                63×32        3.99
        50        3.23                50        1.17                63×40        1.93                63×40        4.4
        63        5.96                63        2.3                63×50        1.96                63×50        5.1
        75        8.89                75        3.52                75×50        4.13                75×32        7.49
        90        13.87                90        8.6                75×63        4.22                75×40        7.6
        110        24.6                110        10.94                90×40        6.25                75×50        7.74
45°
弯
头        20        0.34                                        90×50        6.57                75×63        9.12
        25        0.52                                        90×63        6.65                90×50        13.68
        32        0.82                                        90×75        6.67                90×63        13.87
        40        1.51                                        110×50        9.35                90×75        14.47
        50        2.78                                        110×63        9.56                110×40        21.85
        63        4.73                                        110×75        9.58                110×50        22.06
        75        6.94                                        110×90        9.63                110×63        22.23
        90        12.92                                                                       
        110        17.29                                                                       
注：本表由宁波市繁华塑胶批发部提供。鄞州区下应北路218号，咨询电话13805886284。

    表2-8              PE管道壁厚与价格的关系
压力        管径
(mm)        40        50        63        75        90        110        平均        比值
0.6MPa        壁厚
(mm)        2.0        2.0        3.0        3.6        4.3        5.3        3.37        1
        重量(kg/m)        0.25        0.32        0.57        0.82        1.2        1.8        0.83        1
        价格
(元/m)        5.0        6.4        11.4        16.4        24        36        16.5        1
0.8MPa        壁厚
(mm)        2.3        2.8        3.6        4.3        5.1        6.3        4.1        1.22
        重量
(kg/m)        0.28        0.42        0.7        1.0        1.5        2.2        1.02        1.22
        价格
(元/m)        5.6        0.84        14        20        30        44        20        1.23
1.25MPa        壁厚
(mm)        3.7        4.6        5.8        6.8        8.2        10.0        6.52        1.93
        重量
(kg/m)        0.43        0.67        1.1        1.5        2.2        3.2        1.52        1.82
        价格
(元/m)        8.6        13.4        22        30        44        66        30.67        1.86
注：材料为80级，价格均以20元/kg计。
    下面把1亩喷灌采用两种压力等级管道对工程造价的影响作对比计算，参见表2—9，结果造价竟相差417元。平原灌区喷灌系统的扬程是55米，采用0.6MPa（60米）的管子足够了，如采用更高耐压的管子就是浪费。特别要强调的是喷滴灌系统中干管的年工作时间一般为150～300小时，支管更短，仅15～30小时，把超过实际需要的管道材料埋在地下是很大的浪费，不符合科学发展观，当然也就不符合“低碳”的新理念。
表2-9                 管道壁厚对造价影响
管 径
(mm)        数 量
(米)        0.6MPa        12.5MPa        差  值
(元)
                壁 厚
(mm)        单 价
(元)        金  额
(元)        壁 厚
(mm)        单  价
(元)        金  额
(元)       
75        7        3.6        16.4        114.8        6.8        30        210        95.2
63        9.1        3.0        11.4        103.7        5.8        22        200.2        96.5
50        18.3        2.0        6.4        117        4.6        13.4        245.2        128.2
32        6.1        2.0        4.0        24.4        3.7        5.6        34.2        9.8
小  计        40        2.7        9.6        360        5.2        17.8        690        330
管道附件=管材×15%        54                103        49
间接费=材料费10%        41                79        38
合  计        455                872        417
注：本表为1亩地的管材对比。

第4节  移动机组代替泵站
    35、为什么要“泵站移动化”
    首先，建造简易的泵房(10～20m2)需要1～2万元资金，分摊到每亩是100～200元，同时还占用耕地20～40m2。且水泵设备年运行时间短，长期闲置不用，往往成为小偷作案的目标。
    我国已有喷灌专用泵移动机组，6马力的用手抬，12马力的装在胶轮车上用手拉。在需要安装水泵的地方，装上进水栓，灌水时接上移动机组，用完后放到仓库或者家里，既方便，又安全。
    有人担心，“那劳力成本提高了”，实际上大田喷灌一般每年只用2～4次，用于蔬菜也不过10次以内，实践证明，农民是接受的、欢迎的。如把所有设备都搞成固定的，甚至是自动化的，表面上看节省劳力了，但那种亩造价几千元投资的工程政府补不起，农民筹不起，根本推广不了，搞不起喷灌，那劳力成本才真正地高。
    “机组移动”，设备利用率高，这才是“经济”。即使在发达国家，田间固定的设备也不多，是以移动为主的。
    36、喷滴灌水泵怎样选择？
    水泵选择主要是扬程和流量两个参数。
    扬程——又叫总扬程，是水泵能够提水的高度，包括净扬程（进水池水位与喷头间的高差）和管路水头损失两部分，符号H，单位米(m)。
    流量——水泵在1秒钟内或1个小时内能提上的水量，代号Q，单位为升/秒（L/s）或米3/时 (m3/h)。
    根据扬程由低到高可选择不同泵型。
    (1) 扬程较低，用普通离心泵
    水带微喷扬程最低，带子工作压力一般在10米以下，最高的20米，加上管路损失，水泵扬程仅为15米～25米。普通的微喷灌或滴灌工作压力在20米左右，水泵扬程选25～40米。选用ISW型普通离心泵，水泵口径为50或65，即流量为18m3/h或36m3/h左右。
    小家庭经营规模(3 ~ 10亩)，采用“一泵一带”模式的，可选用口径25 ~ 40mm水泵，扬程15米左右，流量4～10m3/h，功率1.1～2.2kw，尽量用电机水泵，只有在没有电力线路时才用汽油机水泵。
    (2) 扬程适中，用喷灌专用泵
    大田喷灌，灌溉单元在50亩左右的，水泵扬程选45米；灌溉单元在150亩左右的，水泵扬程选55米，都有成熟的喷灌泵机组。50BP-45型：口径50，扬程45米，流量20m3/h，动力6马力或4.5kw。65BP-55型：口径65，扬程55米，流量36 ~40m3/h，动力12马力或11kw。
    (3) 扬程较高，选多级水泵
    山区喷灌，扬程计算可也简单，即平原扬程 + 山地相对高度，如山高50米左右，水泵扬程就得100米左右。普通离心泵用于高扬程时效率很低，不宜采用，当扬程大于55米时，就可选用多级泵，它由多级叶轮串联，扬程可以达到200米以上，而效率还是单级叶轮的效率，不会降低。
    当然，当扬程90米时，一度电只能提2m3水，扬程达到180米时，一度电只能提1 m3水，搞喷滴灌是否合算需作经济分析，我的实践目前最高扬程104米。
    37、喷灌专用泵有那些优点？
    喷灌泵是我国在上世纪70年代研制的专用水泵，经多次改进，已生产出第四代产品，性能参数见表2 – 10，外形见图2-4。
    喷灌泵的优点是：扬程正好符合平原喷灌需要，且体积小，效率高，并具有自吸功能，启动时不必加“引水”。特别推荐其中的65SZB—55型泵(带*号)，采用手动自吸，体积很小，效率最高(68.5%)，流量特别大（40m3/h）。喷灌泵的局限性是：目前最高扬程是75米，在山区应用当山地高度大于30米时扬程不够。
表2-10                  常用喷灌泵性能参数
型号        流量
(m3/h)        扬程
(m)        配套功率        效率
(%)        机组价
(元)        适   用
                        (kw)        (马力)                       
50BPZ3Z-28        12.5        28        2.2        3        48        1560        微喷水带
50BPZ4Z-35        15        35        3        4        59        1885        微喷、滴灌
50BPZ6Z-45        20        45        5.5        6        60        2470        75亩左右喷灌
65BPZ-55        36        55        11        12        64        4200        150亩左右喷灌
*65SZB-55        40        55        11        12        68.5        4200        150亩左右喷灌
80SZB-75        40        75        15        18        62        5400        <30米山区喷灌
注：1.性能参数及参考价为2009年10月浙江萧山水泵总厂提供，机组包括水泵、动力机、
机架、进水管，咨询电话13506716911。
        2.型号说明：50——进出水管口径，BP——喷滴专用泵，Z——直联式，3——3马力，
Z——自吸式，28——扬程，S——手压自吸。















图2-4  喷灌泵机组
    38、普通离心泵有哪些优缺点？
    IS型泵是最常见的高扬程水泵，ISW型是它的“最新版”，一般县城都能买到。
    优点：结构简单，体积小，扬程高。
    缺点：随着扬程提高，水泵效率下降很快。
    适用：提倡在扬程较低（< 45米）的微喷灌和滴灌系统中选用。常用的代表性产品ISW65型泵性能参数见表2-11，外形见图2-5。
    表2-11                 ISW型泵性能参数表
型  号        流  量
(m3/h)        扬  程
(m)        功  率
(kw)        效  率
(%)        参考价
(元)        重  量
(kg)
ISW65-125        25.0        20        3.0        68        1500        60
ISW65-125A        22.3        15        2.2        66        1110        51
ISW65-160        25.0        32        4.0        63        1800        77
ISW65-160A        23.4        28        4.0        62        1500        77
ISW65-200        25.0        50        7.5        58        2570        110
ISW65-200A        23.5        44        7.5        57        2450        109
ISW65-250        25.0        80        15.0        50        4850        185
ISW65-250A        23.5        70        11.0        52        4500        173
ISW65-315        25.0        125        30.0        40        8000        325
ISW65-315A        23.5        113        22.0        40        6240        258
注：1.参考价为2008年底市场价，大致25元/kg左右。
2.型号意义为：ISW—卧式离心泵，65—进出口直径，125—叶轮直径，A—叶轮经切削。
3.每种型号当扬程在±10%范围变化时，流量相应在±25%范围内变化。















图2-5  ISW型水泵

    39、多级泵有什么特点？
    当山区扬程超过55米时，用喷灌泵扬程不够，用普通离心泵效率太低，此时就应选用多级离心泵，是在同一根泵轴上装有几级(只)甚至十几级叶轮。
    优点：扬程高，且随着级数增加，扬程提高，效率始终不会降低。
    缺点：结构复杂，价格较高，卧式泵体积很大，新颖的立式多级泵占地面积减少2/3，消除了这一缺点。表2-12是口径65的立式（FL型）泵性能参数表，外形见图 2-6。
    表2-12                    FL型多级泵性能参数
型  号        流  量
(m3/h)        扬  程
(m)        功  率
(kw)        重   量
(kg)        参考价
(元)
65FL36-12×3        36        36        5.5        153        7214
65FL36-12×4        36        48        7.5        182        8380
65FL36-12×5        36        60        11        198        10383
65FL36-12×6        36        72        11        214        11169
65FL36-12×7        36        84        15        263        12464
65FL36-12×8        36        96        15        273        12954
65FL36-12×9        36        108        18.5        286        13986
65FL36-12×10        36        120        22        303        14700
注：1.参考价为2008年市场价大致为47～52元/kg（同上表），由上海熊猫机械有限公司宁波办事处提供，咨询电话13967815949。
    2.型号意义：65—进出水管口径，FL—立式多级泵，36—扬程；12×3——每级叶轮扬程×叶轮级数。
3.每种规格效率均为68%，当扬程在±10%范围内变化时，流量相应在 25%范围内变化，效益相应降低。



图2-6  FL型多级泵
第5节  塑料喷头代替金属喷头
    40、喷头怎么选择？
    选择喷头主要考虑压力、流量、射程三个参数。
    (1) 工作压力　(P)
喷头工作压力是指从喷头进口下20cm处的竖管上测取的静水压力，通常用符号P表示，单位为kPa或m。按工作压力大小可分为低压喷头，中压喷头，高压喷头，适用范围见表2-13。
表2-13                    喷头按压力划分
类    别        压  力        射  程
(m)        流  量
(m3/h)        特点及应用范围
        (kPa)        (m)                       
低压喷头        <200        <20        6～15.5        <2.5        射程近，水滴小，耗能少。用于苗圃、温室、山区自压喷灌。
中压喷头        200～500        20～50        15.5～42        2.5～32        射程、水滴适中。
用于大田作物、果园、菜地。
高压喷头        >500        >50        >42        >32        射程大，喷洒范围大，但水滴大，耗能多。用于大田或山林作物。
    经济型喷灌都用中、低压喷头，只有在山区自压水头大于50米的地方才用高压喷头。
    (2) 喷头流量　(Q)
    喷头流量即喷水量，指1个小时内或1秒钟内喷出水的体积，单位为m3/h或L/s。喷头流量与其工作压力成正比。经济型喷灌流量一般在1.5～5.0m3/h之间。
    (3) 喷头射程　(R)
喷头射程是指在无风情况下，喷洒湿润圆的半径，单位为m。在流量相同的条件下，射程越大，喷头的布置间距可以适当加大，从而降低成本。大田经济型喷滴的射程为15米和22米，布置间距最大分别为18米和26.4米。
    41、常用的塑料喷头有哪几种？
    常用塑料喷头主要有PYS15型、PYS20型。
    (1) 5035 型塑料喷头
    俗称6分塑料喷头，属于PYS15型系列，型号意义为：PY—摇臂喷头，S—塑料，15—进水口径15mm。5035是生产厂家产品代号，这种喷头设计从以色列引进,性能比较完美，特别是喷洒均匀性好，价格又很低，是我选用的“主导产品”，性能参数见表2-14，外形见图2-7。
   表2-14              5035 型塑料喷头主要参数
接口尺寸        喷嘴直径
(mm)        压 力        流 量
(m3/h)        射 程
(m)        喷嘴颜色
                (kPa)        (m)                       
3/4″
(20mm)        4×2.5        200        20        1.12        12.0        黑色
                300        30        1.41        14.0       
                400        40        1.62        14.5       
        5×2.5        200        20        1.62        13.0        标准型
                300        30        1.95        15.0       
                400        40        2.25        16.5       
        6×2.5        300        30        2.65        16.5        红色
                400        40        3.10        17.5       
                500        50        3.45        18.5       
        7×2.5        300        30        3.40        17.0        绿色
                400        40        3.90        17.5       
                500        50        4.35        18.0       
    注：1.出厂价15元/个，仅同规格金属喷头的四分之一。
        2.本表由余姚广绿喷灌设备公司提供，咨询电话13805804982。














图2-7  5035型塑料喷头                图2-8  PYS20型塑料喷头
    (2) PYS20  型塑料喷头
型号意义同上，俗称1寸塑料喷头，流量、射程都比PYS15型大，雨点也大，适用于大田高杆作物。主要性能参数见表2-15，外形见图2-8。
    表2-15                PYS20 型塑料喷头主要参数
接口尺寸        喷嘴直径
(mm)        压 力        流 量
(m3/h)        射 程
(m)
                (kPa)        (m)               
1″
(25mm)        6.5×3.0        250        25        2.88        17.5
                300        30        3.16        18.5
                350        35        3.41        19.0
                400        40        3.65        19.5
                450        45        3.87        20.0
        7.0×4.0        250        25        3.66        18
                300        30        4.01        19
                350        35        4.33        19.5
                400        40        4.63        20.5
                450        45        4.91        21.0
        7.5×3.5        250        25        3.86        18.5
                300        30        4.22        19.5
                350        35        4.56        20.0
                400        40        4.88        21.0
                450        45        5.18        21.5
        8.0×3.5        250        25        4.29        19.0
                300        30        4.70        20.0
                350        35        5.08        21.0
                400        40        5.43        22.0
                450        45        5.76        22.5
    注：参考价格为20元/个。以上参数由金华雨润喷灌设备公司提供，咨询电话13065900800。


    42、常用的金属喷头有哪几种？
常用的金属喷头主要为20PY2 型和30PY2 型。
(1) 20PY2型金属喷头
因接头尺寸为1英寸，俗称1寸喷头，是大田喷灌中的常用喷头。型号意义为：20—进口尺寸(mm)，PY—摇臂喷头，2—2型设计。部分性能参数见表2-16，外形见图2-9。
    表2-14                    20PY2 型金属喷头
接口尺寸        喷嘴直径
(mm)        压 力        流 量
(m3/h)        射 程
(m)
                (kPa)        (m)               
1″(25mm)        8.0×4.0        250        25        4.5        18.0
                300        30        4.9        19.0
                350        35        5.3        20.0
                400        40        5.7        21.0
        8.5×4.0        250        25        5.0        19.5
                300        30        5.4        20.5
                350        35        5.8        21.5
                400        40        6.3        22.5
        9.0×4.0        300        30        6.0        21.0
                350        35        7.0        21.5
                400        40        6.9        22.0
                450        45        7.3        22.5
注：余姚广绿喷灌设备公司生产，产品代号9718，参考价格60元/个，咨询电话13805804982。











图2-9  20PY2型金属喷头  
    (2) 30PY2  型金属喷头
接头尺寸为1.5英寸(40mm)，俗称寸半喷头。进水口径30mm，工作压力高，流量大(6.0～13m3/h)，射程远(24～30m)，适用于山区高水头自压喷灌，因雨点打击力大，只能用于不怕打击的毛竹之类等作物。部分性能参数见表2-17。
表2-17               30PY2  型金属喷头部分性能参数
接口尺寸        喷嘴直径
(mm)        压 力        流 量
(m3/h)        射 程
(m)
                (kPa)        (m)               
1 ″
(40mm)        10.0×5.0        300        30        7.7        22
                400        40        8.9        24
                500        50        10.0        25
        11.0×5.0        300        30        9.0        23
                400        40        10.4        25.5
                500        50        11.6        27.5
        12.0×5.0        300        30        10.4        24
                400        40        12.0        26.5
                500        50        13.5        28.5
注：以上参数由金华市雨润喷灌公司提供，参考价210元/个，咨询电话13065900800。
    43、塑料喷头的寿命长吗？
    决定喷头寿命的是摇臂断裂、弹簧断裂、另件磨损三方面。弹簧都是同种钢材加工的，不用比较；摇臂由于现在工程塑料性能的完善，我使用了5年，还没有发生过；唯有磨损性目前还是金属比塑料好。但塑料喷头的价格仅是金属的1/3～1/4，而寿命还没有悬殊的差别，加上金属喷头是小偷的觊觎之物，有时“寿命”仅有1～2天，所以尽量不用金属喷头。
     塑料喷头，符合国家“以塑料代钢”的产品导向，且具有价格低廉、避免盗窃安装方便等优点，所以提倡尽量应用。只有在射程、流量不能满足要求时，才考虑用金属喷头。


第6节  喷水带代替微喷头
    44、微喷水带有什么特点？
    微喷水带又称薄壁多孔管。是在可压成平带的薄壁塑料管上加工直径一般在1mm以下的小孔，当管中充满水时，水就从这些小孔中喷出，对周边作物灌溉。
    水带微灌与其他微灌技术相比，具有以下优点。
    (1) 投资较低  水带微灌每亩200～400元，对水源和过滤设备要求较低，是各种微灌设备中投资最低的一种。
    (2) 抗堵塞性好  水带是直接在很薄的塑料管壁上加工出水小孔，流道短，不易附着杂质，发生小孔堵塞也可以冲水排除，是微灌设备中抗堵塞性能最好的一种，只需把水泵进水管放入过滤网箱就能正常工作工作。
    (3) 工作压力低  采用滴头或微喷头的微灌系统工作压力为100～200kPa（10～20米）。水带的工作压力为10～100kPa（1～10米），且流量大、灌水时间短，因此耗能少、运行费用低。
    (4) 安装方便  由于工作压力低，对水质的要求较低，从数亩到数几百亩都可以用，且亩面积的投资基本相同，适应我国农村家庭承包的现状，十分经济。同时，可以压成平带盘成卷，体积小、重量轻，运输、安装、使用及收藏都方便。
    (5) 滴灌与微喷灌转换  将水带置于地膜与地表之间，小孔出流射到地膜后，经地膜反射可形成滴灌效果，如果去掉地膜，适当增加供水压力，小孔出流直射空中，就可以达到类似细雨的微喷灌效果，这样实现了滴灌与微喷灌的转换。
(6) 方便农机作业  水带在田间可以移动，用完后可“刀枪入库”，没有固定的设备留在地里，不影响农机工作，这点是农民特别欢喜的。
水带微喷灌以其廉价、灵活、抗堵塞三大突出优点，可能是蔬菜喷灌今后发展的方向，余姚市小曹娥镇计划今年发展1万亩。
水带的主要缺点：由于工作压力低，且无压或负压时带子即扁，从低处向高处输水时，灌水均匀度不够，不能在坡度较大的地面使用。
    45、常用水带有哪几种？
    微喷水带的规格习惯上以扁径（压扁时的宽度(N)）标称，常用规格有N45、N65、N80三种，其孔的直径和孔数可根据需要定制。孔径大，水柱射得远，喷洒湿带宽，喷水量也大，但带子铺设长度就要短。孔径过小，又容易堵塞，我们实践孔径以0.7～0.8mm为宜。孔数以每米20孔为宜。带子的扁径宽，即直径大，只影响水带单方向的铺设长度。
    我们实践结果是：当水压5米时、N45带正常工作长度为50米；水压为15米时，N65带正常工作长度为150米；水压为30米时，N80带正常工作长度可达200米。常见微喷水带性能见表2-18
    表2-18                    微喷水带性能表
规 格 型 号        内 径
(mm)        壁 厚
(mm)        压 力
(m)        喷洒宽度
(m)        单带长
(m)        参考价
(元/m)
微滴带        N45异二孔        28.6        0.19        3～5        1.5～2.0        <50        0.28
微喷带        N60斜五孔        38.2        0.20                2.5～3        <70        0.45
        N70斜五孔        44.6        0.20                3        <80        0.55
        N65斜五孔        41.4        0.35        5～8        4～5        <120        1.20
加厚微喷带        N80斜七孔        50.9        0.40        8～10        8        <160        1.50
    注：以上参数由浙江天台县农宝植物塑料滴管厂提供，咨询电话13326050019。
    46、水带有哪几种使用方式？
    微喷水带有半固定、移动、一带一泵三种布置形式。
    (1) 半固定式
    不设干管，支管用PE管硬，埋入地下，固定在田头，支管中部设进水栓，接移动水泵机组进水。支管每隔2～5米设一个供水三通，球阀和接口（露出地面），供联接微喷水带，水带上面盖上地膜，作滴灌用，去掉地膜就是微喷灌，水带可以移动，过了灌溉季节就收藏起来。这种形式适合于大户规模经营，如大棚葡萄、大田蔬菜，亩造价450元左右。
    (2) 移动式
总管也用薄壁水带，只是没有孔，放在田头地面（可移动）一端或中部与水泵联接进水。每隔2～4米设一套塑料三通、球阀和接口，联接微喷水带，每根水带可以单独控制。过了灌溉季节全部收藏入库，这种形式亩成本仅200元，适用于，如面积10亩左右的农户西瓜大户（一年换一个地方）。图2-10为水带移动式布置。










图2-10  微喷水带移动式布置
    (3) “一带一泵”式
    即把N65或N80水带铺设在田间，带长100～200米，田头不设总管，而用一只可移动的小水泵（口径40mm，流量10～12m3/h、功力1.1～2.2kw）直接联接水带供水。用完后回家收藏，其实也是一种移动式，适宜于3～5亩小家庭经营模式。
    47、水带的使用寿命有几年？
几年前，厂家介绍说，这种带只能用一年，我做试验把其放在露天晒了一年，真是如纸那样脆。但在实际使用中往往放在大棚内，或置于地膜下，或用完后收起来，使用寿命一般3年左右，最长的一个西瓜大户用了5年。加之在设计时要求厂家把带子加厚，只要小心使用，及时收藏，寿命可达到3年以上。
第7节  微喷灌用于温室和畜禽场
    48、微喷灌与喷灌有什么区别？
    微喷灌是在喷灌和滴灌的基础上逐步形成的一种新的高效节水灌溉技术，集喷灌、滴灌两者之长，避二者之短。
    微喷灌是较小压力、较小流量、微小水滴的喷灌，形象地说是“下毛毛雨”。一个微喷头喷洒面积仅几个m2，可以根据作物的位置进行局部湿润，所以比喷灌更省水。除为作物灌水外，还可以加湿、降温，调节田节小气候。余姚把微喷灌用于畜禽场室外降温和室内降温、消毒，开创了微喷灌应用的新领域，而且经济效益比种植业更高，每年12 ～36元/m2，安装成本仅为7～10元/m2，令养殖户瞩目，2009年就发展16.3万m2，合计23万m2，占规模化畜禽场的80%。
49、微喷灌有哪些优缺点？
微喷灌的优点很多。
    (1) 节水效果更好  微喷灌可以有选择地对局部作物根系集中的地方喷洒灌水，减少了土壤无效耗水，因而节水效果比喷灌更好。
    (2) 灌水质量高  微喷灌喷水如牛毛细雨，有利于作物根系发育，且不会引起土壤板结，还能改善田间小气侯，使株间湿度提高20%，温度降低3～5℃，消除作物“午睡”现象，促进作物正常生长；同时微喷灌水滴小，无打击力，不会损伤作物嫩叶幼芽。
    (3) 适应性强  微喷灌由于水量微小，不会在黏性土壤中产生径流，也不会在沙性土壤中产生渗漏，这是对土质的适应性强。同时既可用于平原，也可用于丘陵坡地，这是对地形的适应性强。
    (4) 防堵性能好  微喷头的出水孔径和出水流速大于滴头，所以相比滴灌堵塞的可能性大大减少。同时也降低了对水质过滤的要求，相对降低了过滤设备成本。
    (5) 应用范围广  微喷灌系统可以进行水肥同灌，叶面和地面共施，提高了施肥喷药的效率，节省了肥药用量。
    微喷灌的缺点有三方面：一是密度较高的设施布置在田间，在大田作物安装受到一定限制。二是对水源水质要求比喷灌高。三是田间湿度过高、有可能诱发某些作物病害。
    50、微喷头有哪些类型？
    微喷头品种较多，按水压分可分为高压(>300kPa、30米)和低压(<300kPa、30米)两种。目前常用的作物为低压，畜禽场则要用高压。按结构又可分为离心式、折射式、旋转式三种类型。
    经济型喷灌中用的主要是离心式，用于养殖场喷水降温和喷药防疫，还用于苗圃增加湿度。
    (1) 离心式微喷头
    离心式微喷头又称为涡流式雾化喷头。其结构和原理与农药喷雾器喷头相似。离心式喷头射程小，水滴尺寸小，雾化程度好，常用于温室和畜禽舍内雾化加湿和降温。常用的离心式喷头为四出口外形见图2-11(a)。
（a）离心式喷头（4个喷嘴）  (b)“折射式”微喷头         (c)射流旋转式微喷头
1.进水口,2离心室,3.喷嘴    1.喷嘴,2.折射锥,3.支架     1.旋转折射臂,2.支架,3.喷嘴
图2-11  常见微喷头

离心式微喷头性能见表2-19。
    表2-19                离心式四出口微喷头性能表
货  号        喷嘴直径及颜色        压  力        流  量
(L/h)        射  程
(m)        参考价
(元/套)
                (kPa)        (m)                       
1301        0.8
黑色        220
250
280        22
25
28        33.5
36.0
37.5        1.2
1.5
1.8        5.7
1302        0.6颜色
灰色        220
250
280        22
25
28        24.0
26.0
27.0        1.2
1.5
1.8       
    注：此表及以下两表参数由余姚市乐苗灌溉用具厂提供，咨询电话13336867168。
    (2) 折射式微喷头
折射式微喷头的特点是结构简单，无运动部件，工作可靠，价格比旋转式便宜，射程较小，雾化比离心式差，但比旋转式好，且水滴大小差别大，喷灌强度大，喷洒均匀底低，这种喷头可以实现全圆、半圆、扇形喷洒，适用于果园、苗圃、温室、菜地、花卉灌溉。其外形见图2-11(b)。其性能见表2-20。
    表2-20                 折射式微喷头性能表
企业货号        喷嘴直径颜色(mm)        压力        流量
(L/h)        射程(m)        参考价
(元/套)
                (kPa)        (m)                悬挂        插杆       
1201        0.8
黑色        180
280        18    28        30
39        0.8
0.9        0.8
0.9        悬挂式
6.35
1202        1.0
蓝色        180
280        18    28        45
58        1.0
1.1        0.9
1.1       
1203        1.2
绿色        180
280        18    28        67
86        1.1
1.2        1.0
1.2        插杆式
4.35
1204        1.4
红色        180
280        18    20        85
110        1.2
1.3        1.0
1.2       
    (3) 旋转式喷灌头
旋转式喷头中带有可旋转的喷嘴，喷头射程远，水滴大，雾化比前二种都差，喷灌强度低，喷洒均匀度高，适用于温室蔬菜、苗圃和城市绿化的灌溉，特别适用于密植作物的全面喷洒，这种喷头只能进行全圆喷洒，技术参数见表2-21,外形见图2-11(c)。
特别要说明的上面说的雨点大是相对于雾化而言。与喷灌灌相比，水滴是很小的。这种“雨点”具有“打实”土壤的作用，非常适合于温室内基质栽培的苗床，真是恰当好处！
    表2-21                  旋转式微喷头性能表
企业货号        喷嘴直径颜色
(mm)        压  力        流  量
(L/h)        射  程(m)        参考价
(元/套)
                (kPa)        （m）                悬挂        插杆       
1101        0.8
黑色        180
280        18    28        30
39        0.8
0.9        0.8
0.9        悬挂式
6.35
1102        1.0
蓝色        180
280        18    28        45
58        1.0
1.1        0.9
1.1       
1103        1.2
绿色        180
280        18    20        67
86        1.1
1.2        1.0
1.2        插杆式
4.35
1104        1.4
红色        180
280        18    28        85
110        1.2
1.3        1.0
1.2       
    51、插杆式和悬挂式，折射式和旋转式微喷头各有什么特点？
    微喷头常见的组合方式有悬挂式和插杆式，见图2-12。









图2-12  微喷头组合方式
    (1) 悬挂式微喷头  温室或棚架式苗圃中，通常把微喷头倒挂安装在上部，可以避免设备对田间作业的影响，与地面插杆式微喷头不同之处是不用插杆，增加了重锤管，以防止微喷头工作时的自身晃动，同时增加了防滴器，以防停止灌溉后，管内存水从喷头流出。
    (2) 插杆式微喷头  是安装在地面的微喷头组合体，安装方便，并且由于不需要防滴器，故价格约低2元/套，但会对田间作业带来不便。
    (3) 折射式和旋转式微喷头性能对比
    折射式微喷头与旋转式微喷头尽管属于同一类喷水器，但却具有不同的属性，参见表2-22。
表2-22                   两种微喷头性能对比
属  性        折  射  式        旋  转  式
雾化特性        雾化好，可作降温、加湿使用        水滴大，只能作灌溉用
水量分布        均匀性较差，只作局部灌溉        分布均匀，用于全面灌溉
喷灌强度        强度大，宜作频繁灌溉        强度小，灌溉周期可增加
喷洒形状        可实现半圆、扇形等多种形状        只能作全圆喷洒
工作压力        最小工作压力低        最小工作压力高
工作寿命        无转动件、寿命长        有转动部件、寿命短
    52、蔬菜、磨菇大棚应用哪种微喷头？
    蔬菜大棚用旋转式微喷头，因为蔬菜地疏松，需要喷水时小水滴把土壤“打实”一点，以便菜根扎地，如用离心式微喷头，水滴悬在空中就达不到“打实”土壤的目的，所以要用水滴相对大一点的旋转式微喷头。
    磨菇大棚内主要是为了提高空气的湿度，所以应该用离心式微喷头，其雾化程度最好。
    53、畜禽舍内外各应该用哪种微喷头？
    畜禽舍内无论出于降温的目的，还是用于喷药都需要雾化高，水滴悬在空气中，所以应该用雾化很好的离心式微喷头，当然这种工况下水泵的工作扬程应该在50米以上，这样雾化效果更好。喷洒时间要严格控制，降温7～15分钟，消毒2～5分钟。
在畜禽舍外顶上安装因人上去维修不方便，应该用折射式微喷头，它没有运动部件，可靠性好。


第8节  滴灌管薄壁化
    54、迷宫式滴灌带有什么优点？
    这种滴灌带由于出水流道是迷宫结构，水流呈紊流状态，具有抗堵性能好，出水均匀，铺设长度，制造成本低的特点，是目前世界上管壁最薄、价格最低（0.25元/m），使用最广的滴水器。推荐过滤器为200目。
    这种滴灌带为一（年）性产品，其性能为：
    (1) 滴灌带流道、滴孔、管道一次成型，故价格低；
    (2) 较宽的迷宫流道，且有多个进水口，具有较好的抗堵塞能力；
    (3) 选用优质PE材料，拉伸性能优良，便于铺设；
    (4) 重量轻，搬运，铺设回收方便。
    新疆天翼集团生产的滴灌带是具有我国知识产权的创新成果，滴灌带成本每亩200元以下，包括其它设备总价350～450元/亩，适合我国国情。
    应用于大棚内灌溉，实际寿命有两年。其形状见图2-13，其性能参见表2-23、表2-24



图2-13  单翼迷宫式滴灌带
    表2-23                 迷宫式滴灌带主要参数
规格        内径
(mm)        壁  厚
(mm)        滴孔间距
(mm)        公称流量
(L/h)        平均滴头流量
(L/h)
200-2.5        16        0.18        200        2.5        2.0
300-1.8        16        0.18        300        1.8        1.4
300-2.1                                2.1        1.6
300-2.4                                2.4        1.9
300-2.6                                2.6        2.1
300-2.8                                2.8        2.3
300-3.2                                3.2        2.7
400-1.8        16        0.18        400        1.8        1.4
400-2.5                                2.5        2.0
    注：1.平均滴头流量工作条件为进口压力10米水柱，地面坡度为0，灌水均匀系数90%。出厂产品每卷长度2000米。
        2.由金华雨润喷灌设备公司提供，咨询电话13065900800。
    表2-24                  迷宫式滴灌带铺设长度
规  格        铺设长度
(m)        进口流量
(L/h)        规  格        铺设长度
(m)        进口流量
(L/h)
200-2.5        90        870        300-2.8        95        736
300-1.8        125        858        300-3.2        85        764
300-2.1        115        618        400-1.8        155        539
300-2.4        110        676        400-2.5        130        650
300-2.6        100        714                       
    55、滴灌管有什么特点?
    把滴头与毛管（小水管）制造成一个整体，即滴头镶在水管内壁上，故称为内镶式滴灌管，壁厚≥0.4mm的称管，<0.4mm的称带，见图2-14，表2-25、表2-26。





图2-14   内镶式滴灌管（带）

表2-25              内镶式滴灌管规格性能
管径
(mm)        壁厚
(mm)        滴头间距
(m)        压力
(m)        流量
[L/h&#8226;m]
φ16        0.6        1.0        5～15        2.4～3.6
φ16        0.6        0.3～0.5        25        2.3～3.8
φ16        0.4                20)       
φ16        0.2                10       
φ12        0.4                20       
注：铺设长度≤100米。本表及下两表产品价格咨询电话13065900800。

