灌溉系统范文
时间：2023-03-12 15:51:26
灌溉系统范文第1篇
关键词：灌溉防冻冰冻泄水压缩空气法
灌溉系统的防冻保护，实际上是在冷冻出现以前，把管道、阀门、喷头里的水排出，以防冻害对灌溉系统造成破坏。在不同的气候条件下，灌溉系统的防冻措施不一样，但一般不外乎以下四种措施：
1、采用手动泄水措施，释放灌溉系统里的水；
2、采用自动泄水措施，释放灌溉系统里的水；
3、采用压缩空气法，吹出灌溉系统里的水；
4、采用管道外包裹防冻材料（一般用于地面管道）。
目前国内灌溉工程多采用管路埋入当地冻土层以下，这样的结果是：系统比较安全，管理比较简单，但工程量大、投资加大，如北京冻土层深在50cm-80cm，一般工程沟开挖深度在1m左右，新疆地区管路系统埋深一般在1.8m左右。
对于灌溉系统来说，防冻的基本步骤是关闭主阀、切断水源，然后排泄管路里的水，从而达到防冻的目的。
一、采用手动泄水措施
使用这种办法，必须确信灌溉系统设计合理、能满足排水要求。手动泄水阀应安装在主管路最低洼的地方，假若系统有多处低洼地，都应该设置手动泄水阀，一般采用球阀、闸阀或带有堵头的一段管子，而且应保证施工过程中有一定的坡度条件，方便管道内的水汇集到泄水井。若泄水井安装在室外，应保证泄水井的干燥（可以采用井底放置砾石）；若在室内应确保排泄的水量不致于溢出水井。方法是：关闭系统主阀，切断水源，依次打开各轮灌区的控制阀（如电磁阀），减少管路系统水压力，然后慢慢手动开启泄水阀。
注意：对于主阀门或各分区阀门（如电磁阀、闸阀）里的积水就需要采用压缩空气的办法吹出或采用包裹防冻材料的办法处理。对于有些园林喷头（如雨鸟T-Bird、1800系列）有侧面和底部进水两种，当采用侧面进水时，可在底侧设置自动泄水阀，以防止外壳冻裂；对于齿轮驱动的旋转喷头（如雨鸟3500、5004、7005等系列喷头），里面的积水需要人工排（提起升降体、轻微的晃动或拆除喷头来解决）或采用压缩空气的办法。
二、采用自动泄水措施
在灌溉系统主管路最好安装手动泄水阀，而不要去采用自动装置。自动泄水装置一般安装在支管路或与喷头安装在一起（如采用侧面进水的埋藏喷头）。原理是：每次系统关闭后，自动泄水阀就会泄走喷头或管路里的水（如雨鸟16A-FDV自动泄水阀，开阀压力2m、关阀压力4m）。自动泄水阀若安装在主管路系统会造成灌溉水的大量浪费。
自动泄水阀（1/2"、3/4"阳螺纹接口）应安装在分区电磁阀的下游低洼地，一般每条支管安装1-2个。在管理过程中，应定时检查，以防自动泄水阀堵塞而影响工作。象手动泄水措施一样，对于管路电磁阀或手动阀门清除里面的积水可用压缩空气法、包裹防冻材料或采用阀门拆开的办法，用干布试擦积水。（如图1、图2所示）（图1）（图2）
三、采用压缩空气法
采用压缩空气的方法，一定要注意安全。目前，国外在一些大的灌溉工程中都采用这种做法，如高尔夫球场、公园等。主要采用租赁设备或请当地的工程承包商提供这种服务，且价格比较合适，目前国内还没有这种服务商。在技术不成熟以前，建议采用职业技术人员操作。压缩空气（压力0.35MPa以上）能破坏阀门、管路或由于一些飞溅物引起物理性伤害。在进行过程中，不要站在灌溉管路、喷头或电磁阀的周围。
采用压缩空气法，选择和使用适当的压缩空气流量（17-42.5m3/h）是非常重要的，对于3"的主管，压缩空气流量可能需要212m3/h、对于4"的主管，压缩空气流量可能需要424m3/h。压缩空气压力不要超过0.35Mpa（如图3）、最好采用压力调节阀以防止压力过高，若采用空气体积大、压力低的压缩空气，可消除一些潜在的隐患。不要试图用高压力、低容量的压缩空气来排空水，这非常危险。（图3）（图4）
灌溉系统范文第2篇
关键词：水资源 保护装置
我国是一个水资源严重短缺的国家，人均水资源占有量排在世界109位，仅为世界平均水平1/4。随着经济的发展，农业供水矛盾日益突出，干旱缺水成为制约我国农业发展的重要因素。因此，国家领导和全民根据国情提出多种节水灌溉模式，以解决农业发展的危机。
针对北方地区，农业缺水更加严重，人均水资源略占南方的1/4，从1998-2000年，国家共投资2000多亿搞农田水利建设，初步发挥了其作用，缓解农业用水矛盾。但其中也出现不少问题，其中犹为突出是：缺少必要的保护装置、管理不善。仅缺少保护装置这一项，仅河北省每年要报废1000多台潜水泵及其配套的输水管道和设备，使其不能发挥其应有的节水优势。
为了确定灌溉系统正常运行，系统中必须安装必要的控制、测量、保护装置。如阀门、压力调节器、压力表、安全阀、逆止阀、进排气阀等，下面阐述保护装置的工作原理及选用标准一一述之。
1、 启动设备
电动机启动时电流很大，有时超过额定电流5-7倍，这样大的电流长时间通过电机绕组会将其烧坏，而且还会使电网降压很大而影响其他电器设备运行。因此采用启动设备以降低电动机电流，从而保护泵的电动机和保证其他电器设备正常进行，有三种方式。
a.直接启动：当电机功率小于7.5KW或电动机容量与变压器容量之比小于35%时。
b.降压启动：当电动机功率大于7.5KW或电动机容量与变压器容量之比大于35%时，采用星型、三角型启动器，或自耦变压启动器。
c.电器控制箱：包括电动机降压启动设备、短路、单项运转、三项过流、反转保护装置与仪器等。其动作灵敏可靠，容易调整，其操作安装安全方便，是潜水泵理想电器配套设备。
2、 阀门
用以控制管道的启闭与调节流量，进而控制管道压力。灌溉系统基本采用低压阀门，常用有闸阀、蝶阀、截止阀等，目前首部采用法兰联结方式为多。
3、逆止阀（拍门）
逆止阀又叫止回阀，是一种根据前后的压差而自动启闭的阀门，
它使水沿单方向流动，反方向流动时则自动关闭。通常在水泵出水口安装逆止阀，以避免停机时水倒流冲击水泵叶轮长时间反转，造成潜水泵非正常磨损，减少寿命。在怀来县二堡子村大田喷灌工程中由于缺少逆止阀，导致管道形成负压遭到破坏。
以一静水位：H0=35m计 管径为（外径）：D=110mm
流量：Q=40m3/h 流速：v=1.33m/s
管道长度：L=500m 为例说明其危害
·冲击方面影响
冲击波传播速度：a=a0/（1+K*D/（E*D/2））1/2=304.1m/s
关闭时间：Ts=2*L/a=3.3s 一般情况下大于5s不予考虑
任意流速断面的过水能量方程：p1=40m，p2=10m， Z1=Z2
Z1+ p1/γ+v12/2g=Z2+ p2/γ+ v22/2g
求出V2=24m/s，可见高速反冲水泵叶轮。
最高逆转速：Nmax=K3*K5*P5*N0=1.7N0
·水锤
由于管道内压力水的流速急剧变化，而引起管道中水压力突然增高或降低这种现象叫做水锤现象。
按产生原因分关闭水锤，空管启动水泵排气不畅启动水锤，停泵水锤，经常造成管道破裂。
按薄壁管计算 ρ0=101000N/m2
阀门口最大水锤压力：Hmax=H0-Z+K2*K4*P3=440m
管道中点处最大水锤压力：H1max=Hc+Z1+K2*K4*P1*H0=180m
其中参数P3、P4、P5、Z、Z1、K2、K3、K4、K5见参考文献。
·选取标准
① 当系统中未设单项阀时，应验算其最高反转速作为检验水锤依据，以确定管道设计压力（额定工作压力的1.25倍）
② 管道中点出现的最低压力Hmin值是否低于该处的汽化压力，如果低于，则出现水柱分离现象。
4、进排气阀
能够自动进气和排气，有一定压力能自动关闭。管道输水时在最高位置和隆起地方会积累一部分空气。一方面影响过水面积；另一方面水流速度大，又会带动一部分空气在管内流动，发生水力冲击。
安装在最高处进排气阀可迅速排除空气，停泵或关阀时又能迅速补充空气，减少造成对设备和管道的危害。
喷灌常用型号为KQ42X-10（12）
5、安全部件
①安全阀
上开式安全阀作用是当管道的水压力生高时自动开放，以防止水锤事故，一般通过泻水完成。
上开式安全阀主要有弹簧式和杠杆式，常见为弹簧式。
③ 流量调节阀
通过自动改变过水断面的大小来调节流量。
③减压阀
类似于流量调节阀，用于保证管道内工作压力在设计范围内。
6、过滤器
微灌中灌水器出水口在运行一段时间后容易被污物、杂质、沉淀物堵塞，影响工程总体效益发挥。因此对灌溉水源进行严格净化处理，是微灌系统正常运行，延长灌水器寿命的保证。
常用几种形式：
① 旋流式水砂分离器（离心式）
适用于：含砂量高的水初级过滤。
特点：不能除去与水比重相近和比水轻的有机质等杂质，水泵启动和停机时效率下降；水头损失大。
② 砂石过滤器
适合于：有机物。
特点：成本高，清洗不方便。
③ 筛网式过滤器
适用于：过滤粉粒、沙和水垢等污物。
特点：比较常见且种类繁多，有机含量高时，有机物堵塞“挤出”网进入管道造成堵塞。
④ 叠片式过滤器：带沟槽塑料圆片过滤器。
7、量测设备
压力表是灌溉系统中不可缺少的量册仪器，可反映系统是否按设计正常运行。特别是过滤器前后的压力表，反映过滤器堵塞程度及何时需要清洗的指示器。
参考文献：
1.《水力学》高等教育出版社.1983.6吴持恭主编
2.《喷灌与微灌设备》中国水力水电出版社1999.3.郑耀全、李光永等
3.《潜水电泵的使用与维修》机械工业出版社1995.李世辉等
灌溉系统范文第3篇
关键词：灌溉防冻冰冻泄水压缩空气法