    表2-26              内镶式滴灌带规格性能
管径
(mm)        壁厚
(mm)        滴头间距
(m)        压力
(m)        流量
[L/h&#8226;m]        铺设长度
(m)
φ15                0.25        2        2～6        ≤100
φ16        0.2        0.3～0.5        10        2.7        ≤70
φ16        0.2/0.4        0.3        5～1.5        2.1～3.3        ≤70
φ15.9        0.2        0.3～0.6        25～1.0        3.7        ≤200/150
φ15.9        0.4        0.3～0.6        25～1.0        3.7        ≤200/150
    56、管间式滴灌管的优点是什么？
    就是把薄壁塑料管加工成每根长0.3米、0.4米、0.5米长，每根管子之间用滴头联接起来，看似接头，实为滴头，他的优点是不怕堵塞，即发生堵塞时可以把管子和滴头拔出清洗。滴头流量2L/h左右，管径有12、16mm两种。实践中感到管径12mm太小（价格0.65元/m），铺设长度仅30米左右，以用16mm为宜。
    55、为什么提倡“滴灌薄壁化”
    滴灌管（带）的价格与管壁厚度成正比，如同样口径为16mm毫米的滴灌管(带)价格大致见表2-27。
    表2-27            滴灌管（带）壁厚与价格的关系
壁厚(mm)        0.2        0.4        0.6        1.0        1.2
价格(元/m)        0.25～0.45        0.6        0.8        1.2        1.5
    从管材的寿命而言自然是壁厚的长，“一分钱一分货”嘛。问题是决定滴灌管寿命的并不是管材的破损，而是滴头的堵塞，堵塞问题是滴灌管的“致命伤”，不论管壁厚薄，滴头结构是同样的，堵塞的概率也是相同的，并且早在管壁破损以前就堵塞，壁厚的功能远远没有发挥，所以经济型滴灌提倡用壁薄管，价格便宜50%左右，而工作寿命并不短。
    58、膜下滴灌是怎么会事？
    膜下滴灌就是把滴灌管(带)放在地膜下面，新疆建设兵团从1996年开始试验将滴灌技术与薄膜覆盖栽培技术相结合，并大面积应用于棉花生产，开发了膜下滴灌技术，亩均投资400元左右。到2007年，在全新疆建设兵团应用近1000万亩，并在甘肃、宁夏、山西、陕西、河北、内蒙古等地得到了推广。
    余姚应用这项技术有两个特点：
    (1)应用到蔬菜、葡萄、大棚内  解决棚内“空气湿度要低，而土壤要湿润”这个矛盾。葡萄、蔬菜许多病害是在湿度较高的条件下诱发，这是大棚栽培的一个棘手的问题，而膜下滴灌化解了这个难题，实现了两全齐美。
(2)放在地膜下面的是喷水带  就是把膜下微喷带当作滴灌，这是农民选择的，欢迎的。就其原因又有两个：一是喷水带灌水速度快，在一个轮灌面积上，15～30分钟就可完成，而如用滴灌管需要2～4小时。二是防堵塞性好，把带子末端打开，用水冲洗就完事。
以上两点都能节省劳力，对大户而言，节约劳力成本是最直接的效益。
第9节  因地制宜选择过滤器
    59、常用的过滤器有哪几种？
    南方灌溉季节水质相对比较清澈，含砂量很低，所以喷灌系统中不配置过滤器，但需在水泵进水管口装上过滤网箱，以遮拦水中塑料袋、植物叶子、鱼类及其他悬浮物、漂浮物。任何水源（湖水、库水、河水、溪水、井水）中，都不同程度存在污物和杂质，微喷灌和滴灌系统中灌水器出口孔径都很小，堵塞是影响使用寿命的主要因素，所以必须配置过滤设备。
    水中污物及杂质为分物理理、化学和生物三类。物理类包括有机质：死的藻类、小的鱼类、植物碎片以及细菌，以及无机质粘粒和砂粒。化学类指溶于水中的碳酸钙和碳酸氢钙等，在一定条件下变成沉淀物。生物类是指菌类、藻类等微生物和水生动物。
    常用的过滤器有叠片式、筛网式、沙式，还有一种自制的过滤网箱。不论用哪种过滤器，首先应在水泵或水库进水管口安装1只自制的“过滤网箱”，把进水管放入“网箱”，这是初级过滤，是“第一道防线”，截污能力大，必须把好这个“入口关”，后面的过滤才能正常工作。
    “过滤网箱”自制方法为：用φ16钢筋焊制1个圆柱状“箱架”，直径0.6～1.0米，高1.0米，四周和底用不锈钢或尼龙网布包裹，网眼规格为：喷灌80目，微喷灌100目，滴灌120目。使用时把网箱固定在水面，把进水管口放入网箱，就可放心取水。
    60、叠片式过滤器的优点是什么？
    叠片式过滤器是近期发展起来的一种新型过滤器，其过滤元件由一组压紧的带有微细流道的环状塑料片组成，清水由片间的小流道通过，而污物则截留在叠片四周及片间。其突出优点是结构简单、维护方便、寿命长，适用于有机物含量较高的水质。冲洗时需将压紧的叠片松开，将叠片之间滞留的污物彻底冲洗干净，当然用热水、加点去污粉冲洗速度快，效果更好。其结构如图2-15(a)所示，外形见图2-15(b)。
过滤器有水头损失，在选用时应比管道大一个规格，如D25管道选用D40、D40管道选用D50过滤器。目前国内叠片式过滤器规格不全，特别是大流量叠片式过滤器依赖进口，价格较贵。在系统流量较大时，可选择几个小流量过滤器并联使用，以降低成本。















a.外形及结构图                     b.外形图

图2-15  叠片式过滤器
    61、筛网过滤器的特点是什么？
    筛网过滤器结构简单且价格便宜，是以前最常用的过滤器，采用塑料或金属筛网，当悬浮颗粒超过网孔的尺寸后即被截留，避免水中化肥、农药的颗粒对微灌系统产生堵塞。当一定数量的污物积累在筛网上后，经过过滤器的流量会显著下降，应进行手动或自动冲洗。
    手动冲洗是常用的冲洗方式，这种过滤器常常仅由两个过滤元件组成，冲洗时需拆下进行。当过滤器内部加装一个泄水器件后，内部的截留污物可被连续冲走，系统供水正常进行，实现不间断冲洗。小型筛网式和叠片式的塑料外壳尺寸结构完全一样，只需滤芯互换即可。余姚产的手动网式过滤器，口径25mm（1英寸），市场价每个35元。过滤网有120目（红色）、150目（黄色）、200目（蓝色）三种，很容易辨别。
微灌用水中所能允许的污物颗粒大小应比灌水器的孔口或流道断面小许多倍，有利于防止灌水器堵塞。根据实践经验，要求过滤器网的孔径大小应为所使用的灌水器孔径大小的1/7～1/10。即当微喷头孔径为0.8mm时(800μm)，过滤器孔径应为100～80μm，也就是150～200目。滤网的目数与孔径尺寸关系见表2-28，外形见图2-16。
    表2-28           滤网规格与孔口大小对应关系
滤网规格        孔口尺寸
目/in(英制)        目/cm2(公制)        m m        μm
20        8        0.711        711
40        16        0.420        420
80        32        0.180        180
100        40        0.152        152
120        48        0.125        125
150        60        0.105        105
200        80        0.074        74
250        100        0.053        53
300        120        0.044        44
注：习惯上所称的“目”仍为英制（目/in）









图2-16  塑料筛网式过滤器
    62、两种过滤器相比较哪种好？
    筛网式过滤器和叠片过滤器，前者物理概念上比较清楚，凡是大于网格直径的污物都截留，而对后者究竟有多少过滤器效果会产生怀疑，但是经过实际使用，二者比较农民还是喜欢用叠片式，优点有三个：
    (1) 过滤精度高，堵塞少。
    (2) 冲洗方便。
    (3) 寿命长，不象筛网那样易损。
    特别是小规格的过滤器，两种外壳相同，价格也相同，所以应尽量把筛网滤芯换成叠片式。但总的说来这两种过滤器体积较小，自然截污能力也相应较小，多用于温室内。对于水中污物和杂质很多的水体应选用砂式过滤器，体积大，载污的能力强，当然成本也高得多，参见表2-29。
    表2-29                   过滤器种类规格表
种  类        规    格        水  量
(m3/h)        参考价
(元)        说  明
        公制(mm)        英制                       
网  式        25        1″        4        40        塑制国产
        40        1．5″        10        120       
        50        2″        16        600       
叠片式        25        1″        4        40       
        40        1．5″        10        160       
        50        2″        16        700        意大利产
        50        2″        16        980        钢制国产
        80        3″        36        2200        意大利产
砂  式        100        4″        50        12000        钢制国产
注：以上参数由金华雨润喷灌公司提供，咨询电话：13065900800。
    63、请介绍砂式过滤器性能
    砂式过滤器一种利用砂石为介质，分为单罐反冲和双罐反冲两种，其原理与农村小型饮用水供水站中的砂式过滤器相同。微喷灌、滴灌系统中常用的是石英砂。砂式过滤器是含有有机质和淤泥水质最适宜的过滤器，其特点有很高的除污物能力，性能参数见表2-30，剖面图见图2-17。
    砂过滤器靠反冲来冲洗内部，就是用清水从过滤器出口压入，将过滤渣浮起后，从排污口排出。由于反冲不可能充分清洗滤料，在运行1～2年后根据水质情况对滤砂应进行补充或更换。
    表2-30                  单罐砂过滤器技术参数
规格型号        SS-50        SS-80        SS-100
罐直径(mm)        600        950        1900
连接方式        Dg50锥管螺纹        Dg80法兰        Dg100法兰
流量(m3/h)        5～17        10～35        30～70
重量(kg)        120        250        480
注：本表参数由金华雨润喷灌公司提供。








第10节  肥药装置“既土又洋”
    64、经济实用的肥药设备有哪些？
    微喷灌、滴灌技术的推广，为施肥带来了革命性的变化，导致了一个全新的概念——水肥共灌。利用微灌系统施肥、施药，可迅速大面积完成，且均匀、省力、省时、安全、避免浪费，这是传统施肥、施药方法所不具备的。特别对采用地膜覆盖的作物，滴灌是解决施肥困难的最佳途径。向管道内注入可溶性肥料或农药溶液的设备称为施肥（施药）装置。简单、经济、实用的肥药设备有：微型水泵、水泵进水管负压吸入、自压式肥药罐，常规的有文丘里注入器，压差式施肥罐。
    65、可以用小水泵送肥药吗？
    先把肥料或农药在肥药桶内溶化好，把微喷灌或滴灌用的小水泵放入肥（药）桶内就可，一桶水打完，肥药也施好了，这种方法最简单，但只适用于小面积，采用微型水泵，在大棚和养殖场微喷灌中均用这一型式。
    微型水泵的口径选25mm或40mm，扬程在10～30米之间，功率在500～1100瓦之间，自吸泵或潜水泵都可以，价格300～500元之间。
    特别提醒的是用于畜禽养殖场喷雾消毒和降温的水泵，为了达到更好的雾化效果，水泵扬程应在50米左右，功率1.1～1.5kw之间，价格1000元上下。
    由于喷灌系统管路直径较大，如果结合喷药，管路中的药水得不到利用，是一个不小的浪费，所以喷灌系统中目前还没有考虑加药装置，而是另建一套直径仅15mm的喷药专用管路系统，配专用加药水泵，每亩投资约450元。
    同样原因，也不配加肥装置，而是先把颗粒状化肥撒到作物根部，然后开15分钟喷灌，溶化肥料，渗入土壤。过去“候天施肥”，看天要下雨了先撒肥料，但结果往往天不下雨，肥料就浪费，有了喷灌这个及时雨，用农的话说是“老天自己做了”。
    66、利用水泵进水管可以加肥药？
    水泵进水管呈负压，在进水管钻上1～2个φ15mm的小孔，焊上相应口径的接头，接上球阀、软管，当然软管进口水须配上过滤网罩，放入搅拌好的肥药桶内，可以方便吸入，流量大小由球阀控制。药桶和软管设备最好配2套，以便轮流搅拌，连续供药，凡是水泵加压系统都可以用这种方式。在出水管上也同样打孔接软管，轮流为肥药桶加水。图2-18是这种加药装置的示意图。










图2-18  水泵负压式加药示意图
    这种方法很巧妙，至今还看不出有什么缺点。有了这样的简易的设备，可以不必购置专用的肥药器了。
    67、山区加肥（药）有什么好办法？
    在山区自压灌溉系统中，使用肥药池（罐）可以很方便地施肥、加药，把肥药罐置于自压水源的正常水位以下适当的位置上，将肥药池与水源相连接，将输液管及阀门与主管道连接，打开供水阀，水进入肥药池将药剂溶解。关闭供水管阀门，打开肥药罐输液阀，肥液或药剂溶液就自动随水输送到管道和灌水器中施肥、施药。这种方法大棚内也可以用，把肥料液桶置于离地面1～2米高处，利用重力滴灌系统施肥。
    68、文丘里注入器是什么原理？
    文丘里注入器与肥药桶配套组成一套简单的施肥装置，如图2-19所示。其构造简单，造价低廉，不包括肥药桶，一套“专用设备”才50～80元钱。使用方便，主要用于向小型灌溉系统管道中注入肥料或农药。其原理是文丘里管内有个水射喷嘴，口径很小，射出的水流速度很高，根据流体力学的特性：高速流体附近会产生低压区，正是利用这个低压把肥药液吸入。如果文丘里注入器直接装在干管道上，利用控制阀两边的压力差使文丘里管内的水流动，但阀产生的水头损失较大，应该将其与主管道并联安装（如图2-20），用小水泵加压。











图2-19  文丘里施肥器示意                图2-20  带水泵的文丘里施肥器示意
    69、压差式施肥罐有什么缺点？
    压差式施肥罐由储液罐、进水管、肥液管、施肥阀等组成，如图2-21所示，其工作原理是在输水管上安装施肥阀，施肥阀的进出口两点形成压力差，将肥液或药剂带入系统管道。储液罐为承压容器，承受与管道相同的压力。










图2-21  压差式施肥罐示意
    压差式施肥罐的优点是加工制造简单，价格较低，容积15升的150元/只，不需外加动力设备。缺点是加药（肥）过程中“一次加肥（药）、不停加水”，所以溶液浓度逐渐变小，加药过程是浓度线性衰减的过程。另外罐体容积有限，添加液剂次数频繁且较麻烦，输水管道因设有调压阀而造成一定的水头损失。
这种施肥罐是常规设备中最常见的一种，但加肥（药）不均的缺点使其美中不足，所以不提倡选用。
第11节  附属设备是“眼睛”
    70、为什么一定要装压力表？
    凡是用电系统都有电压表，这是设备能否正常运行的“眼睛”。同理喷滴灌系统也应安装水压表。压力表是喷滴灌系统不可缺少的测量仪器，而且还需要1～3个，它能反映出水泵、过滤器及系统运行是否正常，特别是过滤器前后的压力表，是反映滤芯堵塞程度及什么时候应该反冲或清洗的指示器。选择压力表时一定要注量程范围不能太大，因为平原地区喷滴灌系统的压力只有10～60米，量程选0.6MPa（60米）足够了，最多选1.0MPa（100米）。如选1.6MPa，仪表指针走不准，观测更是看不准。在山区也应根据实际扬程选，只有当指针在量程30%～90%范围内才较准确。
    71、水表需要安装吗？
同样在电力系统，凡是用电的地方都有电表。
在供水系统，凡是用水的地方都应装水表。喷滴灌是潜力最大的节水技术，究竟用了多少水？节约了多少水？一定要以“数据”讲话，所以水表一定要安装。
水表有机械的计数器显示及电子的数字显示两种，后者读数比较方便。水表一般水平安装在过滤器之后的干管上。
    72、进、排气阀有什么用？
    在喷滴灌系统中，难免管路有高低，当管路开始进水时，管中空气受水的排挤向管道高处挤压，形成“气团”阻碍水的流过，叫“气阻”，这是管路系统的“常见病”，那么在管网系统的最高处和局部高处安装排气阀就是“常用药”。
    停止供水时，由于管道中的水流向低处流动，在高处管内形成真空，需要进气阀补气。但实际安装时不一定安装专用的进、排气阀，而在需要的位置装上“水龙头”代替，需要排气时拧开龙头排气，需进气时同样可以补充。
    73、什么是泄水阀、止回阀？
    泄水阀是安装在管网系统最低处，或某条管路的最低处的排水阀，它的作用有两个，一是排出管中沉淀的泥沙和杂物，二是冬季排空管中存水，防止水泵、闸阀、水表等冻裂，泄水阀是用普通的闸阀或球阀。
    止回阀又称逆止阀（图2-22），其作用是在事故或正常停机时，防止管中水倒流而引起水泵倒转，防止水锤及水击现象对水泵的危害，保护水泵机组的安全。另一个作用是防止在施肥和加药过程中水倒流而污染水源，其工作原理类似拍门。






图2-22  止回阀外形及结构
第12节  灌溉对水质的要求
    74、灌溉对水质有什么要求？
    良好的水质、土壤、空气是绿色农产品生产的基本环境条件，而水质又直接影响土壤的“卫生”，所以特别重要。如果劣质水长期进入农田，会恶化土壤性状，污染农田环境，导致农作物减产、变质，还通过食物链直接损害人类健康。
    对灌溉水质的要求是水中不存在过量的有毒物质，不给土壤和作物带来危害，为此国家制定了《农田灌溉用水水质标准》，详见附表。
    下面介绍主要的水质指标及意义。
    (1) 温度  一般农作物生长适宜的温度范围在16～30℃左右，所以规定灌溉温度不能高于35℃。
    (2) 悬浮物  如水中固定悬浮物总量大于100～150mg/L，会堵塞土壤气孔，影响植物从土壤获得氧的能力，抑制作物生长。若喷灌植物叶面，还会影响作物光合作用，对于喷滴灌这项指标特别重要，以防止喷头和滴头堵塞。
    (3) PH值  PH值的范围从1.7～14。PH=7时，水呈中性；PH值>7时，水呈碱性；PH值<7时，水呈酸性；一般农业生产PH 值的允许范围在5.5～8.5，过高过低对作物生长有影响。
    (4) 有机污染物  耗氧有机物进入水体后，消耗水中溶解氧，并且在缺氧条件下腐败发酵，恶化水质，破坏水体。另外水中有机物增多、导致细菌孳生，有传播病菌的可能性。如含碳有机物进入农田，会导致缺氧，造成作物减产。如含氮有机物进入农田，水中含氮量过多，会引起作物贪青倒伏，作物体内NO3氮的积累过多，人食用后会影响健康。
    (5) 大肠菌群  大肠菌群指标能表示水体受到人类排泄物污染的程度和水质使用的安全程度，国家灌溉水标准规定大肠菌群在每升水中的个数小于1万个。
    75、什么是雨水河道？
    目前河道污染比较普遍，但并不是每条河流都污染，可以根据当地条件，把某条河道与河网隔绝，拦截河网的污水流入，只拦蓄当地的降雨径流，水质较好，可用作喷滴灌水源，这种河就称为“雨水河道”。
    76、雨水作水源有什么好处？
    这里雨水还特别提倡利用大棚收集“天落水”，由于空气污染，尽管雨水中也有不少污染物，与50年以前相比，可谓“今非昔比”，但相对于河水，雨水还是一种比较优质的水。我从2001年开始收集大棚雨水作滴灌水源，当时还拟了句口号“给蔬菜喝天落水，让大家吃放心菜”，经过实践，农户总结了三条好处：
    (1) 杂质少，滴灌堵塞少；
    (2) 含氧量，高促进了作物根系生长；
    (3) 细菌少，可以少施农药。
    所以有大棚的地方，不能让雨水白白流掉，应尽量收集利用。
    77、从水库取水要注意什么？
    一句话，不要从水库底部取水。生活中酒坛底的“底脚酒”，油瓶底的“底脚油”，都劣质，让人厌恶。同理，水库底部的水也是“劣质水”，杂质多，污物多，含氧量低，温度低。所以从水库取水应采用虹吸管，从大坝上部翻进去，并且多设几根长短不一的进水管，高水位时用短管进水，中水位时开启中等长管进水，低水位时用最长的管子进水，取的都是水库的表层水，杂质少，含氧量高，温度高，这是提高水质最简单、最有效的方法。
    78、可以自来水作水源吗？
回答是不能容忍！自来水不是“自己来的”，而是经过加压、凝絮、沉淀、过滤、消毒等多道工序，又经过几千甚至几万米管道送到千家万户，其中投入了大量人力、物力，符合国家105个指标，供人们饮用的优质水。如把自来水用于灌溉，是大材小用，是巨大的浪费，所以不应该贪图方便，用自来水作为喷滴灌水源。

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第二章  经济型喷滴灌设计
第1节  创新设计的理论基础
    14、什么是经济型喷滴灌？
经济型喷滴灌是根据创造学理念，技术经济学原理，采用优化设计方法，在每个环节，节约成本，使工程造价降低50%以上的一种设计方法。
余姚市从2000年开始研究经济型喷滴灌技术，并应用于竹笋、杨梅、红枫、葡萄、蔬菜、蜜梨等，还创新应用于猪、鸭、鸡、兔、鹅、羊等畜禽场降温和防疫。茅临生副省长2008年作出批示，并两次专程到余姚考察，对此作出高度评介：
“余姚走出了一条把先进的喷滴灌技术与浙江实际相结合的成功道路，这与当年把马克思主义与中国实际结合相类似”。
“经济型喷滴灌是转变我省农业增长方式的重要切入点”。
    15、创造学主要有哪些观点？
    我从1998年开始学习发明创新的理论和方法，其中有几点自觉融入工作思维：
    (1) 先进的往往是简单的，工程师的责任就是把技术简化以后还给人们，应用于社会。科学原理可以复杂，但技术方法一定要简单。
    (2) 发明创新的价值不在于是否复杂，而在于是否应用，及其应用的广度，并改变人们的生产方式和生活方式，“铅笔和飞机同样伟大”，看起来这么简单的拉链却是“二十世纪100项重要发明”之一。
(3) 把一个领域的技术应用到另一个领域也属于创新。
    16、技术经济学主要有哪些概念？
    (1) 技术经济学，就是学技术的人会算经济帐，边设计边进行成本分析，成本高了就改变设计思路，不是等设计以后让别人去“造价”。
    (2) 技术经济学，是在保证设计工程或设计产品功能的前提下，使材料成本和劳力成本最省。
    (3) 技术经济学的目标，在技术先进条件下的经济合理，在经济合理基础上的技术先进，使技术的先进性和经济的合理性有机结合。
    17、优化设计的内涵是什么？
优化设计摈弃传统的“安全设计”的思想。用于解决两类问题：一类是从大量方案中选出可行的最优者；另一类是为已确定的设计方案选定可行的最优参数。优化设计树立全新理念：“够安全”就好，“过度安全”是浪费！
18、为什么要推广经济型喷滴灌？
    浙江早在1975～1984年间推广过喷滴灌，但在以后基本停滞了，为什么这项先进技术的推广却步履艰难？
    (1) 余姚市的典型案例
    余姚市从本世纪初以来研究“低成本、低能耗”的喷滴灌技术，创新设计系统，使造价降到600～700元/亩，形成了经济型喷滴灌设计理论和方法，到2009年底已在本市推广应用6.8万亩，是此前25年总和的50倍，占宜建面积的22%。还创新把经济型微喷灌应用于猪、鸡、鸭、兔、鹅、羊等养殖场，造价7～10元/m2，总面积达23万m2，占全市规模化畜禽场的80%。
    喷滴灌是现代农业的基础设施，应由政府补助为主，但如果每亩要数千元造价，政府补不起，只能搞少量的“形象工程”，无法大面积推广。
    余姚经济型喷滴灌政府补助比例达到75%，但由于造价低，补助的绝对值仅400～500元/亩，政府补得起，近后几年将以每年2万亩的速度发展，所以只有“经济型”才能大面积推广。
    (2) 飞机票“经济舱”热销的启示
    波音737飞机上有118个经济舱座位，经常是满员的，而仅有的4个“公务舱”位却往往是空的。飞机的目的，一是快，二是安全，经济舱与公务舱这两基本功能完全相同，航空专家从世界航空史研究得出结论：飞机前舱、中舱和后舱，安全性完全相同，即人类空难史没有证明坐在前面比坐在后面更安全，因此95%以上的人选择坐“经济舱”。
    (3) 引进温室大棚的教训
上世纪八十年代，我国从荷兰、以色列引进了自动化的玻璃温室，这是“高科技”的结晶，每亩造价几十万元，但由于相配套的农艺跟不上，高投入却没能高产出，如把“折旧费”计入成本，还没有一处经济上赢利，只留下了又一个“冒目引进”的反面教材。
    (4) “山东保温大棚”的宝贵经验
    与之相反，由山东寿光县三元朱村党支部书记王乐义总结农民经验、创新设计的蔬菜保温大棚，尽管有点“土气”，但它同样达到了保温的目的，而造价非常经济，因而受到农民的欢迎，已经在北半个中国推广，这是又一个“只有经济型、才有生命力”的典型。
    19、经济型喷滴灌造价是多少？
    固定式经济型喷滴灌，过去10年中是500～600元/亩，目前材料费和人工费都有所提高，则为600～800元/亩。
    半固定式水带微喷灌，过去为400～500元/亩，今后提倡水带配双倍（水带使用寿命3年左右），则亩投资为600元/亩左右。
    移动式水带微喷灌，水泵加单带300元/亩，配双带450元/亩左右。
    20、经济型喷滴灌造价是如何降低的？
    经济型喷滴灌是在系统的每一部分精打细算，主要有以下“八化”：
灌溉单元小型化；管道直径精准化；管道材料PE化；干管河网化；泵站移动化；喷头塑料化；微喷水带化；滴灌薄壁化。
    21、经济型喷滴灌推广情况怎样？
    余姚市已建经济型喷滴灌6.8万亩，并计划到2011年底发展到11.5万亩。浙江省计划今后3～4年内推广喷滴灌100万亩。
就全国而言，水带微喷灌和薄壁滴灌发展很快，据不完全统计，水带微喷灌已在内蒙（胡罗卜）、黑龙江（黑木耳）、山东（蔬菜），广东（香蕉），云南（花卉）等地应用25万亩。浙江主要用于草莓、西瓜、蔬菜，面积约10万亩。
薄壁滴灌带已在新疆应用1000万亩以上，假如采用常规设计3000元/亩模式，到下个世纪也难以达到这个规模。
第2节  灌溉单元小型化
    22、什么叫灌溉单元
    灌溉单元就是一座泵站或一套水泵机组能承担的灌溉面积；对北方井灌区来说是一口水井可以灌溉的范围。
    23、为什么要轮灌？
    在一个灌溉单元内，如果所有面积同时灌水，就需要很大的水泵和相应大口径的管道，大功率的动力设备，然而利用率很低，造成很大浪费，这是不科学的。
    把一个灌溉单元分成多个小区（经济型喷滴灌分为10～20个）轮流灌溉，这样设备的投资仅为一次灌水的10 ~ 20分之一，设备利用率提高，所以轮灌是科学的，并且以一个灌溉周期内能轮灌一遍为合理。经济型喷滴灌基本上以10亩为轮流面积，只有当灌溉单元在50亩左右时，才以5亩为轮灌面积。
    24、为什么提倡灌溉单元小型化
    灌溉单元（亩）= 轮灌次数（次）× 轮灌面积（亩/次）。
由于受灌水延续时间的制约，轮灌次数以10～15次为宜，尽量不超过20次。灌水延续时间是指灌溉单元上灌一遍水需要的时间，一般为2～4天。为降低干管成本，轮灌面积以5～10亩为经济，由此得到出灌溉单元面积在50～150亩之间，尽量不大于200亩。相对于500亩、1000亩的灌区属于“小型化”，这样的灌溉单元规模符合大部分灌区的实际状况，南方河网灌区，取水方便，200亩以下配置一套水泵机组具备水源条件，北方井灌区本来一口井水的浇灌面积就是100亩左右，也是适宜的。只有在山区由于受水源条件的限制，会出现灌溉单元大于200亩、甚至大于500亩的情况，此时首先增加轮灌次数，延长灌水时间，其次才考虑加大轮灌面积。灌溉单元、轮灌面积分别为500亩、50亩和150亩、10亩两种设计造价对比参见表2-1、表2-2。
    表2-1                 喷灌常规设计造价表
序号        名  称        规  格        数  量        单位        单 价
(元)        复 价
(万元)        组价分类
(元/亩)
1        PE塑管        DN200        2500        m        85        21.25        947
                DN75        3000        m        15        4.5       
                DN63                m        11        15.4       
        附  件        管价41.15万元×15%        6.17       
2        钢  管        D25        1380        m        13        1.79        119
        金属喷头        20PY2        690        只        55        3.3       
        支  墩                690        个        5        0.35       
3        安装费        材料费55.26×25%                        13.31        266
4        水泵机组        ISW/160 250A        1        套                1.56        115
5        配电柜        55kw        1        套                2.0       
6        泵  房        4×5m        20        m2        800        1.6       
7        机电配件                                        0.6       
8        闸  阀        2.5″        50        只        280        1.4        28
9        直接费小计                73.7        1475
10        独立费小计        (设计3%、建管5%、预备5%)        9.59        191
合    计        83.32        1666
    说明:灌溉单元面积500亩,轮灌面积50亩。
表2                 经济型喷灌设计造价表
序号        名  称        规  格        数  量        单 位        单  价
(元)        复  价
(万元)        组价分类
(元/亩)
1        PE塑管        DN75        850        m        15        1.28        299
                DN50        2880        m        5.9        1.67       
                DN40        1150        m        4.6        0.53       
                DN32        1150        m        3.7        0.43       
        附  件        管介3.09万元×15%        0.58       
2        钢  管        D20        600        m        10        0.6        80
3        塑料喷头        PYS-15        300        个        15        0.45       
4        支  墩                300        个        5        0.15       
5        安装费        材料费5.68万元×25%        1.42        95
6        水泵机组        65BP-55        1        套        5000        0.5        35
7        进水栓        D65        1        个        100        0.01       
8        过滤网箱        0.8×0.8m        1        个        200        0.02       
9        直接费小计                7.63        509
10        独立费小计        (设计3%、建管5%、预备10%)        1.37        91
11        合  计        9.00        600
    说明：1、灌溉单元面积150亩，轮灌面积10亩；
          2、在分干管中部设进水栓，水进去就分向两边，故管径D75即可。
          3、本设计为沟渠代替干管，如田头没有沟渠，则需增加DN90干管750～1000米，
相应增加造价130～200元/亩，即造价为600～800元/亩。



第3节  降低管道成本
    25、为什么说“关键是降低管道成本”？
从表 2-1 和表 2-2 得出表 2-3：
    表2-3           经济型喷滴灌设计节本贡献率分析
序号        成 本 构 成        常规设计        经济型设计        节  约
成  本
(元/亩)        节  本
贡献率
(%)
                成  本
(元/亩)        比  例
(%)        成  本
(元)        比  例
(%)               
1        管道及附件        947        59        299        50        648        61
2        竖管、喷头        119        7.1        80        13        39        3.7
3        安装费        266        16        95        16        171        16
4        泵  站        115        6.9        35        6        80        7.5
5        闸  阀        28        1.7        —        —        28        2.6
6        直接费小计        1475        89        509        85        966        91
7        独立费小计        191        11        91        15        100        9
8        合  计        1666        100        600        100        1066        100
    从上表可以看出，管道及其附件、安装费三者合计节本贡献达77%，所以说降低管道成本是降低整个工程造价的关键所在，是节本潜力中的“西瓜”，当然经济型喷滴灌设计中“西瓜要摘，芝麻也要捡”，是在每个环节降低成本。
    26、怎样降低干管成本？
    从表 2-1 可见，干管成本占管道成本的52%，可见干管对造价的影响最大，而干管的直径处决于轮灌面积，参见表2 - 4。
表2-4                 轮灌面积与干管成本的关系
轮灌面积(亩)        5        10        20        30        40        50
流量(m3/h)        18        36        72        108        144        180
直径×壁厚(mm)        75×2.9        90×3.5        125×4.8        160×6.2        180×6.9        200×7.7
单价(元/m)        14        20        38        60        77        95
概化成本(元/亩)        100        150        300        450        580        710
注：干管材料为PE100级，工作压力0.6MPa，长度以7.5米/亩计。
    从上表看出，轮灌面积每扩大10亩，干管成本就增加130～150元/亩，即干管成本是由轮灌面积决定的，干管可节约的空间最大，因此我提出了“轮灌面积决定论”。
    27、什么叫“干管河网化”？
    南方河道多，而且农田标准化后一般田头都有排水沟或灌水渠，在田间布置固定管道时，往往有沿着河道、沟渠埋设干管道，这实在是很大的浪费。
经济型设计是以河道、沟渠代替干管道，而在河边或沟渠边设立进水栓，供移动水泵机组连接，把水送向分干管和支管，这样每亩可以节省5～10米干管，相应可节约150～300元。参见图 2-1、图 2-2。










图2-1  常规设计示意             图2-2  河道代替干管示意
1、固定泵站，2、干管，3、闸阀，4、分干管， 5、支管， 6、喷头，
7、河道或沟渠，8、道路，9、移动水泵机组，10、进水栓，11、进水管。
    28、管道材料用哪种好？
    (1) PE（聚乙烯）管最为理想
    外表特征：黑色，外壁镶有天蓝色带。
    突出优点：具有“韧性”和“柔性”，不易破损，适宜于复杂地形铺设，并可节省弯头、接头等管道附件，价格低廉，是近十几年中被人们所推崇的“新宠”。
(2) PVC（聚氯乙烯）管美中不足
外表特征：供水管为灰色，排水管为白色。
    主要特点：价格最低，但因有“硬性”和“脆性”的缺点，使用中容易破裂，接头较多，安装成本相对于PE管较高，已逐渐淡出喷滴灌和城乡供水等“上水”系统，仅在雨水排水系统中“一统天下”。
    (3) PP—R（聚丙烯）管不宜选用
    外观特征：白色，管外镶有红色线条，管壁很厚。
    主要特点：具有“耐热性”，使用温度可达120℃，可作于热水管道，是家庭自来水管道的首选。但因有“冷脆性”，却价格高，不宜用于喷滴灌系统中。
(4) 钢管尽量不用
一是价格高，为塑料管的2倍以上，二是容易锈蚀，影响水质却寿命短，故尽量不用，只有在无法埋入地下的局部地段用钢管。
    当然安装喷头的竖管因为需要较好的刚性应该用钢管，但如果存在金属容易被盗这个社会问题，竖管也不得不用塑料管。
    29、常规设计怎样计算干管直径？
管道材料选定后，管道直径是影响成本的主要因素。常规设计中，选择管径公式为：
D  =  13     （Q ≤120m3/h）　　　       　 (2—1)
D  =  11.5    （Q>  120m3/h）　　　　        (2—2)
式中：D为管道流量。这对公式有两点不足，一是没有考虑管道长度的因素，二是没考虑不同管径对流速的制约。例管径15～160mm之间有13种管径，但只有一种流速，即2.1m/s（从式 2-1中得出），管径大于160mm还有近10种管径，也只有一种流速，即2.6m/s（从式 2—2得出），显然不合理。
水流过管道时产生的机械损失称为水头损失，选择管径的本质是控制合理的水头损失。我从力学上“许用应力”概念引伸出“允许水头损失”新概念，用允许水头损失反推管径，可达到“精准”的程度，做到不浪费，实现经济管径、经济流速、经济造价。
30、允许水头损失如何求得？
    常规设计中喷滴灌系统总水头的计算公式（经简化）为：
                     H  =  hp  +  Z  + Σhf                       （2-3）
    式中：H——系统总水头，即水泵总扬程（米、m）
          hp——喷头工作压力 (米、m)
          Z——从水源水面到喷（滴）头的高差（米、m）
          Σhf——管道水头损失总和（米、m）
    这个公式的设计思路是水泵选择在最后，处于被动地位，这样容易造成管径选择不合理或者水泵扬程浪费。我采用逆向思维：先确定水泵总扬程，因为我国已有了喷灌专用水泵，平原地区为55米，山区则为55米加上山地的高度。
    式2-3变形即得出干管允许水头损失hg允：
               hg允 =  hp —  Z — hz                    （2-4）
    式中：hg允——干管允许水头损失；包括沿程损失和局部损失；
          hz  ——为支管预留的水头损失，也包括沿程、局部两方面。
    例如：当水泵总扬程H = 55米，喷头工作压力hp = 30米，喷头与水面高差Z=5米，预留支管水头损失hz = 5米时，干管允许水头损失hg允= 15米。
    31、怎样根据允许水头损失计算管径？
    常规设计中管道沿程水头损失公式为：
                 hf  =  f                             （2-5）
    现在我们需要求的是管径d，则把公式(2-5)变形为：
                 d  =  b                                        （2-6）
    式中：d——管径(mm)
          b——塑管径指数4.77
          f——塑管摩阻系数0.948×105
          Q——管中流量 (m3/h)
          m——塑管流量指数1.77
    则式（2-6）变为：
                d  =  4.77                      （2-7）
    式中包括管长L、流量Q、允许水头损失hg允三个要素，由此算出的管径非常精确，避免了管道材料和水泵设备的浪费。
对此，在初学设计时应学会计算，但大量设计时可以从表中查取，参见表2 - 5。




表2-5                 塑料管水头损失表
外径(mm)        水流速 V = m/s        用途
        1.0        1.5        2.0        2.5        3.0       
        m3/h        100i        m3/h        100i        m3/h        100i        m3/h        100i        m3/h        100i       
20        0.72        10.9        1.1        22        14        36.8        1.8        55                        毛管
25        1.1        8.3        1.5        17.2        2.3        28        2.8        42                       
32        2.0        5.8        3.0        11.7        4.0        19.7        5.2        29.7        6.2        40.6        支管
40        3.3        4.3        5.0        8.9        6.8        16        8.3        22        10        31.6       
50        5.2        3.3        7.8        6.7        10        11.1        12        16.7        16        23.3       
63        8.6        2.4        13        5.0        17        8.2        21        12.2        26        16.9       
75        13        1.9        19        3.9        26        6.4        32        9.5        38        13.2        干管
90        19        1.5        28        3.1        37        5.1        46        7.6        56        10.5       
110        28        1.2        41        2.4        56        4.0        69        5.9        83        8.2       
干管长        800～1500m        500～800m        <500m        用于自压喷滴灌       
注：1、塑料管的直径均指外径，不同壁厚外径不变，而内径变化，以便于与管道附件联接。
2、m3/h，即每小时流量，100i为百米管长水力损失。
    从表中可见，当干管长度在500米以内，百米管长水力损失应在5米左右，相应流速为2.0～1.5米/秒是经济的。当干管长度在500～800米时，百米管损在3米左右，流速在1.5～1.0米/秒是合理的；只有当干管长度在800～1500米时，百米管损应在1.5米左右，流速在1.0米上下是节省成本的。
    在山区对高水头的自压灌溉，则要采取缩小管径，加快流速，有意增大管道水力损失，以抵消过高的水头。
32、支管直径如何计算？
根据喷灌设计规范，同支管上两个喷头间的压力差不能大于设计压力的20%，设计喷头工作压力20～30米，即为4～6米，取中值为5米。这就是支管的“允许水头损失”。设计支管应采用“变径设计”，因支管流量是逐渐减小的，同口径到底就不合理。人是大自然的“精灵”，经长期的进化，人体这架最精密的“机器”，5只手指中有4只是3节，一只2节，都逐节变细，这是经典的“变径设计”！但变径太多，安装又太复杂，一般不多于3种。以典型支管为例，参见图2-3、表2-6。

图2-3  支管变径设计示意

表2-6                   支管逐段水头损失
各段流量 (m3/h)        1        2        3        4        5        hz合计(米)        成  　本
        9.0        7.2        5.4        3.6        1.8                元        元/亩        节省(元/亩)
同  径        DN63       
水头损失(米)        0.48        0.32        0.2        0.1        0.03        1.13        1146        382       
变  径(1)        DN63        DN50        DN32                               
水头损失(米)        0.48        1.1        0.63        0.31        0.81        2.3        736        245        137
变  径（2）        ND50        ND40                               
水头损失（米）        0.85        1.04        0.64        0.93        0.27        4.1        530        177        205
由表可见，采用变径设计，水头损失在允许范围之内，但支管成本分别节约137元/亩、205元/亩。
    33、管道附件怎样解决？
附件与管道同时应用，但不在同一家厂生产，正如手表和表带同时使用，但各有厂家。管道附件有专业的生产厂家，其中有镶金属螺纹的，经济型喷滴灌均用全塑料的，价格低，却符合使用要求。PE管附件价格见表2-7，初搞设计时需要逐个附件计算，从中得出附件占管材价格的比例，以后搞预算时就不必每个附件计算。我得出的比例是12%，考虑到管件会有遗失损耗，搞预算时按管材价格的15%估算。
34、管壁厚对成本影响有多大？
与金属材料产品一样，塑料管道也是按重量计价的，而管道重量与压力等级成正比，在设计中如压力超过实际需要就造成浪费。一张塑料布埋在地下10年不烂，塑料饭盒的降解问题还是个令人头疼的问题。PE管道的预期工作寿命是50年，没有必要通过加厚“增加安全性”，超过实际需要的“安全”是不科学的。表2-8说明了管壁厚与价格的关系，从表中可见1.25MPa与0.6MPa相比壁厚增加1.93倍，价格提高1.86倍。
表2-7                  承插式（PE）管件价格表
名
称        规格
(mm)        单价
(元)        名
称        规格
(mm)        单价
(元)        名
称        规格
(mm)        单价
(元)        名称        规格
(mm)        单价
(元)
90°弯头        20        0.4        管

套        20        0.22        异
径
管
套        25×20        0.29        异
径
三
通        25×20        0.66
        25        0.67                25        0.36                32×20        0.48                32×20        1.13
        32        0.95                32        0.6                32×25        0.49                32×25        1.22
        40        1.5                40        0.87                40×20        0.7                40×20        1.31
        50        2.79                50        1.29                40×25        0.78                40×25        1.46
        63        4.73                63        2.3                40×32        0.88                40×32        1.76
        75        7.43                75        3.81                50×20        1.00                50×20        2.06
        90        13.5                90        6.0                50×25        1.03                50×25        2.19
        110        17.97                110        10.37                50×32        1.09                50×32        2.39
正
三
通        20        0.44        管


帽        20        0.23                50×40        1.24                50×40        2.79
        25        0.74                25        0.32                63×20        1.01                63×20        3.56
        32        1.23                32        0.39                63×25        1.75                63×25        3.61
        40        2.1                40        0.63                63×32        1.86                63×32        3.99
        50        3.23                50        1.17                63×40        1.93                63×40        4.4
        63        5.96                63        2.3                63×50        1.96                63×50        5.1
        75        8.89                75        3.52                75×50        4.13                75×32        7.49
        90        13.87                90        8.6                75×63        4.22                75×40        7.6
        110        24.6                110        10.94                90×40        6.25                75×50        7.74
45°
弯
头        20        0.34                                        90×50        6.57                75×63        9.12
        25        0.52                                        90×63        6.65                90×50        13.68
        32        0.82                                        90×75        6.67                90×63        13.87
        40        1.51                                        110×50        9.35                90×75        14.47
        50        2.78                                        110×63        9.56                110×40        21.85
        63        4.73                                        110×75        9.58                110×50        22.06
        75        6.94                                        110×90        9.63                110×63        22.23
        90        12.92                                                                       
        110        17.29                                                                       
注：本表由宁波市繁华塑胶批发部提供。鄞州区下应北路218号，咨询电话13805886284。

    表2-8              PE管道壁厚与价格的关系
压力        管径
(mm)        40        50        63        75        90        110        平均        比值
0.6MPa        壁厚
(mm)        2.0        2.0        3.0        3.6        4.3        5.3        3.37        1
        重量(kg/m)        0.25        0.32        0.57        0.82        1.2        1.8        0.83        1
        价格
(元/m)        5.0        6.4        11.4        16.4        24        36        16.5        1
0.8MPa        壁厚
(mm)        2.3        2.8        3.6        4.3        5.1        6.3        4.1        1.22
        重量
(kg/m)        0.28        0.42        0.7        1.0        1.5        2.2        1.02        1.22
        价格
(元/m)        5.6        0.84        14        20        30        44        20        1.23
1.25MPa        壁厚
(mm)        3.7        4.6        5.8        6.8        8.2        10.0        6.52        1.93
        重量
(kg/m)        0.43        0.67        1.1        1.5        2.2        3.2        1.52        1.82
        价格
(元/m)        8.6        13.4        22        30        44        66        30.67        1.86
注：材料为80级，价格均以20元/kg计。
    下面把1亩喷灌采用两种压力等级管道对工程造价的影响作对比计算，参见表2—9，结果造价竟相差417元。平原灌区喷灌系统的扬程是55米，采用0.6MPa（60米）的管子足够了，如采用更高耐压的管子就是浪费。特别要强调的是喷滴灌系统中干管的年工作时间一般为150～300小时，支管更短，仅15～30小时，把超过实际需要的管道材料埋在地下是很大的浪费，不符合科学发展观，当然也就不符合“低碳”的新理念。
表2-9                 管道壁厚对造价影响
管 径
(mm)        数 量
(米)        0.6MPa        12.5MPa        差  值
(元)
                壁 厚
(mm)        单 价
(元)        金  额
(元)        壁 厚
(mm)        单  价
(元)        金  额
(元)       
75        7        3.6        16.4        114.8        6.8        30        210        95.2
63        9.1        3.0        11.4        103.7        5.8        22        200.2        96.5
50        18.3        2.0        6.4        117        4.6        13.4        245.2        128.2
32        6.1        2.0        4.0        24.4        3.7        5.6        34.2        9.8
小  计        40        2.7        9.6        360        5.2        17.8        690        330
管道附件=管材×15%        54                103        49
间接费=材料费10%        41                79        38
合  计        455                872        417
注：本表为1亩地的管材对比。

第4节  移动机组代替泵站
    35、为什么要“泵站移动化”
    首先，建造简易的泵房(10～20m2)需要1～2万元资金，分摊到每亩是100～200元，同时还占用耕地20～40m2。且水泵设备年运行时间短，长期闲置不用，往往成为小偷作案的目标。
    我国已有喷灌专用泵移动机组，6马力的用手抬，12马力的装在胶轮车上用手拉。在需要安装水泵的地方，装上进水栓，灌水时接上移动机组，用完后放到仓库或者家里，既方便，又安全。
    有人担心，“那劳力成本提高了”，实际上大田喷灌一般每年只用2～4次，用于蔬菜也不过10次以内，实践证明，农民是接受的、欢迎的。如把所有设备都搞成固定的，甚至是自动化的，表面上看节省劳力了，但那种亩造价几千元投资的工程政府补不起，农民筹不起，根本推广不了，搞不起喷灌，那劳力成本才真正地高。
    “机组移动”，设备利用率高，这才是“经济”。即使在发达国家，田间固定的设备也不多，是以移动为主的。
    36、喷滴灌水泵怎样选择？
    水泵选择主要是扬程和流量两个参数。
    扬程——又叫总扬程，是水泵能够提水的高度，包括净扬程（进水池水位与喷头间的高差）和管路水头损失两部分，符号H，单位米(m)。
    流量——水泵在1秒钟内或1个小时内能提上的水量，代号Q，单位为升/秒（L/s）或米3/时 (m3/h)。
    根据扬程由低到高可选择不同泵型。
    (1) 扬程较低，用普通离心泵
    水带微喷扬程最低，带子工作压力一般在10米以下，最高的20米，加上管路损失，水泵扬程仅为15米～25米。普通的微喷灌或滴灌工作压力在20米左右，水泵扬程选25～40米。选用ISW型普通离心泵，水泵口径为50或65，即流量为18m3/h或36m3/h左右。
    小家庭经营规模(3 ~ 10亩)，采用“一泵一带”模式的，可选用口径25 ~ 40mm水泵，扬程15米左右，流量4～10m3/h，功率1.1～2.2kw，尽量用电机水泵，只有在没有电力线路时才用汽油机水泵。
    (2) 扬程适中，用喷灌专用泵
    大田喷灌，灌溉单元在50亩左右的，水泵扬程选45米；灌溉单元在150亩左右的，水泵扬程选55米，都有成熟的喷灌泵机组。50BP-45型：口径50，扬程45米，流量20m3/h，动力6马力或4.5kw。65BP-55型：口径65，扬程55米，流量36 ~40m3/h，动力12马力或11kw。
    (3) 扬程较高，选多级水泵
    山区喷灌，扬程计算可也简单，即平原扬程 + 山地相对高度，如山高50米左右，水泵扬程就得100米左右。普通离心泵用于高扬程时效率很低，不宜采用，当扬程大于55米时，就可选用多级泵，它由多级叶轮串联，扬程可以达到200米以上，而效率还是单级叶轮的效率，不会降低。
    当然，当扬程90米时，一度电只能提2m3水，扬程达到180米时，一度电只能提1 m3水，搞喷滴灌是否合算需作经济分析，我的实践目前最高扬程104米。
    37、喷灌专用泵有那些优点？
    喷灌泵是我国在上世纪70年代研制的专用水泵，经多次改进，已生产出第四代产品，性能参数见表2 – 10，外形见图2-4。
    喷灌泵的优点是：扬程正好符合平原喷灌需要，且体积小，效率高，并具有自吸功能，启动时不必加“引水”。特别推荐其中的65SZB—55型泵(带*号)，采用手动自吸，体积很小，效率最高(68.5%)，流量特别大（40m3/h）。喷灌泵的局限性是：目前最高扬程是75米，在山区应用当山地高度大于30米时扬程不够。
表2-10                  常用喷灌泵性能参数
型号        流量
(m3/h)        扬程
(m)        配套功率        效率
(%)        机组价
(元)        适   用
                        (kw)        (马力)                       
50BPZ3Z-28        12.5        28        2.2        3        48        1560        微喷水带
50BPZ4Z-35        15        35        3        4        59        1885        微喷、滴灌
50BPZ6Z-45        20        45        5.5        6        60        2470        75亩左右喷灌
65BPZ-55        36        55        11        12        64        4200        150亩左右喷灌
*65SZB-55        40        55        11        12        68.5        4200        150亩左右喷灌
80SZB-75        40        75        15        18        62        5400        <30米山区喷灌
注：1.性能参数及参考价为2009年10月浙江萧山水泵总厂提供，机组包括水泵、动力机、
机架、进水管，咨询电话13506716911。
        2.型号说明：50——进出水管口径，BP——喷滴专用泵，Z——直联式，3——3马力，
Z——自吸式，28——扬程，S——手压自吸。















图2-4  喷灌泵机组
    38、普通离心泵有哪些优缺点？
    IS型泵是最常见的高扬程水泵，ISW型是它的“最新版”，一般县城都能买到。
    优点：结构简单，体积小，扬程高。
    缺点：随着扬程提高，水泵效率下降很快。
    适用：提倡在扬程较低（< 45米）的微喷灌和滴灌系统中选用。常用的代表性产品ISW65型泵性能参数见表2-11，外形见图2-5。
    表2-11                 ISW型泵性能参数表
型  号        流  量
(m3/h)        扬  程
(m)        功  率
(kw)        效  率
(%)        参考价
(元)        重  量
(kg)
ISW65-125        25.0        20        3.0        68        1500        60
ISW65-125A        22.3        15        2.2        66        1110        51
ISW65-160        25.0        32        4.0        63        1800        77
ISW65-160A        23.4        28        4.0        62        1500        77
ISW65-200        25.0        50        7.5        58        2570        110
ISW65-200A        23.5        44        7.5        57        2450        109
ISW65-250        25.0        80        15.0        50        4850        185
ISW65-250A        23.5        70        11.0        52        4500        173
ISW65-315        25.0        125        30.0        40        8000        325
ISW65-315A        23.5        113        22.0        40        6240        258
注：1.参考价为2008年底市场价，大致25元/kg左右。
2.型号意义为：ISW—卧式离心泵，65—进出口直径，125—叶轮直径，A—叶轮经切削。
3.每种型号当扬程在±10%范围变化时，流量相应在±25%范围内变化。















图2-5  ISW型水泵

    39、多级泵有什么特点？
    当山区扬程超过55米时，用喷灌泵扬程不够，用普通离心泵效率太低，此时就应选用多级离心泵，是在同一根泵轴上装有几级(只)甚至十几级叶轮。
    优点：扬程高，且随着级数增加，扬程提高，效率始终不会降低。
    缺点：结构复杂，价格较高，卧式泵体积很大，新颖的立式多级泵占地面积减少2/3，消除了这一缺点。表2-12是口径65的立式（FL型）泵性能参数表，外形见图 2-6。
    表2-12                    FL型多级泵性能参数
型  号        流  量
(m3/h)        扬  程
(m)        功  率
(kw)        重   量
(kg)        参考价
(元)
65FL36-12×3        36        36        5.5        153        7214
65FL36-12×4        36        48        7.5        182        8380
65FL36-12×5        36        60        11        198        10383
65FL36-12×6        36        72        11        214        11169
65FL36-12×7        36        84        15        263        12464
65FL36-12×8        36        96        15        273        12954
65FL36-12×9        36        108        18.5        286        13986
65FL36-12×10        36        120        22        303        14700
注：1.参考价为2008年市场价大致为47～52元/kg（同上表），由上海熊猫机械有限公司宁波办事处提供，咨询电话13967815949。
    2.型号意义：65—进出水管口径，FL—立式多级泵，36—扬程；12×3——每级叶轮扬程×叶轮级数。
3.每种规格效率均为68%，当扬程在±10%范围内变化时，流量相应在 25%范围内变化，效益相应降低。



图2-6  FL型多级泵
第5节  塑料喷头代替金属喷头
    40、喷头怎么选择？
    选择喷头主要考虑压力、流量、射程三个参数。
    (1) 工作压力　(P)
喷头工作压力是指从喷头进口下20cm处的竖管上测取的静水压力，通常用符号P表示，单位为kPa或m。按工作压力大小可分为低压喷头，中压喷头，高压喷头，适用范围见表2-13。
表2-13                    喷头按压力划分
类    别        压  力        射  程
(m)        流  量
(m3/h)        特点及应用范围
        (kPa)        (m)                       
低压喷头        <200        <20        6～15.5        <2.5        射程近，水滴小，耗能少。用于苗圃、温室、山区自压喷灌。
中压喷头        200～500        20～50        15.5～42        2.5～32        射程、水滴适中。
用于大田作物、果园、菜地。
高压喷头        >500        >50        >42        >32        射程大，喷洒范围大，但水滴大，耗能多。用于大田或山林作物。
    经济型喷灌都用中、低压喷头，只有在山区自压水头大于50米的地方才用高压喷头。
    (2) 喷头流量　(Q)
    喷头流量即喷水量，指1个小时内或1秒钟内喷出水的体积，单位为m3/h或L/s。喷头流量与其工作压力成正比。经济型喷灌流量一般在1.5～5.0m3/h之间。
    (3) 喷头射程　(R)
喷头射程是指在无风情况下，喷洒湿润圆的半径，单位为m。在流量相同的条件下，射程越大，喷头的布置间距可以适当加大，从而降低成本。大田经济型喷滴的射程为15米和22米，布置间距最大分别为18米和26.4米。
    41、常用的塑料喷头有哪几种？
    常用塑料喷头主要有PYS15型、PYS20型。
    (1) 5035 型塑料喷头
    俗称6分塑料喷头，属于PYS15型系列，型号意义为：PY—摇臂喷头，S—塑料，15—进水口径15mm。5035是生产厂家产品代号，这种喷头设计从以色列引进,性能比较完美，特别是喷洒均匀性好，价格又很低，是我选用的“主导产品”，性能参数见表2-14，外形见图2-7。
   表2-14              5035 型塑料喷头主要参数
接口尺寸        喷嘴直径
(mm)        压 力        流 量
(m3/h)        射 程
(m)        喷嘴颜色
                (kPa)        (m)                       
3/4″
(20mm)        4×2.5        200        20        1.12        12.0        黑色
                300        30        1.41        14.0       
                400        40        1.62        14.5       
        5×2.5        200        20        1.62        13.0        标准型
                300        30        1.95        15.0       
                400        40        2.25        16.5       
        6×2.5        300        30        2.65        16.5        红色
                400        40        3.10        17.5       
                500        50        3.45        18.5       
        7×2.5        300        30        3.40        17.0        绿色
                400        40        3.90        17.5       
                500        50        4.35        18.0       
    注：1.出厂价15元/个，仅同规格金属喷头的四分之一。
        2.本表由余姚广绿喷灌设备公司提供，咨询电话13805804982。














图2-7  5035型塑料喷头                图2-8  PYS20型塑料喷头
    (2) PYS20  型塑料喷头
型号意义同上，俗称1寸塑料喷头，流量、射程都比PYS15型大，雨点也大，适用于大田高杆作物。主要性能参数见表2-15，外形见图2-8。
    表2-15                PYS20 型塑料喷头主要参数
接口尺寸        喷嘴直径
(mm)        压 力        流 量
(m3/h)        射 程
(m)
                (kPa)        (m)               
1″
(25mm)        6.5×3.0        250        25        2.88        17.5
                300        30        3.16        18.5
                350        35        3.41        19.0
                400        40        3.65        19.5
                450        45        3.87        20.0
        7.0×4.0        250        25        3.66        18
                300        30        4.01        19
                350        35        4.33        19.5
                400        40        4.63        20.5
                450        45        4.91        21.0
        7.5×3.5        250        25        3.86        18.5
                300        30        4.22        19.5
                350        35        4.56        20.0
                400        40        4.88        21.0
                450        45        5.18        21.5
        8.0×3.5        250        25        4.29        19.0
                300        30        4.70        20.0
                350        35        5.08        21.0
                400        40        5.43        22.0
                450        45        5.76        22.5
    注：参考价格为20元/个。以上参数由金华雨润喷灌设备公司提供，咨询电话13065900800。


    42、常用的金属喷头有哪几种？
常用的金属喷头主要为20PY2 型和30PY2 型。
(1) 20PY2型金属喷头
因接头尺寸为1英寸，俗称1寸喷头，是大田喷灌中的常用喷头。型号意义为：20—进口尺寸(mm)，PY—摇臂喷头，2—2型设计。部分性能参数见表2-16，外形见图2-9。
    表2-14                    20PY2 型金属喷头
接口尺寸        喷嘴直径
(mm)        压 力        流 量
(m3/h)        射 程
(m)
                (kPa)        (m)               
1″(25mm)        8.0×4.0        250        25        4.5        18.0
                300        30        4.9        19.0
                350        35        5.3        20.0
                400        40        5.7        21.0
        8.5×4.0        250        25        5.0        19.5
                300        30        5.4        20.5
                350        35        5.8        21.5
                400        40        6.3        22.5
        9.0×4.0        300        30        6.0        21.0
                350        35        7.0        21.5
                400        40        6.9        22.0
                450        45        7.3        22.5
注：余姚广绿喷灌设备公司生产，产品代号9718，参考价格60元/个，咨询电话13805804982。











图2-9  20PY2型金属喷头  
    (2) 30PY2  型金属喷头
接头尺寸为1.5英寸(40mm)，俗称寸半喷头。进水口径30mm，工作压力高，流量大(6.0～13m3/h)，射程远(24～30m)，适用于山区高水头自压喷灌，因雨点打击力大，只能用于不怕打击的毛竹之类等作物。部分性能参数见表2-17。
表2-17               30PY2  型金属喷头部分性能参数
接口尺寸        喷嘴直径
(mm)        压 力        流 量
(m3/h)        射 程
(m)
                (kPa)        (m)               
1 ″
(40mm)        10.0×5.0        300        30        7.7        22
                400        40        8.9        24
                500        50        10.0        25
        11.0×5.0        300        30        9.0        23
                400        40        10.4        25.5
                500        50        11.6        27.5
        12.0×5.0        300        30        10.4        24
                400        40        12.0        26.5
                500        50        13.5        28.5
注：以上参数由金华市雨润喷灌公司提供，参考价210元/个，咨询电话13065900800。
    43、塑料喷头的寿命长吗？
    决定喷头寿命的是摇臂断裂、弹簧断裂、另件磨损三方面。弹簧都是同种钢材加工的，不用比较；摇臂由于现在工程塑料性能的完善，我使用了5年，还没有发生过；唯有磨损性目前还是金属比塑料好。但塑料喷头的价格仅是金属的1/3～1/4，而寿命还没有悬殊的差别，加上金属喷头是小偷的觊觎之物，有时“寿命”仅有1～2天，所以尽量不用金属喷头。
     塑料喷头，符合国家“以塑料代钢”的产品导向，且具有价格低廉、避免盗窃安装方便等优点，所以提倡尽量应用。只有在射程、流量不能满足要求时，才考虑用金属喷头。


第6节  喷水带代替微喷头
    44、微喷水带有什么特点？
    微喷水带又称薄壁多孔管。是在可压成平带的薄壁塑料管上加工直径一般在1mm以下的小孔，当管中充满水时，水就从这些小孔中喷出，对周边作物灌溉。
    水带微灌与其他微灌技术相比，具有以下优点。
    (1) 投资较低  水带微灌每亩200～400元，对水源和过滤设备要求较低，是各种微灌设备中投资最低的一种。
    (2) 抗堵塞性好  水带是直接在很薄的塑料管壁上加工出水小孔，流道短，不易附着杂质，发生小孔堵塞也可以冲水排除，是微灌设备中抗堵塞性能最好的一种，只需把水泵进水管放入过滤网箱就能正常工作工作。
    (3) 工作压力低  采用滴头或微喷头的微灌系统工作压力为100～200kPa（10～20米）。水带的工作压力为10～100kPa（1～10米），且流量大、灌水时间短，因此耗能少、运行费用低。
    (4) 安装方便  由于工作压力低，对水质的要求较低，从数亩到数几百亩都可以用，且亩面积的投资基本相同，适应我国农村家庭承包的现状，十分经济。同时，可以压成平带盘成卷，体积小、重量轻，运输、安装、使用及收藏都方便。
    (5) 滴灌与微喷灌转换  将水带置于地膜与地表之间，小孔出流射到地膜后，经地膜反射可形成滴灌效果，如果去掉地膜，适当增加供水压力，小孔出流直射空中，就可以达到类似细雨的微喷灌效果，这样实现了滴灌与微喷灌的转换。
(6) 方便农机作业  水带在田间可以移动，用完后可“刀枪入库”，没有固定的设备留在地里，不影响农机工作，这点是农民特别欢喜的。
水带微喷灌以其廉价、灵活、抗堵塞三大突出优点，可能是蔬菜喷灌今后发展的方向，余姚市小曹娥镇计划今年发展1万亩。
水带的主要缺点：由于工作压力低，且无压或负压时带子即扁，从低处向高处输水时，灌水均匀度不够，不能在坡度较大的地面使用。
    45、常用水带有哪几种？
    微喷水带的规格习惯上以扁径（压扁时的宽度(N)）标称，常用规格有N45、N65、N80三种，其孔的直径和孔数可根据需要定制。孔径大，水柱射得远，喷洒湿带宽，喷水量也大，但带子铺设长度就要短。孔径过小，又容易堵塞，我们实践孔径以0.7～0.8mm为宜。孔数以每米20孔为宜。带子的扁径宽，即直径大，只影响水带单方向的铺设长度。
    我们实践结果是：当水压5米时、N45带正常工作长度为50米；水压为15米时，N65带正常工作长度为150米；水压为30米时，N80带正常工作长度可达200米。常见微喷水带性能见表2-18
    表2-18                    微喷水带性能表
规 格 型 号        内 径
(mm)        壁 厚
(mm)        压 力
(m)        喷洒宽度
(m)        单带长
(m)        参考价
(元/m)
微滴带        N45异二孔        28.6        0.19        3～5        1.5～2.0        <50        0.28
微喷带        N60斜五孔        38.2        0.20                2.5～3        <70        0.45
        N70斜五孔        44.6        0.20                3        <80        0.55
        N65斜五孔        41.4        0.35        5～8        4～5        <120        1.20
加厚微喷带        N80斜七孔        50.9        0.40        8～10        8        <160        1.50
    注：以上参数由浙江天台县农宝植物塑料滴管厂提供，咨询电话13326050019。
    46、水带有哪几种使用方式？
    微喷水带有半固定、移动、一带一泵三种布置形式。
    (1) 半固定式
    不设干管，支管用PE管硬，埋入地下，固定在田头，支管中部设进水栓，接移动水泵机组进水。支管每隔2～5米设一个供水三通，球阀和接口（露出地面），供联接微喷水带，水带上面盖上地膜，作滴灌用，去掉地膜就是微喷灌，水带可以移动，过了灌溉季节就收藏起来。这种形式适合于大户规模经营，如大棚葡萄、大田蔬菜，亩造价450元左右。
    (2) 移动式
总管也用薄壁水带，只是没有孔，放在田头地面（可移动）一端或中部与水泵联接进水。每隔2～4米设一套塑料三通、球阀和接口，联接微喷水带，每根水带可以单独控制。过了灌溉季节全部收藏入库，这种形式亩成本仅200元，适用于，如面积10亩左右的农户西瓜大户（一年换一个地方）。图2-10为水带移动式布置。










图2-10  微喷水带移动式布置
    (3) “一带一泵”式
    即把N65或N80水带铺设在田间，带长100～200米，田头不设总管，而用一只可移动的小水泵（口径40mm，流量10～12m3/h、功力1.1～2.2kw）直接联接水带供水。用完后回家收藏，其实也是一种移动式，适宜于3～5亩小家庭经营模式。
    47、水带的使用寿命有几年？
几年前，厂家介绍说，这种带只能用一年，我做试验把其放在露天晒了一年，真是如纸那样脆。但在实际使用中往往放在大棚内，或置于地膜下，或用完后收起来，使用寿命一般3年左右，最长的一个西瓜大户用了5年。加之在设计时要求厂家把带子加厚，只要小心使用，及时收藏，寿命可达到3年以上。
第7节  微喷灌用于温室和畜禽场
    48、微喷灌与喷灌有什么区别？
    微喷灌是在喷灌和滴灌的基础上逐步形成的一种新的高效节水灌溉技术，集喷灌、滴灌两者之长，避二者之短。
    微喷灌是较小压力、较小流量、微小水滴的喷灌，形象地说是“下毛毛雨”。一个微喷头喷洒面积仅几个m2，可以根据作物的位置进行局部湿润，所以比喷灌更省水。除为作物灌水外，还可以加湿、降温，调节田节小气候。余姚把微喷灌用于畜禽场室外降温和室内降温、消毒，开创了微喷灌应用的新领域，而且经济效益比种植业更高，每年12 ～36元/m2，安装成本仅为7～10元/m2，令养殖户瞩目，2009年就发展16.3万m2，合计23万m2，占规模化畜禽场的80%。
49、微喷灌有哪些优缺点？
微喷灌的优点很多。
    (1) 节水效果更好  微喷灌可以有选择地对局部作物根系集中的地方喷洒灌水，减少了土壤无效耗水，因而节水效果比喷灌更好。
    (2) 灌水质量高  微喷灌喷水如牛毛细雨，有利于作物根系发育，且不会引起土壤板结，还能改善田间小气侯，使株间湿度提高20%，温度降低3～5℃，消除作物“午睡”现象，促进作物正常生长；同时微喷灌水滴小，无打击力，不会损伤作物嫩叶幼芽。
    (3) 适应性强  微喷灌由于水量微小，不会在黏性土壤中产生径流，也不会在沙性土壤中产生渗漏，这是对土质的适应性强。同时既可用于平原，也可用于丘陵坡地，这是对地形的适应性强。
    (4) 防堵性能好  微喷头的出水孔径和出水流速大于滴头，所以相比滴灌堵塞的可能性大大减少。同时也降低了对水质过滤的要求，相对降低了过滤设备成本。
    (5) 应用范围广  微喷灌系统可以进行水肥同灌，叶面和地面共施，提高了施肥喷药的效率，节省了肥药用量。
    微喷灌的缺点有三方面：一是密度较高的设施布置在田间，在大田作物安装受到一定限制。二是对水源水质要求比喷灌高。三是田间湿度过高、有可能诱发某些作物病害。
    50、微喷头有哪些类型？
    微喷头品种较多，按水压分可分为高压(>300kPa、30米)和低压(<300kPa、30米)两种。目前常用的作物为低压，畜禽场则要用高压。按结构又可分为离心式、折射式、旋转式三种类型。
    经济型喷灌中用的主要是离心式，用于养殖场喷水降温和喷药防疫，还用于苗圃增加湿度。
    (1) 离心式微喷头
    离心式微喷头又称为涡流式雾化喷头。其结构和原理与农药喷雾器喷头相似。离心式喷头射程小，水滴尺寸小，雾化程度好，常用于温室和畜禽舍内雾化加湿和降温。常用的离心式喷头为四出口外形见图2-11(a)。
（a）离心式喷头（4个喷嘴）  (b)“折射式”微喷头         (c)射流旋转式微喷头
1.进水口,2离心室,3.喷嘴    1.喷嘴,2.折射锥,3.支架     1.旋转折射臂,2.支架,3.喷嘴
图2-11  常见微喷头

离心式微喷头性能见表2-19。
    表2-19                离心式四出口微喷头性能表
货  号        喷嘴直径及颜色        压  力        流  量
(L/h)        射  程
(m)        参考价
(元/套)
                (kPa)        (m)                       
1301        0.8
黑色        220
250
280        22
25
28        33.5
36.0
37.5        1.2
1.5
1.8        5.7
1302        0.6颜色
灰色        220
250
280        22
25
28        24.0
26.0
27.0        1.2
1.5
1.8       
    注：此表及以下两表参数由余姚市乐苗灌溉用具厂提供，咨询电话13336867168。
    (2) 折射式微喷头
折射式微喷头的特点是结构简单，无运动部件，工作可靠，价格比旋转式便宜，射程较小，雾化比离心式差，但比旋转式好，且水滴大小差别大，喷灌强度大，喷洒均匀底低，这种喷头可以实现全圆、半圆、扇形喷洒，适用于果园、苗圃、温室、菜地、花卉灌溉。其外形见图2-11(b)。其性能见表2-20。
    表2-20                 折射式微喷头性能表
企业货号        喷嘴直径颜色(mm)        压力        流量
(L/h)        射程(m)        参考价
(元/套)
                (kPa)        (m)                悬挂        插杆       
1201        0.8
黑色        180
280        18    28        30
39        0.8
0.9        0.8
0.9        悬挂式
6.35
1202        1.0
蓝色        180
280        18    28        45
58        1.0
1.1        0.9
1.1       
1203        1.2
绿色        180
280        18    28        67
86        1.1
1.2        1.0
1.2        插杆式
4.35
1204        1.4
红色        180
280        18    20        85
110        1.2
1.3        1.0
1.2       
    (3) 旋转式喷灌头
旋转式喷头中带有可旋转的喷嘴，喷头射程远，水滴大，雾化比前二种都差，喷灌强度低，喷洒均匀度高，适用于温室蔬菜、苗圃和城市绿化的灌溉，特别适用于密植作物的全面喷洒，这种喷头只能进行全圆喷洒，技术参数见表2-21,外形见图2-11(c)。
特别要说明的上面说的雨点大是相对于雾化而言。与喷灌灌相比，水滴是很小的。这种“雨点”具有“打实”土壤的作用，非常适合于温室内基质栽培的苗床，真是恰当好处！
    表2-21                  旋转式微喷头性能表
企业货号        喷嘴直径颜色
(mm)        压  力        流  量
(L/h)        射  程(m)        参考价
(元/套)
                (kPa)        （m）                悬挂        插杆       
1101        0.8
黑色        180
280        18    28        30
39        0.8
0.9        0.8
0.9        悬挂式
6.35
1102        1.0
蓝色        180
280        18    28        45
58        1.0
1.1        0.9
1.1       
1103        1.2
绿色        180
280        18    20        67
86        1.1
1.2        1.0
1.2        插杆式
4.35
1104        1.4
红色        180
280        18    28        85
110        1.2
1.3        1.0
1.2       
    51、插杆式和悬挂式，折射式和旋转式微喷头各有什么特点？
    微喷头常见的组合方式有悬挂式和插杆式，见图2-12。