灌溉系统的防冻保护，实际上是在冷冻出现以前，把管道、阀门、喷头里的水排出，以防冻害对灌溉系统造成破坏。在不同的气候条件下，灌溉系统的防冻措施不一样，但一般不外乎以下四种措施：
1、采用手动泄水措施，释放灌溉系统里的水；
2、采用自动泄水措施，释放灌溉系统里的水；
3、采用压缩空气法，吹出灌溉系统里的水；
4、采用管道外包裹防冻材料（一般用于地面管道）。
目前国内灌溉工程多采用管路埋入当地冻土层以下，这样的结果是：系统比较安全，管理比较简单，但工程量大、投资加大，如北京冻土层深在50cm-80cm，一般工程沟开挖深度在1m左右，新疆地区管路系统埋深一般在1.8m左右。
对于灌溉系统来说，防冻的基本步骤是关闭主阀、切断水源，然后排泄管路里的水，从而达到防冻的目的。
一、采用手动泄水措施
使用这种办法，必须确信灌溉系统设计合理、能满足排水要求。手动泄水阀应安装在主管路最低洼的地方，假若系统有多处低洼地，都应该设置手动泄水阀，一般采用球阀、闸阀或带有堵头的一段管子，而且应保证施工过程中有一定的坡度条件，方便管道内的水汇集到泄水井。若泄水井安装在室外，应保证泄水井的干燥（可以采用井底放置砾石）；若在室内应确保排泄的水量不致于溢出水井。方法是：关闭系统主阀，切断水源，依次打开各轮灌区的控制阀（如电磁阀），减少管路系统水压力，然后慢慢手动开启泄水阀。
注意：对于主阀门或各分区阀门（如电磁阀、闸阀）里的积水就需要采用压缩空气的办法吹出或采用包裹防冻材料的办法处理。对于有些园林喷头（如雨鸟T-Bird、1800系列）有侧面和底部进水两种，当采用侧面进水时，可在底侧设置自动泄水阀，以防止外壳冻裂；对于齿轮驱动的旋转喷头（如雨鸟3500、5004、7005等系列喷头），里面的积水需要人工排（提起升降体、轻微的晃动或拆除喷头来解决）或采用压缩空气的办法。
二、采用自动泄水措施
在灌溉系统主管路最好安装手动泄水阀，而不要去采用自动装置。自动泄水装置一般安装在支管路或与喷头安装在一起（如采用侧面进水的埋藏喷头）。原理是：每次系统关闭后，自动泄水阀就会泄走喷头或管路里的水（如雨鸟16A-FDV自动泄水阀，开阀压力2m、关阀压力4m）。自动泄水阀若安装在主管路系统会造成灌溉水的大量浪费。
自动泄水阀（1/2"、3/4"阳螺纹接口）应安装在分区电磁阀的下游低洼地，一般每条支管安装1-2个。在管理过程中，应定时检查，以防自动泄水阀堵塞而影响工作。象手动泄水措施一样，对于管路电磁阀或手动阀门清除里面的积水可用压缩空气法、包裹防冻材料或采用阀门拆开的办法，用干布试擦积水。（如图1、图2所示）
（图1）（图2）
三、采用压缩空气法
采用压缩空气的方法，一定要注意安全。目前，国外在一些大的灌溉工程中都采用这种做法，如高尔夫球场、公园等。主要采用租赁设备或请当地的工程承包商提供这种服务，且价格比较合适，目前国内还没有这种服务商。在技术不成熟以前，建议采用职业技术人员操作。压缩空气（压力0.35MPa以上）能破坏阀门、管路或由于一些飞溅物引起物理性伤害。在进行过程中，不要站在灌溉管路、喷头或电磁阀的周围。
采用压缩空气法，选择和使用适当的压缩空气流量（17-42.5m3/h）是非常重要的，对于3"的主管，压缩空气流量可能需要212m3/h、对于4"的主管，压缩空气流量可能需要424m3/h。压缩空气压力不要超过0.35Mpa（如图3）、最好采用压力调节阀以防止压力过高，若采用空气体积大、压力低的压缩空气，可消除一些潜在的隐患。不要试图用高压力、低容量的压缩空气来排空水，这非常危险。
（图3）（图4）
注意：即使灌溉系统能承受1.0MPa的水压力，但在相同压力的空气作用下系统就会遭到破坏，因为空气的粘滞度比水的粘滞度小许多，能产生更大的威胁。
设计上，需要预留压缩空气入口，一般采用在主管路上安装快速连接阀（如雨鸟P33、图4）、手动闸阀或预留一些三通接口，这些预留口应紧挨着工程水源处。安装以后请及时检测一下安装情况和连接情况。使用压缩空气法时，采用定时器操作比手动操作安全，假如系统有定时器，请根据其提供的操作步骤进行。
1、在自动控制系统中使用压缩空气排空
注意：操作人员应配带保护眼镜，系统工作过程中请远离埋设管路、安装有喷头或电磁阀的地方，确保人身安全。
首先关闭系统主阀，通过控制器设置循环，开启各站电磁阀，减少主管路水压力，持续一段时间，利于水的排泄和空气的充分进入管路。连接压缩机与主管路的连接，注意调节阀门，使压缩空气压力不要超过0.35MPa。
打开压缩机，持续增加空气流量直到所有的喷头升起，压缩空气的流量或体积取决于管路的长短和喷头的数量。注意：每个轮灌区持续的时间不要超过2分钟，因为压缩空气持续的热量有可能破坏管路和喷头的传动机构（主要为水和冷却）。在空气压缩系统关闭以前一定不能关闭控制器。为了确保排空，可重复操作，直到喷头喷出的是雾汽（如图5）。
减少热破坏的方法：可以适当延长压缩机与灌溉系统之间连接管的距离，以便降低压缩空气温度；每个轮灌区排空以后，稍休息一段时间。注意：以后的轮灌区工作时间应小于第一轮灌区，因为主管路系统已在第一次排空。
（图5）
左上：压缩空气开始时，管道水从喷头溢出时的情景
中：压缩进行时，水、气混合物从喷头排除时的情景
右：压缩后期，大部分气体从喷头排除时的情景
2、在手动控制系统中使用压缩空气排空
使用这种方法是仅当系统里没有安装自动控制系统。
首先关闭系统主阀，手动开启某站阀门，减少主管路水压力，持续一段时间。连接压缩机与主管路的连接，注意调节阀门，使压缩空气压力不要超过0.35MPa。
打开压缩机，持续增加空气流量直到所有的喷头升起，每个轮灌区持续的时间不要超过2分钟，为了确保排空，可重复操作，直到喷头喷出雾汽。2分钟后，关闭压缩机，让压缩空气从管路和储气罐里彻底散开。在关闭刚排空轮灌区前，请先打开另外一组轮灌区（需要排空的），重复上述步骤。
四、采用管道外包裹防冻材料
主要适合南方温暖、湿润地区，这个地区一般不会出现冰冻天气或可能出现过典型冰冻，但持续的时间较短。
灌溉系统范文第4篇
关键词： α值法；灌溉系统；自动控制
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）01-0081-02
1 研究背景与意义
1.1 我国农业灌溉用水现状 我国是一个严重缺水的国家，人均水资源占有量仅为世界平均水平的1/4，水资源人均占有量将继续下降，加之水资源污染严重、水质恶化的同时，而农业是用水大户，近年来农业用水约占全国用水总量的62%，部分地区高达90%以上，但是农业用水浪费相当严重，灌溉水和自然降水利用率低，农业用水效率不高，区域缺水问题已经显现出来。
目前，传统的灌溉模式已不再适合我国国情的发展，农业节水灌溉普及较好，我国有效灌溉面积为9.25亿亩，节水灌溉工程面积4.38亿亩，其中高效节水灌溉工程面积1.87亿亩，虽然节水灌溉发展成效明显，但总体滞后于现代农业发展和推进农业现代化的需要，缺乏自动化灌溉，仍然存在灌溉水利用率低、田间渗漏量大，灌溉不及时等问题。发展适时灌溉，自动化节水灌溉农业已是国家可持续战略的重大举措之一。
1.2 研究的国内外发展趋势 随着全球性水资源供需矛盾的日益加剧，特别是发达国家都把发展节水高效农业作为农业可持续发展的重要措施，国外灌溉自动控制系统已逐步趋于成熟、系列化。在国内，近30年间，农业还是依靠传统灌溉技术，自动化灌溉未能应用到灌溉工程中。国内在开发灌溉自动控制系统方面处于研制、试用阶段。能实际投入应用，且应用较广的系统还不多见，我国研制自动灌溉系统技术还处在初级阶段，任然停留在理论的探讨以及小规模的试验；另外市场上的自动灌溉系统造价高，农户操作不方便，投资较大，这限制了一定灌区的普及。
1.3 研究的意义与目的 现代自动化灌溉系统与传统人工灌溉控制系统相比，具有节水、节省人工量等优点，而且可以避免灌溉中的人为因素，所造成的不利影响，能够准确性操作，利于灌区的科学管理。此外，通过自动灌溉系统可以适时、适量进行灌水，提高农作物产量，同时，也是现代农业发展的需要。本论文研究的目的在于：
①α值法自动灌溉系统的研究是按照作物土壤适宜含水率为上、下限变化参考值，确定灌溉时间，适时灌溉，提高灌水的及时性。②通过时间控制器，控制灌溉水量，定量灌溉，减少深层渗滤量，提高灌水的利用率，节约水资源，并有效的防止灌溉造成的土壤结构的破坏。③通过利用太阳能对灌溉水加热，提高土壤温度，促进作物生长发育。
2 研究内容
该自动灌溉系统是利用在充分灌溉条件下按照某时段内作物需水量ET和与ET同时段的水面蒸发量E0之间的关系式，即：ET=αE0，按照该时段作物土壤适宜含水率为上、下限，通过蒸发皿的水位变化监控土壤含水率变化，调控电动蝶阀适时开关给灌溉区供水，适时灌溉，提高灌水的及时性。如：某地区棉花幼苗期需水模系数α=0.65，棉花幼苗期土壤计划湿润层为35cm，土壤适宜含水率为55%～70%（以田间持水率的百分率计），土壤田间持水率为30%（以占土壤体积百分率计），则田间适宜最大含水量为7.35mm，适宜最小含水量为5.8mm，在无降雨的情况下采用适时灌溉，则棉花幼苗期的灌水定额为1.55mm，当蒸发皿（80cm口径）水位差为2.38mm，则蒸腾量：ET=αE0=0.65×2.38=1.55mm，此时该地达到适宜最小含水率，水源水箱开始给灌区灌水，灌水量为1.55mm，蒸发皿补给水箱为蒸发皿供水至上立柱点，到下一次再开始灌溉。