图2-12  微喷头组合方式
    (1) 悬挂式微喷头  温室或棚架式苗圃中，通常把微喷头倒挂安装在上部，可以避免设备对田间作业的影响，与地面插杆式微喷头不同之处是不用插杆，增加了重锤管，以防止微喷头工作时的自身晃动，同时增加了防滴器，以防停止灌溉后，管内存水从喷头流出。
    (2) 插杆式微喷头  是安装在地面的微喷头组合体，安装方便，并且由于不需要防滴器，故价格约低2元/套，但会对田间作业带来不便。
    (3) 折射式和旋转式微喷头性能对比
    折射式微喷头与旋转式微喷头尽管属于同一类喷水器，但却具有不同的属性，参见表2-22。
表2-22                   两种微喷头性能对比
属  性        折  射  式        旋  转  式
雾化特性        雾化好，可作降温、加湿使用        水滴大，只能作灌溉用
水量分布        均匀性较差，只作局部灌溉        分布均匀，用于全面灌溉
喷灌强度        强度大，宜作频繁灌溉        强度小，灌溉周期可增加
喷洒形状        可实现半圆、扇形等多种形状        只能作全圆喷洒
工作压力        最小工作压力低        最小工作压力高
工作寿命        无转动件、寿命长        有转动部件、寿命短
    52、蔬菜、磨菇大棚应用哪种微喷头？
    蔬菜大棚用旋转式微喷头，因为蔬菜地疏松，需要喷水时小水滴把土壤“打实”一点，以便菜根扎地，如用离心式微喷头，水滴悬在空中就达不到“打实”土壤的目的，所以要用水滴相对大一点的旋转式微喷头。
    磨菇大棚内主要是为了提高空气的湿度，所以应该用离心式微喷头，其雾化程度最好。
    53、畜禽舍内外各应该用哪种微喷头？
    畜禽舍内无论出于降温的目的，还是用于喷药都需要雾化高，水滴悬在空气中，所以应该用雾化很好的离心式微喷头，当然这种工况下水泵的工作扬程应该在50米以上，这样雾化效果更好。喷洒时间要严格控制，降温7～15分钟，消毒2～5分钟。
在畜禽舍外顶上安装因人上去维修不方便，应该用折射式微喷头，它没有运动部件，可靠性好。


第8节  滴灌管薄壁化
    54、迷宫式滴灌带有什么优点？
    这种滴灌带由于出水流道是迷宫结构，水流呈紊流状态，具有抗堵性能好，出水均匀，铺设长度，制造成本低的特点，是目前世界上管壁最薄、价格最低（0.25元/m），使用最广的滴水器。推荐过滤器为200目。
    这种滴灌带为一（年）性产品，其性能为：
    (1) 滴灌带流道、滴孔、管道一次成型，故价格低；
    (2) 较宽的迷宫流道，且有多个进水口，具有较好的抗堵塞能力；
    (3) 选用优质PE材料，拉伸性能优良，便于铺设；
    (4) 重量轻，搬运，铺设回收方便。
    新疆天翼集团生产的滴灌带是具有我国知识产权的创新成果，滴灌带成本每亩200元以下，包括其它设备总价350～450元/亩，适合我国国情。
    应用于大棚内灌溉，实际寿命有两年。其形状见图2-13，其性能参见表2-23、表2-24



图2-13  单翼迷宫式滴灌带
    表2-23                 迷宫式滴灌带主要参数
规格        内径
(mm)        壁  厚
(mm)        滴孔间距
(mm)        公称流量
(L/h)        平均滴头流量
(L/h)
200-2.5        16        0.18        200        2.5        2.0
300-1.8        16        0.18        300        1.8        1.4
300-2.1                                2.1        1.6
300-2.4                                2.4        1.9
300-2.6                                2.6        2.1
300-2.8                                2.8        2.3
300-3.2                                3.2        2.7
400-1.8        16        0.18        400        1.8        1.4
400-2.5                                2.5        2.0
    注：1.平均滴头流量工作条件为进口压力10米水柱，地面坡度为0，灌水均匀系数90%。出厂产品每卷长度2000米。
        2.由金华雨润喷灌设备公司提供，咨询电话13065900800。
    表2-24                  迷宫式滴灌带铺设长度
规  格        铺设长度
(m)        进口流量
(L/h)        规  格        铺设长度
(m)        进口流量
(L/h)
200-2.5        90        870        300-2.8        95        736
300-1.8        125        858        300-3.2        85        764
300-2.1        115        618        400-1.8        155        539
300-2.4        110        676        400-2.5        130        650
300-2.6        100        714                       
    55、滴灌管有什么特点?
    把滴头与毛管（小水管）制造成一个整体，即滴头镶在水管内壁上，故称为内镶式滴灌管，壁厚≥0.4mm的称管，<0.4mm的称带，见图2-14，表2-25、表2-26。





图2-14   内镶式滴灌管（带）

表2-25              内镶式滴灌管规格性能
管径
(mm)        壁厚
(mm)        滴头间距
(m)        压力
(m)        流量
[L/h&#8226;m]
φ16        0.6        1.0        5～15        2.4～3.6
φ16        0.6        0.3～0.5        25        2.3～3.8
φ16        0.4                20)       
φ16        0.2                10       
φ12        0.4                20       
注：铺设长度≤100米。本表及下两表产品价格咨询电话13065900800。

    表2-26              内镶式滴灌带规格性能
管径
(mm)        壁厚
(mm)        滴头间距
(m)        压力
(m)        流量
[L/h&#8226;m]        铺设长度
(m)
φ15                0.25        2        2～6        ≤100
φ16        0.2        0.3～0.5        10        2.7        ≤70
φ16        0.2/0.4        0.3        5～1.5        2.1～3.3        ≤70
φ15.9        0.2        0.3～0.6        25～1.0        3.7        ≤200/150
φ15.9        0.4        0.3～0.6        25～1.0        3.7        ≤200/150
    56、管间式滴灌管的优点是什么？
    就是把薄壁塑料管加工成每根长0.3米、0.4米、0.5米长，每根管子之间用滴头联接起来，看似接头，实为滴头，他的优点是不怕堵塞，即发生堵塞时可以把管子和滴头拔出清洗。滴头流量2L/h左右，管径有12、16mm两种。实践中感到管径12mm太小（价格0.65元/m），铺设长度仅30米左右，以用16mm为宜。
    55、为什么提倡“滴灌薄壁化”
    滴灌管（带）的价格与管壁厚度成正比，如同样口径为16mm毫米的滴灌管(带)价格大致见表2-27。
    表2-27            滴灌管（带）壁厚与价格的关系
壁厚(mm)        0.2        0.4        0.6        1.0        1.2
价格(元/m)        0.25～0.45        0.6        0.8        1.2        1.5
    从管材的寿命而言自然是壁厚的长，“一分钱一分货”嘛。问题是决定滴灌管寿命的并不是管材的破损，而是滴头的堵塞，堵塞问题是滴灌管的“致命伤”，不论管壁厚薄，滴头结构是同样的，堵塞的概率也是相同的，并且早在管壁破损以前就堵塞，壁厚的功能远远没有发挥，所以经济型滴灌提倡用壁薄管，价格便宜50%左右，而工作寿命并不短。
    58、膜下滴灌是怎么会事？
    膜下滴灌就是把滴灌管(带)放在地膜下面，新疆建设兵团从1996年开始试验将滴灌技术与薄膜覆盖栽培技术相结合，并大面积应用于棉花生产，开发了膜下滴灌技术，亩均投资400元左右。到2007年，在全新疆建设兵团应用近1000万亩，并在甘肃、宁夏、山西、陕西、河北、内蒙古等地得到了推广。
    余姚应用这项技术有两个特点：
    (1)应用到蔬菜、葡萄、大棚内  解决棚内“空气湿度要低，而土壤要湿润”这个矛盾。葡萄、蔬菜许多病害是在湿度较高的条件下诱发，这是大棚栽培的一个棘手的问题，而膜下滴灌化解了这个难题，实现了两全齐美。
(2)放在地膜下面的是喷水带  就是把膜下微喷带当作滴灌，这是农民选择的，欢迎的。就其原因又有两个：一是喷水带灌水速度快，在一个轮灌面积上，15～30分钟就可完成，而如用滴灌管需要2～4小时。二是防堵塞性好，把带子末端打开，用水冲洗就完事。
以上两点都能节省劳力，对大户而言，节约劳力成本是最直接的效益。
第9节  因地制宜选择过滤器
    59、常用的过滤器有哪几种？
    南方灌溉季节水质相对比较清澈，含砂量很低，所以喷灌系统中不配置过滤器，但需在水泵进水管口装上过滤网箱，以遮拦水中塑料袋、植物叶子、鱼类及其他悬浮物、漂浮物。任何水源（湖水、库水、河水、溪水、井水）中，都不同程度存在污物和杂质，微喷灌和滴灌系统中灌水器出口孔径都很小，堵塞是影响使用寿命的主要因素，所以必须配置过滤设备。
    水中污物及杂质为分物理理、化学和生物三类。物理类包括有机质：死的藻类、小的鱼类、植物碎片以及细菌，以及无机质粘粒和砂粒。化学类指溶于水中的碳酸钙和碳酸氢钙等，在一定条件下变成沉淀物。生物类是指菌类、藻类等微生物和水生动物。
    常用的过滤器有叠片式、筛网式、沙式，还有一种自制的过滤网箱。不论用哪种过滤器，首先应在水泵或水库进水管口安装1只自制的“过滤网箱”，把进水管放入“网箱”，这是初级过滤，是“第一道防线”，截污能力大，必须把好这个“入口关”，后面的过滤才能正常工作。
    “过滤网箱”自制方法为：用φ16钢筋焊制1个圆柱状“箱架”，直径0.6～1.0米，高1.0米，四周和底用不锈钢或尼龙网布包裹，网眼规格为：喷灌80目，微喷灌100目，滴灌120目。使用时把网箱固定在水面，把进水管口放入网箱，就可放心取水。
    60、叠片式过滤器的优点是什么？
    叠片式过滤器是近期发展起来的一种新型过滤器，其过滤元件由一组压紧的带有微细流道的环状塑料片组成，清水由片间的小流道通过，而污物则截留在叠片四周及片间。其突出优点是结构简单、维护方便、寿命长，适用于有机物含量较高的水质。冲洗时需将压紧的叠片松开，将叠片之间滞留的污物彻底冲洗干净，当然用热水、加点去污粉冲洗速度快，效果更好。其结构如图2-15(a)所示，外形见图2-15(b)。
过滤器有水头损失，在选用时应比管道大一个规格，如D25管道选用D40、D40管道选用D50过滤器。目前国内叠片式过滤器规格不全，特别是大流量叠片式过滤器依赖进口，价格较贵。在系统流量较大时，可选择几个小流量过滤器并联使用，以降低成本。















a.外形及结构图                     b.外形图

图2-15  叠片式过滤器
    61、筛网过滤器的特点是什么？
    筛网过滤器结构简单且价格便宜，是以前最常用的过滤器，采用塑料或金属筛网，当悬浮颗粒超过网孔的尺寸后即被截留，避免水中化肥、农药的颗粒对微灌系统产生堵塞。当一定数量的污物积累在筛网上后，经过过滤器的流量会显著下降，应进行手动或自动冲洗。
    手动冲洗是常用的冲洗方式，这种过滤器常常仅由两个过滤元件组成，冲洗时需拆下进行。当过滤器内部加装一个泄水器件后，内部的截留污物可被连续冲走，系统供水正常进行，实现不间断冲洗。小型筛网式和叠片式的塑料外壳尺寸结构完全一样，只需滤芯互换即可。余姚产的手动网式过滤器，口径25mm（1英寸），市场价每个35元。过滤网有120目（红色）、150目（黄色）、200目（蓝色）三种，很容易辨别。
微灌用水中所能允许的污物颗粒大小应比灌水器的孔口或流道断面小许多倍，有利于防止灌水器堵塞。根据实践经验，要求过滤器网的孔径大小应为所使用的灌水器孔径大小的1/7～1/10。即当微喷头孔径为0.8mm时(800μm)，过滤器孔径应为100～80μm，也就是150～200目。滤网的目数与孔径尺寸关系见表2-28，外形见图2-16。
    表2-28           滤网规格与孔口大小对应关系
滤网规格        孔口尺寸
目/in(英制)        目/cm2(公制)        m m        μm
20        8        0.711        711
40        16        0.420        420
80        32        0.180        180
100        40        0.152        152
120        48        0.125        125
150        60        0.105        105
200        80        0.074        74
250        100        0.053        53
300        120        0.044        44
注：习惯上所称的“目”仍为英制（目/in）









图2-16  塑料筛网式过滤器
    62、两种过滤器相比较哪种好？
    筛网式过滤器和叠片过滤器，前者物理概念上比较清楚，凡是大于网格直径的污物都截留，而对后者究竟有多少过滤器效果会产生怀疑，但是经过实际使用，二者比较农民还是喜欢用叠片式，优点有三个：
    (1) 过滤精度高，堵塞少。
    (2) 冲洗方便。
    (3) 寿命长，不象筛网那样易损。
    特别是小规格的过滤器，两种外壳相同，价格也相同，所以应尽量把筛网滤芯换成叠片式。但总的说来这两种过滤器体积较小，自然截污能力也相应较小，多用于温室内。对于水中污物和杂质很多的水体应选用砂式过滤器，体积大，载污的能力强，当然成本也高得多，参见表2-29。
    表2-29                   过滤器种类规格表
种  类        规    格        水  量
(m3/h)        参考价
(元)        说  明
        公制(mm)        英制                       
网  式        25        1″        4        40        塑制国产
        40        1．5″        10        120       
        50        2″        16        600       
叠片式        25        1″        4        40       
        40        1．5″        10        160       
        50        2″        16        700        意大利产
        50        2″        16        980        钢制国产
        80        3″        36        2200        意大利产
砂  式        100        4″        50        12000        钢制国产
注：以上参数由金华雨润喷灌公司提供，咨询电话：13065900800。
    63、请介绍砂式过滤器性能
    砂式过滤器一种利用砂石为介质，分为单罐反冲和双罐反冲两种，其原理与农村小型饮用水供水站中的砂式过滤器相同。微喷灌、滴灌系统中常用的是石英砂。砂式过滤器是含有有机质和淤泥水质最适宜的过滤器，其特点有很高的除污物能力，性能参数见表2-30，剖面图见图2-17。
    砂过滤器靠反冲来冲洗内部，就是用清水从过滤器出口压入，将过滤渣浮起后，从排污口排出。由于反冲不可能充分清洗滤料，在运行1～2年后根据水质情况对滤砂应进行补充或更换。
    表2-30                  单罐砂过滤器技术参数
规格型号        SS-50        SS-80        SS-100
罐直径(mm)        600        950        1900
连接方式        Dg50锥管螺纹        Dg80法兰        Dg100法兰
流量(m3/h)        5～17        10～35        30～70
重量(kg)        120        250        480
注：本表参数由金华雨润喷灌公司提供。








第10节  肥药装置“既土又洋”
    64、经济实用的肥药设备有哪些？
    微喷灌、滴灌技术的推广，为施肥带来了革命性的变化，导致了一个全新的概念——水肥共灌。利用微灌系统施肥、施药，可迅速大面积完成，且均匀、省力、省时、安全、避免浪费，这是传统施肥、施药方法所不具备的。特别对采用地膜覆盖的作物，滴灌是解决施肥困难的最佳途径。向管道内注入可溶性肥料或农药溶液的设备称为施肥（施药）装置。简单、经济、实用的肥药设备有：微型水泵、水泵进水管负压吸入、自压式肥药罐，常规的有文丘里注入器，压差式施肥罐。
    65、可以用小水泵送肥药吗？
    先把肥料或农药在肥药桶内溶化好，把微喷灌或滴灌用的小水泵放入肥（药）桶内就可，一桶水打完，肥药也施好了，这种方法最简单，但只适用于小面积，采用微型水泵，在大棚和养殖场微喷灌中均用这一型式。
    微型水泵的口径选25mm或40mm，扬程在10～30米之间，功率在500～1100瓦之间，自吸泵或潜水泵都可以，价格300～500元之间。
    特别提醒的是用于畜禽养殖场喷雾消毒和降温的水泵，为了达到更好的雾化效果，水泵扬程应在50米左右，功率1.1～1.5kw之间，价格1000元上下。
    由于喷灌系统管路直径较大，如果结合喷药，管路中的药水得不到利用，是一个不小的浪费，所以喷灌系统中目前还没有考虑加药装置，而是另建一套直径仅15mm的喷药专用管路系统，配专用加药水泵，每亩投资约450元。
    同样原因，也不配加肥装置，而是先把颗粒状化肥撒到作物根部，然后开15分钟喷灌，溶化肥料，渗入土壤。过去“候天施肥”，看天要下雨了先撒肥料，但结果往往天不下雨，肥料就浪费，有了喷灌这个及时雨，用农的话说是“老天自己做了”。
    66、利用水泵进水管可以加肥药？
    水泵进水管呈负压，在进水管钻上1～2个φ15mm的小孔，焊上相应口径的接头，接上球阀、软管，当然软管进口水须配上过滤网罩，放入搅拌好的肥药桶内，可以方便吸入，流量大小由球阀控制。药桶和软管设备最好配2套，以便轮流搅拌，连续供药，凡是水泵加压系统都可以用这种方式。在出水管上也同样打孔接软管，轮流为肥药桶加水。图2-18是这种加药装置的示意图。










图2-18  水泵负压式加药示意图
    这种方法很巧妙，至今还看不出有什么缺点。有了这样的简易的设备，可以不必购置专用的肥药器了。
    67、山区加肥（药）有什么好办法？
    在山区自压灌溉系统中，使用肥药池（罐）可以很方便地施肥、加药，把肥药罐置于自压水源的正常水位以下适当的位置上，将肥药池与水源相连接，将输液管及阀门与主管道连接，打开供水阀，水进入肥药池将药剂溶解。关闭供水管阀门，打开肥药罐输液阀，肥液或药剂溶液就自动随水输送到管道和灌水器中施肥、施药。这种方法大棚内也可以用，把肥料液桶置于离地面1～2米高处，利用重力滴灌系统施肥。
    68、文丘里注入器是什么原理？
    文丘里注入器与肥药桶配套组成一套简单的施肥装置，如图2-19所示。其构造简单，造价低廉，不包括肥药桶，一套“专用设备”才50～80元钱。使用方便，主要用于向小型灌溉系统管道中注入肥料或农药。其原理是文丘里管内有个水射喷嘴，口径很小，射出的水流速度很高，根据流体力学的特性：高速流体附近会产生低压区，正是利用这个低压把肥药液吸入。如果文丘里注入器直接装在干管道上，利用控制阀两边的压力差使文丘里管内的水流动，但阀产生的水头损失较大，应该将其与主管道并联安装（如图2-20），用小水泵加压。











图2-19  文丘里施肥器示意                图2-20  带水泵的文丘里施肥器示意
    69、压差式施肥罐有什么缺点？
    压差式施肥罐由储液罐、进水管、肥液管、施肥阀等组成，如图2-21所示，其工作原理是在输水管上安装施肥阀，施肥阀的进出口两点形成压力差，将肥液或药剂带入系统管道。储液罐为承压容器，承受与管道相同的压力。










图2-21  压差式施肥罐示意
    压差式施肥罐的优点是加工制造简单，价格较低，容积15升的150元/只，不需外加动力设备。缺点是加药（肥）过程中“一次加肥（药）、不停加水”，所以溶液浓度逐渐变小，加药过程是浓度线性衰减的过程。另外罐体容积有限，添加液剂次数频繁且较麻烦，输水管道因设有调压阀而造成一定的水头损失。
这种施肥罐是常规设备中最常见的一种，但加肥（药）不均的缺点使其美中不足，所以不提倡选用。
第11节  附属设备是“眼睛”
    70、为什么一定要装压力表？
    凡是用电系统都有电压表，这是设备能否正常运行的“眼睛”。同理喷滴灌系统也应安装水压表。压力表是喷滴灌系统不可缺少的测量仪器，而且还需要1～3个，它能反映出水泵、过滤器及系统运行是否正常，特别是过滤器前后的压力表，是反映滤芯堵塞程度及什么时候应该反冲或清洗的指示器。选择压力表时一定要注量程范围不能太大，因为平原地区喷滴灌系统的压力只有10～60米，量程选0.6MPa（60米）足够了，最多选1.0MPa（100米）。如选1.6MPa，仪表指针走不准，观测更是看不准。在山区也应根据实际扬程选，只有当指针在量程30%～90%范围内才较准确。
    71、水表需要安装吗？
同样在电力系统，凡是用电的地方都有电表。
在供水系统，凡是用水的地方都应装水表。喷滴灌是潜力最大的节水技术，究竟用了多少水？节约了多少水？一定要以“数据”讲话，所以水表一定要安装。
水表有机械的计数器显示及电子的数字显示两种，后者读数比较方便。水表一般水平安装在过滤器之后的干管上。
    72、进、排气阀有什么用？
    在喷滴灌系统中，难免管路有高低，当管路开始进水时，管中空气受水的排挤向管道高处挤压，形成“气团”阻碍水的流过，叫“气阻”，这是管路系统的“常见病”，那么在管网系统的最高处和局部高处安装排气阀就是“常用药”。
    停止供水时，由于管道中的水流向低处流动，在高处管内形成真空，需要进气阀补气。但实际安装时不一定安装专用的进、排气阀，而在需要的位置装上“水龙头”代替，需要排气时拧开龙头排气，需进气时同样可以补充。
    73、什么是泄水阀、止回阀？
    泄水阀是安装在管网系统最低处，或某条管路的最低处的排水阀，它的作用有两个，一是排出管中沉淀的泥沙和杂物，二是冬季排空管中存水，防止水泵、闸阀、水表等冻裂，泄水阀是用普通的闸阀或球阀。
    止回阀又称逆止阀（图2-22），其作用是在事故或正常停机时，防止管中水倒流而引起水泵倒转，防止水锤及水击现象对水泵的危害，保护水泵机组的安全。另一个作用是防止在施肥和加药过程中水倒流而污染水源，其工作原理类似拍门。






图2-22  止回阀外形及结构
第12节  灌溉对水质的要求
    74、灌溉对水质有什么要求？
    良好的水质、土壤、空气是绿色农产品生产的基本环境条件，而水质又直接影响土壤的“卫生”，所以特别重要。如果劣质水长期进入农田，会恶化土壤性状，污染农田环境，导致农作物减产、变质，还通过食物链直接损害人类健康。
    对灌溉水质的要求是水中不存在过量的有毒物质，不给土壤和作物带来危害，为此国家制定了《农田灌溉用水水质标准》，详见附表。
    下面介绍主要的水质指标及意义。
    (1) 温度  一般农作物生长适宜的温度范围在16～30℃左右，所以规定灌溉温度不能高于35℃。
    (2) 悬浮物  如水中固定悬浮物总量大于100～150mg/L，会堵塞土壤气孔，影响植物从土壤获得氧的能力，抑制作物生长。若喷灌植物叶面，还会影响作物光合作用，对于喷滴灌这项指标特别重要，以防止喷头和滴头堵塞。
    (3) PH值  PH值的范围从1.7～14。PH=7时，水呈中性；PH值>7时，水呈碱性；PH值<7时，水呈酸性；一般农业生产PH 值的允许范围在5.5～8.5，过高过低对作物生长有影响。
    (4) 有机污染物  耗氧有机物进入水体后，消耗水中溶解氧，并且在缺氧条件下腐败发酵，恶化水质，破坏水体。另外水中有机物增多、导致细菌孳生，有传播病菌的可能性。如含碳有机物进入农田，会导致缺氧，造成作物减产。如含氮有机物进入农田，水中含氮量过多，会引起作物贪青倒伏，作物体内NO3氮的积累过多，人食用后会影响健康。
    (5) 大肠菌群  大肠菌群指标能表示水体受到人类排泄物污染的程度和水质使用的安全程度，国家灌溉水标准规定大肠菌群在每升水中的个数小于1万个。
    75、什么是雨水河道？
    目前河道污染比较普遍，但并不是每条河流都污染，可以根据当地条件，把某条河道与河网隔绝，拦截河网的污水流入，只拦蓄当地的降雨径流，水质较好，可用作喷滴灌水源，这种河就称为“雨水河道”。
    76、雨水作水源有什么好处？
    这里雨水还特别提倡利用大棚收集“天落水”，由于空气污染，尽管雨水中也有不少污染物，与50年以前相比，可谓“今非昔比”，但相对于河水，雨水还是一种比较优质的水。我从2001年开始收集大棚雨水作滴灌水源，当时还拟了句口号“给蔬菜喝天落水，让大家吃放心菜”，经过实践，农户总结了三条好处：
    (1) 杂质少，滴灌堵塞少；
    (2) 含氧量，高促进了作物根系生长；
    (3) 细菌少，可以少施农药。
    所以有大棚的地方，不能让雨水白白流掉，应尽量收集利用。
    77、从水库取水要注意什么？
    一句话，不要从水库底部取水。生活中酒坛底的“底脚酒”，油瓶底的“底脚油”，都劣质，让人厌恶。同理，水库底部的水也是“劣质水”，杂质多，污物多，含氧量低，温度低。所以从水库取水应采用虹吸管，从大坝上部翻进去，并且多设几根长短不一的进水管，高水位时用短管进水，中水位时开启中等长管进水，低水位时用最长的管子进水，取的都是水库的表层水，杂质少，含氧量高，温度高，这是提高水质最简单、最有效的方法。
    78、可以自来水作水源吗？
回答是不能容忍！自来水不是“自己来的”，而是经过加压、凝絮、沉淀、过滤、消毒等多道工序，又经过几千甚至几万米管道送到千家万户，其中投入了大量人力、物力，符合国家105个指标，供人们饮用的优质水。如把自来水用于灌溉，是大材小用，是巨大的浪费，所以不应该贪图方便，用自来水作为喷滴灌水源。

jmsthd

第二章  经济型喷滴灌设计
第1节  创新设计的理论基础
    14、什么是经济型喷滴灌？
经济型喷滴灌是根据创造学理念，技术经济学原理，采用优化设计方法，在每个环节，节约成本，使工程造价降低50%以上的一种设计方法。
余姚市从2000年开始研究经济型喷滴灌技术，并应用于竹笋、杨梅、红枫、葡萄、蔬菜、蜜梨等，还创新应用于猪、鸭、鸡、兔、鹅、羊等畜禽场降温和防疫。茅临生副省长2008年作出批示，并两次专程到余姚考察，对此作出高度评介：
“余姚走出了一条把先进的喷滴灌技术与浙江实际相结合的成功道路，这与当年把马克思主义与中国实际结合相类似”。
“经济型喷滴灌是转变我省农业增长方式的重要切入点”。
    15、创造学主要有哪些观点？
    我从1998年开始学习发明创新的理论和方法，其中有几点自觉融入工作思维：
    (1) 先进的往往是简单的，工程师的责任就是把技术简化以后还给人们，应用于社会。科学原理可以复杂，但技术方法一定要简单。
    (2) 发明创新的价值不在于是否复杂，而在于是否应用，及其应用的广度，并改变人们的生产方式和生活方式，“铅笔和飞机同样伟大”，看起来这么简单的拉链却是“二十世纪100项重要发明”之一。
(3) 把一个领域的技术应用到另一个领域也属于创新。
    16、技术经济学主要有哪些概念？
    (1) 技术经济学，就是学技术的人会算经济帐，边设计边进行成本分析，成本高了就改变设计思路，不是等设计以后让别人去“造价”。
    (2) 技术经济学，是在保证设计工程或设计产品功能的前提下，使材料成本和劳力成本最省。
    (3) 技术经济学的目标，在技术先进条件下的经济合理，在经济合理基础上的技术先进，使技术的先进性和经济的合理性有机结合。
    17、优化设计的内涵是什么？
优化设计摈弃传统的“安全设计”的思想。用于解决两类问题：一类是从大量方案中选出可行的最优者；另一类是为已确定的设计方案选定可行的最优参数。优化设计树立全新理念：“够安全”就好，“过度安全”是浪费！
18、为什么要推广经济型喷滴灌？
    浙江早在1975～1984年间推广过喷滴灌，但在以后基本停滞了，为什么这项先进技术的推广却步履艰难？
    (1) 余姚市的典型案例
    余姚市从本世纪初以来研究“低成本、低能耗”的喷滴灌技术，创新设计系统，使造价降到600～700元/亩，形成了经济型喷滴灌设计理论和方法，到2009年底已在本市推广应用6.8万亩，是此前25年总和的50倍，占宜建面积的22%。还创新把经济型微喷灌应用于猪、鸡、鸭、兔、鹅、羊等养殖场，造价7～10元/m2，总面积达23万m2，占全市规模化畜禽场的80%。
    喷滴灌是现代农业的基础设施，应由政府补助为主，但如果每亩要数千元造价，政府补不起，只能搞少量的“形象工程”，无法大面积推广。
    余姚经济型喷滴灌政府补助比例达到75%，但由于造价低，补助的绝对值仅400～500元/亩，政府补得起，近后几年将以每年2万亩的速度发展，所以只有“经济型”才能大面积推广。
    (2) 飞机票“经济舱”热销的启示
    波音737飞机上有118个经济舱座位，经常是满员的，而仅有的4个“公务舱”位却往往是空的。飞机的目的，一是快，二是安全，经济舱与公务舱这两基本功能完全相同，航空专家从世界航空史研究得出结论：飞机前舱、中舱和后舱，安全性完全相同，即人类空难史没有证明坐在前面比坐在后面更安全，因此95%以上的人选择坐“经济舱”。
    (3) 引进温室大棚的教训
上世纪八十年代，我国从荷兰、以色列引进了自动化的玻璃温室，这是“高科技”的结晶，每亩造价几十万元，但由于相配套的农艺跟不上，高投入却没能高产出，如把“折旧费”计入成本，还没有一处经济上赢利，只留下了又一个“冒目引进”的反面教材。
    (4) “山东保温大棚”的宝贵经验
    与之相反，由山东寿光县三元朱村党支部书记王乐义总结农民经验、创新设计的蔬菜保温大棚，尽管有点“土气”，但它同样达到了保温的目的，而造价非常经济，因而受到农民的欢迎，已经在北半个中国推广，这是又一个“只有经济型、才有生命力”的典型。
    19、经济型喷滴灌造价是多少？
    固定式经济型喷滴灌，过去10年中是500～600元/亩，目前材料费和人工费都有所提高，则为600～800元/亩。
    半固定式水带微喷灌，过去为400～500元/亩，今后提倡水带配双倍（水带使用寿命3年左右），则亩投资为600元/亩左右。
    移动式水带微喷灌，水泵加单带300元/亩，配双带450元/亩左右。
    20、经济型喷滴灌造价是如何降低的？
    经济型喷滴灌是在系统的每一部分精打细算，主要有以下“八化”：
灌溉单元小型化；管道直径精准化；管道材料PE化；干管河网化；泵站移动化；喷头塑料化；微喷水带化；滴灌薄壁化。
    21、经济型喷滴灌推广情况怎样？
    余姚市已建经济型喷滴灌6.8万亩，并计划到2011年底发展到11.5万亩。浙江省计划今后3～4年内推广喷滴灌100万亩。
就全国而言，水带微喷灌和薄壁滴灌发展很快，据不完全统计，水带微喷灌已在内蒙（胡罗卜）、黑龙江（黑木耳）、山东（蔬菜），广东（香蕉），云南（花卉）等地应用25万亩。浙江主要用于草莓、西瓜、蔬菜，面积约10万亩。
薄壁滴灌带已在新疆应用1000万亩以上，假如采用常规设计3000元/亩模式，到下个世纪也难以达到这个规模。
第2节  灌溉单元小型化
    22、什么叫灌溉单元
    灌溉单元就是一座泵站或一套水泵机组能承担的灌溉面积；对北方井灌区来说是一口水井可以灌溉的范围。
    23、为什么要轮灌？
    在一个灌溉单元内，如果所有面积同时灌水，就需要很大的水泵和相应大口径的管道，大功率的动力设备，然而利用率很低，造成很大浪费，这是不科学的。
    把一个灌溉单元分成多个小区（经济型喷滴灌分为10～20个）轮流灌溉，这样设备的投资仅为一次灌水的10 ~ 20分之一，设备利用率提高，所以轮灌是科学的，并且以一个灌溉周期内能轮灌一遍为合理。经济型喷滴灌基本上以10亩为轮流面积，只有当灌溉单元在50亩左右时，才以5亩为轮灌面积。
    24、为什么提倡灌溉单元小型化
    灌溉单元（亩）= 轮灌次数（次）× 轮灌面积（亩/次）。
由于受灌水延续时间的制约，轮灌次数以10～15次为宜，尽量不超过20次。灌水延续时间是指灌溉单元上灌一遍水需要的时间，一般为2～4天。为降低干管成本，轮灌面积以5～10亩为经济，由此得到出灌溉单元面积在50～150亩之间，尽量不大于200亩。相对于500亩、1000亩的灌区属于“小型化”，这样的灌溉单元规模符合大部分灌区的实际状况，南方河网灌区，取水方便，200亩以下配置一套水泵机组具备水源条件，北方井灌区本来一口井水的浇灌面积就是100亩左右，也是适宜的。只有在山区由于受水源条件的限制，会出现灌溉单元大于200亩、甚至大于500亩的情况，此时首先增加轮灌次数，延长灌水时间，其次才考虑加大轮灌面积。灌溉单元、轮灌面积分别为500亩、50亩和150亩、10亩两种设计造价对比参见表2-1、表2-2。
    表2-1                 喷灌常规设计造价表
序号        名  称        规  格        数  量        单位        单 价
(元)        复 价
(万元)        组价分类
(元/亩)
1        PE塑管        DN200        2500        m        85        21.25        947
                DN75        3000        m        15        4.5       
                DN63                m        11        15.4       
        附  件        管价41.15万元×15%        6.17       
2        钢  管        D25        1380        m        13        1.79        119
        金属喷头        20PY2        690        只        55        3.3       
        支  墩                690        个        5        0.35       
3        安装费        材料费55.26×25%                        13.31        266
4        水泵机组        ISW/160 250A        1        套                1.56        115
5        配电柜        55kw        1        套                2.0       
6        泵  房        4×5m        20        m2        800        1.6       
7        机电配件                                        0.6       
8        闸  阀        2.5″        50        只        280        1.4        28
9        直接费小计                73.7        1475
10        独立费小计        (设计3%、建管5%、预备5%)        9.59        191
合    计        83.32        1666
    说明:灌溉单元面积500亩,轮灌面积50亩。
表2                 经济型喷灌设计造价表
序号        名  称        规  格        数  量        单 位        单  价
(元)        复  价
(万元)        组价分类
(元/亩)
1        PE塑管        DN75        850        m        15        1.28        299
                DN50        2880        m        5.9        1.67       
                DN40        1150        m        4.6        0.53       
                DN32        1150        m        3.7        0.43       
        附  件        管介3.09万元×15%        0.58       
2        钢  管        D20        600        m        10        0.6        80
3        塑料喷头        PYS-15        300        个        15        0.45       
4        支  墩                300        个        5        0.15       
5        安装费        材料费5.68万元×25%        1.42        95
6        水泵机组        65BP-55        1        套        5000        0.5        35
7        进水栓        D65        1        个        100        0.01       
8        过滤网箱        0.8×0.8m        1        个        200        0.02       
9        直接费小计                7.63        509
10        独立费小计        (设计3%、建管5%、预备10%)        1.37        91
11        合  计        9.00        600
    说明：1、灌溉单元面积150亩，轮灌面积10亩；
          2、在分干管中部设进水栓，水进去就分向两边，故管径D75即可。
          3、本设计为沟渠代替干管，如田头没有沟渠，则需增加DN90干管750～1000米，
相应增加造价130～200元/亩，即造价为600～800元/亩。