3 研究基础
3.1 理论科学性 传统的地面灌溉方式是按照土壤田间持水率为上限，作物允许土壤的最小含水率为下限，制定灌溉制度，确定灌水时间，灌溉制度制定后，遇到降雨和气象条件与设计典型年有变化时，灌水的及时性无法保证。本论文的研究的基础条件是充分灌溉制度下的灌溉，因为现行的灌溉制度大多是充分灌溉条件下的灌溉制度，这方面的研究资料比较完备。α值法的自控适时灌溉系统是按照作物土壤适宜含水率为上、下限，通过蒸发皿的水位变化监控土壤含水率变化，调控电动蝶阀适时开关给灌溉区供水，适时灌溉，提高灌水的及时性。这为论文的研究运用奠定了理论科学基础。
3.2 技术可行性 本论文的理论基础是用α值法计算作物需水量，该方法的理论研究、试验和生产运用都比较成熟，各地区灌溉试验站有大量的试验数据，为论文提供了充分的技术保障。在充分灌溉条件下，实现自控适时灌溉，该技术在模型设计中得到体现，并后期应用于试验田，通过试验统计说明，此技术能够使作物在最适宜的土壤水分状况下，达到丰产、高产的目的，而且该系统具有田间工程简单，需要的设备少，投资省，技术简单，操作方便，群众容易掌握，能耗少，节约水资源，节约灌溉时间，提高灌水利用率，能够推广使用是可行的。
3.3 设计思路 大量灌溉试验资料表明，气象因素（温度、日照、湿度、风速等）是影响作物需水量的主要因素，而当地的水面蒸发量又是各种气象因素综合影响的结果。
α值法是作物需水量的直接计算方法，是利用水面蒸发这一参数估算作物需水量，其计算公式为：ET=αE0；
其中：ET——某时段的作物需水量，以水层深度计，mm；E0——与ET同时段的水面蒸发量，以水层深度计，mm；E0一般采用80cm口径蒸发皿的蒸发值；α——农作物需水模系数，即同时期需水量与水面蒸发量之比值，一般由实验确定。测定土壤含水率，确定作物某生育期最优含水率的上限值和下限值，计算出在该含水率范围之间的土壤含水量，即确定了作物的需水量，利用α值法的计算公式，推算出蒸发皿的蒸发量。
利用蒸发皿的水位变化，适时监控土壤水分变化，在充分灌溉条件下，通过电磁阀等自动装置，控制灌水时间和灌水量，实现以水面蒸发为参数的自控适时灌溉，使作物在最适宜的生长土壤环境下，达到丰产、高产的目的。
4 系统实施
①系统参数确定。利用灌溉试验资料，确定作物不同生育期的需水模系数、土壤计划湿润层、土壤适宜含水率、土壤田间持水率，计算出作物不同生育期的一次灌溉用水量和蒸发皿的水位变化量。以甘肃省兰州市城关区某校农水实训基地试验田的棉花种植为例。
②灌溉系统制作。通过浮标、自动控制闸阀、时间控制器等设备把灌溉水源、蒸发皿、蒸发皿补充水箱、田间灌溉系统有机的结合起来，组装成一个完整的灌溉系统。
③田间试验阶段。在完成灌溉水量和灌水系统制作后，在部分实验田里使用，完成灌溉系统性能测试。
④产品开发利用。通过田间试验后，完善系统缺陷，逐步进行田间推广。如果该系统能够进行大面积的推广，该系统使用方便、维护简单、价格低廉、精度较高，具有良好的商品化开发及广阔的市场应用前景。
5 结语
α值法自动灌溉系统，农户可以利用此系统控制大面积的作物灌溉用水，而且在水量充足地区，同样适用于充分灌溉条件下的畦灌、沟灌和喷灌，在提高水的有效利用率的同时，还能节省人力、物力，操作简单，造价低，实际应用普及程度高。
参考文献：
[1]谢春燕，倪九派，魏朝富.节水灌溉方式下作物需水量和灌溉需水量研究综述[J].中国农学通报，2004（4）.
[2]张兵，袁寿其，成立.节水灌溉自动化技术的发展及趋势[J].排灌机械，2003（02）.
[3]樊引琴.作物蒸发蒸腾量的测定与作物需水量计算方法的研究[D].西北农林科技大学，2001年.
[4]谢立群，郑淑红.作物需水量的计算方法[J].农业与技术，2007年1月.
灌溉系统范文第5篇
关键词：城市绿地；人工喷灌；再生水回用；水质安全
1.前言
1.1概述
近几年来，我国城乡公共绿地的面积增长迅速，灌溉需水量迅速增长。部分地区的灌溉设施不完善，在干旱季节，依靠洒水车和人工浇灌，既浪费人力、财力，又达不到良好的灌溉效果；采用自来水为水源的，更加大了绿地的养护成本。因此，从长远利益出发，完善灌溉系统、开辟新的灌溉水源对公共绿地的长效管理是非常必要的。
影响植物灌溉需水量的因素有气象条件（温度、光照、湿度、辐射及风速）、土壤性质及其含水状况、植物种植的环境、植物生长阶段等。昆明市属低纬度高原山地季风气候，年均温度在15.20℃上下波动，干湿季分明，年均降水量1035毫米，日照长，光能充足，霜期短，能见度良好，非常有利于植物的生长。尽管如此，昆明雨季集中、短暂，一年中大多数时间晴朗干燥，因此城市绿地的灌溉显得尤为重要。
本文结合昆明市某景观大道绿化美化工程灌溉系统施工图设计，探讨城市绿地灌溉系统设计的相关问题。
1.2工程概况
昆明市某景观大道绿化美化工程为道路红线外两侧各60m宽绿化景观带，长约6km，总面积为56.57公顷，分为15个标段，主要内容包括现场清污、种植土回填、绿化栽植、灌溉系统建设等。
2.灌溉方式
灌溉方式分为人工灌溉和自动灌溉。人工灌溉系统技术简单，投资少，运行、管理、维护简单，缺点是这种灌溉方法只能改变土壤湿度，对绿地植物生长的小气候影响小，灌水定额较大，不便于适时适量灌溉，水的利用率低，运行过程中人力投入大。自动灌溉系统具有如下优势：（1）节水；（2）省工；（3）提高养护质量；（4）增加景观效果。但是自动灌溉系统技术含量较高，系统组成较复杂，投资高，运行、管理、维护复杂，对操作人员素质要求高。根据业主要求，本工程选用人工灌溉方式。
3.水源及其水质
3.1水源
本工程靠近昆明市某城市污水处理厂，该厂有再生水厂，拟用该厂再生水作为绿地灌溉水源。
3.2水源水质
昆明市所有的污水处理厂出水必须达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准才允许排放；将此标准水质指标与《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T18920-2002）中城市绿化用水主要水质标准比较可知，城镇污水处理厂一级A标准出水基本达到再生污水用于城市绿化的水质要求，其中粪大肠菌群达不到绿化用水标准，为了保证回用水的生物安全性，回用前均经过加氯消毒，且要有一定的余氯。
叶茂研究发现，采用次氯酸钠消毒，投加量为4.5mg/L，余氯为1.8mg/L（均以Cl2计）时，总大肠菌和粪大肠菌都被全部杀灭。有研究表明，在余氯为0.5mg/L，接触时间6.5min的条件下，可以杀灭99.99%的甲肝病毒；而在余氯为6.6mg/L，接触时间为15min条件下只有50%的脊髓灰质炎病毒被灭活。
再生水中过多的余氯对所灌溉的景观带植物生长将产生伤害，甚至致其死亡，余氯上限的要求在现行的回用水标准中并没有体现。张楠等研究认为，再生水中的余氯对高羊茅与早熟禾的生长均有明显的负面影响。随着余氯含量的增加，两种草的相对地上生物量、光合速率和叶绿素总量下降明显，尤其早熟禾降幅更剧烈。试验表明，再生水灌溉高羊茅，余氯应控制在1.0mg/L以下，灌溉早熟禾，余氯应控制在0.8mg/L以下。
由此可见，为了保证再生污水回用于绿地灌溉的生物安全性，污水必须有一定的余氯；同时为避免过高的余氯对绿地植物产生负面影响，余氯应控制在一定水平。本工程水源为昆明市某污水处理厂再生水，其余氯符合国家标准要求。
4.首部枢纽工程
其作用是从水源取水，并对水进行加压、水质处理、肥料注入和系统控制。一般包括动力设备、水泵、过滤器、加药器、泄压阀、逆止阀、水表、压力表，以及控制设备，如自动灌溉控制器、恒压变频控制装置等。本工程为人工喷灌系统，首部枢纽工程较简单，由动力设备（电机）、水泵、加药器、泄压阀、逆止阀、水表、压力表及控制设备组成。水源为污水处理厂再生水，其SS可到达绿地灌溉要求，可不设置过滤器。再生水余氯达不到GB/T18920-2002的要求时，可通过加药器加氯；另外，如有需要也可通过加药器注入肥料。由于人工喷灌系统自动控制要求低，故控制系统较为简单。
5.景观带需水量
5.1景观带需水量参数
设计灌溉定额应依据设计代表年的灌溉试验资料确定，或按水量平衡原理确定。由于缺乏相关基础资料，故参照表1中所列经验数据选取。
表1绿地灌水量估算
注：“冷”指仲夏最高气温低于21℃；“暖”指仲夏最高气温21~32℃；“热”指仲夏最高气温高于32℃；“湿”指仲夏平均湿度大于50%；“干”指仲夏平均湿度低于50%。
昆明市属于“干暖”气候，故选取日需水量为6.0mm/d。《室外给水设计规范》（GB50013-2006）中浇洒绿地用水定额为1.0~3.0L/(m2·d)，亦即1.0~3.0mm/d。选取日需水量为6.0mm/d，基于如下考虑：
（1）GB50013-2006中绿化给水定额参照《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）确定，其相应的给水定额系小区绿化给水定额，小区绿化植物与市政道路绿化植物种类配置不同，需水量不同，故不能硬套该标准中的定额。
（2）应业主要求，本工程建成后要同时为新建景观带和已建成绿地提供灌溉水源；建成后有可能同时作为道路浇洒水源，故日需水量取得比规范大。