第3节  降低管道成本
    25、为什么说“关键是降低管道成本”？
从表 2-1 和表 2-2 得出表 2-3：
    表2-3           经济型喷滴灌设计节本贡献率分析
序号        成 本 构 成        常规设计        经济型设计        节  约
成  本
(元/亩)        节  本
贡献率
(%)
                成  本
(元/亩)        比  例
(%)        成  本
(元)        比  例
(%)               
1        管道及附件        947        59        299        50        648        61
2        竖管、喷头        119        7.1        80        13        39        3.7
3        安装费        266        16        95        16        171        16
4        泵  站        115        6.9        35        6        80        7.5
5        闸  阀        28        1.7        —        —        28        2.6
6        直接费小计        1475        89        509        85        966        91
7        独立费小计        191        11        91        15        100        9
8        合  计        1666        100        600        100        1066        100
    从上表可以看出，管道及其附件、安装费三者合计节本贡献达77%，所以说降低管道成本是降低整个工程造价的关键所在，是节本潜力中的“西瓜”，当然经济型喷滴灌设计中“西瓜要摘，芝麻也要捡”，是在每个环节降低成本。
    26、怎样降低干管成本？
    从表 2-1 可见，干管成本占管道成本的52%，可见干管对造价的影响最大，而干管的直径处决于轮灌面积，参见表2 - 4。
表2-4                 轮灌面积与干管成本的关系
轮灌面积(亩)        5        10        20        30        40        50
流量(m3/h)        18        36        72        108        144        180
直径×壁厚(mm)        75×2.9        90×3.5        125×4.8        160×6.2        180×6.9        200×7.7
单价(元/m)        14        20        38        60        77        95
概化成本(元/亩)        100        150        300        450        580        710
注：干管材料为PE100级，工作压力0.6MPa，长度以7.5米/亩计。
    从上表看出，轮灌面积每扩大10亩，干管成本就增加130～150元/亩，即干管成本是由轮灌面积决定的，干管可节约的空间最大，因此我提出了“轮灌面积决定论”。
    27、什么叫“干管河网化”？
    南方河道多，而且农田标准化后一般田头都有排水沟或灌水渠，在田间布置固定管道时，往往有沿着河道、沟渠埋设干管道，这实在是很大的浪费。
经济型设计是以河道、沟渠代替干管道，而在河边或沟渠边设立进水栓，供移动水泵机组连接，把水送向分干管和支管，这样每亩可以节省5～10米干管，相应可节约150～300元。参见图 2-1、图 2-2。










图2-1  常规设计示意             图2-2  河道代替干管示意
1、固定泵站，2、干管，3、闸阀，4、分干管， 5、支管， 6、喷头，
7、河道或沟渠，8、道路，9、移动水泵机组，10、进水栓，11、进水管。
    28、管道材料用哪种好？
    (1) PE（聚乙烯）管最为理想
    外表特征：黑色，外壁镶有天蓝色带。
    突出优点：具有“韧性”和“柔性”，不易破损，适宜于复杂地形铺设，并可节省弯头、接头等管道附件，价格低廉，是近十几年中被人们所推崇的“新宠”。
(2) PVC（聚氯乙烯）管美中不足
外表特征：供水管为灰色，排水管为白色。
    主要特点：价格最低，但因有“硬性”和“脆性”的缺点，使用中容易破裂，接头较多，安装成本相对于PE管较高，已逐渐淡出喷滴灌和城乡供水等“上水”系统，仅在雨水排水系统中“一统天下”。
    (3) PP—R（聚丙烯）管不宜选用
    外观特征：白色，管外镶有红色线条，管壁很厚。
    主要特点：具有“耐热性”，使用温度可达120℃，可作于热水管道，是家庭自来水管道的首选。但因有“冷脆性”，却价格高，不宜用于喷滴灌系统中。
(4) 钢管尽量不用
一是价格高，为塑料管的2倍以上，二是容易锈蚀，影响水质却寿命短，故尽量不用，只有在无法埋入地下的局部地段用钢管。
    当然安装喷头的竖管因为需要较好的刚性应该用钢管，但如果存在金属容易被盗这个社会问题，竖管也不得不用塑料管。
    29、常规设计怎样计算干管直径？
管道材料选定后，管道直径是影响成本的主要因素。常规设计中，选择管径公式为：
D  =  13     （Q ≤120m3/h）　　　       　 (2—1)
D  =  11.5    （Q>  120m3/h）　　　　        (2—2)
式中：D为管道流量。这对公式有两点不足，一是没有考虑管道长度的因素，二是没考虑不同管径对流速的制约。例管径15～160mm之间有13种管径，但只有一种流速，即2.1m/s（从式 2-1中得出），管径大于160mm还有近10种管径，也只有一种流速，即2.6m/s（从式 2—2得出），显然不合理。
水流过管道时产生的机械损失称为水头损失，选择管径的本质是控制合理的水头损失。我从力学上“许用应力”概念引伸出“允许水头损失”新概念，用允许水头损失反推管径，可达到“精准”的程度，做到不浪费，实现经济管径、经济流速、经济造价。
30、允许水头损失如何求得？
    常规设计中喷滴灌系统总水头的计算公式（经简化）为：
                     H  =  hp  +  Z  + Σhf                       （2-3）
    式中：H——系统总水头，即水泵总扬程（米、m）
          hp——喷头工作压力 (米、m)
          Z——从水源水面到喷（滴）头的高差（米、m）
          Σhf——管道水头损失总和（米、m）
    这个公式的设计思路是水泵选择在最后，处于被动地位，这样容易造成管径选择不合理或者水泵扬程浪费。我采用逆向思维：先确定水泵总扬程，因为我国已有了喷灌专用水泵，平原地区为55米，山区则为55米加上山地的高度。
    式2-3变形即得出干管允许水头损失hg允：
               hg允 =  hp —  Z — hz                    （2-4）
    式中：hg允——干管允许水头损失；包括沿程损失和局部损失；
          hz  ——为支管预留的水头损失，也包括沿程、局部两方面。
    例如：当水泵总扬程H = 55米，喷头工作压力hp = 30米，喷头与水面高差Z=5米，预留支管水头损失hz = 5米时，干管允许水头损失hg允= 15米。
    31、怎样根据允许水头损失计算管径？
    常规设计中管道沿程水头损失公式为：
                 hf  =  f                             （2-5）
    现在我们需要求的是管径d，则把公式(2-5)变形为：
                 d  =  b                                        （2-6）
    式中：d——管径(mm)
          b——塑管径指数4.77
          f——塑管摩阻系数0.948×105
          Q——管中流量 (m3/h)
          m——塑管流量指数1.77
    则式（2-6）变为：
                d  =  4.77                      （2-7）
    式中包括管长L、流量Q、允许水头损失hg允三个要素，由此算出的管径非常精确，避免了管道材料和水泵设备的浪费。
对此，在初学设计时应学会计算，但大量设计时可以从表中查取，参见表2 - 5。




表2-5                 塑料管水头损失表
外径(mm)        水流速 V = m/s        用途
        1.0        1.5        2.0        2.5        3.0       
        m3/h        100i        m3/h        100i        m3/h        100i        m3/h        100i        m3/h        100i       
20        0.72        10.9        1.1        22        14        36.8        1.8        55                        毛管
25        1.1        8.3        1.5        17.2        2.3        28        2.8        42                       
32        2.0        5.8        3.0        11.7        4.0        19.7        5.2        29.7        6.2        40.6        支管
40        3.3        4.3        5.0        8.9        6.8        16        8.3        22        10        31.6       
50        5.2        3.3        7.8        6.7        10        11.1        12        16.7        16        23.3       
63        8.6        2.4        13        5.0        17        8.2        21        12.2        26        16.9       
75        13        1.9        19        3.9        26        6.4        32        9.5        38        13.2        干管
90        19        1.5        28        3.1        37        5.1        46        7.6        56        10.5       
110        28        1.2        41        2.4        56        4.0        69        5.9        83        8.2       
干管长        800～1500m        500～800m        <500m        用于自压喷滴灌       
注：1、塑料管的直径均指外径，不同壁厚外径不变，而内径变化，以便于与管道附件联接。
2、m3/h，即每小时流量，100i为百米管长水力损失。
    从表中可见，当干管长度在500米以内，百米管长水力损失应在5米左右，相应流速为2.0～1.5米/秒是经济的。当干管长度在500～800米时，百米管损在3米左右，流速在1.5～1.0米/秒是合理的；只有当干管长度在800～1500米时，百米管损应在1.5米左右，流速在1.0米上下是节省成本的。
    在山区对高水头的自压灌溉，则要采取缩小管径，加快流速，有意增大管道水力损失，以抵消过高的水头。
32、支管直径如何计算？
根据喷灌设计规范，同支管上两个喷头间的压力差不能大于设计压力的20%，设计喷头工作压力20～30米，即为4～6米，取中值为5米。这就是支管的“允许水头损失”。设计支管应采用“变径设计”，因支管流量是逐渐减小的，同口径到底就不合理。人是大自然的“精灵”，经长期的进化，人体这架最精密的“机器”，5只手指中有4只是3节，一只2节，都逐节变细，这是经典的“变径设计”！但变径太多，安装又太复杂，一般不多于3种。以典型支管为例，参见图2-3、表2-6。

图2-3  支管变径设计示意

表2-6                   支管逐段水头损失
各段流量 (m3/h)        1        2        3        4        5        hz合计(米)        成  　本
        9.0        7.2        5.4        3.6        1.8                元        元/亩        节省(元/亩)
同  径        DN63       
水头损失(米)        0.48        0.32        0.2        0.1        0.03        1.13        1146        382       
变  径(1)        DN63        DN50        DN32                               
水头损失(米)        0.48        1.1        0.63        0.31        0.81        2.3        736        245        137
变  径（2）        ND50        ND40                               
水头损失（米）        0.85        1.04        0.64        0.93        0.27        4.1        530        177        205
由表可见，采用变径设计，水头损失在允许范围之内，但支管成本分别节约137元/亩、205元/亩。
    33、管道附件怎样解决？
附件与管道同时应用，但不在同一家厂生产，正如手表和表带同时使用，但各有厂家。管道附件有专业的生产厂家，其中有镶金属螺纹的，经济型喷滴灌均用全塑料的，价格低，却符合使用要求。PE管附件价格见表2-7，初搞设计时需要逐个附件计算，从中得出附件占管材价格的比例，以后搞预算时就不必每个附件计算。我得出的比例是12%，考虑到管件会有遗失损耗，搞预算时按管材价格的15%估算。
34、管壁厚对成本影响有多大？
与金属材料产品一样，塑料管道也是按重量计价的，而管道重量与压力等级成正比，在设计中如压力超过实际需要就造成浪费。一张塑料布埋在地下10年不烂，塑料饭盒的降解问题还是个令人头疼的问题。PE管道的预期工作寿命是50年，没有必要通过加厚“增加安全性”，超过实际需要的“安全”是不科学的。表2-8说明了管壁厚与价格的关系，从表中可见1.25MPa与0.6MPa相比壁厚增加1.93倍，价格提高1.86倍。
表2-7                  承插式（PE）管件价格表
名
称        规格
(mm)        单价
(元)        名
称        规格
(mm)        单价
(元)        名
称        规格
(mm)        单价
(元)        名称        规格
(mm)        单价
(元)
90°弯头        20        0.4        管

套        20        0.22        异
径
管
套        25×20        0.29        异
径
三
通        25×20        0.66
        25        0.67                25        0.36                32×20        0.48                32×20        1.13
        32        0.95                32        0.6                32×25        0.49                32×25        1.22
        40        1.5                40        0.87                40×20        0.7                40×20        1.31
        50        2.79                50        1.29                40×25        0.78                40×25        1.46
        63        4.73                63        2.3                40×32        0.88                40×32        1.76
        75        7.43                75        3.81                50×20        1.00                50×20        2.06
        90        13.5                90        6.0                50×25        1.03                50×25        2.19
        110        17.97                110        10.37                50×32        1.09                50×32        2.39
正
三
通        20        0.44        管


帽        20        0.23                50×40        1.24                50×40        2.79
        25        0.74                25        0.32                63×20        1.01                63×20        3.56
        32        1.23                32        0.39                63×25        1.75                63×25        3.61
        40        2.1                40        0.63                63×32        1.86                63×32        3.99
        50        3.23                50        1.17                63×40        1.93                63×40        4.4
        63        5.96                63        2.3                63×50        1.96                63×50        5.1
        75        8.89                75        3.52                75×50        4.13                75×32        7.49
        90        13.87                90        8.6                75×63        4.22                75×40        7.6
        110        24.6                110        10.94                90×40        6.25                75×50        7.74
45°
弯
头        20        0.34                                        90×50        6.57                75×63        9.12
        25        0.52                                        90×63        6.65                90×50        13.68
        32        0.82                                        90×75        6.67                90×63        13.87
        40        1.51                                        110×50        9.35                90×75        14.47
        50        2.78                                        110×63        9.56                110×40        21.85
        63        4.73                                        110×75        9.58                110×50        22.06
        75        6.94                                        110×90        9.63                110×63        22.23
        90        12.92                                                                       
        110        17.29                                                                       
注：本表由宁波市繁华塑胶批发部提供。鄞州区下应北路218号，咨询电话13805886284。

    表2-8              PE管道壁厚与价格的关系
压力        管径
(mm)        40        50        63        75        90        110        平均        比值
0.6MPa        壁厚
(mm)        2.0        2.0        3.0        3.6        4.3        5.3        3.37        1
        重量(kg/m)        0.25        0.32        0.57        0.82        1.2        1.8        0.83        1
        价格
(元/m)        5.0        6.4        11.4        16.4        24        36        16.5        1
0.8MPa        壁厚
(mm)        2.3        2.8        3.6        4.3        5.1        6.3        4.1        1.22
        重量
(kg/m)        0.28        0.42        0.7        1.0        1.5        2.2        1.02        1.22
        价格
(元/m)        5.6        0.84        14        20        30        44        20        1.23
1.25MPa        壁厚
(mm)        3.7        4.6        5.8        6.8        8.2        10.0        6.52        1.93
        重量
(kg/m)        0.43        0.67        1.1        1.5        2.2        3.2        1.52        1.82
        价格
(元/m)        8.6        13.4        22        30        44        66        30.67        1.86
注：材料为80级，价格均以20元/kg计。
    下面把1亩喷灌采用两种压力等级管道对工程造价的影响作对比计算，参见表2—9，结果造价竟相差417元。平原灌区喷灌系统的扬程是55米，采用0.6MPa（60米）的管子足够了，如采用更高耐压的管子就是浪费。特别要强调的是喷滴灌系统中干管的年工作时间一般为150～300小时，支管更短，仅15～30小时，把超过实际需要的管道材料埋在地下是很大的浪费，不符合科学发展观，当然也就不符合“低碳”的新理念。
表2-9                 管道壁厚对造价影响
管 径
(mm)        数 量
(米)        0.6MPa        12.5MPa        差  值
(元)
                壁 厚
(mm)        单 价
(元)        金  额
(元)        壁 厚
(mm)        单  价
(元)        金  额
(元)       
75        7        3.6        16.4        114.8        6.8        30        210        95.2
63        9.1        3.0        11.4        103.7        5.8        22        200.2        96.5
50        18.3        2.0        6.4        117        4.6        13.4        245.2        128.2
32        6.1        2.0        4.0        24.4        3.7        5.6        34.2        9.8
小  计        40        2.7        9.6        360        5.2        17.8        690        330
管道附件=管材×15%        54                103        49
间接费=材料费10%        41                79        38
合  计        455                872        417
注：本表为1亩地的管材对比。

第4节  移动机组代替泵站
    35、为什么要“泵站移动化”
    首先，建造简易的泵房(10～20m2)需要1～2万元资金，分摊到每亩是100～200元，同时还占用耕地20～40m2。且水泵设备年运行时间短，长期闲置不用，往往成为小偷作案的目标。
    我国已有喷灌专用泵移动机组，6马力的用手抬，12马力的装在胶轮车上用手拉。在需要安装水泵的地方，装上进水栓，灌水时接上移动机组，用完后放到仓库或者家里，既方便，又安全。
    有人担心，“那劳力成本提高了”，实际上大田喷灌一般每年只用2～4次，用于蔬菜也不过10次以内，实践证明，农民是接受的、欢迎的。如把所有设备都搞成固定的，甚至是自动化的，表面上看节省劳力了，但那种亩造价几千元投资的工程政府补不起，农民筹不起，根本推广不了，搞不起喷灌，那劳力成本才真正地高。
    “机组移动”，设备利用率高，这才是“经济”。即使在发达国家，田间固定的设备也不多，是以移动为主的。
    36、喷滴灌水泵怎样选择？
    水泵选择主要是扬程和流量两个参数。
    扬程——又叫总扬程，是水泵能够提水的高度，包括净扬程（进水池水位与喷头间的高差）和管路水头损失两部分，符号H，单位米(m)。
    流量——水泵在1秒钟内或1个小时内能提上的水量，代号Q，单位为升/秒（L/s）或米3/时 (m3/h)。
    根据扬程由低到高可选择不同泵型。
    (1) 扬程较低，用普通离心泵
    水带微喷扬程最低，带子工作压力一般在10米以下，最高的20米，加上管路损失，水泵扬程仅为15米～25米。普通的微喷灌或滴灌工作压力在20米左右，水泵扬程选25～40米。选用ISW型普通离心泵，水泵口径为50或65，即流量为18m3/h或36m3/h左右。
    小家庭经营规模(3 ~ 10亩)，采用“一泵一带”模式的，可选用口径25 ~ 40mm水泵，扬程15米左右，流量4～10m3/h，功率1.1～2.2kw，尽量用电机水泵，只有在没有电力线路时才用汽油机水泵。
    (2) 扬程适中，用喷灌专用泵
    大田喷灌，灌溉单元在50亩左右的，水泵扬程选45米；灌溉单元在150亩左右的，水泵扬程选55米，都有成熟的喷灌泵机组。50BP-45型：口径50，扬程45米，流量20m3/h，动力6马力或4.5kw。65BP-55型：口径65，扬程55米，流量36 ~40m3/h，动力12马力或11kw。
    (3) 扬程较高，选多级水泵
    山区喷灌，扬程计算可也简单，即平原扬程 + 山地相对高度，如山高50米左右，水泵扬程就得100米左右。普通离心泵用于高扬程时效率很低，不宜采用，当扬程大于55米时，就可选用多级泵，它由多级叶轮串联，扬程可以达到200米以上，而效率还是单级叶轮的效率，不会降低。
    当然，当扬程90米时，一度电只能提2m3水，扬程达到180米时，一度电只能提1 m3水，搞喷滴灌是否合算需作经济分析，我的实践目前最高扬程104米。
    37、喷灌专用泵有那些优点？
    喷灌泵是我国在上世纪70年代研制的专用水泵，经多次改进，已生产出第四代产品，性能参数见表2 – 10，外形见图2-4。
    喷灌泵的优点是：扬程正好符合平原喷灌需要，且体积小，效率高，并具有自吸功能，启动时不必加“引水”。特别推荐其中的65SZB—55型泵(带*号)，采用手动自吸，体积很小，效率最高(68.5%)，流量特别大（40m3/h）。喷灌泵的局限性是：目前最高扬程是75米，在山区应用当山地高度大于30米时扬程不够。
表2-10                  常用喷灌泵性能参数
型号        流量
(m3/h)        扬程
(m)        配套功率        效率
(%)        机组价
(元)        适   用
                        (kw)        (马力)                       
50BPZ3Z-28        12.5        28        2.2        3        48        1560        微喷水带
50BPZ4Z-35        15        35        3        4        59        1885        微喷、滴灌
50BPZ6Z-45        20        45        5.5        6        60        2470        75亩左右喷灌
65BPZ-55        36        55        11        12        64        4200        150亩左右喷灌
*65SZB-55        40        55        11        12        68.5        4200        150亩左右喷灌
80SZB-75        40        75        15        18        62        5400        <30米山区喷灌
注：1.性能参数及参考价为2009年10月浙江萧山水泵总厂提供，机组包括水泵、动力机、
机架、进水管，咨询电话13506716911。
        2.型号说明：50——进出水管口径，BP——喷滴专用泵，Z——直联式，3——3马力，
Z——自吸式，28——扬程，S——手压自吸。















图2-4  喷灌泵机组
    38、普通离心泵有哪些优缺点？
    IS型泵是最常见的高扬程水泵，ISW型是它的“最新版”，一般县城都能买到。
    优点：结构简单，体积小，扬程高。
    缺点：随着扬程提高，水泵效率下降很快。
    适用：提倡在扬程较低（< 45米）的微喷灌和滴灌系统中选用。常用的代表性产品ISW65型泵性能参数见表2-11，外形见图2-5。
    表2-11                 ISW型泵性能参数表
型  号        流  量
(m3/h)        扬  程
(m)        功  率
(kw)        效  率
(%)        参考价
(元)        重  量
(kg)
ISW65-125        25.0        20        3.0        68        1500        60
ISW65-125A        22.3        15        2.2        66        1110        51
ISW65-160        25.0        32        4.0        63        1800        77
ISW65-160A        23.4        28        4.0        62        1500        77
ISW65-200        25.0        50        7.5        58        2570        110
ISW65-200A        23.5        44        7.5        57        2450        109
ISW65-250        25.0        80        15.0        50        4850        185
ISW65-250A        23.5        70        11.0        52        4500        173
ISW65-315        25.0        125        30.0        40        8000        325
ISW65-315A        23.5        113        22.0        40        6240        258
注：1.参考价为2008年底市场价，大致25元/kg左右。
2.型号意义为：ISW—卧式离心泵，65—进出口直径，125—叶轮直径，A—叶轮经切削。
3.每种型号当扬程在±10%范围变化时，流量相应在±25%范围内变化。















图2-5  ISW型水泵

    39、多级泵有什么特点？
    当山区扬程超过55米时，用喷灌泵扬程不够，用普通离心泵效率太低，此时就应选用多级离心泵，是在同一根泵轴上装有几级(只)甚至十几级叶轮。
    优点：扬程高，且随着级数增加，扬程提高，效率始终不会降低。
    缺点：结构复杂，价格较高，卧式泵体积很大，新颖的立式多级泵占地面积减少2/3，消除了这一缺点。表2-12是口径65的立式（FL型）泵性能参数表，外形见图 2-6。
    表2-12                    FL型多级泵性能参数
型  号        流  量
(m3/h)        扬  程
(m)        功  率
(kw)        重   量
(kg)        参考价
(元)
65FL36-12×3        36        36        5.5        153        7214
65FL36-12×4        36        48        7.5        182        8380
65FL36-12×5        36        60        11        198        10383
65FL36-12×6        36        72        11        214        11169
65FL36-12×7        36        84        15        263        12464
65FL36-12×8        36        96        15        273        12954
65FL36-12×9        36        108        18.5        286        13986
65FL36-12×10        36        120        22        303        14700
注：1.参考价为2008年市场价大致为47～52元/kg（同上表），由上海熊猫机械有限公司宁波办事处提供，咨询电话13967815949。
    2.型号意义：65—进出水管口径，FL—立式多级泵，36—扬程；12×3——每级叶轮扬程×叶轮级数。
3.每种规格效率均为68%，当扬程在±10%范围内变化时，流量相应在 25%范围内变化，效益相应降低。



图2-6  FL型多级泵
第5节  塑料喷头代替金属喷头
    40、喷头怎么选择？
    选择喷头主要考虑压力、流量、射程三个参数。
    (1) 工作压力　(P)
喷头工作压力是指从喷头进口下20cm处的竖管上测取的静水压力，通常用符号P表示，单位为kPa或m。按工作压力大小可分为低压喷头，中压喷头，高压喷头，适用范围见表2-13。
表2-13                    喷头按压力划分
类    别        压  力        射  程
(m)        流  量
(m3/h)        特点及应用范围
        (kPa)        (m)                       
低压喷头        <200        <20        6～15.5        <2.5        射程近，水滴小，耗能少。用于苗圃、温室、山区自压喷灌。
中压喷头        200～500        20～50        15.5～42        2.5～32        射程、水滴适中。
用于大田作物、果园、菜地。
高压喷头        >500        >50        >42        >32        射程大，喷洒范围大，但水滴大，耗能多。用于大田或山林作物。
    经济型喷灌都用中、低压喷头，只有在山区自压水头大于50米的地方才用高压喷头。
    (2) 喷头流量　(Q)
    喷头流量即喷水量，指1个小时内或1秒钟内喷出水的体积，单位为m3/h或L/s。喷头流量与其工作压力成正比。经济型喷灌流量一般在1.5～5.0m3/h之间。
    (3) 喷头射程　(R)
喷头射程是指在无风情况下，喷洒湿润圆的半径，单位为m。在流量相同的条件下，射程越大，喷头的布置间距可以适当加大，从而降低成本。大田经济型喷滴的射程为15米和22米，布置间距最大分别为18米和26.4米。
    41、常用的塑料喷头有哪几种？
    常用塑料喷头主要有PYS15型、PYS20型。
    (1) 5035 型塑料喷头
    俗称6分塑料喷头，属于PYS15型系列，型号意义为：PY—摇臂喷头，S—塑料，15—进水口径15mm。5035是生产厂家产品代号，这种喷头设计从以色列引进,性能比较完美，特别是喷洒均匀性好，价格又很低，是我选用的“主导产品”，性能参数见表2-14，外形见图2-7。
   表2-14              5035 型塑料喷头主要参数
接口尺寸        喷嘴直径
(mm)        压 力        流 量
(m3/h)        射 程
(m)        喷嘴颜色
                (kPa)        (m)                       
3/4″
(20mm)        4×2.5        200        20        1.12        12.0        黑色
                300        30        1.41        14.0       
                400        40        1.62        14.5       
        5×2.5        200        20        1.62        13.0        标准型
                300        30        1.95        15.0       
                400        40        2.25        16.5       
        6×2.5        300        30        2.65        16.5        红色
                400        40        3.10        17.5       
                500        50        3.45        18.5       
        7×2.5        300        30        3.40        17.0        绿色
                400        40        3.90        17.5       
                500        50        4.35        18.0       
    注：1.出厂价15元/个，仅同规格金属喷头的四分之一。
        2.本表由余姚广绿喷灌设备公司提供，咨询电话13805804982。














图2-7  5035型塑料喷头                图2-8  PYS20型塑料喷头
    (2) PYS20  型塑料喷头
型号意义同上，俗称1寸塑料喷头，流量、射程都比PYS15型大，雨点也大，适用于大田高杆作物。主要性能参数见表2-15，外形见图2-8。
    表2-15                PYS20 型塑料喷头主要参数
接口尺寸        喷嘴直径
(mm)        压 力        流 量
(m3/h)        射 程
(m)
                (kPa)        (m)               
1″
(25mm)        6.5×3.0        250        25        2.88        17.5
                300        30        3.16        18.5
                350        35        3.41        19.0
                400        40        3.65        19.5
                450        45        3.87        20.0
        7.0×4.0        250        25        3.66        18
                300        30        4.01        19
                350        35        4.33        19.5
                400        40        4.63        20.5
                450        45        4.91        21.0
        7.5×3.5        250        25        3.86        18.5
                300        30        4.22        19.5
                350        35        4.56        20.0
                400        40        4.88        21.0
                450        45        5.18        21.5
        8.0×3.5        250        25        4.29        19.0
                300        30        4.70        20.0
                350        35        5.08        21.0
                400        40        5.43        22.0
                450        45        5.76        22.5
    注：参考价格为20元/个。以上参数由金华雨润喷灌设备公司提供，咨询电话13065900800。


    42、常用的金属喷头有哪几种？
常用的金属喷头主要为20PY2 型和30PY2 型。
(1) 20PY2型金属喷头
因接头尺寸为1英寸，俗称1寸喷头，是大田喷灌中的常用喷头。型号意义为：20—进口尺寸(mm)，PY—摇臂喷头，2—2型设计。部分性能参数见表2-16，外形见图2-9。
    表2-14                    20PY2 型金属喷头
接口尺寸        喷嘴直径
(mm)        压 力        流 量
(m3/h)        射 程
(m)
                (kPa)        (m)               
1″(25mm)        8.0×4.0        250        25        4.5        18.0
                300        30        4.9        19.0
                350        35        5.3        20.0
                400        40        5.7        21.0
        8.5×4.0        250        25        5.0        19.5
                300        30        5.4        20.5
                350        35        5.8        21.5
                400        40        6.3        22.5
        9.0×4.0        300        30        6.0        21.0
                350        35        7.0        21.5
                400        40        6.9        22.0
                450        45        7.3        22.5
注：余姚广绿喷灌设备公司生产，产品代号9718，参考价格60元/个，咨询电话13805804982。











图2-9  20PY2型金属喷头  
    (2) 30PY2  型金属喷头
接头尺寸为1.5英寸(40mm)，俗称寸半喷头。进水口径30mm，工作压力高，流量大(6.0～13m3/h)，射程远(24～30m)，适用于山区高水头自压喷灌，因雨点打击力大，只能用于不怕打击的毛竹之类等作物。部分性能参数见表2-17。
表2-17               30PY2  型金属喷头部分性能参数
接口尺寸        喷嘴直径
(mm)        压 力        流 量
(m3/h)        射 程
(m)
                (kPa)        (m)               
1 ″
(40mm)        10.0×5.0        300        30        7.7        22
                400        40        8.9        24
                500        50        10.0        25
        11.0×5.0        300        30        9.0        23
                400        40        10.4        25.5
                500        50        11.6        27.5
        12.0×5.0        300        30        10.4        24
                400        40        12.0        26.5
                500        50        13.5        28.5
注：以上参数由金华市雨润喷灌公司提供，参考价210元/个，咨询电话13065900800。
    43、塑料喷头的寿命长吗？
    决定喷头寿命的是摇臂断裂、弹簧断裂、另件磨损三方面。弹簧都是同种钢材加工的，不用比较；摇臂由于现在工程塑料性能的完善，我使用了5年，还没有发生过；唯有磨损性目前还是金属比塑料好。但塑料喷头的价格仅是金属的1/3～1/4，而寿命还没有悬殊的差别，加上金属喷头是小偷的觊觎之物，有时“寿命”仅有1～2天，所以尽量不用金属喷头。
     塑料喷头，符合国家“以塑料代钢”的产品导向，且具有价格低廉、避免盗窃安装方便等优点，所以提倡尽量应用。只有在射程、流量不能满足要求时，才考虑用金属喷头。


第6节  喷水带代替微喷头
    44、微喷水带有什么特点？
    微喷水带又称薄壁多孔管。是在可压成平带的薄壁塑料管上加工直径一般在1mm以下的小孔，当管中充满水时，水就从这些小孔中喷出，对周边作物灌溉。
    水带微灌与其他微灌技术相比，具有以下优点。
    (1) 投资较低  水带微灌每亩200～400元，对水源和过滤设备要求较低，是各种微灌设备中投资最低的一种。
    (2) 抗堵塞性好  水带是直接在很薄的塑料管壁上加工出水小孔，流道短，不易附着杂质，发生小孔堵塞也可以冲水排除，是微灌设备中抗堵塞性能最好的一种，只需把水泵进水管放入过滤网箱就能正常工作工作。
    (3) 工作压力低  采用滴头或微喷头的微灌系统工作压力为100～200kPa（10～20米）。水带的工作压力为10～100kPa（1～10米），且流量大、灌水时间短，因此耗能少、运行费用低。
    (4) 安装方便  由于工作压力低，对水质的要求较低，从数亩到数几百亩都可以用，且亩面积的投资基本相同，适应我国农村家庭承包的现状，十分经济。同时，可以压成平带盘成卷，体积小、重量轻，运输、安装、使用及收藏都方便。
    (5) 滴灌与微喷灌转换  将水带置于地膜与地表之间，小孔出流射到地膜后，经地膜反射可形成滴灌效果，如果去掉地膜，适当增加供水压力，小孔出流直射空中，就可以达到类似细雨的微喷灌效果，这样实现了滴灌与微喷灌的转换。
(6) 方便农机作业  水带在田间可以移动，用完后可“刀枪入库”，没有固定的设备留在地里，不影响农机工作，这点是农民特别欢喜的。
水带微喷灌以其廉价、灵活、抗堵塞三大突出优点，可能是蔬菜喷灌今后发展的方向，余姚市小曹娥镇计划今年发展1万亩。
水带的主要缺点：由于工作压力低，且无压或负压时带子即扁，从低处向高处输水时，灌水均匀度不够，不能在坡度较大的地面使用。
    45、常用水带有哪几种？
    微喷水带的规格习惯上以扁径（压扁时的宽度(N)）标称，常用规格有N45、N65、N80三种，其孔的直径和孔数可根据需要定制。孔径大，水柱射得远，喷洒湿带宽，喷水量也大，但带子铺设长度就要短。孔径过小，又容易堵塞，我们实践孔径以0.7～0.8mm为宜。孔数以每米20孔为宜。带子的扁径宽，即直径大，只影响水带单方向的铺设长度。
    我们实践结果是：当水压5米时、N45带正常工作长度为50米；水压为15米时，N65带正常工作长度为150米；水压为30米时，N80带正常工作长度可达200米。常见微喷水带性能见表2-18
    表2-18                    微喷水带性能表
规 格 型 号        内 径
(mm)        壁 厚
(mm)        压 力
(m)        喷洒宽度
(m)        单带长
(m)        参考价
(元/m)
微滴带        N45异二孔        28.6        0.19        3～5        1.5～2.0        <50        0.28
微喷带        N60斜五孔        38.2        0.20                2.5～3        <70        0.45
        N70斜五孔        44.6        0.20                3        <80        0.55
        N65斜五孔        41.4        0.35        5～8        4～5        <120        1.20
加厚微喷带        N80斜七孔        50.9        0.40        8～10        8        <160        1.50
    注：以上参数由浙江天台县农宝植物塑料滴管厂提供，咨询电话13326050019。
    46、水带有哪几种使用方式？
    微喷水带有半固定、移动、一带一泵三种布置形式。
    (1) 半固定式
    不设干管，支管用PE管硬，埋入地下，固定在田头，支管中部设进水栓，接移动水泵机组进水。支管每隔2～5米设一个供水三通，球阀和接口（露出地面），供联接微喷水带，水带上面盖上地膜，作滴灌用，去掉地膜就是微喷灌，水带可以移动，过了灌溉季节就收藏起来。这种形式适合于大户规模经营，如大棚葡萄、大田蔬菜，亩造价450元左右。
    (2) 移动式
总管也用薄壁水带，只是没有孔，放在田头地面（可移动）一端或中部与水泵联接进水。每隔2～4米设一套塑料三通、球阀和接口，联接微喷水带，每根水带可以单独控制。过了灌溉季节全部收藏入库，这种形式亩成本仅200元，适用于，如面积10亩左右的农户西瓜大户（一年换一个地方）。图2-10为水带移动式布置。










图2-10  微喷水带移动式布置
    (3) “一带一泵”式
    即把N65或N80水带铺设在田间，带长100～200米，田头不设总管，而用一只可移动的小水泵（口径40mm，流量10～12m3/h、功力1.1～2.2kw）直接联接水带供水。用完后回家收藏，其实也是一种移动式，适宜于3～5亩小家庭经营模式。
    47、水带的使用寿命有几年？
几年前，厂家介绍说，这种带只能用一年，我做试验把其放在露天晒了一年，真是如纸那样脆。但在实际使用中往往放在大棚内，或置于地膜下，或用完后收起来，使用寿命一般3年左右，最长的一个西瓜大户用了5年。加之在设计时要求厂家把带子加厚，只要小心使用，及时收藏，寿命可达到3年以上。
第7节  微喷灌用于温室和畜禽场
    48、微喷灌与喷灌有什么区别？
    微喷灌是在喷灌和滴灌的基础上逐步形成的一种新的高效节水灌溉技术，集喷灌、滴灌两者之长，避二者之短。
    微喷灌是较小压力、较小流量、微小水滴的喷灌，形象地说是“下毛毛雨”。一个微喷头喷洒面积仅几个m2，可以根据作物的位置进行局部湿润，所以比喷灌更省水。除为作物灌水外，还可以加湿、降温，调节田节小气候。余姚把微喷灌用于畜禽场室外降温和室内降温、消毒，开创了微喷灌应用的新领域，而且经济效益比种植业更高，每年12 ～36元/m2，安装成本仅为7～10元/m2，令养殖户瞩目，2009年就发展16.3万m2，合计23万m2，占规模化畜禽场的80%。
49、微喷灌有哪些优缺点？
微喷灌的优点很多。
    (1) 节水效果更好  微喷灌可以有选择地对局部作物根系集中的地方喷洒灌水，减少了土壤无效耗水，因而节水效果比喷灌更好。
    (2) 灌水质量高  微喷灌喷水如牛毛细雨，有利于作物根系发育，且不会引起土壤板结，还能改善田间小气侯，使株间湿度提高20%，温度降低3～5℃，消除作物“午睡”现象，促进作物正常生长；同时微喷灌水滴小，无打击力，不会损伤作物嫩叶幼芽。
    (3) 适应性强  微喷灌由于水量微小，不会在黏性土壤中产生径流，也不会在沙性土壤中产生渗漏，这是对土质的适应性强。同时既可用于平原，也可用于丘陵坡地，这是对地形的适应性强。
    (4) 防堵性能好  微喷头的出水孔径和出水流速大于滴头，所以相比滴灌堵塞的可能性大大减少。同时也降低了对水质过滤的要求，相对降低了过滤设备成本。
    (5) 应用范围广  微喷灌系统可以进行水肥同灌，叶面和地面共施，提高了施肥喷药的效率，节省了肥药用量。
    微喷灌的缺点有三方面：一是密度较高的设施布置在田间，在大田作物安装受到一定限制。二是对水源水质要求比喷灌高。三是田间湿度过高、有可能诱发某些作物病害。
    50、微喷头有哪些类型？
    微喷头品种较多，按水压分可分为高压(>300kPa、30米)和低压(<300kPa、30米)两种。目前常用的作物为低压，畜禽场则要用高压。按结构又可分为离心式、折射式、旋转式三种类型。
    经济型喷灌中用的主要是离心式，用于养殖场喷水降温和喷药防疫，还用于苗圃增加湿度。
    (1) 离心式微喷头
    离心式微喷头又称为涡流式雾化喷头。其结构和原理与农药喷雾器喷头相似。离心式喷头射程小，水滴尺寸小，雾化程度好，常用于温室和畜禽舍内雾化加湿和降温。常用的离心式喷头为四出口外形见图2-11(a)。
（a）离心式喷头（4个喷嘴）  (b)“折射式”微喷头         (c)射流旋转式微喷头
1.进水口,2离心室,3.喷嘴    1.喷嘴,2.折射锥,3.支架     1.旋转折射臂,2.支架,3.喷嘴
图2-11  常见微喷头

离心式微喷头性能见表2-19。
    表2-19                离心式四出口微喷头性能表
货  号        喷嘴直径及颜色        压  力        流  量
(L/h)        射  程
(m)        参考价
(元/套)
                (kPa)        (m)                       
1301        0.8
黑色        220
250
280        22
25
28        33.5
36.0
37.5        1.2
1.5
1.8        5.7
1302        0.6颜色
灰色        220
250
280        22
25
28        24.0
26.0
27.0        1.2
1.5
1.8       
    注：此表及以下两表参数由余姚市乐苗灌溉用具厂提供，咨询电话13336867168。
    (2) 折射式微喷头
折射式微喷头的特点是结构简单，无运动部件，工作可靠，价格比旋转式便宜，射程较小，雾化比离心式差，但比旋转式好，且水滴大小差别大，喷灌强度大，喷洒均匀底低，这种喷头可以实现全圆、半圆、扇形喷洒，适用于果园、苗圃、温室、菜地、花卉灌溉。其外形见图2-11(b)。其性能见表2-20。
    表2-20                 折射式微喷头性能表
企业货号        喷嘴直径颜色(mm)        压力        流量
(L/h)        射程(m)        参考价
(元/套)
                (kPa)        (m)                悬挂        插杆       
1201        0.8
黑色        180
280        18    28        30
39        0.8
0.9        0.8
0.9        悬挂式
6.35
1202        1.0
蓝色        180
280        18    28        45
58        1.0
1.1        0.9
1.1       
1203        1.2
绿色        180
280        18    28        67
86        1.1
1.2        1.0
1.2        插杆式
4.35
1204        1.4
红色        180
280        18    20        85
110        1.2
1.3        1.0
1.2       
    (3) 旋转式喷灌头
旋转式喷头中带有可旋转的喷嘴，喷头射程远，水滴大，雾化比前二种都差，喷灌强度低，喷洒均匀度高，适用于温室蔬菜、苗圃和城市绿化的灌溉，特别适用于密植作物的全面喷洒，这种喷头只能进行全圆喷洒，技术参数见表2-21,外形见图2-11(c)。
特别要说明的上面说的雨点大是相对于雾化而言。与喷灌灌相比，水滴是很小的。这种“雨点”具有“打实”土壤的作用，非常适合于温室内基质栽培的苗床，真是恰当好处！
    表2-21                  旋转式微喷头性能表
企业货号        喷嘴直径颜色
(mm)        压  力        流  量
(L/h)        射  程(m)        参考价
(元/套)
                (kPa)        （m）                悬挂        插杆       
1101        0.8
黑色        180
280        18    28        30
39        0.8
0.9        0.8
0.9        悬挂式
6.35
1102        1.0
蓝色        180
280        18    28        45
58        1.0
1.1        0.9
1.1       
1103        1.2
绿色        180
280        18    20        67
86        1.1
1.2        1.0
1.2        插杆式
4.35
1104        1.4
红色        180
280        18    28        85
110        1.2
1.3        1.0
1.2       
    51、插杆式和悬挂式，折射式和旋转式微喷头各有什么特点？
    微喷头常见的组合方式有悬挂式和插杆式，见图2-12。









图2-12  微喷头组合方式
    (1) 悬挂式微喷头  温室或棚架式苗圃中，通常把微喷头倒挂安装在上部，可以避免设备对田间作业的影响，与地面插杆式微喷头不同之处是不用插杆，增加了重锤管，以防止微喷头工作时的自身晃动，同时增加了防滴器，以防停止灌溉后，管内存水从喷头流出。
    (2) 插杆式微喷头  是安装在地面的微喷头组合体，安装方便，并且由于不需要防滴器，故价格约低2元/套，但会对田间作业带来不便。
    (3) 折射式和旋转式微喷头性能对比
    折射式微喷头与旋转式微喷头尽管属于同一类喷水器，但却具有不同的属性，参见表2-22。
表2-22                   两种微喷头性能对比
属  性        折  射  式        旋  转  式
雾化特性        雾化好，可作降温、加湿使用        水滴大，只能作灌溉用
水量分布        均匀性较差，只作局部灌溉        分布均匀，用于全面灌溉
喷灌强度        强度大，宜作频繁灌溉        强度小，灌溉周期可增加
喷洒形状        可实现半圆、扇形等多种形状        只能作全圆喷洒
工作压力        最小工作压力低        最小工作压力高
工作寿命        无转动件、寿命长        有转动部件、寿命短
    52、蔬菜、磨菇大棚应用哪种微喷头？
    蔬菜大棚用旋转式微喷头，因为蔬菜地疏松，需要喷水时小水滴把土壤“打实”一点，以便菜根扎地，如用离心式微喷头，水滴悬在空中就达不到“打实”土壤的目的，所以要用水滴相对大一点的旋转式微喷头。
    磨菇大棚内主要是为了提高空气的湿度，所以应该用离心式微喷头，其雾化程度最好。
    53、畜禽舍内外各应该用哪种微喷头？
    畜禽舍内无论出于降温的目的，还是用于喷药都需要雾化高，水滴悬在空气中，所以应该用雾化很好的离心式微喷头，当然这种工况下水泵的工作扬程应该在50米以上，这样雾化效果更好。喷洒时间要严格控制，降温7～15分钟，消毒2～5分钟。
在畜禽舍外顶上安装因人上去维修不方便，应该用折射式微喷头，它没有运动部件，可靠性好。


第8节  滴灌管薄壁化
    54、迷宫式滴灌带有什么优点？
    这种滴灌带由于出水流道是迷宫结构，水流呈紊流状态，具有抗堵性能好，出水均匀，铺设长度，制造成本低的特点，是目前世界上管壁最薄、价格最低（0.25元/m），使用最广的滴水器。推荐过滤器为200目。
    这种滴灌带为一（年）性产品，其性能为：
    (1) 滴灌带流道、滴孔、管道一次成型，故价格低；
    (2) 较宽的迷宫流道，且有多个进水口，具有较好的抗堵塞能力；
    (3) 选用优质PE材料，拉伸性能优良，便于铺设；
    (4) 重量轻，搬运，铺设回收方便。
    新疆天翼集团生产的滴灌带是具有我国知识产权的创新成果，滴灌带成本每亩200元以下，包括其它设备总价350～450元/亩，适合我国国情。
    应用于大棚内灌溉，实际寿命有两年。其形状见图2-13，其性能参见表2-23、表2-24



图2-13  单翼迷宫式滴灌带
    表2-23                 迷宫式滴灌带主要参数
规格        内径
(mm)        壁  厚
(mm)        滴孔间距
(mm)        公称流量
(L/h)        平均滴头流量
(L/h)
200-2.5        16        0.18        200        2.5        2.0
300-1.8        16        0.18        300        1.8        1.4
300-2.1                                2.1        1.6
300-2.4                                2.4        1.9
300-2.6                                2.6        2.1
300-2.8                                2.8        2.3
300-3.2                                3.2        2.7
400-1.8        16        0.18        400        1.8        1.4
400-2.5                                2.5        2.0
    注：1.平均滴头流量工作条件为进口压力10米水柱，地面坡度为0，灌水均匀系数90%。出厂产品每卷长度2000米。
        2.由金华雨润喷灌设备公司提供，咨询电话13065900800。
    表2-24                  迷宫式滴灌带铺设长度
规  格        铺设长度
(m)        进口流量
(L/h)        规  格        铺设长度
(m)        进口流量
(L/h)
200-2.5        90        870        300-2.8        95        736
300-1.8        125        858        300-3.2        85        764
300-2.1        115        618        400-1.8        155        539
300-2.4        110        676        400-2.5        130        650
300-2.6        100        714                       
    55、滴灌管有什么特点?
    把滴头与毛管（小水管）制造成一个整体，即滴头镶在水管内壁上，故称为内镶式滴灌管，壁厚≥0.4mm的称管，<0.4mm的称带，见图2-14，表2-25、表2-26。





图2-14   内镶式滴灌管（带）

表2-25              内镶式滴灌管规格性能
管径
(mm)        壁厚
(mm)        滴头间距
(m)        压力
(m)        流量
[L/h&#8226;m]
φ16        0.6        1.0        5～15        2.4～3.6
φ16        0.6        0.3～0.5        25        2.3～3.8
φ16        0.4                20)       
φ16        0.2                10       
φ12        0.4                20       
注：铺设长度≤100米。本表及下两表产品价格咨询电话13065900800。

    表2-26              内镶式滴灌带规格性能
管径
(mm)        壁厚
(mm)        滴头间距
(m)        压力
(m)        流量
[L/h&#8226;m]        铺设长度
(m)
φ15                0.25        2        2～6        ≤100
φ16        0.2        0.3～0.5        10        2.7        ≤70
φ16        0.2/0.4        0.3        5～1.5        2.1～3.3        ≤70
φ15.9        0.2        0.3～0.6        25～1.0        3.7        ≤200/150
φ15.9        0.4        0.3～0.6        25～1.0        3.7        ≤200/150
    56、管间式滴灌管的优点是什么？
    就是把薄壁塑料管加工成每根长0.3米、0.4米、0.5米长，每根管子之间用滴头联接起来，看似接头，实为滴头，他的优点是不怕堵塞，即发生堵塞时可以把管子和滴头拔出清洗。滴头流量2L/h左右，管径有12、16mm两种。实践中感到管径12mm太小（价格0.65元/m），铺设长度仅30米左右，以用16mm为宜。
    55、为什么提倡“滴灌薄壁化”
    滴灌管（带）的价格与管壁厚度成正比，如同样口径为16mm毫米的滴灌管(带)价格大致见表2-27。
    表2-27            滴灌管（带）壁厚与价格的关系
壁厚(mm)        0.2        0.4        0.6        1.0        1.2
价格(元/m)        0.25～0.45        0.6        0.8        1.2        1.5
    从管材的寿命而言自然是壁厚的长，“一分钱一分货”嘛。问题是决定滴灌管寿命的并不是管材的破损，而是滴头的堵塞，堵塞问题是滴灌管的“致命伤”，不论管壁厚薄，滴头结构是同样的，堵塞的概率也是相同的，并且早在管壁破损以前就堵塞，壁厚的功能远远没有发挥，所以经济型滴灌提倡用壁薄管，价格便宜50%左右，而工作寿命并不短。
    58、膜下滴灌是怎么会事？
    膜下滴灌就是把滴灌管(带)放在地膜下面，新疆建设兵团从1996年开始试验将滴灌技术与薄膜覆盖栽培技术相结合，并大面积应用于棉花生产，开发了膜下滴灌技术，亩均投资400元左右。到2007年，在全新疆建设兵团应用近1000万亩，并在甘肃、宁夏、山西、陕西、河北、内蒙古等地得到了推广。
    余姚应用这项技术有两个特点：
    (1)应用到蔬菜、葡萄、大棚内  解决棚内“空气湿度要低，而土壤要湿润”这个矛盾。葡萄、蔬菜许多病害是在湿度较高的条件下诱发，这是大棚栽培的一个棘手的问题，而膜下滴灌化解了这个难题，实现了两全齐美。
(2)放在地膜下面的是喷水带  就是把膜下微喷带当作滴灌，这是农民选择的，欢迎的。就其原因又有两个：一是喷水带灌水速度快，在一个轮灌面积上，15～30分钟就可完成，而如用滴灌管需要2～4小时。二是防堵塞性好，把带子末端打开，用水冲洗就完事。
以上两点都能节省劳力，对大户而言，节约劳力成本是最直接的效益。
第9节  因地制宜选择过滤器
    59、常用的过滤器有哪几种？
    南方灌溉季节水质相对比较清澈，含砂量很低，所以喷灌系统中不配置过滤器，但需在水泵进水管口装上过滤网箱，以遮拦水中塑料袋、植物叶子、鱼类及其他悬浮物、漂浮物。任何水源（湖水、库水、河水、溪水、井水）中，都不同程度存在污物和杂质，微喷灌和滴灌系统中灌水器出口孔径都很小，堵塞是影响使用寿命的主要因素，所以必须配置过滤设备。
    水中污物及杂质为分物理理、化学和生物三类。物理类包括有机质：死的藻类、小的鱼类、植物碎片以及细菌，以及无机质粘粒和砂粒。化学类指溶于水中的碳酸钙和碳酸氢钙等，在一定条件下变成沉淀物。生物类是指菌类、藻类等微生物和水生动物。
    常用的过滤器有叠片式、筛网式、沙式，还有一种自制的过滤网箱。不论用哪种过滤器，首先应在水泵或水库进水管口安装1只自制的“过滤网箱”，把进水管放入“网箱”，这是初级过滤，是“第一道防线”，截污能力大，必须把好这个“入口关”，后面的过滤才能正常工作。
    “过滤网箱”自制方法为：用φ16钢筋焊制1个圆柱状“箱架”，直径0.6～1.0米，高1.0米，四周和底用不锈钢或尼龙网布包裹，网眼规格为：喷灌80目，微喷灌100目，滴灌120目。使用时把网箱固定在水面，把进水管口放入网箱，就可放心取水。
    60、叠片式过滤器的优点是什么？
    叠片式过滤器是近期发展起来的一种新型过滤器，其过滤元件由一组压紧的带有微细流道的环状塑料片组成，清水由片间的小流道通过，而污物则截留在叠片四周及片间。其突出优点是结构简单、维护方便、寿命长，适用于有机物含量较高的水质。冲洗时需将压紧的叠片松开，将叠片之间滞留的污物彻底冲洗干净，当然用热水、加点去污粉冲洗速度快，效果更好。其结构如图2-15(a)所示，外形见图2-15(b)。
过滤器有水头损失，在选用时应比管道大一个规格，如D25管道选用D40、D40管道选用D50过滤器。目前国内叠片式过滤器规格不全，特别是大流量叠片式过滤器依赖进口，价格较贵。在系统流量较大时，可选择几个小流量过滤器并联使用，以降低成本。















a.外形及结构图                     b.外形图

图2-15  叠片式过滤器
    61、筛网过滤器的特点是什么？
    筛网过滤器结构简单且价格便宜，是以前最常用的过滤器，采用塑料或金属筛网，当悬浮颗粒超过网孔的尺寸后即被截留，避免水中化肥、农药的颗粒对微灌系统产生堵塞。当一定数量的污物积累在筛网上后，经过过滤器的流量会显著下降，应进行手动或自动冲洗。
    手动冲洗是常用的冲洗方式，这种过滤器常常仅由两个过滤元件组成，冲洗时需拆下进行。当过滤器内部加装一个泄水器件后，内部的截留污物可被连续冲走，系统供水正常进行，实现不间断冲洗。小型筛网式和叠片式的塑料外壳尺寸结构完全一样，只需滤芯互换即可。余姚产的手动网式过滤器，口径25mm（1英寸），市场价每个35元。过滤网有120目（红色）、150目（黄色）、200目（蓝色）三种，很容易辨别。
微灌用水中所能允许的污物颗粒大小应比灌水器的孔口或流道断面小许多倍，有利于防止灌水器堵塞。根据实践经验，要求过滤器网的孔径大小应为所使用的灌水器孔径大小的1/7～1/10。即当微喷头孔径为0.8mm时(800μm)，过滤器孔径应为100～80μm，也就是150～200目。滤网的目数与孔径尺寸关系见表2-28，外形见图2-16。
    表2-28           滤网规格与孔口大小对应关系
滤网规格        孔口尺寸
目/in(英制)        目/cm2(公制)        m m        μm
20        8        0.711        711
40        16        0.420        420
80        32        0.180        180
100        40        0.152        152
120        48        0.125        125
150        60        0.105        105
200        80        0.074        74
250        100        0.053        53
300        120        0.044        44
注：习惯上所称的“目”仍为英制（目/in）









图2-16  塑料筛网式过滤器
    62、两种过滤器相比较哪种好？
    筛网式过滤器和叠片过滤器，前者物理概念上比较清楚，凡是大于网格直径的污物都截留，而对后者究竟有多少过滤器效果会产生怀疑，但是经过实际使用，二者比较农民还是喜欢用叠片式，优点有三个：
    (1) 过滤精度高，堵塞少。
    (2) 冲洗方便。
    (3) 寿命长，不象筛网那样易损。
    特别是小规格的过滤器，两种外壳相同，价格也相同，所以应尽量把筛网滤芯换成叠片式。但总的说来这两种过滤器体积较小，自然截污能力也相应较小，多用于温室内。对于水中污物和杂质很多的水体应选用砂式过滤器，体积大，载污的能力强，当然成本也高得多，参见表2-29。
    表2-29                   过滤器种类规格表
种  类        规    格        水  量
(m3/h)        参考价
(元)        说  明
        公制(mm)        英制                       
网  式        25        1″        4        40        塑制国产
        40        1．5″        10        120       
        50        2″        16        600       
叠片式        25        1″        4        40       
        40        1．5″        10        160       
        50        2″        16        700        意大利产
        50        2″        16        980        钢制国产
        80        3″        36        2200        意大利产
砂  式        100        4″        50        12000        钢制国产
注：以上参数由金华雨润喷灌公司提供，咨询电话：13065900800。
    63、请介绍砂式过滤器性能
    砂式过滤器一种利用砂石为介质，分为单罐反冲和双罐反冲两种，其原理与农村小型饮用水供水站中的砂式过滤器相同。微喷灌、滴灌系统中常用的是石英砂。砂式过滤器是含有有机质和淤泥水质最适宜的过滤器，其特点有很高的除污物能力，性能参数见表2-30，剖面图见图2-17。
    砂过滤器靠反冲来冲洗内部，就是用清水从过滤器出口压入，将过滤渣浮起后，从排污口排出。由于反冲不可能充分清洗滤料，在运行1～2年后根据水质情况对滤砂应进行补充或更换。
    表2-30                  单罐砂过滤器技术参数
规格型号        SS-50        SS-80        SS-100
罐直径(mm)        600        950        1900
连接方式        Dg50锥管螺纹        Dg80法兰        Dg100法兰
流量(m3/h)        5～17        10～35        30～70
重量(kg)        120        250        480
注：本表参数由金华雨润喷灌公司提供。








第10节  肥药装置“既土又洋”
    64、经济实用的肥药设备有哪些？
    微喷灌、滴灌技术的推广，为施肥带来了革命性的变化，导致了一个全新的概念——水肥共灌。利用微灌系统施肥、施药，可迅速大面积完成，且均匀、省力、省时、安全、避免浪费，这是传统施肥、施药方法所不具备的。特别对采用地膜覆盖的作物，滴灌是解决施肥困难的最佳途径。向管道内注入可溶性肥料或农药溶液的设备称为施肥（施药）装置。简单、经济、实用的肥药设备有：微型水泵、水泵进水管负压吸入、自压式肥药罐，常规的有文丘里注入器，压差式施肥罐。
    65、可以用小水泵送肥药吗？
    先把肥料或农药在肥药桶内溶化好，把微喷灌或滴灌用的小水泵放入肥（药）桶内就可，一桶水打完，肥药也施好了，这种方法最简单，但只适用于小面积，采用微型水泵，在大棚和养殖场微喷灌中均用这一型式。
    微型水泵的口径选25mm或40mm，扬程在10～30米之间，功率在500～1100瓦之间，自吸泵或潜水泵都可以，价格300～500元之间。
    特别提醒的是用于畜禽养殖场喷雾消毒和降温的水泵，为了达到更好的雾化效果，水泵扬程应在50米左右，功率1.1～1.5kw之间，价格1000元上下。
    由于喷灌系统管路直径较大，如果结合喷药，管路中的药水得不到利用，是一个不小的浪费，所以喷灌系统中目前还没有考虑加药装置，而是另建一套直径仅15mm的喷药专用管路系统，配专用加药水泵，每亩投资约450元。
    同样原因，也不配加肥装置，而是先把颗粒状化肥撒到作物根部，然后开15分钟喷灌，溶化肥料，渗入土壤。过去“候天施肥”，看天要下雨了先撒肥料，但结果往往天不下雨，肥料就浪费，有了喷灌这个及时雨，用农的话说是“老天自己做了”。
    66、利用水泵进水管可以加肥药？
    水泵进水管呈负压，在进水管钻上1～2个φ15mm的小孔，焊上相应口径的接头，接上球阀、软管，当然软管进口水须配上过滤网罩，放入搅拌好的肥药桶内，可以方便吸入，流量大小由球阀控制。药桶和软管设备最好配2套，以便轮流搅拌，连续供药，凡是水泵加压系统都可以用这种方式。在出水管上也同样打孔接软管，轮流为肥药桶加水。图2-18是这种加药装置的示意图。










图2-18  水泵负压式加药示意图
    这种方法很巧妙，至今还看不出有什么缺点。有了这样的简易的设备，可以不必购置专用的肥药器了。
    67、山区加肥（药）有什么好办法？
    在山区自压灌溉系统中，使用肥药池（罐）可以很方便地施肥、加药，把肥药罐置于自压水源的正常水位以下适当的位置上，将肥药池与水源相连接，将输液管及阀门与主管道连接，打开供水阀，水进入肥药池将药剂溶解。关闭供水管阀门，打开肥药罐输液阀，肥液或药剂溶液就自动随水输送到管道和灌水器中施肥、施药。这种方法大棚内也可以用，把肥料液桶置于离地面1～2米高处，利用重力滴灌系统施肥。
    68、文丘里注入器是什么原理？
    文丘里注入器与肥药桶配套组成一套简单的施肥装置，如图2-19所示。其构造简单，造价低廉，不包括肥药桶，一套“专用设备”才50～80元钱。使用方便，主要用于向小型灌溉系统管道中注入肥料或农药。其原理是文丘里管内有个水射喷嘴，口径很小，射出的水流速度很高，根据流体力学的特性：高速流体附近会产生低压区，正是利用这个低压把肥药液吸入。如果文丘里注入器直接装在干管道上，利用控制阀两边的压力差使文丘里管内的水流动，但阀产生的水头损失较大，应该将其与主管道并联安装（如图2-20），用小水泵加压。











图2-19  文丘里施肥器示意                图2-20  带水泵的文丘里施肥器示意
    69、压差式施肥罐有什么缺点？
    压差式施肥罐由储液罐、进水管、肥液管、施肥阀等组成，如图2-21所示，其工作原理是在输水管上安装施肥阀，施肥阀的进出口两点形成压力差，将肥液或药剂带入系统管道。储液罐为承压容器，承受与管道相同的压力。










图2-21  压差式施肥罐示意
    压差式施肥罐的优点是加工制造简单，价格较低，容积15升的150元/只，不需外加动力设备。缺点是加药（肥）过程中“一次加肥（药）、不停加水”，所以溶液浓度逐渐变小，加药过程是浓度线性衰减的过程。另外罐体容积有限，添加液剂次数频繁且较麻烦，输水管道因设有调压阀而造成一定的水头损失。
这种施肥罐是常规设备中最常见的一种，但加肥（药）不均的缺点使其美中不足，所以不提倡选用。
第11节  附属设备是“眼睛”
    70、为什么一定要装压力表？
    凡是用电系统都有电压表，这是设备能否正常运行的“眼睛”。同理喷滴灌系统也应安装水压表。压力表是喷滴灌系统不可缺少的测量仪器，而且还需要1～3个，它能反映出水泵、过滤器及系统运行是否正常，特别是过滤器前后的压力表，是反映滤芯堵塞程度及什么时候应该反冲或清洗的指示器。选择压力表时一定要注量程范围不能太大，因为平原地区喷滴灌系统的压力只有10～60米，量程选0.6MPa（60米）足够了，最多选1.0MPa（100米）。如选1.6MPa，仪表指针走不准，观测更是看不准。在山区也应根据实际扬程选，只有当指针在量程30%～90%范围内才较准确。
    71、水表需要安装吗？
同样在电力系统，凡是用电的地方都有电表。
在供水系统，凡是用水的地方都应装水表。喷滴灌是潜力最大的节水技术，究竟用了多少水？节约了多少水？一定要以“数据”讲话，所以水表一定要安装。
水表有机械的计数器显示及电子的数字显示两种，后者读数比较方便。水表一般水平安装在过滤器之后的干管上。
    72、进、排气阀有什么用？
    在喷滴灌系统中，难免管路有高低，当管路开始进水时，管中空气受水的排挤向管道高处挤压，形成“气团”阻碍水的流过，叫“气阻”，这是管路系统的“常见病”，那么在管网系统的最高处和局部高处安装排气阀就是“常用药”。
    停止供水时，由于管道中的水流向低处流动，在高处管内形成真空，需要进气阀补气。但实际安装时不一定安装专用的进、排气阀，而在需要的位置装上“水龙头”代替，需要排气时拧开龙头排气，需进气时同样可以补充。
    73、什么是泄水阀、止回阀？
    泄水阀是安装在管网系统最低处，或某条管路的最低处的排水阀，它的作用有两个，一是排出管中沉淀的泥沙和杂物，二是冬季排空管中存水，防止水泵、闸阀、水表等冻裂，泄水阀是用普通的闸阀或球阀。
    止回阀又称逆止阀（图2-22），其作用是在事故或正常停机时，防止管中水倒流而引起水泵倒转，防止水锤及水击现象对水泵的危害，保护水泵机组的安全。另一个作用是防止在施肥和加药过程中水倒流而污染水源，其工作原理类似拍门。






图2-22  止回阀外形及结构
第12节  灌溉对水质的要求
    74、灌溉对水质有什么要求？
    良好的水质、土壤、空气是绿色农产品生产的基本环境条件，而水质又直接影响土壤的“卫生”，所以特别重要。如果劣质水长期进入农田，会恶化土壤性状，污染农田环境，导致农作物减产、变质，还通过食物链直接损害人类健康。
    对灌溉水质的要求是水中不存在过量的有毒物质，不给土壤和作物带来危害，为此国家制定了《农田灌溉用水水质标准》，详见附表。
    下面介绍主要的水质指标及意义。
    (1) 温度  一般农作物生长适宜的温度范围在16～30℃左右，所以规定灌溉温度不能高于35℃。
    (2) 悬浮物  如水中固定悬浮物总量大于100～150mg/L，会堵塞土壤气孔，影响植物从土壤获得氧的能力，抑制作物生长。若喷灌植物叶面，还会影响作物光合作用，对于喷滴灌这项指标特别重要，以防止喷头和滴头堵塞。
    (3) PH值  PH值的范围从1.7～14。PH=7时，水呈中性；PH值>7时，水呈碱性；PH值<7时，水呈酸性；一般农业生产PH 值的允许范围在5.5～8.5，过高过低对作物生长有影响。
    (4) 有机污染物  耗氧有机物进入水体后，消耗水中溶解氧，并且在缺氧条件下腐败发酵，恶化水质，破坏水体。另外水中有机物增多、导致细菌孳生，有传播病菌的可能性。如含碳有机物进入农田，会导致缺氧，造成作物减产。如含氮有机物进入农田，水中含氮量过多，会引起作物贪青倒伏，作物体内NO3氮的积累过多，人食用后会影响健康。
    (5) 大肠菌群  大肠菌群指标能表示水体受到人类排泄物污染的程度和水质使用的安全程度，国家灌溉水标准规定大肠菌群在每升水中的个数小于1万个。
    75、什么是雨水河道？
    目前河道污染比较普遍，但并不是每条河流都污染，可以根据当地条件，把某条河道与河网隔绝，拦截河网的污水流入，只拦蓄当地的降雨径流，水质较好，可用作喷滴灌水源，这种河就称为“雨水河道”。
    76、雨水作水源有什么好处？
    这里雨水还特别提倡利用大棚收集“天落水”，由于空气污染，尽管雨水中也有不少污染物，与50年以前相比，可谓“今非昔比”，但相对于河水，雨水还是一种比较优质的水。我从2001年开始收集大棚雨水作滴灌水源，当时还拟了句口号“给蔬菜喝天落水，让大家吃放心菜”，经过实践，农户总结了三条好处：
    (1) 杂质少，滴灌堵塞少；
    (2) 含氧量，高促进了作物根系生长；
    (3) 细菌少，可以少施农药。
    所以有大棚的地方，不能让雨水白白流掉，应尽量收集利用。
    77、从水库取水要注意什么？
    一句话，不要从水库底部取水。生活中酒坛底的“底脚酒”，油瓶底的“底脚油”，都劣质，让人厌恶。同理，水库底部的水也是“劣质水”，杂质多，污物多，含氧量低，温度低。所以从水库取水应采用虹吸管，从大坝上部翻进去，并且多设几根长短不一的进水管，高水位时用短管进水，中水位时开启中等长管进水，低水位时用最长的管子进水，取的都是水库的表层水，杂质少，含氧量高，温度高，这是提高水质最简单、最有效的方法。
    78、可以自来水作水源吗？
回答是不能容忍！自来水不是“自己来的”，而是经过加压、凝絮、沉淀、过滤、消毒等多道工序，又经过几千甚至几万米管道送到千家万户，其中投入了大量人力、物力，符合国家105个指标，供人们饮用的优质水。如把自来水用于灌溉，是大材小用，是巨大的浪费，所以不应该贪图方便，用自来水作为喷滴灌水源。

jmsthd

第二章  经济型喷滴灌设计
第1节  创新设计的理论基础
    14、什么是经济型喷滴灌？
经济型喷滴灌是根据创造学理念，技术经济学原理，采用优化设计方法，在每个环节，节约成本，使工程造价降低50%以上的一种设计方法。
余姚市从2000年开始研究经济型喷滴灌技术，并应用于竹笋、杨梅、红枫、葡萄、蔬菜、蜜梨等，还创新应用于猪、鸭、鸡、兔、鹅、羊等畜禽场降温和防疫。茅临生副省长2008年作出批示，并两次专程到余姚考察，对此作出高度评介：
“余姚走出了一条把先进的喷滴灌技术与浙江实际相结合的成功道路，这与当年把马克思主义与中国实际结合相类似”。
“经济型喷滴灌是转变我省农业增长方式的重要切入点”。
    15、创造学主要有哪些观点？
    我从1998年开始学习发明创新的理论和方法，其中有几点自觉融入工作思维：
    (1) 先进的往往是简单的，工程师的责任就是把技术简化以后还给人们，应用于社会。科学原理可以复杂，但技术方法一定要简单。
    (2) 发明创新的价值不在于是否复杂，而在于是否应用，及其应用的广度，并改变人们的生产方式和生活方式，“铅笔和飞机同样伟大”，看起来这么简单的拉链却是“二十世纪100项重要发明”之一。
(3) 把一个领域的技术应用到另一个领域也属于创新。
    16、技术经济学主要有哪些概念？
    (1) 技术经济学，就是学技术的人会算经济帐，边设计边进行成本分析，成本高了就改变设计思路，不是等设计以后让别人去“造价”。
    (2) 技术经济学，是在保证设计工程或设计产品功能的前提下，使材料成本和劳力成本最省。
    (3) 技术经济学的目标，在技术先进条件下的经济合理，在经济合理基础上的技术先进，使技术的先进性和经济的合理性有机结合。
    17、优化设计的内涵是什么？
优化设计摈弃传统的“安全设计”的思想。用于解决两类问题：一类是从大量方案中选出可行的最优者；另一类是为已确定的设计方案选定可行的最优参数。优化设计树立全新理念：“够安全”就好，“过度安全”是浪费！
18、为什么要推广经济型喷滴灌？
    浙江早在1975～1984年间推广过喷滴灌，但在以后基本停滞了，为什么这项先进技术的推广却步履艰难？
    (1) 余姚市的典型案例
    余姚市从本世纪初以来研究“低成本、低能耗”的喷滴灌技术，创新设计系统，使造价降到600～700元/亩，形成了经济型喷滴灌设计理论和方法，到2009年底已在本市推广应用6.8万亩，是此前25年总和的50倍，占宜建面积的22%。还创新把经济型微喷灌应用于猪、鸡、鸭、兔、鹅、羊等养殖场，造价7～10元/m2，总面积达23万m2，占全市规模化畜禽场的80%。
    喷滴灌是现代农业的基础设施，应由政府补助为主，但如果每亩要数千元造价，政府补不起，只能搞少量的“形象工程”，无法大面积推广。
    余姚经济型喷滴灌政府补助比例达到75%，但由于造价低，补助的绝对值仅400～500元/亩，政府补得起，近后几年将以每年2万亩的速度发展，所以只有“经济型”才能大面积推广。
    (2) 飞机票“经济舱”热销的启示
    波音737飞机上有118个经济舱座位，经常是满员的，而仅有的4个“公务舱”位却往往是空的。飞机的目的，一是快，二是安全，经济舱与公务舱这两基本功能完全相同，航空专家从世界航空史研究得出结论：飞机前舱、中舱和后舱，安全性完全相同，即人类空难史没有证明坐在前面比坐在后面更安全，因此95%以上的人选择坐“经济舱”。
    (3) 引进温室大棚的教训
上世纪八十年代，我国从荷兰、以色列引进了自动化的玻璃温室，这是“高科技”的结晶，每亩造价几十万元，但由于相配套的农艺跟不上，高投入却没能高产出，如把“折旧费”计入成本，还没有一处经济上赢利，只留下了又一个“冒目引进”的反面教材。
    (4) “山东保温大棚”的宝贵经验
    与之相反，由山东寿光县三元朱村党支部书记王乐义总结农民经验、创新设计的蔬菜保温大棚，尽管有点“土气”，但它同样达到了保温的目的，而造价非常经济，因而受到农民的欢迎，已经在北半个中国推广，这是又一个“只有经济型、才有生命力”的典型。
    19、经济型喷滴灌造价是多少？
    固定式经济型喷滴灌，过去10年中是500～600元/亩，目前材料费和人工费都有所提高，则为600～800元/亩。
    半固定式水带微喷灌，过去为400～500元/亩，今后提倡水带配双倍（水带使用寿命3年左右），则亩投资为600元/亩左右。
    移动式水带微喷灌，水泵加单带300元/亩，配双带450元/亩左右。
    20、经济型喷滴灌造价是如何降低的？
    经济型喷滴灌是在系统的每一部分精打细算，主要有以下“八化”：
灌溉单元小型化；管道直径精准化；管道材料PE化；干管河网化；泵站移动化；喷头塑料化；微喷水带化；滴灌薄壁化。
    21、经济型喷滴灌推广情况怎样？
    余姚市已建经济型喷滴灌6.8万亩，并计划到2011年底发展到11.5万亩。浙江省计划今后3～4年内推广喷滴灌100万亩。
就全国而言，水带微喷灌和薄壁滴灌发展很快，据不完全统计，水带微喷灌已在内蒙（胡罗卜）、黑龙江（黑木耳）、山东（蔬菜），广东（香蕉），云南（花卉）等地应用25万亩。浙江主要用于草莓、西瓜、蔬菜，面积约10万亩。
薄壁滴灌带已在新疆应用1000万亩以上，假如采用常规设计3000元/亩模式，到下个世纪也难以达到这个规模。
第2节  灌溉单元小型化
    22、什么叫灌溉单元
    灌溉单元就是一座泵站或一套水泵机组能承担的灌溉面积；对北方井灌区来说是一口水井可以灌溉的范围。
    23、为什么要轮灌？
    在一个灌溉单元内，如果所有面积同时灌水，就需要很大的水泵和相应大口径的管道，大功率的动力设备，然而利用率很低，造成很大浪费，这是不科学的。
    把一个灌溉单元分成多个小区（经济型喷滴灌分为10～20个）轮流灌溉，这样设备的投资仅为一次灌水的10 ~ 20分之一，设备利用率提高，所以轮灌是科学的，并且以一个灌溉周期内能轮灌一遍为合理。经济型喷滴灌基本上以10亩为轮流面积，只有当灌溉单元在50亩左右时，才以5亩为轮灌面积。
    24、为什么提倡灌溉单元小型化
    灌溉单元（亩）= 轮灌次数（次）× 轮灌面积（亩/次）。
由于受灌水延续时间的制约，轮灌次数以10～15次为宜，尽量不超过20次。灌水延续时间是指灌溉单元上灌一遍水需要的时间，一般为2～4天。为降低干管成本，轮灌面积以5～10亩为经济，由此得到出灌溉单元面积在50～150亩之间，尽量不大于200亩。相对于500亩、1000亩的灌区属于“小型化”，这样的灌溉单元规模符合大部分灌区的实际状况，南方河网灌区，取水方便，200亩以下配置一套水泵机组具备水源条件，北方井灌区本来一口井水的浇灌面积就是100亩左右，也是适宜的。只有在山区由于受水源条件的限制，会出现灌溉单元大于200亩、甚至大于500亩的情况，此时首先增加轮灌次数，延长灌水时间，其次才考虑加大轮灌面积。灌溉单元、轮灌面积分别为500亩、50亩和150亩、10亩两种设计造价对比参见表2-1、表2-2。
    表2-1                 喷灌常规设计造价表
序号        名  称        规  格        数  量        单位        单 价
(元)        复 价
(万元)        组价分类
(元/亩)
1        PE塑管        DN200        2500        m        85        21.25        947
                DN75        3000        m        15        4.5       
                DN63                m        11        15.4       
        附  件        管价41.15万元×15%        6.17       
2        钢  管        D25        1380        m        13        1.79        119
        金属喷头        20PY2        690        只        55        3.3       
        支  墩                690        个        5        0.35       
3        安装费        材料费55.26×25%                        13.31        266
4        水泵机组        ISW/160 250A        1        套                1.56        115
5        配电柜        55kw        1        套                2.0       
6        泵  房        4×5m        20        m2        800        1.6       
7        机电配件                                        0.6       
8        闸  阀        2.5″        50        只        280        1.4        28
9        直接费小计                73.7        1475
10        独立费小计        (设计3%、建管5%、预备5%)        9.59        191
合    计        83.32        1666
    说明:灌溉单元面积500亩,轮灌面积50亩。
表2                 经济型喷灌设计造价表
序号        名  称        规  格        数  量        单 位        单  价
(元)        复  价
(万元)        组价分类
(元/亩)
1        PE塑管        DN75        850        m        15        1.28        299
                DN50        2880        m        5.9        1.67       
                DN40        1150        m        4.6        0.53       
                DN32        1150        m        3.7        0.43       
        附  件        管介3.09万元×15%        0.58       
2        钢  管        D20        600        m        10        0.6        80
3        塑料喷头        PYS-15        300        个        15        0.45       
4        支  墩                300        个        5        0.15       
5        安装费        材料费5.68万元×25%        1.42        95
6        水泵机组        65BP-55        1        套        5000        0.5        35
7        进水栓        D65        1        个        100        0.01       
8        过滤网箱        0.8×0.8m        1        个        200        0.02       
9        直接费小计                7.63        509
10        独立费小计        (设计3%、建管5%、预备10%)        1.37        91
11        合  计        9.00        600
    说明：1、灌溉单元面积150亩，轮灌面积10亩；
          2、在分干管中部设进水栓，水进去就分向两边，故管径D75即可。
          3、本设计为沟渠代替干管，如田头没有沟渠，则需增加DN90干管750～1000米，
相应增加造价130～200元/亩，即造价为600～800元/亩。