5.2景观带灌溉系统设计流量
5.2.1最大允许喷灌强度
确定了日需水量(6mm/d)，要确定喷灌系统的流量，必须确定喷灌强度。土壤的喷灌强度是指单位时间内喷洒在地面上的水深，灌溉系统的设计喷灌强度不得大于土壤的允许喷灌强度，喷灌强度过大将形成积水或地表径流，使得土壤板结或破坏土壤结构，造成水土流失。昆明市的土壤为壤土，最大允许喷灌强度为11mm/h。6mm/d的需水量在1h内喷洒完毕即喷灌强度为6mm/h，低于最大允许喷灌强度，符合要求。
5.2.2 灌水周期
绿地灌水周期由下式确定：
式中T设――绿地灌水周期，d；
W――日需水量，mm/d；
η――灌溉水的有效利用系数，风速低于3.4m/s，η=0.8~0.9，风速为3.4~5.4m/s，η=0.7~0.8。
经计算并做适当调整，本工程灌水周期为1d。
5.2.3 系统设计需水量
根据4.2.1和4.2.2确定的参数，本工程喷灌系统设计流量为
式中Q――系统设计流量，m3/d；
S――绿地面积，m2。
经计算，本工程喷灌系统设计流量为3394.2m3/d。本工程水源为昆明市某污水处理厂再生水，水量充足。
6.管道水力计算及管道布置
6.1管道水力计算
6.1.1管径计算
（1）快速取水阀
当取水阀用于浇灌时，其服务半径一般为20m，不得超过50m，本工程中取服务半径为30m。在道路两侧60m宽景观带中央各布置1条主管。经计算，本工程快速取水阀总数为210个。
为了减少水头损失，避免在主管上安装过多管件，故在每个标段各安装1根支管，将快速取水阀安装在支管上，可降低水损，减少管件数量，节省投资。
（2）支管管径
喷灌系统的工作制度可分为续灌和轮灌。应业主要求，为了方便招标、施工、管理及明晰责任，本工程15个标段的喷灌系统既是一个整体，又具有一定的独立性。采用轮灌制度，将每个标段作为一个轮灌区。由于是人工浇灌，假设建成后15标段最多有1个工人同时使用取水阀浇灌，各标段轮灌1小时，则每区平均水流量为q1=Q/15=226.28m3/h
平均每区取水阀个数为14个，则平均每个取水阀流量为q2=16.16m3/h，取管内流速为v=2.0m/s。绿化喷灌系统管内经济流速一般为1.5m/s，不得超过2.5m/s。本工程取2.0m/s，主要考虑喷灌管网工程投资，如取得小，必然增大管径，增加投资。
支管管径由下式计算确定：
经计算并适当调整，本工程支管径取63mm。
（3）主管管径
在道路两侧60m宽景观带中央各布置1条主管，假设建成后15个标段每标段最多有1个工人同时使用取水阀浇灌，则喷灌系统最大流量为Q1=15q2=242.44m3/h，管内设计流速V=2.0m/s，则主管管径由下式计算确定：
经计算并适当调整，本工程主管管径取160mm。
6.1.2 水头损失
应业主要求，喷灌管网采用塑料管，则沿程水头损失采用魏斯巴赫-达西公式计算，即
式中λ――沿程阻力系数，按勃拉休斯公式计算，即
（1）主管沿程水头损失
按最不利点计算，本工程主管沿程水头损失为32m。
（2）支管沿程水头损失
按最不利点计算，本工程支管沿程水头损失为6m。
（3）局部水头损失
管道局部水头损失一般取沿程水头损失的10%~15%，本工程取10%，经计算得局部水头损失为3.8m。
（4）总水头损失
即沿程水头损失与局部水头损失之和，为42m。
6.1.3 确定水泵参数
（1）水泵流量
由于有2条主管，故设置2台水泵，水泵流量为系统流量的一半，即Q1/2=121.22m3/h。
（2）水泵扬程
绿化灌溉给水管网从地面算起最小服务水压应为0.10MPa，即10m服务水头。水泵扬程为
H=H设+hz+∆H
式中，H――水泵扬程，m；
H设――设计服务水头，10m；
hz――水泵至最不利点快速取水阀之间管路总水头损失，42m；
∆H――水泵出口中心线至最不利点快速取水阀高差，本工程所在地地势平坦，高差很小，故取0.5m。
经计算，水泵扬程为53m。
6.2 管道布置
绿化灌溉系统的设计、施工与市政给水管道的设计、施工要求基本相同，因此可按市政给水管道设计与施工的相关原则、做法、相关标准、规范来做，不再赘述。值得注意的是，绿化灌溉系统应尽量将阀门井、泄水井布置在绿地周边区域，以便于使用和检修；管道尽量避免穿越灌木和乔木的根区，以满足绿地种植要求。
7.结束语
完善的灌溉条件是城市绿地的重要保障，使其发挥良好的景观效益、环境效益、生态效益，成为城市一道靓丽的风景。本文结合实际工程探讨了城市绿地人工灌溉系统设计的通用原则、一般步骤及注意事项，以期为类似工程提供一定借鉴。
昆明是缺水城市，绿地灌溉需水量巨大，如用自来水将拉高运行成本，因此采用污水处理厂再生水作为灌溉水源。但是这有一定的健康风险，本文重点探讨了病原微生物的健康风险，并采取一定的措施预防。其他风险如化学致癌物健康风险等，只要做好健康风险管理与控制，再生回用风险处于可以接受水平，再生水可作为城市绿地灌溉的可靠水源。
灌溉系统范文第6篇
关键词:水资源 保护装置
我国是一个水资源严重短缺的国家,人均水资源占有量排在世界109位,仅为世界平均水平1/4。随着经济的发展,农业供水矛盾日益突出,干旱缺水成为制约我国农业发展的重要因素。因此,国家领导和全民根据国情提出多种节水灌溉模式,以解决农业发展的危机。
针对北方地区,农业缺水更加严重,人均水资源略占南方的1/4,从1998-2000年,国家共投资2000多亿搞农田水利建设,初步发挥了其作用,缓解农业用水矛盾。但其中也出现不少问题,其中犹为突出是:缺少必要的保护装置、管理不善。仅缺少保护装置这一项,仅河北省每年要报废1000多台潜水泵及其配套的输水管道和设备,使其不能发挥其应有的节水优势。
为了确定灌溉系统正常运行,系统中必须安装必要的控制、测量、保护装置。如阀门、压力调节器、压力表、安全阀、逆止阀、进排气阀等,下面阐述保护装置的工作原理及选用标准一一述之。
1、 启动设备
电动机启动时电流很大,有时超过额定电流5-7倍,这样大的电流长时间通过电机绕组会将其烧坏,而且还会使电网降压很大而影响其他电器设备运行。因此采用启动设备以降低电动机电流,从而保护泵的电动机和保证其他电器设备正常进行,有三种方式。
a.直接启动:当电机功率小于7.5KW或电动机容量与变压器容量之比小于35%时。
b.降压启动:当电动机功率大于7.5KW或电动机容量与变压器容量之比大于35%时,采用星型、三角型启动器,或自耦变压启动器。
c.电器控制箱:包括电动机降压启动设备、短路、单项运转、三项过流、反转保护装置与仪器等。其动作灵敏可靠,容易调整,其操作安装安全方便,是潜水泵理想电器配套设备。
2、 阀门
用以控制管道的启闭与调节流量,进而控制管道压力。灌溉系统基本采用低压阀门,常用有闸阀、蝶阀、截止阀等,目前首部采用法兰联结方式为多。
3、逆止阀(拍门)
逆止阀又叫止回阀,是一种根据前后的压差而自动启闭的阀门,
它使水沿单方向流动,反方向流动时则自动关闭。通常在水泵出水口安装逆止阀,以避免停机时水倒流冲击水泵叶轮长时间反转,造成潜水泵非正常磨损,减少寿命。在怀来县二堡子村大田喷灌工程中由于缺少逆止阀,导致管道形成负压遭到破坏。
以一静水位:H0=35m计 管径为(外径):D=110mm
流量:Q=40m3/h 流速:v=1.33m/s
管道长度:L=500m 为例说明其危害
·冲击方面影响
冲击波传播速度:a=a0/(1+K*D/(E*D/2))1/2=304.1m/s
关闭时间:Ts=2*L/a=3.3s 一般情况下大于5s不予考虑
任意流速断面的过水能量方程:p1=40m,p2=10m, Z1=Z2
Z1+ p1/γ+v12/2g=Z2+ p2/γ+ v22/2g
求出V2=24m/s,可见高速反冲水泵叶轮。
最高逆转速:Nmax=K3*K5*P5*N0=1.7N0
·水锤
由于管道内压力水的流速急剧变化,而引起管道中水压力突然增高或降低这种现象叫做水锤现象。
按产生原因分关闭水锤,空管启动水泵排气不畅启动水锤,停泵水锤,经常造成管道破裂。
按薄壁管计算 ρ0=101000N/m2
阀门口最大水锤压力:Hmax=H0-Z+K2*K4*P3=440m
管道中点处最大水锤压力:H1max=Hc+Z1+K2*K4*P1*H0=180m
其中参数P3、P4、P5、Z、Z1、K2、K3、K4、K5见参考文献。
·选取标准
① 当系统中未设单项阀时,应验算其最高反转速作为检验水锤依据,以确定管道设计压力(额定工作压力的1.25倍)
② 管道中点出现的最低压力Hmin值是否低于该处的汽化压力,如果低于,则出现水柱分离现象。
4、进排气阀
能够自动进气和排气,有一定压力能自动关闭。管道输水时在最高位置和隆起地方会积累一部分空气。一方面影响过水面积;另一方面水流速度大,又会带动一部分空气在管内流动,发生水力冲击。
安装在最高处进排气阀可迅速排除空气,停泵或关阀时又能迅速补充空气,减少造成对设备和管道的危害。
喷灌常用型号为KQ42X-10(12)
5、安全部件
①安全阀
上开式安全阀作用是当管道的水压力生高时自动开放,以防止水锤事故,一般通过泻水完成。
上开式安全阀主要有弹簧式和杠杆式,常见为弹簧式。
③ 流量调节阀
通过自动改变过水断面的大小来调节流量。
③减压阀
类似于流量调节阀,用于保证管道内工作压力在设计范围内。
6、过滤器
微灌中灌水器出水口在运行一段时间后容易被污物、杂质、沉淀物堵塞,影响工程总体效益发挥。因此对灌溉水源进行严格净化处理,是微灌系统正常运行,延长灌水器寿命的保证。
常用几种形式:
① 旋流式水砂分离器(离心式)
适用于:含砂量高的水初级过滤。
特点:不能除去与水比重相近和比水轻的有机质等杂质,水泵启动和停机时效率下降;水头损失大。
② 砂石过滤器
适合于:有机物。
特点:成本高,清洗不方便。
③ 筛网式过滤器
适用于:过滤粉粒、沙和水垢等污物。
特点:比较常见且种类繁多,有机含量高时,有机物堵塞“挤出”网进入管道造成堵塞。
④ 叠片式过滤器:带沟槽塑料圆片过滤器。
7、量测设备
压力表是灌溉系统中不可缺少的量册仪器,可反映系统是否按设计正常运行。特别是过滤器前后的压力表,反映过滤器堵塞程度及何时需要清洗的指示器。
参考文献:
1.《水力学》高等教育出版社.1983.6吴持恭主编
2.《喷灌与微灌设备》中国水力水电出版社1999.3.郑耀全、李光永等
3.《潜水电泵的使用与维修》机械工业出版社1995.李世辉等
灌溉系统范文第7篇
以往发展农业水管理的主要目的是通过增强农业生产力，应对饥饿和贫困，如今则是在水资源稀缺状况下，在满足全球不断增长的食物需求同时，达到增加农民收入、发展农村经济、减少贫困、应对气候变化、保护生态环境等目的【4】，面临的问题和挑战主要涉及经济、社会、环境等要素。
1．1经济要素
1．1．1饮食结构变化与食物需求增长
随着人们收入的不断增长，居民饮食习惯正朝着更加注重营养水平和饮食多样化的趋势转变，食物消费模式正在从谷类食品向畜产品和水果、蔬菜、糖、食用油等高价值作物改变。与2000年相比，预计2050年全球谷类食物需求量28～32亿t，增长55％～80％；肉类需求量3．75～5．7亿t，增长70％～155％；糖、油、蔬菜、水果需求量将增长70％～110％p】，未来驱动食物需求增长的一些主要影响因素仍将具有较大不确定性。
1．1．2经济结构改变
全球市场和贸易政策的改变以及全球化进程决定着未来的农业收益率。在一些非农经济部门具备较大竞争优势的国家和地区，农业对国民经济的整体贡献率有所下降，这势必明显影响小农户和自给自足型农民的经济利益。为了确保许多发展中国家农业发展的可持续性，迫切需要加大在技术和能力建设方面的投资，制定受惠于农业发展的相关政策与法规f6J。1．1．3能源价格波动易于波动的能源价格经常以不同的方式影响农业水管理。对水电和生物质能源需要的增长必然加大对水的需求，进而影响水量在不同用水部门间的配置现状。此外，能源价格上涨不仅增大抽取地下水灌溉的成本，还导致化肥及其他石油产品价格的增加，加大农业生产成本。尽管生物燃料目前对全世界能源供给的贡献率仍然有限，但能源价格上涨、温室气体排放增加、地缘政治问题等诸多因素，都可能加剧食物与燃料生产之间对水土资源占有的激烈竞争【J71。
1．1．4食物价格上涨
食物价格上涨正成为当今全球许多国家面临的重要问题，对严重依赖食物进口以及食物消耗占日常支出比例较高的发展中国家尤为如此。引起食物价格上涨的主要原冈包括较高的石油和能源价格、食物需求增长、农业生产投资减少、频繁发生的旱涝灾害、不稳定的市场投机行为等№】。其中加大农业生产投入对维系农业水管理在满足食物供给需求上扮演的重要角色至关重要。
1．2社会要素
1．2．1缺水程度加剧
目前全球约有12亿人口生活在自然性缺水地区，约15亿人口居住在经济性缺水区域，此外，还有数以百万计的贫穷农户处于自然性和经济性缺水并存的地区【6】。水资源禀赋是造成自然性缺水的主要缘由，而对蓄水和管理的不当投入则是引起经济性缺水的典型原因。对许多干旱和半干旱地区，应加大改进灌溉用水技术、增强农业生产力的投资和政策力度，而对一些湿润地区，也需采用新的投资和政策确保水资源在不同用水部门间的合理配置。
1．2．2持续性贫困
全球约有17亿人口且其中多为贫困人口生活在南亚和撒哈拉以南的非洲地区，其中5．1亿人处于食物不安全状况。在撒哈拉以南的非洲地区，食物不安全人口已从1980年的1．25亿增长到2000年的2亿，且70％的贫困人口生活在农村，短期内面临的主要问题是如何改进农业经济结构，缓解贫困和食物不安全状况【9】。不适宜的农业水管理措施常直接影响作物的潜在产量和效益，进而影响到发展中国家为减贫所做的各种努力。
1．2．3城市化及移民
20世纪60年代全球约2／3的人口居住在农村，务农人口达到60％。随着城市化的快速发展，而今只有1／2的人口还生活在农村，不到40％的人口直接从事农业经济活动ll们。预期2050年，全球约2／3的人口居住在城市，迅猛发展的城市化进程势必加剧城市与农业问的用水竞争，导致改变农业生产结构。
1．3环境要素
1．3．1气候变化
平均气温改变、降雨模式变化、极端气候事件发生频率加剧正在以不可预见的方式影响着农业生产状况。
为此，应在农业水管理工程规划以及与农业基础设施建设相关的公共政策和投资、工程和资源公共管理、影响人类习性的政策制定过程中，充分考虑气候变化可能带来的潜在影响及其应对策略。在制定减少温室气体排放或调节气候变化的政策法规时，关注其可能引起的有意或无意影响，如投资发展生物燃料虽可缓解气候变化的速度，但将显著影响水土资源的可持续利用【11|。
1．3．2生态系统修复
全球大规模调水工程都会不同程度的对生态系统产生负面影响。2000年世界淡水物种指数已下降到1970年的50％，对生态系统产生的威胁最终将危害到农业赖以发展的水土资源上【l21。为了改变当前生态系统恶化的趋势，一些国家正在制定和执行有利于增加环境生态流量、减少农业面源污染、增强生态系统服务农业供给的相关政策和策略，并适当减少农业用水量配置。
2农业水管理发展策略与对策
现代农业水管理对保障食物安全、发展农村经济、维系家庭生计、减少贫困人口、维护生态系统等至关重要。为此，应从跨越不同学科、不同部门的角度出发，审视和改善与农业水管理发展相关的策略与对策。人们不能将目光仅局限在地表水和地下水等蓝水资源上，还应把雨水作为灌溉和雨养地区的最基本水源，不应将农业视为相对独立的系统，而应作为整个农业生态系统的组成部分加以看待【I川。
2．1加快发展节水农业，满足未来农业用水需求
未来驱动全球农业用水需求的主要动力来自因人口增长和饮食结构变化引起的食物需求增加与改变。目前全球作物年耗水总量6800～7500km3，平均为7150k甜，其中饲料作物年耗水量2152km3，占作物年耗水总量均值的30％【14】。约78％的作物年耗水总量(5570km3)直接来自降雨入渗后蓄存的土壤水，主要供给雨养农业，其余22％(1573km3)则来自地表水和地下水，主要用于灌溉农业。若灌溉系统输水效率为60％，就需要2622km3的地表水和地下水量才能满足作物年耗水总量。若不对现有农业水土资源生产率加以改善并改变当前的农业生产模式，预计2050年全球作物年耗水总量将增加70％～90％，达到12155～13585km3，比现有增加5750km3[151。
满足未来农业用水需求的水管理发展策略与对策主要应包括：发展灌溉农业，加强雨养农业，开展农产品国际贸易，限制食物需求潜在增长等。灌溉农业在粮食增产、维系贫困农民生计等方面起到重要作用，全世界约40％的农产品毛产值来自占农田面积20％的灌溉农业，在多数发展中国家高达60％[161。为此，需增加灌溉农业投资，通过改革灌溉系统管理、开发新的地面蓄水设施、增加地下水利用量、废水灌溉再利用等途径，增加灌溉供水量，提升作物水分生产率和单方水的产值。尽管雨养农业面临一定风险，但约60％～70％的作物产量仍来自占农田面积70％～80％的雨养农业，且发展中国家数以百万计的贫困农民主要靠雨养农业维持生计【17】。故应增加雨养农业投入，通过加强土壤水管理、采用补灌措施等手段，改善雨养农业生产率，尽可能扩大雨养农业区的作物播种面积。开展基于虚拟水战略的农产品国际贸易为缺水国家和地区应对干旱提供了选择，通过贸易手段将在北美、拉美等水土资源丰富地区集约化生产的农产品交易到中东、北非等缺水地区，可弥补不同国家水资源禀赋E的差异，缓解缺水国家食物增长对农业用水需求产生的压力。基于粮饲家畜肉类结构的食物对水资源消费数量比素食结构需水翻番，适当改变食物消费模式可减少对水资源的潜在压力。此外，农业生产和食物消费过程中产生的粮食损失约为40％～50％，有效减少食物生产过程和产后市场链条上的损失对减少农业用水亦十分重要【18】。#p#分页标题#e#
2．2改善农业水土管理活动，维系生态系统服务功能
生态系统服务功能常包括产品提供(食品和纤维、燃料、木材等)、调节(气候调节、水资源和空气质量调节、病害控制和授粉等)、文化(娱乐、精神、美学价值等)和支持(初级生产、土壤形成、水和氮循环等)4大类服务功能f】91。对农业生态系统而言，以往总强调其具有的产品提供功能，而忽视其余服务功能。农业发展在增强产品提供服务功能的同时，将不可避免地改变许多生态系统过程的结构和效能，进而减少调节、文化等其他服务功能的价值。农业水管理对生态系统服务功能产生的潜在负面影响主要反映在水生系统、沿海地带和湿地以及陆地系统上，前者包括河道水量减少、湿地萎缩、水质恶化、物种多样性下降等问题，后者则包含地下水位下降、盐碱地面积增加、缺水造成的十地植被改变等弊端。农业水管理通常将改变流域水文循环规律，明显增加水生系统和陆地系统中植物一土壤．大气连续体循环机制改变的风险，生态系统服务功能的减弱不仅将影响农业生产力，还会严重阻碍整个社会为减贫做出的各种努力唧】。