第3节  降低管道成本
    25、为什么说“关键是降低管道成本”？
从表 2-1 和表 2-2 得出表 2-3：
    表2-3           经济型喷滴灌设计节本贡献率分析
序号        成 本 构 成        常规设计        经济型设计        节  约
成  本
(元/亩)        节  本
贡献率
(%)
                成  本
(元/亩)        比  例
(%)        成  本
(元)        比  例
(%)               
1        管道及附件        947        59        299        50        648        61
2        竖管、喷头        119        7.1        80        13        39        3.7
3        安装费        266        16        95        16        171        16
4        泵  站        115        6.9        35        6        80        7.5
5        闸  阀        28        1.7        —        —        28        2.6
6        直接费小计        1475        89        509        85        966        91
7        独立费小计        191        11        91        15        100        9
8        合  计        1666        100        600        100        1066        100
    从上表可以看出，管道及其附件、安装费三者合计节本贡献达77%，所以说降低管道成本是降低整个工程造价的关键所在，是节本潜力中的“西瓜”，当然经济型喷滴灌设计中“西瓜要摘，芝麻也要捡”，是在每个环节降低成本。
    26、怎样降低干管成本？
    从表 2-1 可见，干管成本占管道成本的52%，可见干管对造价的影响最大，而干管的直径处决于轮灌面积，参见表2 - 4。
表2-4                 轮灌面积与干管成本的关系
轮灌面积(亩)        5        10        20        30        40        50
流量(m3/h)        18        36        72        108        144        180
直径×壁厚(mm)        75×2.9        90×3.5        125×4.8        160×6.2        180×6.9        200×7.7
单价(元/m)        14        20        38        60        77        95
概化成本(元/亩)        100        150        300        450        580        710
注：干管材料为PE100级，工作压力0.6MPa，长度以7.5米/亩计。
    从上表看出，轮灌面积每扩大10亩，干管成本就增加130～150元/亩，即干管成本是由轮灌面积决定的，干管可节约的空间最大，因此我提出了“轮灌面积决定论”。
    27、什么叫“干管河网化”？
    南方河道多，而且农田标准化后一般田头都有排水沟或灌水渠，在田间布置固定管道时，往往有沿着河道、沟渠埋设干管道，这实在是很大的浪费。
经济型设计是以河道、沟渠代替干管道，而在河边或沟渠边设立进水栓，供移动水泵机组连接，把水送向分干管和支管，这样每亩可以节省5～10米干管，相应可节约150～300元。参见图 2-1、图 2-2。










图2-1  常规设计示意             图2-2  河道代替干管示意
1、固定泵站，2、干管，3、闸阀，4、分干管， 5、支管， 6、喷头，
7、河道或沟渠，8、道路，9、移动水泵机组，10、进水栓，11、进水管。
    28、管道材料用哪种好？
    (1) PE（聚乙烯）管最为理想
    外表特征：黑色，外壁镶有天蓝色带。
    突出优点：具有“韧性”和“柔性”，不易破损，适宜于复杂地形铺设，并可节省弯头、接头等管道附件，价格低廉，是近十几年中被人们所推崇的“新宠”。
(2) PVC（聚氯乙烯）管美中不足
外表特征：供水管为灰色，排水管为白色。
    主要特点：价格最低，但因有“硬性”和“脆性”的缺点，使用中容易破裂，接头较多，安装成本相对于PE管较高，已逐渐淡出喷滴灌和城乡供水等“上水”系统，仅在雨水排水系统中“一统天下”。
    (3) PP—R（聚丙烯）管不宜选用
    外观特征：白色，管外镶有红色线条，管壁很厚。
    主要特点：具有“耐热性”，使用温度可达120℃，可作于热水管道，是家庭自来水管道的首选。但因有“冷脆性”，却价格高，不宜用于喷滴灌系统中。
(4) 钢管尽量不用
一是价格高，为塑料管的2倍以上，二是容易锈蚀，影响水质却寿命短，故尽量不用，只有在无法埋入地下的局部地段用钢管。
    当然安装喷头的竖管因为需要较好的刚性应该用钢管，但如果存在金属容易被盗这个社会问题，竖管也不得不用塑料管。
    29、常规设计怎样计算干管直径？
管道材料选定后，管道直径是影响成本的主要因素。常规设计中，选择管径公式为：
D  =  13     （Q ≤120m3/h）　　　       　 (2—1)
D  =  11.5    （Q>  120m3/h）　　　　        (2—2)
式中：D为管道流量。这对公式有两点不足，一是没有考虑管道长度的因素，二是没考虑不同管径对流速的制约。例管径15～160mm之间有13种管径，但只有一种流速，即2.1m/s（从式 2-1中得出），管径大于160mm还有近10种管径，也只有一种流速，即2.6m/s（从式 2—2得出），显然不合理。
水流过管道时产生的机械损失称为水头损失，选择管径的本质是控制合理的水头损失。我从力学上“许用应力”概念引伸出“允许水头损失”新概念，用允许水头损失反推管径，可达到“精准”的程度，做到不浪费，实现经济管径、经济流速、经济造价。
30、允许水头损失如何求得？
    常规设计中喷滴灌系统总水头的计算公式（经简化）为：
                     H  =  hp  +  Z  + Σhf                       （2-3）
    式中：H——系统总水头，即水泵总扬程（米、m）
          hp——喷头工作压力 (米、m)
          Z——从水源水面到喷（滴）头的高差（米、m）
          Σhf——管道水头损失总和（米、m）
    这个公式的设计思路是水泵选择在最后，处于被动地位，这样容易造成管径选择不合理或者水泵扬程浪费。我采用逆向思维：先确定水泵总扬程，因为我国已有了喷灌专用水泵，平原地区为55米，山区则为55米加上山地的高度。
    式2-3变形即得出干管允许水头损失hg允：
               hg允 =  hp —  Z — hz                    （2-4）
    式中：hg允——干管允许水头损失；包括沿程损失和局部损失；
          hz  ——为支管预留的水头损失，也包括沿程、局部两方面。
    例如：当水泵总扬程H = 55米，喷头工作压力hp = 30米，喷头与水面高差Z=5米，预留支管水头损失hz = 5米时，干管允许水头损失hg允= 15米。
    31、怎样根据允许水头损失计算管径？
    常规设计中管道沿程水头损失公式为：
                 hf  =  f                             （2-5）
    现在我们需要求的是管径d，则把公式(2-5)变形为：
                 d  =  b                                        （2-6）
    式中：d——管径(mm)
          b——塑管径指数4.77
          f——塑管摩阻系数0.948×105
          Q——管中流量 (m3/h)
          m——塑管流量指数1.77
    则式（2-6）变为：
                d  =  4.77                      （2-7）
    式中包括管长L、流量Q、允许水头损失hg允三个要素，由此算出的管径非常精确，避免了管道材料和水泵设备的浪费。
对此，在初学设计时应学会计算，但大量设计时可以从表中查取，参见表2 - 5。




表2-5                 塑料管水头损失表
外径(mm)        水流速 V = m/s        用途
        1.0        1.5        2.0        2.5        3.0       
        m3/h        100i        m3/h        100i        m3/h        100i        m3/h        100i        m3/h        100i       
20        0.72        10.9        1.1        22        14        36.8        1.8        55                        毛管
25        1.1        8.3        1.5        17.2        2.3        28        2.8        42                       
32        2.0        5.8        3.0        11.7        4.0        19.7        5.2        29.7        6.2        40.6        支管
40        3.3        4.3        5.0        8.9        6.8        16        8.3        22        10        31.6       
50        5.2        3.3        7.8        6.7        10        11.1        12        16.7        16        23.3       
63        8.6        2.4        13        5.0        17        8.2        21        12.2        26        16.9       
75        13        1.9        19        3.9        26        6.4        32        9.5        38        13.2        干管
90        19        1.5        28        3.1        37        5.1        46        7.6        56        10.5       
110        28        1.2        41        2.4        56        4.0        69        5.9        83        8.2       
干管长        800～1500m        500～800m        <500m        用于自压喷滴灌       
注：1、塑料管的直径均指外径，不同壁厚外径不变，而内径变化，以便于与管道附件联接。
2、m3/h，即每小时流量，100i为百米管长水力损失。
    从表中可见，当干管长度在500米以内，百米管长水力损失应在5米左右，相应流速为2.0～1.5米/秒是经济的。当干管长度在500～800米时，百米管损在3米左右，流速在1.5～1.0米/秒是合理的；只有当干管长度在800～1500米时，百米管损应在1.5米左右，流速在1.0米上下是节省成本的。
    在山区对高水头的自压灌溉，则要采取缩小管径，加快流速，有意增大管道水力损失，以抵消过高的水头。
32、支管直径如何计算？
根据喷灌设计规范，同支管上两个喷头间的压力差不能大于设计压力的20%，设计喷头工作压力20～30米，即为4～6米，取中值为5米。这就是支管的“允许水头损失”。设计支管应采用“变径设计”，因支管流量是逐渐减小的，同口径到底就不合理。人是大自然的“精灵”，经长期的进化，人体这架最精密的“机器”，5只手指中有4只是3节，一只2节，都逐节变细，这是经典的“变径设计”！但变径太多，安装又太复杂，一般不多于3种。以典型支管为例，参见图2-3、表2-6。

图2-3  支管变径设计示意

表2-6                   支管逐段水头损失
各段流量 (m3/h)        1        2        3        4        5        hz合计(米)        成  　本
        9.0        7.2        5.4        3.6        1.8                元        元/亩        节省(元/亩)
同  径        DN63       
水头损失(米)        0.48        0.32        0.2        0.1        0.03        1.13        1146        382       
变  径(1)        DN63        DN50        DN32                               
水头损失(米)        0.48        1.1        0.63        0.31        0.81        2.3        736        245        137
变  径（2）        ND50        ND40                               
水头损失（米）        0.85        1.04        0.64        0.93        0.27        4.1        530        177        205
由表可见，采用变径设计，水头损失在允许范围之内，但支管成本分别节约137元/亩、205元/亩。
    33、管道附件怎样解决？
附件与管道同时应用，但不在同一家厂生产，正如手表和表带同时使用，但各有厂家。管道附件有专业的生产厂家，其中有镶金属螺纹的，经济型喷滴灌均用全塑料的，价格低，却符合使用要求。PE管附件价格见表2-7，初搞设计时需要逐个附件计算，从中得出附件占管材价格的比例，以后搞预算时就不必每个附件计算。我得出的比例是12%，考虑到管件会有遗失损耗，搞预算时按管材价格的15%估算。
34、管壁厚对成本影响有多大？
与金属材料产品一样，塑料管道也是按重量计价的，而管道重量与压力等级成正比，在设计中如压力超过实际需要就造成浪费。一张塑料布埋在地下10年不烂，塑料饭盒的降解问题还是个令人头疼的问题。PE管道的预期工作寿命是50年，没有必要通过加厚“增加安全性”，超过实际需要的“安全”是不科学的。表2-8说明了管壁厚与价格的关系，从表中可见1.25MPa与0.6MPa相比壁厚增加1.93倍，价格提高1.86倍。
表2-7                  承插式（PE）管件价格表
名
称        规格
(mm)        单价
(元)        名
称        规格
(mm)        单价
(元)        名
称        规格
(mm)        单价
(元)        名称        规格
(mm)        单价
(元)
90°弯头        20        0.4        管

套        20        0.22        异
径
管
套        25×20        0.29        异
径
三
通        25×20        0.66
        25        0.67                25        0.36                32×20        0.48                32×20        1.13
        32        0.95                32        0.6                32×25        0.49                32×25        1.22
        40        1.5                40        0.87                40×20        0.7                40×20        1.31
        50        2.79                50        1.29                40×25        0.78                40×25        1.46
        63        4.73                63        2.3                40×32        0.88                40×32        1.76
        75        7.43                75        3.81                50×20        1.00                50×20        2.06
        90        13.5                90        6.0                50×25        1.03                50×25        2.19
        110        17.97                110        10.37                50×32        1.09                50×32        2.39
正
三
通        20        0.44        管


帽        20        0.23                50×40        1.24                50×40        2.79
        25        0.74                25        0.32                63×20        1.01                63×20        3.56
        32        1.23                32        0.39                63×25        1.75                63×25        3.61
        40        2.1                40        0.63                63×32        1.86                63×32        3.99
        50        3.23                50        1.17                63×40        1.93                63×40        4.4
        63        5.96                63        2.3                63×50        1.96                63×50        5.1
        75        8.89                75        3.52                75×50        4.13                75×32        7.49
        90        13.87                90        8.6                75×63        4.22                75×40        7.6
        110        24.6                110        10.94                90×40        6.25                75×50        7.74
45°
弯
头        20        0.34                                        90×50        6.57                75×63        9.12
        25        0.52                                        90×63        6.65                90×50        13.68
        32        0.82                                        90×75        6.67                90×63        13.87
        40        1.51                                        110×50        9.35                90×75        14.47
        50        2.78                                        110×63        9.56                110×40        21.85
        63        4.73                                        110×75        9.58                110×50        22.06
        75        6.94                                        110×90        9.63                110×63        22.23
        90        12.92                                                                       
        110        17.29                                                                       
注：本表由宁波市繁华塑胶批发部提供。鄞州区下应北路218号，咨询电话13805886284。

    表2-8              PE管道壁厚与价格的关系
压力        管径
(mm)        40        50        63        75        90        110        平均        比值
0.6MPa        壁厚
(mm)        2.0        2.0        3.0        3.6        4.3        5.3        3.37        1
        重量(kg/m)        0.25        0.32        0.57        0.82        1.2        1.8        0.83        1
        价格
(元/m)        5.0        6.4        11.4        16.4        24        36        16.5        1
0.8MPa        壁厚
(mm)        2.3        2.8        3.6        4.3        5.1        6.3        4.1        1.22
        重量
(kg/m)        0.28        0.42        0.7        1.0        1.5        2.2        1.02        1.22
        价格
(元/m)        5.6        0.84        14        20        30        44        20        1.23
1.25MPa        壁厚
(mm)        3.7        4.6        5.8        6.8        8.2        10.0        6.52        1.93
        重量
(kg/m)        0.43        0.67        1.1        1.5        2.2        3.2        1.52        1.82
        价格
(元/m)        8.6        13.4        22        30        44        66        30.67        1.86
注：材料为80级，价格均以20元/kg计。
    下面把1亩喷灌采用两种压力等级管道对工程造价的影响作对比计算，参见表2—9，结果造价竟相差417元。平原灌区喷灌系统的扬程是55米，采用0.6MPa（60米）的管子足够了，如采用更高耐压的管子就是浪费。特别要强调的是喷滴灌系统中干管的年工作时间一般为150～300小时，支管更短，仅15～30小时，把超过实际需要的管道材料埋在地下是很大的浪费，不符合科学发展观，当然也就不符合“低碳”的新理念。
表2-9                 管道壁厚对造价影响
管 径
(mm)        数 量
(米)        0.6MPa        12.5MPa        差  值
(元)
                壁 厚
(mm)        单 价
(元)        金  额
(元)        壁 厚
(mm)        单  价
(元)        金  额
(元)       
75        7        3.6        16.4        114.8        6.8        30        210        95.2
63        9.1        3.0        11.4        103.7        5.8        22        200.2        96.5
50        18.3        2.0        6.4        117        4.6        13.4        245.2        128.2
32        6.1        2.0        4.0        24.4        3.7        5.6        34.2        9.8
小  计        40        2.7        9.6        360        5.2        17.8        690        330
管道附件=管材×15%        54                103        49
间接费=材料费10%        41                79        38
合  计        455                872        417
注：本表为1亩地的管材对比。

第4节  移动机组代替泵站
    35、为什么要“泵站移动化”
    首先，建造简易的泵房(10～20m2)需要1～2万元资金，分摊到每亩是100～200元，同时还占用耕地20～40m2。且水泵设备年运行时间短，长期闲置不用，往往成为小偷作案的目标。
    我国已有喷灌专用泵移动机组，6马力的用手抬，12马力的装在胶轮车上用手拉。在需要安装水泵的地方，装上进水栓，灌水时接上移动机组，用完后放到仓库或者家里，既方便，又安全。
    有人担心，“那劳力成本提高了”，实际上大田喷灌一般每年只用2～4次，用于蔬菜也不过10次以内，实践证明，农民是接受的、欢迎的。如把所有设备都搞成固定的，甚至是自动化的，表面上看节省劳力了，但那种亩造价几千元投资的工程政府补不起，农民筹不起，根本推广不了，搞不起喷灌，那劳力成本才真正地高。
    “机组移动”，设备利用率高，这才是“经济”。即使在发达国家，田间固定的设备也不多，是以移动为主的。
    36、喷滴灌水泵怎样选择？
    水泵选择主要是扬程和流量两个参数。
    扬程——又叫总扬程，是水泵能够提水的高度，包括净扬程（进水池水位与喷头间的高差）和管路水头损失两部分，符号H，单位米(m)。
    流量——水泵在1秒钟内或1个小时内能提上的水量，代号Q，单位为升/秒（L/s）或米3/时 (m3/h)。
    根据扬程由低到高可选择不同泵型。
    (1) 扬程较低，用普通离心泵
    水带微喷扬程最低，带子工作压力一般在10米以下，最高的20米，加上管路损失，水泵扬程仅为15米～25米。普通的微喷灌或滴灌工作压力在20米左右，水泵扬程选25～40米。选用ISW型普通离心泵，水泵口径为50或65，即流量为18m3/h或36m3/h左右。
    小家庭经营规模(3 ~ 10亩)，采用“一泵一带”模式的，可选用口径25 ~ 40mm水泵，扬程15米左右，流量4～10m3/h，功率1.1～2.2kw，尽量用电机水泵，只有在没有电力线路时才用汽油机水泵。
    (2) 扬程适中，用喷灌专用泵
    大田喷灌，灌溉单元在50亩左右的，水泵扬程选45米；灌溉单元在150亩左右的，水泵扬程选55米，都有成熟的喷灌泵机组。50BP-45型：口径50，扬程45米，流量20m3/h，动力6马力或4.5kw。65BP-55型：口径65，扬程55米，流量36 ~40m3/h，动力12马力或11kw。
    (3) 扬程较高，选多级水泵
    山区喷灌，扬程计算可也简单，即平原扬程 + 山地相对高度，如山高50米左右，水泵扬程就得100米左右。普通离心泵用于高扬程时效率很低，不宜采用，当扬程大于55米时，就可选用多级泵，它由多级叶轮串联，扬程可以达到200米以上，而效率还是单级叶轮的效率，不会降低。
    当然，当扬程90米时，一度电只能提2m3水，扬程达到180米时，一度电只能提1 m3水，搞喷滴灌是否合算需作经济分析，我的实践目前最高扬程104米。
    37、喷灌专用泵有那些优点？
    喷灌泵是我国在上世纪70年代研制的专用水泵，经多次改进，已生产出第四代产品，性能参数见表2 – 10，外形见图2-4。
    喷灌泵的优点是：扬程正好符合平原喷灌需要，且体积小，效率高，并具有自吸功能，启动时不必加“引水”。特别推荐其中的65SZB—55型泵(带*号)，采用手动自吸，体积很小，效率最高(68.5%)，流量特别大（40m3/h）。喷灌泵的局限性是：目前最高扬程是75米，在山区应用当山地高度大于30米时扬程不够。
表2-10                  常用喷灌泵性能参数
型号        流量
(m3/h)        扬程
(m)        配套功率        效率
(%)        机组价
(元)        适   用
                        (kw)        (马力)                       
50BPZ3Z-28        12.5        28        2.2        3        48        1560        微喷水带
50BPZ4Z-35        15        35        3        4        59        1885        微喷、滴灌
50BPZ6Z-45        20        45        5.5        6        60        2470        75亩左右喷灌
65BPZ-55        36        55        11        12        64        4200        150亩左右喷灌
*65SZB-55        40        55        11        12        68.5        4200        150亩左右喷灌
80SZB-75        40        75        15        18        62        5400        <30米山区喷灌
注：1.性能参数及参考价为2009年10月浙江萧山水泵总厂提供，机组包括水泵、动力机、
机架、进水管，咨询电话13506716911。
        2.型号说明：50——进出水管口径，BP——喷滴专用泵，Z——直联式，3——3马力，
Z——自吸式，28——扬程，S——手压自吸。















图2-4  喷灌泵机组
    38、普通离心泵有哪些优缺点？
    IS型泵是最常见的高扬程水泵，ISW型是它的“最新版”，一般县城都能买到。
    优点：结构简单，体积小，扬程高。
    缺点：随着扬程提高，水泵效率下降很快。
    适用：提倡在扬程较低（< 45米）的微喷灌和滴灌系统中选用。常用的代表性产品ISW65型泵性能参数见表2-11，外形见图2-5。
    表2-11                 ISW型泵性能参数表
型  号        流  量
(m3/h)        扬  程
(m)        功  率
(kw)        效  率
(%)        参考价
(元)        重  量
(kg)
ISW65-125        25.0        20        3.0        68        1500        60
ISW65-125A        22.3        15        2.2        66        1110        51
ISW65-160        25.0        32        4.0        63        1800        77
ISW65-160A        23.4        28        4.0        62        1500        77
ISW65-200        25.0        50        7.5        58        2570        110
ISW65-200A        23.5        44        7.5        57        2450        109
ISW65-250        25.0        80        15.0        50        4850        185
ISW65-250A        23.5        70        11.0        52        4500        173
ISW65-315        25.0        125        30.0        40        8000        325
ISW65-315A        23.5        113        22.0        40        6240        258
注：1.参考价为2008年底市场价，大致25元/kg左右。
2.型号意义为：ISW—卧式离心泵，65—进出口直径，125—叶轮直径，A—叶轮经切削。
3.每种型号当扬程在±10%范围变化时，流量相应在±25%范围内变化。















图2-5  ISW型水泵

    39、多级泵有什么特点？
    当山区扬程超过55米时，用喷灌泵扬程不够，用普通离心泵效率太低，此时就应选用多级离心泵，是在同一根泵轴上装有几级(只)甚至十几级叶轮。
    优点：扬程高，且随着级数增加，扬程提高，效率始终不会降低。
    缺点：结构复杂，价格较高，卧式泵体积很大，新颖的立式多级泵占地面积减少2/3，消除了这一缺点。表2-12是口径65的立式（FL型）泵性能参数表，外形见图 2-6。
    表2-12                    FL型多级泵性能参数
型  号        流  量
(m3/h)        扬  程
(m)        功  率
(kw)        重   量
(kg)        参考价
(元)
65FL36-12×3        36        36        5.5        153        7214
65FL36-12×4        36        48        7.5        182        8380
65FL36-12×5        36        60        11        198        10383
65FL36-12×6        36        72        11        214        11169
65FL36-12×7        36        84        15        263        12464
65FL36-12×8        36        96        15        273        12954
65FL36-12×9        36        108        18.5        286        13986
65FL36-12×10        36        120        22        303        14700
注：1.参考价为2008年市场价大致为47～52元/kg（同上表），由上海熊猫机械有限公司宁波办事处提供，咨询电话13967815949。
    2.型号意义：65—进出水管口径，FL—立式多级泵，36—扬程；12×3——每级叶轮扬程×叶轮级数。
3.每种规格效率均为68%，当扬程在±10%范围内变化时，流量相应在 25%范围内变化，效益相应降低。



图2-6  FL型多级泵
第5节  塑料喷头代替金属喷头
    40、喷头怎么选择？
    选择喷头主要考虑压力、流量、射程三个参数。
    (1) 工作压力　(P)
喷头工作压力是指从喷头进口下20cm处的竖管上测取的静水压力，通常用符号P表示，单位为kPa或m。按工作压力大小可分为低压喷头，中压喷头，高压喷头，适用范围见表2-13。
表2-13                    喷头按压力划分
类    别        压  力        射  程
(m)        流  量
(m3/h)        特点及应用范围
        (kPa)        (m)                       
低压喷头        <200        <20        6～15.5        <2.5        射程近，水滴小，耗能少。用于苗圃、温室、山区自压喷灌。
中压喷头        200～500        20～50        15.5～42        2.5～32        射程、水滴适中。
用于大田作物、果园、菜地。
高压喷头        >500        >50        >42        >32        射程大，喷洒范围大，但水滴大，耗能多。用于大田或山林作物。
    经济型喷灌都用中、低压喷头，只有在山区自压水头大于50米的地方才用高压喷头。
    (2) 喷头流量　(Q)
    喷头流量即喷水量，指1个小时内或1秒钟内喷出水的体积，单位为m3/h或L/s。喷头流量与其工作压力成正比。经济型喷灌流量一般在1.5～5.0m3/h之间。
    (3) 喷头射程　(R)
喷头射程是指在无风情况下，喷洒湿润圆的半径，单位为m。在流量相同的条件下，射程越大，喷头的布置间距可以适当加大，从而降低成本。大田经济型喷滴的射程为15米和22米，布置间距最大分别为18米和26.4米。
    41、常用的塑料喷头有哪几种？
    常用塑料喷头主要有PYS15型、PYS20型。
    (1) 5035 型塑料喷头
    俗称6分塑料喷头，属于PYS15型系列，型号意义为：PY—摇臂喷头，S—塑料，15—进水口径15mm。5035是生产厂家产品代号，这种喷头设计从以色列引进,性能比较完美，特别是喷洒均匀性好，价格又很低，是我选用的“主导产品”，性能参数见表2-14，外形见图2-7。
   表2-14              5035 型塑料喷头主要参数
接口尺寸        喷嘴直径
(mm)        压 力        流 量
(m3/h)        射 程
(m)        喷嘴颜色
                (kPa)        (m)                       
3/4″
(20mm)        4×2.5        200        20        1.12        12.0        黑色
                300        30        1.41        14.0       
                400        40        1.62        14.5       
        5×2.5        200        20        1.62        13.0        标准型
                300        30        1.95        15.0       
                400        40        2.25        16.5       
        6×2.5        300        30        2.65        16.5        红色
                400        40        3.10        17.5       
                500        50        3.45        18.5       
        7×2.5        300        30        3.40        17.0        绿色
                400        40        3.90        17.5       
                500        50        4.35        18.0       
    注：1.出厂价15元/个，仅同规格金属喷头的四分之一。
        2.本表由余姚广绿喷灌设备公司提供，咨询电话13805804982。














图2-7  5035型塑料喷头                图2-8  PYS20型塑料喷头
    (2) PYS20  型塑料喷头
型号意义同上，俗称1寸塑料喷头，流量、射程都比PYS15型大，雨点也大，适用于大田高杆作物。主要性能参数见表2-15，外形见图2-8。
    表2-15                PYS20 型塑料喷头主要参数
接口尺寸        喷嘴直径
(mm)        压 力        流 量
(m3/h)        射 程
(m)
                (kPa)        (m)               
1″
(25mm)        6.5×3.0        250        25        2.88        17.5
                300        30        3.16        18.5
                350        35        3.41        19.0
                400        40        3.65        19.5
                450        45        3.87        20.0
        7.0×4.0        250        25        3.66        18
                300        30        4.01        19
                350        35        4.33        19.5
                400        40        4.63        20.5
                450        45        4.91        21.0
        7.5×3.5        250        25        3.86        18.5
                300        30        4.22        19.5
                350        35        4.56        20.0
                400        40        4.88        21.0
                450        45        5.18        21.5
        8.0×3.5        250        25        4.29        19.0
                300        30        4.70        20.0
                350        35        5.08        21.0
                400        40        5.43        22.0
                450        45        5.76        22.5
    注：参考价格为20元/个。以上参数由金华雨润喷灌设备公司提供，咨询电话13065900800。


    42、常用的金属喷头有哪几种？
常用的金属喷头主要为20PY2 型和30PY2 型。
(1) 20PY2型金属喷头
因接头尺寸为1英寸，俗称1寸喷头，是大田喷灌中的常用喷头。型号意义为：20—进口尺寸(mm)，PY—摇臂喷头，2—2型设计。部分性能参数见表2-16，外形见图2-9。
    表2-14                    20PY2 型金属喷头
接口尺寸        喷嘴直径
(mm)        压 力        流 量
(m3/h)        射 程
(m)
                (kPa)        (m)               
1″(25mm)        8.0×4.0        250        25        4.5        18.0
                300        30        4.9        19.0
                350        35        5.3        20.0
                400        40        5.7        21.0
        8.5×4.0        250        25        5.0        19.5
                300        30        5.4        20.5
                350        35        5.8        21.5
                400        40        6.3        22.5
        9.0×4.0        300        30        6.0        21.0
                350        35        7.0        21.5
                400        40        6.9        22.0
                450        45        7.3        22.5
注：余姚广绿喷灌设备公司生产，产品代号9718，参考价格60元/个，咨询电话13805804982。











图2-9  20PY2型金属喷头  
    (2) 30PY2  型金属喷头
接头尺寸为1.5英寸(40mm)，俗称寸半喷头。进水口径30mm，工作压力高，流量大(6.0～13m3/h)，射程远(24～30m)，适用于山区高水头自压喷灌，因雨点打击力大，只能用于不怕打击的毛竹之类等作物。部分性能参数见表2-17。
表2-17               30PY2  型金属喷头部分性能参数
接口尺寸        喷嘴直径
(mm)        压 力        流 量
(m3/h)        射 程
(m)
                (kPa)        (m)               
1 ″
(40mm)        10.0×5.0        300        30        7.7        22
                400        40        8.9        24
                500        50        10.0        25
        11.0×5.0        300        30        9.0        23
                400        40        10.4        25.5
                500        50        11.6        27.5
        12.0×5.0        300        30        10.4        24
                400        40        12.0        26.5
                500        50        13.5        28.5
注：以上参数由金华市雨润喷灌公司提供，参考价210元/个，咨询电话13065900800。
    43、塑料喷头的寿命长吗？
    决定喷头寿命的是摇臂断裂、弹簧断裂、另件磨损三方面。弹簧都是同种钢材加工的，不用比较；摇臂由于现在工程塑料性能的完善，我使用了5年，还没有发生过；唯有磨损性目前还是金属比塑料好。但塑料喷头的价格仅是金属的1/3～1/4，而寿命还没有悬殊的差别，加上金属喷头是小偷的觊觎之物，有时“寿命”仅有1～2天，所以尽量不用金属喷头。
     塑料喷头，符合国家“以塑料代钢”的产品导向，且具有价格低廉、避免盗窃安装方便等优点，所以提倡尽量应用。只有在射程、流量不能满足要求时，才考虑用金属喷头。