维系生态系统服务功能的农业水管理发展策略与对策主要是：改善农业水七管理活动，统筹考虑上下游农业用水管理措施，建立多功能的农业生态系统等。改善农业水土管理活动，尤其是加强田间用水管理、增加作物水分生产率、减少土壤养分淋失及其对地表和地下水体的危害等，可减少农业需水50％以上，有效缓解上游粮食生产用水对下游生态系统的压力【5】。处理好上游粮食生产可能对下游水生系统和湿地造成的负面影响至关重要，应统筹考虑上下游的农业水管理活动，在保持上游粮食生产能力与维持下游生态系统服务功能之间，寻找可被各方接纳的利益权衡点。建立能够提供多种服务功能的农业生态系统水管理，可达到增强不同服务功能间协调性的目的，这取决于人们对生态景观过程的深入了解以及充分意识到生态系统服务功能的价值所在。对发展中国家以往150个项目从多目标角度考虑资源节约型农业投资效果的分析表明，借助提高用水效率、改善水质、增加碳固存等手段，可达到农业增产与减少环境影响并行的目标，基于生态系统保护的农业水管理需求方式并不会约束农业发展f2¨。2．3注重灌溉与农业生产系统的紧密结合，加大灌溉投入尽管驱动灌溉发展的许多传统因素依然存在，但其又同时担负起应对气候变化下的农业生产影响、减轻对生态系统和公众健康产生负面作用等新的职责。推动灌溉发展的首要因素在于需要更多的食物满足未来人口增长，受新开发水资源鼍和灌溉面积的边际效益制约，人们必须持续地改善灌溉农业水分生产率才能满足对食物的需求。其次食物需求的结构变化加剧了农业用水的紧张局面，生产较高价值的肉、蛋、奶产品要比直接生产谷类耗水更多，故只有加大灌溉投资，增强农田管理投入力度，才能使作物产量和用水效率达到所预期的效果【22I，增加灌溉投入可为集约化的农业生产提供更为安全可靠的风险环境。最后伞球及局部气候变化也是驱动灌溉投入增加的因素，气温升高和二氧化碳增加将增大作物腾发量、快速消耗土壤水分、增加灌溉需水、促进生物质形成速度，并明显影响融雪型河流的径流过程分布，而降雨模式的改变将加剧干旱地区的缺水程度或增加湿润地区的降水量。
需对灌溉管理和投入重点做出实质性转变，才能满足人们对发展灌溉所寄予的期望和要求。与以往相比，未来灌溉投入应更为关注灌溉与农业生产系统的紧密结合，重点基于先进的信息、节水、管理等技术和方法对现有灌溉基础设施进行更新改造，大力推进灌区的现代化建设，因地制宜的在有条件的地区适度扩大灌溉面积【231。作为当前全球灌溉管理制度改革的重要内容，应将参与式灌溉管理、灌溉管理转移等方式继续作为灌溉投入的主体，积极探索具有当地特色的灌溉管理范式以及可持续性支撑灌溉管理模式运行的财政来源与途径。以往大多数参与式灌溉管理工作多集中在示范层次，以建立小型农民用水户协会为主，与灌溉管理配水改善、维护灌溉工程服务定位相关的改革却少见尝试也鲜见成功。为了应对气候变化对农业生产带来的影响，在灌溉基础设施建设上的投入重点应包括：建设新的蓄水库容以弥补失去的冰雪融蓄水量，为用水户采用更为灵活的配水方案提供必要的设施和装备，修建地下水补给工程和废水灌溉再利用处理设施等；在灌溉管理和制度措施方面的投入重点有：通过改善技术和管理活动增加灌溉用水效率，建立用户间的水交易市场及规则，构建用于改善农业用水整体效益的综合水资源规划等【24】。
2．4创新流域水资源综合管理模式，提升雨养农业
农业灌溉已对世界主要江河流域的供水和生态环境造成较大压力。面对全球水危机形势，大规模发展灌溉的空间已较为有限，雨养农业在提供食物和维系生计方面起到重要的支配作用。全球雨养农业的生产力常低于灌溉农业，发展中国家的雨养粮食平均产量1．5讹m2，而灌溉农业3．1t／hm2，在气候温和的热带商品粮农业区，主要作物的雨养产量可高于5～6饥Iln2【6】。在半干旱和半湿润地区，并非雨量而是降雨的极端变异性是制约农业生产的主要影响因子。在作物关键生育期间发生的短期干旱几乎存在于每个雨季，而气象干旱则平均每10．a才发生l～2次，通过水管理技术虽可在一定程度上减轻短期干旱带来的影响，但气象干旱对作物减产的影响明显【251。
在干旱和半干旱地区，降雨已成为超出农民控制能力的最为突出的随机因素，水既是农业生产的关键投入要素也是农业风险及不确定性的主要来源，提升雨养农业对维系生计起到支配性作用。
提升雨养农业的水管理发展策略与对策应建立在生态水文学观点基础上，人们应将降雨作为淡水资源的重要组成部分加以看待【26l。尽管在现有的流域水资源综合管理模式(IWRM)中，已意识到为保护河流、湖泊、湿地、河口等水生生态系统功能应考虑环境生态水流的问题，但该管理模式的焦点仍集中在灌溉、工业和城市供水的蓝水资源规划、配置与管理上。向农业生产这类关键的产品提供服务功能仍主要取决于陆地牛态系统中的绿水，为此应该对蓝水和绿水进行统一的综合规划与管理，形成用途广泛的1wRM新策略。在该新策略中，就地集雨应被视为生产性用水，水资源控制与管理中应包含与雨养农业系统相关的当地尺度及其流域尺度，更为关注从流域到当地的降尺度水资源管理，并基于跨尺度间的水资源综合分析结果，系统阐述对上游绿水投入(如集雨)与下游用水影响(如减少泥沙)间的双赢机遇1271。#p#分页标题#e#
从作为淡水资源的降雨出发，对1wI州新策略的准确定位就是要淡化灌溉农业与雨养农业间的人为划分，其实灌溉农业通常部分的依赖绿水的贡献，并且采用保护性耕作、土壤培肥、地表覆盖等旱农方法，而提升雨养农业稳定性的最佳途径则是利用补灌等蓝水管理措施。为此，打破灌溉农业与雨养农业间的管理划分无疑是提高雨养农业投资优先性的重要策略，可提供多组范围从雨养到灌溉系统的管理选择方案。
2．5基于各种途径与措施，提高农业水分生产率
农业水分生产率来自种植业、畜牧业、水产业等部门的净收益与产出该收益耗用的水资源量之比，反映出以较小社会环境成本为代价获取单位耗水最大收益的目标。改善农业水分生产率的优先地区应包括：过于贫穷且水分生产率较低的地区，用水竞争激烈的自然性缺水地区，水资源开发程度较低且用水回报相对较高的地区，因地下水位下降和河道断流等致使农业生态系统严重退化的地区等。改善农业水分生产率的水管理活动与措施主要有集雨、补灌、非充分灌溉、精准灌溉、水土保持等，与这些措施无直接关联的一些活动也会间接影响到农业水分生产率，如改善土壤肥力、防治病虫害、选择作物良种等。改善农业水分生产率有赖于深入了解和掌握植(动)物生理学、作物学、农学、农田水利学、土壤学等相关知识，以及横跨田间、农田、流域等不同空间尺度下的经济、社会和环境条件【2引。
提高农业水分生产率的主要途径与措施有：增加植物、田间、农田等不同尺度上的单位腾发量生产率，极小化农业用水过程中的非生产性水量消耗，改善现有灌溉设施管理与运行维护，循环利用回归水和农田排水，在不同用户间合理重新配置水量并共同管理用水，将种植业、．畜牧业、水产业等用水在流域尺度上加以综合管理等。作物水分生产率为消耗单位腾发量获得的作物产量(值)，对应的改善途径与方法在生物节水方面有作物品种遗传改良、作物生理学特性调节等，在农艺节水方面包括增加土壤肥力和有机质、保护性耕作、病虫害防治等，在上程节水方面包含田间节水灌溉方法、非充分灌溉制度、集雨补灌等【291。畜牧业用水约占农业腾发量20％左右，主要来自生产牲畜消费食物所需的水量睁j，相应的改善策略包括改进动物饲料来源、增加畜产品(肉、蛋、奶)产量、完善兽医服务条件、采用避免土地退化和减少土壤侵蚀的放牧活动等。水产业用水主要来自生产饲料的用水和养殖用水，其水分生产率是水产品产量(值)与饲料生产用水和养殖用水蒸发量之和的比值。
采用农业与水产业相结合的综合措旅可循环利用水分和养分，用于灌溉和养殖业的多功能农田池塘已成为改善家庭营养状况、增加经济收入的有效手劂叫J。
2．6确保用水安全与公平，减少农业贫困人口
水对维系全球日收入低于1美元的10多亿人和低于2美元的28亿人的生存与生计至关重要，已成为制约全球农业产出和乡村穷人收入的主要因素之一【311。实际上贫困与水未必一定相关，多数贫困地区的水资源禀赋可能好于富裕地区，影响贫困的范围和程度取决于人们对水资源的控制和管理水平。以往对贫困的理解仅关注收入、消费和财富，而忽略了引起贫困的多元化因素及彼此间的复杂交互作用。在评价农业水管理对减贫的作用中，必须考虑贫困的多元性及其复杂交互作用的影响。
通过改进农业水管理活动，首先可改善农业生产和生产力，增加就业，稳定农业产出和收入，其次可鼓励农民采用各种促进农业增产的投入措施，生产多样化的高附加值产品，增加非农产品，满足家庭对多样化物质的需求，第三将对贫困人口的营养和健康状况改善、社会公平待遇、生态环境保护等产生积极的作用【321。
对大多数低收入国家而言，食物安全和减贫所面临的关键挑战在于改善农业生产条件和提高作物产量，以便减少全球以小农经济为生的8．5亿农业人口的贫困程剧33】。为了确保穷人用水的安全性与公平性，首先应建立完善的水权制度并增加蓄引水基础设施投资，其次是开发适宜的用水管理技术并选择恰当的资金筹措方式，使人们更为有效的用水，第三是改善现有大型灌溉系统的生产力和配水的公平性，提高农业水分生产率，改进农业水资源管理，最后是密切农民与投入．产出市场间的关系，促使农民谋生手段的多样性，达到减贫和改善水土生产力的目的。在自然性缺水地区，当减贫因进一步开发水资源而受到限制时，改善现有农业用水管理系统无疑就成为首选策略，这对发展中国家尤为重要。
2．7改进农田排水和土地利用管理，减轻或预防土地和水环境质量下降
全球近50％的灌溉土地存在排水问题，约有2500万hm2的农田因灌溉引起的涝渍盐碱灾害而丧失生产力，有2．5亿hm2的雨养土地亟待改善排水状况【341。目前，包括土壤盐渍化在内的农田土地退化(土壤侵蚀、土地沙化、土地污染等)影响着非洲65％的农田，在拉美和亚洲则分别达到51％和38％。草地退化面积在非洲、亚洲和拉美分别占总量的31％、20％和14％，林地退化面积则分别为19％、27％和14％。全世界约40％的农业土地处于中等退化程度，约9％为严重退化，全球作物减产13％左右，且每年约有500～1000万hm2的七地丧失农业生产能力【351。土地退化不仅对农田水循环和农业水分生产率具有严重的负效应，还明显影响农业用水的数量和质量。土地退化过程与农业用水管理关系密切，改进和加强农田排水和土地利用管理，可达到减轻或预防土地和水环境质量下降的目的。
当前改善农田排水的目标已从单一地促进农业生产力逐步转向同时避免其对水环境产生负面影响的双重目的。在保持除涝、治渍、排盐等功效同时，利用各种技术和管理控制措施尽可能减少因采用农田排水措施带来的环境负效应，这些措施与方法包括：适当减少排水量和污染物排放量的控制排水运行模式，基于灌排措施与人工湿地相结合降解污染物的灌溉一排水一湿地系统，具有水肥高效利用特点的农田排水再利用措施掣36】。人类活动尤其是农业生产活动是造成土地退化的主要因素，减少和防治土地退化的主要措施应包括：制止乱垦、滥伐和过牧，合理开发利用土地，合理施肥和灌溉；投资于退化土地的修复工作，采用增加土壤肥力、改善土壤入渗和蓄水能力、减少土面蒸发的资源保护型耕作与土管理技术，改善雨养和灌溉农业系统的农田水分生产率；从农田多样性和生态系统服务功能等观念出发，增强农业景观多功能性，基于工程、生物、农业等技术措施，对退化的土地进行综合治理【37】。#p#分页标题#e#
2．8选择不同措施及其组合，降低废水灌溉风险
工业和城市生活废水随着人口增长、城市化加剧、生活条件改善、经济高速发展而不断增加，与此同时，对废水的生产性再利用也在增长。尽管在世界卫生组织的废水灌溉利用指南中要求，废水只能用于灌溉非食用的作物，但在实际中却难以强制执行，许多发展中国家的农民在无淡水可用的窘况下，只能利用废水灌溉可食用的作物。目前发展中国家近80％的污水未经处理直接排放，约有50％的人口使用污水进行灌溉【381。全球至少有350万hm2的农田采用未加处理或部分处理的废水进行灌溉，直接利用废水灌溉的面积大致为处理后灌溉面积的10倍以上【391。利用废水灌溉的农民要比使用淡水灌溉的农民具有较高的寄生虫传染机率，且金属离子通过废水灌溉的作物进入人体，直接影响身体健康状况，这已成为负责维护公众健康和环境质量的国家部门所关注的热点问题。
由于各种原因，许多发展中国家在未来一段时间内尚不具备实施复杂废水处理计划的能力与财力，为此应借助废水来源控制、污水处理与非处理选择及其组合方式等措施，尽力降低废水灌溉的风险，保护农民和消费者的利益㈣。借助不同程度的污水处理措施与方法可改善灌溉废水质量，采用劳动保护性措施可降低废水施灌过程中操作人员的人体程度、减少被病原体侵害的可能，利用作物选择与多样化、灌溉管理、土壤特性考虑等非处理措施加强农田废水灌溉管理，采用清洗、烹饪、消毒等各种措施减少废水灌溉作物带来的健康风险。
此外，通过改善政策与对策、促进机构问对话、加强财务机制等手段，可为改善废水灌溉管理提供机遇，而采用与激励或强制执行相结合的废水排放标准，可促进点源排放的家庭和工业部门的水管理改善，通过在输水部门与卫生部门之间建立有效的联系，有助于推动更为有效的废水灌溉管理模式。
2．9加强政策和制度建设，促进农业水管理发展
促进农业水管理发展的公共政策范畴包含水资源管理、农业、农村发展、环境等【4¨。水资源管理政策涉及到可协调互为矛盾冲突的多目标综合流域规划、基于宏观经济等政策价格信号与资源配给等非价格因素结合的农业水分生产率激励机制、与非传统水资源再利用相关的政策及规章制度、水权制度尤其是可交易权的建立及完善等。农业政策包括改革国内市场并促进出口市场发展的机制、应对粮食安全的食物消费结构模式导向、基于市场运作促进技术开发应用的对策等。农村发展政策主要面向维系生计的可持续性改善，投资减贫措施的优先顺序是雨养农业、低成本灌溉技术、社会驱动型基金、小规模灌溉和水保、大规模灌溉工程、高产值灌溉作物多样化等。环境政策则与激励农民开展环境友好型社会建设、维系流域环境生态流量、地下水资源有效保护等相关。
灌溉系统范文第8篇
关键词：园林 灌溉系统 设计 施工
1、研究背景
园林灌溉不仅要满足各植物需水的标准,又要为园林增添水景景观,因此做好园林灌溉设备方面的工作具有尤为重要的作用[1]。
2、灌溉技术发展史
随着世界人口的不断增长和能源、水资源危机的逐步加剧,园林灌溉系统正趋向更加环保化、能耗节省化、控制智能化、行业开放化、喷洒低压、利用综合化、用途多向化等技术快速开发[2]。
2.1灌溉方式的多样化
植物供水作为园林灌溉系统的主要对象,基于植物的各异性,必须有针对性的对不同植物的需水规律和需水量提供“精准”灌溉。随着园林灌溉系统的进一步创新研发,对于喷灌、滴灌等灌溉方法的界限将逐一被突破。其中,在喷灌区域中有多种不同的微灌方式,主要包括滴灌、微喷灌、滴箭、涌泉灌、树木根部灌溉等。然后,针对园林绿地植物的多元化需求,同一个灌溉系统将采纳不同的灌溉方法。不同植物的根系层深度各有差别,吸水范围也不尽相同,可以结合地上灌、地面灌、浅层灌、深层灌,统一调配降水、灌溉水和地下水,形成综合一体化的植物灌溉水分管理系统。
2.2灌溉产品的多样化
在园林灌溉产品方面,具有世界知名品牌的园林制造商已制定了完善的系统。我国的园林灌溉设备产品与世界的同类相比,距离还相差很大。其主要表现在产品类型单调,配件不全,质量控制体系和质量检测手段相对来说不成熟。当前国产的控制器和电磁阀可靠性不高,在小型电子控制器研发方面,还留有空白。
3、灌溉系统设计与施工
3.1灌溉系统设计
近年来，在借鉴国外经验的基础上，更多的新技术、新材料开始运用于市政园林灌溉系统之中，灌溉方式也从简单喷灌向着喷灌、滴灌、微灌、涌泉灌等多种灌溉相结合的系统性灌溉过渡，并开始将准确把握植物需水规律的“精确”灌溉作为设计目标。设计中应首先考虑灌溉地域的土壤、地形、气候、植物群落等基本情况，并注意设备的隐蔽性以保证景观效果的美化。可通过自动控制系统提高灌溉的精确程度，达到提高效率和经济实用的双重效果。
灌溉系统由水源、首部枢纽、管网以及喷头等部分组成。首先应保证水源的水量及水质，在市政园林灌溉中通常选择城市供水系统；首部枢纽一般包括动力设备、水泵、水表、压力表，以及控制设备等，用于取水、加压、水质处理和系统控制。在设计中应根据水源条件、灌溉产品类型及灌溉对象适当增减设备。管网包括不同管径的干管、支管、毛管等，作为压力水的运输通道，通常以防锈蚀的UPVC管、PE管等作为首选。喷头是使灌溉水均匀喷洒在绿化区域的设施，可根据不同情况选择不同射程的喷灌、滴灌或微灌产品。
在灌溉方式上，应以整体喷灌与局部滴灌或微灌的方式相结合，并根据设计需要选择全自动或半自动控制系统，其中全自动系统可通过预先编制好的控制程序和根据反映植物需水的某些参量（土壤气候条件、植物群落条件等）自动开闭水泵并按一定的轮灌顺序进行灌溉，可极大地降低人工成本和资源浪费。
3.2灌溉系统施工
牵连到有关建筑物的施工更改,应严格符合现行规范的要求。
(1)在施工开始之前,需要确定好相应的水源位置,测量并记录静态水压。
(2)清晰把握整体布局设计规划,并了解当地的冻土层厚度,明确水管线的埋深度。
(3)根据不同型号喷头的工作压力、出水量,做好选择合适的喷头型号工作。
(4)放线,定点。根据不同喷头直径所喷洒的距离,确定两个喷头之间的间距,同时还需要考虑当时给水的压力、当地的气候条件等。点喷头之前,其控制点,边角点必须先点上,并统计管材管件数量。一般的布置方式选用正三角形布置,而对于正方形布置,应注意的一个限制因素就是最大间距对角线的限制。
(5)开挖喷灌沟。开挖之前,要分开放置表层土与下面的阴土或者建筑垃圾,管沟找准坡度,其下面不能有尖锐的东西阻截, 要保证平与直。
(6)连接管材。先用大号砂纸打磨接口,再用干净的抹布擦拭干净,在接口处用水胶均匀涂抹,接着迅速插入并用力转一圈,停一分钟以防接口接触不全面。
(7)测试压力,回铺管沟。先在管材上面回铺一层好土,然后把原先挖出的土回填,清理好当地的建筑垃圾。
4、节水灌溉系统的建设
随着世界性能源问题的出现，市政园林除了其发挥其美化城市生活、调节生态环境等作用外，其节能性也逐渐受到人们的关注。节约型生态园林概念的提出，对灌溉系统提出了更高的要求，促进灌溉系统不断向低成本、低能耗、多样化、自动化的节水、节能、节劳的方向发展。