第6节  喷水带代替微喷头
    44、微喷水带有什么特点？
    微喷水带又称薄壁多孔管。是在可压成平带的薄壁塑料管上加工直径一般在1mm以下的小孔，当管中充满水时，水就从这些小孔中喷出，对周边作物灌溉。
    水带微灌与其他微灌技术相比，具有以下优点。
    (1) 投资较低  水带微灌每亩200～400元，对水源和过滤设备要求较低，是各种微灌设备中投资最低的一种。
    (2) 抗堵塞性好  水带是直接在很薄的塑料管壁上加工出水小孔，流道短，不易附着杂质，发生小孔堵塞也可以冲水排除，是微灌设备中抗堵塞性能最好的一种，只需把水泵进水管放入过滤网箱就能正常工作工作。
    (3) 工作压力低  采用滴头或微喷头的微灌系统工作压力为100～200kPa（10～20米）。水带的工作压力为10～100kPa（1～10米），且流量大、灌水时间短，因此耗能少、运行费用低。
    (4) 安装方便  由于工作压力低，对水质的要求较低，从数亩到数几百亩都可以用，且亩面积的投资基本相同，适应我国农村家庭承包的现状，十分经济。同时，可以压成平带盘成卷，体积小、重量轻，运输、安装、使用及收藏都方便。
    (5) 滴灌与微喷灌转换  将水带置于地膜与地表之间，小孔出流射到地膜后，经地膜反射可形成滴灌效果，如果去掉地膜，适当增加供水压力，小孔出流直射空中，就可以达到类似细雨的微喷灌效果，这样实现了滴灌与微喷灌的转换。
(6) 方便农机作业  水带在田间可以移动，用完后可“刀枪入库”，没有固定的设备留在地里，不影响农机工作，这点是农民特别欢喜的。
水带微喷灌以其廉价、灵活、抗堵塞三大突出优点，可能是蔬菜喷灌今后发展的方向，余姚市小曹娥镇计划今年发展1万亩。
水带的主要缺点：由于工作压力低，且无压或负压时带子即扁，从低处向高处输水时，灌水均匀度不够，不能在坡度较大的地面使用。
    45、常用水带有哪几种？
    微喷水带的规格习惯上以扁径（压扁时的宽度(N)）标称，常用规格有N45、N65、N80三种，其孔的直径和孔数可根据需要定制。孔径大，水柱射得远，喷洒湿带宽，喷水量也大，但带子铺设长度就要短。孔径过小，又容易堵塞，我们实践孔径以0.7～0.8mm为宜。孔数以每米20孔为宜。带子的扁径宽，即直径大，只影响水带单方向的铺设长度。
    我们实践结果是：当水压5米时、N45带正常工作长度为50米；水压为15米时，N65带正常工作长度为150米；水压为30米时，N80带正常工作长度可达200米。常见微喷水带性能见表2-18
    表2-18                    微喷水带性能表
规 格 型 号        内 径
(mm)        壁 厚
(mm)        压 力
(m)        喷洒宽度
(m)        单带长
(m)        参考价
(元/m)
微滴带        N45异二孔        28.6        0.19        3～5        1.5～2.0        <50        0.28
微喷带        N60斜五孔        38.2        0.20                2.5～3        <70        0.45
        N70斜五孔        44.6        0.20                3        <80        0.55
        N65斜五孔        41.4        0.35        5～8        4～5        <120        1.20
加厚微喷带        N80斜七孔        50.9        0.40        8～10        8        <160        1.50
    注：以上参数由浙江天台县农宝植物塑料滴管厂提供，咨询电话13326050019。
    46、水带有哪几种使用方式？
    微喷水带有半固定、移动、一带一泵三种布置形式。
    (1) 半固定式
    不设干管，支管用PE管硬，埋入地下，固定在田头，支管中部设进水栓，接移动水泵机组进水。支管每隔2～5米设一个供水三通，球阀和接口（露出地面），供联接微喷水带，水带上面盖上地膜，作滴灌用，去掉地膜就是微喷灌，水带可以移动，过了灌溉季节就收藏起来。这种形式适合于大户规模经营，如大棚葡萄、大田蔬菜，亩造价450元左右。
    (2) 移动式
总管也用薄壁水带，只是没有孔，放在田头地面（可移动）一端或中部与水泵联接进水。每隔2～4米设一套塑料三通、球阀和接口，联接微喷水带，每根水带可以单独控制。过了灌溉季节全部收藏入库，这种形式亩成本仅200元，适用于，如面积10亩左右的农户西瓜大户（一年换一个地方）。图2-10为水带移动式布置。










图2-10  微喷水带移动式布置
    (3) “一带一泵”式
    即把N65或N80水带铺设在田间，带长100～200米，田头不设总管，而用一只可移动的小水泵（口径40mm，流量10～12m3/h、功力1.1～2.2kw）直接联接水带供水。用完后回家收藏，其实也是一种移动式，适宜于3～5亩小家庭经营模式。
    47、水带的使用寿命有几年？
几年前，厂家介绍说，这种带只能用一年，我做试验把其放在露天晒了一年，真是如纸那样脆。但在实际使用中往往放在大棚内，或置于地膜下，或用完后收起来，使用寿命一般3年左右，最长的一个西瓜大户用了5年。加之在设计时要求厂家把带子加厚，只要小心使用，及时收藏，寿命可达到3年以上。
第7节  微喷灌用于温室和畜禽场
    48、微喷灌与喷灌有什么区别？
    微喷灌是在喷灌和滴灌的基础上逐步形成的一种新的高效节水灌溉技术，集喷灌、滴灌两者之长，避二者之短。
    微喷灌是较小压力、较小流量、微小水滴的喷灌，形象地说是“下毛毛雨”。一个微喷头喷洒面积仅几个m2，可以根据作物的位置进行局部湿润，所以比喷灌更省水。除为作物灌水外，还可以加湿、降温，调节田节小气候。余姚把微喷灌用于畜禽场室外降温和室内降温、消毒，开创了微喷灌应用的新领域，而且经济效益比种植业更高，每年12 ～36元/m2，安装成本仅为7～10元/m2，令养殖户瞩目，2009年就发展16.3万m2，合计23万m2，占规模化畜禽场的80%。
49、微喷灌有哪些优缺点？
微喷灌的优点很多。
    (1) 节水效果更好  微喷灌可以有选择地对局部作物根系集中的地方喷洒灌水，减少了土壤无效耗水，因而节水效果比喷灌更好。
    (2) 灌水质量高  微喷灌喷水如牛毛细雨，有利于作物根系发育，且不会引起土壤板结，还能改善田间小气侯，使株间湿度提高20%，温度降低3～5℃，消除作物“午睡”现象，促进作物正常生长；同时微喷灌水滴小，无打击力，不会损伤作物嫩叶幼芽。
    (3) 适应性强  微喷灌由于水量微小，不会在黏性土壤中产生径流，也不会在沙性土壤中产生渗漏，这是对土质的适应性强。同时既可用于平原，也可用于丘陵坡地，这是对地形的适应性强。
    (4) 防堵性能好  微喷头的出水孔径和出水流速大于滴头，所以相比滴灌堵塞的可能性大大减少。同时也降低了对水质过滤的要求，相对降低了过滤设备成本。
    (5) 应用范围广  微喷灌系统可以进行水肥同灌，叶面和地面共施，提高了施肥喷药的效率，节省了肥药用量。
    微喷灌的缺点有三方面：一是密度较高的设施布置在田间，在大田作物安装受到一定限制。二是对水源水质要求比喷灌高。三是田间湿度过高、有可能诱发某些作物病害。
    50、微喷头有哪些类型？
    微喷头品种较多，按水压分可分为高压(>300kPa、30米)和低压(<300kPa、30米)两种。目前常用的作物为低压，畜禽场则要用高压。按结构又可分为离心式、折射式、旋转式三种类型。
    经济型喷灌中用的主要是离心式，用于养殖场喷水降温和喷药防疫，还用于苗圃增加湿度。
    (1) 离心式微喷头
    离心式微喷头又称为涡流式雾化喷头。其结构和原理与农药喷雾器喷头相似。离心式喷头射程小，水滴尺寸小，雾化程度好，常用于温室和畜禽舍内雾化加湿和降温。常用的离心式喷头为四出口外形见图2-11(a)。
（a）离心式喷头（4个喷嘴）  (b)“折射式”微喷头         (c)射流旋转式微喷头
1.进水口,2离心室,3.喷嘴    1.喷嘴,2.折射锥,3.支架     1.旋转折射臂,2.支架,3.喷嘴
图2-11  常见微喷头

离心式微喷头性能见表2-19。
    表2-19                离心式四出口微喷头性能表
货  号        喷嘴直径及颜色        压  力        流  量
(L/h)        射  程
(m)        参考价
(元/套)
                (kPa)        (m)                       
1301        0.8
黑色        220
250
280        22
25
28        33.5
36.0
37.5        1.2
1.5
1.8        5.7
1302        0.6颜色
灰色        220
250
280        22
25
28        24.0
26.0
27.0        1.2
1.5
1.8       
    注：此表及以下两表参数由余姚市乐苗灌溉用具厂提供，咨询电话13336867168。
    (2) 折射式微喷头
折射式微喷头的特点是结构简单，无运动部件，工作可靠，价格比旋转式便宜，射程较小，雾化比离心式差，但比旋转式好，且水滴大小差别大，喷灌强度大，喷洒均匀底低，这种喷头可以实现全圆、半圆、扇形喷洒，适用于果园、苗圃、温室、菜地、花卉灌溉。其外形见图2-11(b)。其性能见表2-20。
    表2-20                 折射式微喷头性能表
企业货号        喷嘴直径颜色(mm)        压力        流量
(L/h)        射程(m)        参考价
(元/套)
                (kPa)        (m)                悬挂        插杆       
1201        0.8
黑色        180
280        18    28        30
39        0.8
0.9        0.8
0.9        悬挂式
6.35
1202        1.0
蓝色        180
280        18    28        45
58        1.0
1.1        0.9
1.1       
1203        1.2
绿色        180
280        18    28        67
86        1.1
1.2        1.0
1.2        插杆式
4.35
1204        1.4
红色        180
280        18    20        85
110        1.2
1.3        1.0
1.2       
    (3) 旋转式喷灌头
旋转式喷头中带有可旋转的喷嘴，喷头射程远，水滴大，雾化比前二种都差，喷灌强度低，喷洒均匀度高，适用于温室蔬菜、苗圃和城市绿化的灌溉，特别适用于密植作物的全面喷洒，这种喷头只能进行全圆喷洒，技术参数见表2-21,外形见图2-11(c)。
特别要说明的上面说的雨点大是相对于雾化而言。与喷灌灌相比，水滴是很小的。这种“雨点”具有“打实”土壤的作用，非常适合于温室内基质栽培的苗床，真是恰当好处！
    表2-21                  旋转式微喷头性能表
企业货号        喷嘴直径颜色
(mm)        压  力        流  量
(L/h)        射  程(m)        参考价
(元/套)
                (kPa)        （m）                悬挂        插杆       
1101        0.8
黑色        180
280        18    28        30
39        0.8
0.9        0.8
0.9        悬挂式
6.35
1102        1.0
蓝色        180
280        18    28        45
58        1.0
1.1        0.9
1.1       
1103        1.2
绿色        180
280        18    20        67
86        1.1
1.2        1.0
1.2        插杆式
4.35
1104        1.4
红色        180
280        18    28        85
110        1.2
1.3        1.0
1.2       
    51、插杆式和悬挂式，折射式和旋转式微喷头各有什么特点？
    微喷头常见的组合方式有悬挂式和插杆式，见图2-12。









图2-12  微喷头组合方式
    (1) 悬挂式微喷头  温室或棚架式苗圃中，通常把微喷头倒挂安装在上部，可以避免设备对田间作业的影响，与地面插杆式微喷头不同之处是不用插杆，增加了重锤管，以防止微喷头工作时的自身晃动，同时增加了防滴器，以防停止灌溉后，管内存水从喷头流出。
    (2) 插杆式微喷头  是安装在地面的微喷头组合体，安装方便，并且由于不需要防滴器，故价格约低2元/套，但会对田间作业带来不便。
    (3) 折射式和旋转式微喷头性能对比
    折射式微喷头与旋转式微喷头尽管属于同一类喷水器，但却具有不同的属性，参见表2-22。
表2-22                   两种微喷头性能对比
属  性        折  射  式        旋  转  式
雾化特性        雾化好，可作降温、加湿使用        水滴大，只能作灌溉用
水量分布        均匀性较差，只作局部灌溉        分布均匀，用于全面灌溉
喷灌强度        强度大，宜作频繁灌溉        强度小，灌溉周期可增加
喷洒形状        可实现半圆、扇形等多种形状        只能作全圆喷洒
工作压力        最小工作压力低        最小工作压力高
工作寿命        无转动件、寿命长        有转动部件、寿命短
    52、蔬菜、磨菇大棚应用哪种微喷头？
    蔬菜大棚用旋转式微喷头，因为蔬菜地疏松，需要喷水时小水滴把土壤“打实”一点，以便菜根扎地，如用离心式微喷头，水滴悬在空中就达不到“打实”土壤的目的，所以要用水滴相对大一点的旋转式微喷头。
    磨菇大棚内主要是为了提高空气的湿度，所以应该用离心式微喷头，其雾化程度最好。
    53、畜禽舍内外各应该用哪种微喷头？
    畜禽舍内无论出于降温的目的，还是用于喷药都需要雾化高，水滴悬在空气中，所以应该用雾化很好的离心式微喷头，当然这种工况下水泵的工作扬程应该在50米以上，这样雾化效果更好。喷洒时间要严格控制，降温7～15分钟，消毒2～5分钟。
在畜禽舍外顶上安装因人上去维修不方便，应该用折射式微喷头，它没有运动部件，可靠性好。


第8节  滴灌管薄壁化
    54、迷宫式滴灌带有什么优点？
    这种滴灌带由于出水流道是迷宫结构，水流呈紊流状态，具有抗堵性能好，出水均匀，铺设长度，制造成本低的特点，是目前世界上管壁最薄、价格最低（0.25元/m），使用最广的滴水器。推荐过滤器为200目。
    这种滴灌带为一（年）性产品，其性能为：
    (1) 滴灌带流道、滴孔、管道一次成型，故价格低；
    (2) 较宽的迷宫流道，且有多个进水口，具有较好的抗堵塞能力；
    (3) 选用优质PE材料，拉伸性能优良，便于铺设；
    (4) 重量轻，搬运，铺设回收方便。
    新疆天翼集团生产的滴灌带是具有我国知识产权的创新成果，滴灌带成本每亩200元以下，包括其它设备总价350～450元/亩，适合我国国情。
    应用于大棚内灌溉，实际寿命有两年。其形状见图2-13，其性能参见表2-23、表2-24



图2-13  单翼迷宫式滴灌带
    表2-23                 迷宫式滴灌带主要参数
规格        内径
(mm)        壁  厚
(mm)        滴孔间距
(mm)        公称流量
(L/h)        平均滴头流量
(L/h)
200-2.5        16        0.18        200        2.5        2.0
300-1.8        16        0.18        300        1.8        1.4
300-2.1                                2.1        1.6
300-2.4                                2.4        1.9
300-2.6                                2.6        2.1
300-2.8                                2.8        2.3
300-3.2                                3.2        2.7
400-1.8        16        0.18        400        1.8        1.4
400-2.5                                2.5        2.0
    注：1.平均滴头流量工作条件为进口压力10米水柱，地面坡度为0，灌水均匀系数90%。出厂产品每卷长度2000米。
        2.由金华雨润喷灌设备公司提供，咨询电话13065900800。
    表2-24                  迷宫式滴灌带铺设长度
规  格        铺设长度
(m)        进口流量
(L/h)        规  格        铺设长度
(m)        进口流量
(L/h)
200-2.5        90        870        300-2.8        95        736
300-1.8        125        858        300-3.2        85        764
300-2.1        115        618        400-1.8        155        539
300-2.4        110        676        400-2.5        130        650
300-2.6        100        714                       
    55、滴灌管有什么特点?
    把滴头与毛管（小水管）制造成一个整体，即滴头镶在水管内壁上，故称为内镶式滴灌管，壁厚≥0.4mm的称管，<0.4mm的称带，见图2-14，表2-25、表2-26。





图2-14   内镶式滴灌管（带）

表2-25              内镶式滴灌管规格性能
管径
(mm)        壁厚
(mm)        滴头间距
(m)        压力
(m)        流量
[L/h&#8226;m]
φ16        0.6        1.0        5～15        2.4～3.6
φ16        0.6        0.3～0.5        25        2.3～3.8
φ16        0.4                20)       
φ16        0.2                10       
φ12        0.4                20       
注：铺设长度≤100米。本表及下两表产品价格咨询电话13065900800。

    表2-26              内镶式滴灌带规格性能
管径
(mm)        壁厚
(mm)        滴头间距
(m)        压力
(m)        流量
[L/h&#8226;m]        铺设长度
(m)
φ15                0.25        2        2～6        ≤100
φ16        0.2        0.3～0.5        10        2.7        ≤70
φ16        0.2/0.4        0.3        5～1.5        2.1～3.3        ≤70
φ15.9        0.2        0.3～0.6        25～1.0        3.7        ≤200/150
φ15.9        0.4        0.3～0.6        25～1.0        3.7        ≤200/150
    56、管间式滴灌管的优点是什么？
    就是把薄壁塑料管加工成每根长0.3米、0.4米、0.5米长，每根管子之间用滴头联接起来，看似接头，实为滴头，他的优点是不怕堵塞，即发生堵塞时可以把管子和滴头拔出清洗。滴头流量2L/h左右，管径有12、16mm两种。实践中感到管径12mm太小（价格0.65元/m），铺设长度仅30米左右，以用16mm为宜。
    55、为什么提倡“滴灌薄壁化”
    滴灌管（带）的价格与管壁厚度成正比，如同样口径为16mm毫米的滴灌管(带)价格大致见表2-27。
    表2-27            滴灌管（带）壁厚与价格的关系
壁厚(mm)        0.2        0.4        0.6        1.0        1.2
价格(元/m)        0.25～0.45        0.6        0.8        1.2        1.5
    从管材的寿命而言自然是壁厚的长，“一分钱一分货”嘛。问题是决定滴灌管寿命的并不是管材的破损，而是滴头的堵塞，堵塞问题是滴灌管的“致命伤”，不论管壁厚薄，滴头结构是同样的，堵塞的概率也是相同的，并且早在管壁破损以前就堵塞，壁厚的功能远远没有发挥，所以经济型滴灌提倡用壁薄管，价格便宜50%左右，而工作寿命并不短。
    58、膜下滴灌是怎么会事？
    膜下滴灌就是把滴灌管(带)放在地膜下面，新疆建设兵团从1996年开始试验将滴灌技术与薄膜覆盖栽培技术相结合，并大面积应用于棉花生产，开发了膜下滴灌技术，亩均投资400元左右。到2007年，在全新疆建设兵团应用近1000万亩，并在甘肃、宁夏、山西、陕西、河北、内蒙古等地得到了推广。
    余姚应用这项技术有两个特点：
    (1)应用到蔬菜、葡萄、大棚内  解决棚内“空气湿度要低，而土壤要湿润”这个矛盾。葡萄、蔬菜许多病害是在湿度较高的条件下诱发，这是大棚栽培的一个棘手的问题，而膜下滴灌化解了这个难题，实现了两全齐美。
(2)放在地膜下面的是喷水带  就是把膜下微喷带当作滴灌，这是农民选择的，欢迎的。就其原因又有两个：一是喷水带灌水速度快，在一个轮灌面积上，15～30分钟就可完成，而如用滴灌管需要2～4小时。二是防堵塞性好，把带子末端打开，用水冲洗就完事。
以上两点都能节省劳力，对大户而言，节约劳力成本是最直接的效益。
第9节  因地制宜选择过滤器
    59、常用的过滤器有哪几种？
    南方灌溉季节水质相对比较清澈，含砂量很低，所以喷灌系统中不配置过滤器，但需在水泵进水管口装上过滤网箱，以遮拦水中塑料袋、植物叶子、鱼类及其他悬浮物、漂浮物。任何水源（湖水、库水、河水、溪水、井水）中，都不同程度存在污物和杂质，微喷灌和滴灌系统中灌水器出口孔径都很小，堵塞是影响使用寿命的主要因素，所以必须配置过滤设备。
    水中污物及杂质为分物理理、化学和生物三类。物理类包括有机质：死的藻类、小的鱼类、植物碎片以及细菌，以及无机质粘粒和砂粒。化学类指溶于水中的碳酸钙和碳酸氢钙等，在一定条件下变成沉淀物。生物类是指菌类、藻类等微生物和水生动物。
    常用的过滤器有叠片式、筛网式、沙式，还有一种自制的过滤网箱。不论用哪种过滤器，首先应在水泵或水库进水管口安装1只自制的“过滤网箱”，把进水管放入“网箱”，这是初级过滤，是“第一道防线”，截污能力大，必须把好这个“入口关”，后面的过滤才能正常工作。
    “过滤网箱”自制方法为：用φ16钢筋焊制1个圆柱状“箱架”，直径0.6～1.0米，高1.0米，四周和底用不锈钢或尼龙网布包裹，网眼规格为：喷灌80目，微喷灌100目，滴灌120目。使用时把网箱固定在水面，把进水管口放入网箱，就可放心取水。
    60、叠片式过滤器的优点是什么？
    叠片式过滤器是近期发展起来的一种新型过滤器，其过滤元件由一组压紧的带有微细流道的环状塑料片组成，清水由片间的小流道通过，而污物则截留在叠片四周及片间。其突出优点是结构简单、维护方便、寿命长，适用于有机物含量较高的水质。冲洗时需将压紧的叠片松开，将叠片之间滞留的污物彻底冲洗干净，当然用热水、加点去污粉冲洗速度快，效果更好。其结构如图2-15(a)所示，外形见图2-15(b)。
过滤器有水头损失，在选用时应比管道大一个规格，如D25管道选用D40、D40管道选用D50过滤器。目前国内叠片式过滤器规格不全，特别是大流量叠片式过滤器依赖进口，价格较贵。在系统流量较大时，可选择几个小流量过滤器并联使用，以降低成本。















a.外形及结构图                     b.外形图

图2-15  叠片式过滤器
    61、筛网过滤器的特点是什么？
    筛网过滤器结构简单且价格便宜，是以前最常用的过滤器，采用塑料或金属筛网，当悬浮颗粒超过网孔的尺寸后即被截留，避免水中化肥、农药的颗粒对微灌系统产生堵塞。当一定数量的污物积累在筛网上后，经过过滤器的流量会显著下降，应进行手动或自动冲洗。
    手动冲洗是常用的冲洗方式，这种过滤器常常仅由两个过滤元件组成，冲洗时需拆下进行。当过滤器内部加装一个泄水器件后，内部的截留污物可被连续冲走，系统供水正常进行，实现不间断冲洗。小型筛网式和叠片式的塑料外壳尺寸结构完全一样，只需滤芯互换即可。余姚产的手动网式过滤器，口径25mm（1英寸），市场价每个35元。过滤网有120目（红色）、150目（黄色）、200目（蓝色）三种，很容易辨别。
微灌用水中所能允许的污物颗粒大小应比灌水器的孔口或流道断面小许多倍，有利于防止灌水器堵塞。根据实践经验，要求过滤器网的孔径大小应为所使用的灌水器孔径大小的1/7～1/10。即当微喷头孔径为0.8mm时(800μm)，过滤器孔径应为100～80μm，也就是150～200目。滤网的目数与孔径尺寸关系见表2-28，外形见图2-16。
    表2-28           滤网规格与孔口大小对应关系
滤网规格        孔口尺寸
目/in(英制)        目/cm2(公制)        m m        μm
20        8        0.711        711
40        16        0.420        420
80        32        0.180        180
100        40        0.152        152
120        48        0.125        125
150        60        0.105        105
200        80        0.074        74
250        100        0.053        53
300        120        0.044        44
注：习惯上所称的“目”仍为英制（目/in）









图2-16  塑料筛网式过滤器
    62、两种过滤器相比较哪种好？
    筛网式过滤器和叠片过滤器，前者物理概念上比较清楚，凡是大于网格直径的污物都截留，而对后者究竟有多少过滤器效果会产生怀疑，但是经过实际使用，二者比较农民还是喜欢用叠片式，优点有三个：
    (1) 过滤精度高，堵塞少。
    (2) 冲洗方便。
    (3) 寿命长，不象筛网那样易损。
    特别是小规格的过滤器，两种外壳相同，价格也相同，所以应尽量把筛网滤芯换成叠片式。但总的说来这两种过滤器体积较小，自然截污能力也相应较小，多用于温室内。对于水中污物和杂质很多的水体应选用砂式过滤器，体积大，载污的能力强，当然成本也高得多，参见表2-29。
    表2-29                   过滤器种类规格表
种  类        规    格        水  量
(m3/h)        参考价
(元)        说  明
        公制(mm)        英制                       
网  式        25        1″        4        40        塑制国产
        40        1．5″        10        120       
        50        2″        16        600       
叠片式        25        1″        4        40       
        40        1．5″        10        160       
        50        2″        16        700        意大利产
        50        2″        16        980        钢制国产
        80        3″        36        2200        意大利产
砂  式        100        4″        50        12000        钢制国产
注：以上参数由金华雨润喷灌公司提供，咨询电话：13065900800。
    63、请介绍砂式过滤器性能
    砂式过滤器一种利用砂石为介质，分为单罐反冲和双罐反冲两种，其原理与农村小型饮用水供水站中的砂式过滤器相同。微喷灌、滴灌系统中常用的是石英砂。砂式过滤器是含有有机质和淤泥水质最适宜的过滤器，其特点有很高的除污物能力，性能参数见表2-30，剖面图见图2-17。
    砂过滤器靠反冲来冲洗内部，就是用清水从过滤器出口压入，将过滤渣浮起后，从排污口排出。由于反冲不可能充分清洗滤料，在运行1～2年后根据水质情况对滤砂应进行补充或更换。
    表2-30                  单罐砂过滤器技术参数
规格型号        SS-50        SS-80        SS-100
罐直径(mm)        600        950        1900
连接方式        Dg50锥管螺纹        Dg80法兰        Dg100法兰
流量(m3/h)        5～17        10～35        30～70
重量(kg)        120        250        480
注：本表参数由金华雨润喷灌公司提供。








第10节  肥药装置“既土又洋”
    64、经济实用的肥药设备有哪些？
    微喷灌、滴灌技术的推广，为施肥带来了革命性的变化，导致了一个全新的概念——水肥共灌。利用微灌系统施肥、施药，可迅速大面积完成，且均匀、省力、省时、安全、避免浪费，这是传统施肥、施药方法所不具备的。特别对采用地膜覆盖的作物，滴灌是解决施肥困难的最佳途径。向管道内注入可溶性肥料或农药溶液的设备称为施肥（施药）装置。简单、经济、实用的肥药设备有：微型水泵、水泵进水管负压吸入、自压式肥药罐，常规的有文丘里注入器，压差式施肥罐。
    65、可以用小水泵送肥药吗？
    先把肥料或农药在肥药桶内溶化好，把微喷灌或滴灌用的小水泵放入肥（药）桶内就可，一桶水打完，肥药也施好了，这种方法最简单，但只适用于小面积，采用微型水泵，在大棚和养殖场微喷灌中均用这一型式。
    微型水泵的口径选25mm或40mm，扬程在10～30米之间，功率在500～1100瓦之间，自吸泵或潜水泵都可以，价格300～500元之间。
    特别提醒的是用于畜禽养殖场喷雾消毒和降温的水泵，为了达到更好的雾化效果，水泵扬程应在50米左右，功率1.1～1.5kw之间，价格1000元上下。
    由于喷灌系统管路直径较大，如果结合喷药，管路中的药水得不到利用，是一个不小的浪费，所以喷灌系统中目前还没有考虑加药装置，而是另建一套直径仅15mm的喷药专用管路系统，配专用加药水泵，每亩投资约450元。
    同样原因，也不配加肥装置，而是先把颗粒状化肥撒到作物根部，然后开15分钟喷灌，溶化肥料，渗入土壤。过去“候天施肥”，看天要下雨了先撒肥料，但结果往往天不下雨，肥料就浪费，有了喷灌这个及时雨，用农的话说是“老天自己做了”。
    66、利用水泵进水管可以加肥药？
    水泵进水管呈负压，在进水管钻上1～2个φ15mm的小孔，焊上相应口径的接头，接上球阀、软管，当然软管进口水须配上过滤网罩，放入搅拌好的肥药桶内，可以方便吸入，流量大小由球阀控制。药桶和软管设备最好配2套，以便轮流搅拌，连续供药，凡是水泵加压系统都可以用这种方式。在出水管上也同样打孔接软管，轮流为肥药桶加水。图2-18是这种加药装置的示意图。










图2-18  水泵负压式加药示意图
    这种方法很巧妙，至今还看不出有什么缺点。有了这样的简易的设备，可以不必购置专用的肥药器了。
    67、山区加肥（药）有什么好办法？
    在山区自压灌溉系统中，使用肥药池（罐）可以很方便地施肥、加药，把肥药罐置于自压水源的正常水位以下适当的位置上，将肥药池与水源相连接，将输液管及阀门与主管道连接，打开供水阀，水进入肥药池将药剂溶解。关闭供水管阀门，打开肥药罐输液阀，肥液或药剂溶液就自动随水输送到管道和灌水器中施肥、施药。这种方法大棚内也可以用，把肥料液桶置于离地面1～2米高处，利用重力滴灌系统施肥。
    68、文丘里注入器是什么原理？
    文丘里注入器与肥药桶配套组成一套简单的施肥装置，如图2-19所示。其构造简单，造价低廉，不包括肥药桶，一套“专用设备”才50～80元钱。使用方便，主要用于向小型灌溉系统管道中注入肥料或农药。其原理是文丘里管内有个水射喷嘴，口径很小，射出的水流速度很高，根据流体力学的特性：高速流体附近会产生低压区，正是利用这个低压把肥药液吸入。如果文丘里注入器直接装在干管道上，利用控制阀两边的压力差使文丘里管内的水流动，但阀产生的水头损失较大，应该将其与主管道并联安装（如图2-20），用小水泵加压。











图2-19  文丘里施肥器示意                图2-20  带水泵的文丘里施肥器示意
    69、压差式施肥罐有什么缺点？
    压差式施肥罐由储液罐、进水管、肥液管、施肥阀等组成，如图2-21所示，其工作原理是在输水管上安装施肥阀，施肥阀的进出口两点形成压力差，将肥液或药剂带入系统管道。储液罐为承压容器，承受与管道相同的压力。










图2-21  压差式施肥罐示意
    压差式施肥罐的优点是加工制造简单，价格较低，容积15升的150元/只，不需外加动力设备。缺点是加药（肥）过程中“一次加肥（药）、不停加水”，所以溶液浓度逐渐变小，加药过程是浓度线性衰减的过程。另外罐体容积有限，添加液剂次数频繁且较麻烦，输水管道因设有调压阀而造成一定的水头损失。
这种施肥罐是常规设备中最常见的一种，但加肥（药）不均的缺点使其美中不足，所以不提倡选用。
第11节  附属设备是“眼睛”
    70、为什么一定要装压力表？
    凡是用电系统都有电压表，这是设备能否正常运行的“眼睛”。同理喷滴灌系统也应安装水压表。压力表是喷滴灌系统不可缺少的测量仪器，而且还需要1～3个，它能反映出水泵、过滤器及系统运行是否正常，特别是过滤器前后的压力表，是反映滤芯堵塞程度及什么时候应该反冲或清洗的指示器。选择压力表时一定要注量程范围不能太大，因为平原地区喷滴灌系统的压力只有10～60米，量程选0.6MPa（60米）足够了，最多选1.0MPa（100米）。如选1.6MPa，仪表指针走不准，观测更是看不准。在山区也应根据实际扬程选，只有当指针在量程30%～90%范围内才较准确。
    71、水表需要安装吗？
同样在电力系统，凡是用电的地方都有电表。
在供水系统，凡是用水的地方都应装水表。喷滴灌是潜力最大的节水技术，究竟用了多少水？节约了多少水？一定要以“数据”讲话，所以水表一定要安装。
水表有机械的计数器显示及电子的数字显示两种，后者读数比较方便。水表一般水平安装在过滤器之后的干管上。
    72、进、排气阀有什么用？
    在喷滴灌系统中，难免管路有高低，当管路开始进水时，管中空气受水的排挤向管道高处挤压，形成“气团”阻碍水的流过，叫“气阻”，这是管路系统的“常见病”，那么在管网系统的最高处和局部高处安装排气阀就是“常用药”。
    停止供水时，由于管道中的水流向低处流动，在高处管内形成真空，需要进气阀补气。但实际安装时不一定安装专用的进、排气阀，而在需要的位置装上“水龙头”代替，需要排气时拧开龙头排气，需进气时同样可以补充。
    73、什么是泄水阀、止回阀？
    泄水阀是安装在管网系统最低处，或某条管路的最低处的排水阀，它的作用有两个，一是排出管中沉淀的泥沙和杂物，二是冬季排空管中存水，防止水泵、闸阀、水表等冻裂，泄水阀是用普通的闸阀或球阀。
    止回阀又称逆止阀（图2-22），其作用是在事故或正常停机时，防止管中水倒流而引起水泵倒转，防止水锤及水击现象对水泵的危害，保护水泵机组的安全。另一个作用是防止在施肥和加药过程中水倒流而污染水源，其工作原理类似拍门。






图2-22  止回阀外形及结构
第12节  灌溉对水质的要求
    74、灌溉对水质有什么要求？
    良好的水质、土壤、空气是绿色农产品生产的基本环境条件，而水质又直接影响土壤的“卫生”，所以特别重要。如果劣质水长期进入农田，会恶化土壤性状，污染农田环境，导致农作物减产、变质，还通过食物链直接损害人类健康。
    对灌溉水质的要求是水中不存在过量的有毒物质，不给土壤和作物带来危害，为此国家制定了《农田灌溉用水水质标准》，详见附表。
    下面介绍主要的水质指标及意义。
    (1) 温度  一般农作物生长适宜的温度范围在16～30℃左右，所以规定灌溉温度不能高于35℃。
    (2) 悬浮物  如水中固定悬浮物总量大于100～150mg/L，会堵塞土壤气孔，影响植物从土壤获得氧的能力，抑制作物生长。若喷灌植物叶面，还会影响作物光合作用，对于喷滴灌这项指标特别重要，以防止喷头和滴头堵塞。
    (3) PH值  PH值的范围从1.7～14。PH=7时，水呈中性；PH值>7时，水呈碱性；PH值<7时，水呈酸性；一般农业生产PH 值的允许范围在5.5～8.5，过高过低对作物生长有影响。
    (4) 有机污染物  耗氧有机物进入水体后，消耗水中溶解氧，并且在缺氧条件下腐败发酵，恶化水质，破坏水体。另外水中有机物增多、导致细菌孳生，有传播病菌的可能性。如含碳有机物进入农田，会导致缺氧，造成作物减产。如含氮有机物进入农田，水中含氮量过多，会引起作物贪青倒伏，作物体内NO3氮的积累过多，人食用后会影响健康。
    (5) 大肠菌群  大肠菌群指标能表示水体受到人类排泄物污染的程度和水质使用的安全程度，国家灌溉水标准规定大肠菌群在每升水中的个数小于1万个。
    75、什么是雨水河道？
    目前河道污染比较普遍，但并不是每条河流都污染，可以根据当地条件，把某条河道与河网隔绝，拦截河网的污水流入，只拦蓄当地的降雨径流，水质较好，可用作喷滴灌水源，这种河就称为“雨水河道”。
    76、雨水作水源有什么好处？
    这里雨水还特别提倡利用大棚收集“天落水”，由于空气污染，尽管雨水中也有不少污染物，与50年以前相比，可谓“今非昔比”，但相对于河水，雨水还是一种比较优质的水。我从2001年开始收集大棚雨水作滴灌水源，当时还拟了句口号“给蔬菜喝天落水，让大家吃放心菜”，经过实践，农户总结了三条好处：
    (1) 杂质少，滴灌堵塞少；
    (2) 含氧量，高促进了作物根系生长；
    (3) 细菌少，可以少施农药。
    所以有大棚的地方，不能让雨水白白流掉，应尽量收集利用。
    77、从水库取水要注意什么？
    一句话，不要从水库底部取水。生活中酒坛底的“底脚酒”，油瓶底的“底脚油”，都劣质，让人厌恶。同理，水库底部的水也是“劣质水”，杂质多，污物多，含氧量低，温度低。所以从水库取水应采用虹吸管，从大坝上部翻进去，并且多设几根长短不一的进水管，高水位时用短管进水，中水位时开启中等长管进水，低水位时用最长的管子进水，取的都是水库的表层水，杂质少，含氧量高，温度高，这是提高水质最简单、最有效的方法。
    78、可以自来水作水源吗？
回答是不能容忍！自来水不是“自己来的”，而是经过加压、凝絮、沉淀、过滤、消毒等多道工序，又经过几千甚至几万米管道送到千家万户，其中投入了大量人力、物力，符合国家105个指标，供人们饮用的优质水。如把自来水用于灌溉，是大材小用，是巨大的浪费，所以不应该贪图方便，用自来水作为喷滴灌水源。