首先，应以不同植物的灌溉特点优选灌溉方式及灌溉器具。低矮易蒸发的草地宜采取射程较远的喷灌以降低水的雾化程度和空气中的漂移损失；自然型灌木宜采用滴灌方式，将滴头设置在植物的根部附近减少水的损失；大型乔木可用根部灌水器和涌泉喷头将水分直接送入其根系，解决表层压实土透水性、透气性差的问题。而时令花卉与修剪型灌木则应分析具体情况，以滴灌、微灌或人工浇灌相结合的方式操作。其次，管材和配件的选择直接关系到节水的效果。管材的人为损坏、老化、冻裂等情况，都可能破坏其密闭性，产生漏水现象，故应选择质量较好，柔韧度较高的UPVC或PE材料。而将某一区域的入口水压保持在同一最佳范围内，可产生更为均匀的灌溉效果，因此可在入口管道处设置水压调节器，使灌溉器在最适压力下工作。此外，灌溉系统后期的维护和对自动化程序的不断修正也将起到良好的作用。总之，市政工作者应合理设计和运用灌溉技术，根据不同的园林环境设置不同的灌溉模式，为城市节约型生态园林的建设贡献力量。
5、结语
园林灌溉系统的设计与施工是否科学合理,直接关系到园林的绿地植物是否健康成长及其水资源是否科学合理利用。针对这种情况,我国必须在借鉴国外先进的灌溉技术的前提下,加大技术研发资金投入,科学创新,与时俱进,实现资源的综合可持续利用,创造更多的园林企业的经济价值。
参考文献：
[1]任振江．园林树木的灌溉方法及灌溉水源[J]．河北林业科技,2010(1):49-50．
灌溉系统范文第9篇
关键词：农田水利;灌溉系统;滴灌工程;分析;设计
0 前言
随着我国经济的不断发展，农业用水也成为了我国需要解决的问题之一，而农业滴灌作为一种现代化的高效节水的灌溉技术，在农田水利的灌溉当中发挥着非常重要的作用。
1 农田水利灌溉系统工程的基本概况
（1）农田水利灌溉系统老化现象严重
我国大部分的农田水利灌溉系统工程都是在人们公社时期进行建造的，所以说有的部分根被没有任何科技含量可言，渗漏现象非常的严重，沟渠中全是泥沙和杂草，每年不仅要话费大量的人力物力来对沟渠进行清理。
（2）重视农田水利灌溉系统工程的程度不高
我国投资建设的大型农田水利灌溉系统工程大多数还是停留在之前的水平上，已经满足不了现代化农业水利灌溉系统工程的需要，在灌溉系统中，经常会出现争水、偷水的现象，有的县的农田水利灌溉系统工程经费方面是不足的，使得农田水利灌溉系统年久失修，想修有担心经费问题，使得水利灌溉系统一直是处于维持现状的状态。
2 农田水利灌溉系统滴灌工程的设计方案
（1）滴灌工程设计的相关参数
我们根据节水灌溉的相关规则以及国内外的滴灌技术发展所积累的经验，将各项技术的参数确定为以下各值：微灌土壤的湿润比：P=40%～50%;微灌水的利用系数一般在0.90～0.95;设计灌水的均匀度为90%～95%;设计湿润度为0.80m;
（2）滴灌工程设计的目标
滴灌工程设计的最终目标是能够选择合理的滴灌技术形式，真正意义上确定滴灌的制度，运用典型设计作为例子对灌水区进行合理的布局，进行轮灌区的划分，实现滴灌系统首部枢纽设计。
（3）滴灌管线的特点
滴灌管线所用的滴头是内镶式的结构，这是其他的灌溉系统所不具备的，而且滴头在生产过程当中是直接焊在滴灌管内侧的，这样不仅可以最大限度的防止机械出现损伤，而且还节省了机械的空间。而且管线所采用的是壁厚不小于0.50mm的PE管，在实际的施工中可以将其直接插在管线上。
（4）滴灌管线的布置形式
滴灌管线的布置和农作物的生长、作物种类以及种植的方式是有着非常密切的关系的，不同的农作物所选用的滴头类型也是不同的，与此同时我们还要着重的考虑施工、管理等外界因素对农作物的生长是否有影响，比如说玉米、蔬菜等作物是属于条播密植作物，这些作物需要非常高的湿润比，所以滴灌管沿行向进行布置，一膜最少要一到两根，为了更好的确保最佳的灌溉湿润效果，滴灌的管线比较适宜铺设在地上。
3 农田水利灌溉滴灌工程设计
（1）管网布置的原则。我们要根据作物种植的要求以及所采用的灌溉技术，要求熟睡管要符合灌溉形式的要求;要结合作物的种植方向要求，确保作物的用水要求、保证调水方便、管理维修方面能够及时有效;管道的纵刨面要尽量的平顺，为了防止出现热胀冷缩以及冬季的冻害问题，输配水干管要深埋于地下，不同地区深埋的深度不同，一般情况下深埋的深度为1m左右。
（2）管网布置的形式。管网一般布置的形式是水源到加压泵到干管到支管，最后到滴灌管，由于我国的地形是非常复杂的，所以所有的干管都是采用鱼骨形进行布置，这样能够最大限度上减少水源的浪费，干管要深埋地下，支管可以放在地面。
（3）输配水管道规格。农田水利灌溉系统是一项非常重大的关乎民生的系统，它的建设一定要安全可靠，所以对于系统中输配水管道的规格和材质都要有一个非常明确的标准，这一标准是根据不同地区的设计流量所决定的，一般情况下滴灌管的材质是由低密度的聚乙烯拉制形成的，滴灌管材质的化学配方可以有效的低抗外界环境的应力破坏，同时材质当中还含有抗老化的添加剂成分，这样可以有效的预防管线老化，能够有效的延长管线的使用寿命，此外，为了确保每一个灌区都能够得到水资源，我们要结合当地的实际情况，在各个灌水区的首部安装一个能够调压的减压阀，设定一个统一的压力，这样的话，可以方便稳定滴灌管线所要求的压力数值，从而达到所有的灌区都能够均匀用水的目的。
（4）首部枢纽设计。首先要考虑的是过滤系统，因为过滤设备一直是滴灌系统长期以来安全运行的保障，因为任何一个项目区的水源水质当中都是有泥沙的，还有一些藻类以及漂浮物，这些漂浮物当中有的还有一些化学成分，要确定选用过滤系统的组合，设计要求这类系统具有坚固耐用、过滤性能可靠等优点，后期维护也要比较方便。
现阶段我国相对比较成熟的过滤组合有离心力沙石分离器加上叠片过滤器组;介质过滤器加行网式过滤器组，离心力式的过滤器组比较适合没有藻类和漂浮物的水源，因为这一水源当中含有大量的泥沙，这是离心力式过滤器组比较适合的，而介质过滤器组对河流水源的微生物和漂浮物具有较好的过滤效果。如果是水质很好的地区，其水源的过滤可以直接使用网式过滤器。其实不管选用哪种过滤器都是为了降低堵塞的程度。
参考文献：
[1]康权.农田水利学[M].北京：水利电力出版社，1992.
[2]雷志栋.土壤水动力学[M].北京：清华大学出版社，1985.
灌溉系统范文第10篇
摘 要：传统农业灌溉系统中，运用有线网络实现智能化灌溉，不仅成本较为高昂，整体布设过程也很复杂，需要花费大量的人力物力。正是基于这种情况，相关技术人员研发了ZigBee智能农业灌溉系统，主要利用的是网络节点、超声波水位传感器以及土壤水分传感器等，整体系统能有效实现信息反馈和数据收集，十分便利。本文从ZigBee智能农业灌溉系统的总体结构分析入手，对硬件实施方案以及软件实施方案进行了集中的阐释，旨在为技术研究人员提供有价值的技术建议，以供参考。
关键词：ZigBee；智能农业灌溉系统；硬件；软件
中图分类号：S275 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20170230059
1 基于ZigBee的智能农业灌溉系统总体结构
ZigBee智能农业灌溉系统的参数包括用户终端系统、主控制器、ZigBee内部协调节点以及监控系统等，利用节点参数实现网络组网，并借助控制命令优化系统的运行流程。另外，在ZigBee智能农业灌溉系统运行过程中，当终端节点检测到农田水位超标后，就会产生自动断电制动，系统能利用其自身系统控制参数对电磁阀进行控制，从而有效地停止灌溉操作。而针对检测水位在阈值范围以下时，需要利用系统自动化控制功能开启电磁阀，确保振动控制灌溉项目。技术人员要利用模块对开启灌溉和停止灌溉进行集中管理，针对状态信息以及终端节点建立有效的控制框架[1]。
2 基于ZigBee的智能农业灌溉系统的硬件实施方案
ZigBee智能农业灌溉系统主控制结构主要包括微处理芯片、USB和SPI等，结合图像传感器和MCI，能优化实现系统的高效管理目标，并且可以利用JAVA进行编程操作，将信息缓存后直接输入到存储指令和数据控制模块中。
2.1 基于ZigBee的智能农业灌溉系统的终端节点设计
ZigBee技术在实际应用过程中，能有效实现低能耗和低成本，同时保证整体运行结构安全可靠，正是基于其自组网能力，能在定义标准结构中实现数据链层级和物理层级的优化连接，保证工作参数运行环境维系在2.4G赫兹、868赫兹以及915赫兹3个频段结构中，并保证拓扑结构运行的完整度。
2.2 基于ZigBee的智能农业灌溉系统的控制模块电路设计
要想实现整体ZigBee智能农业灌溉系统的优化目标，就要保证系统在TC35i模块能有效维护主控制器和用户之间的数据交流，保证传递结构的安全可靠。系统运行过程中，技术人员要保证基带处理器和天线接口之间有效连接，并且充分满足供电电路的时序性，符合接口需求，利用40帧电缆线对主控制器和系统结构进行集中管控。在电源接线引脚数据处理时，技术人员要保证短信息收发和软件流的系统化控制，确保工作状态引脚也能得到有效传递[2]。
2.3 基于ZigBee的智能农业灌溉系统的网络控制模块设计
ZigBee智能农业灌溉系统之所以能实现自动化管控，主要是基于网络连接和智能模块技术，借助节点实现系统管控，确保能随时随地提高灌溉系统的访问实效性。除此之外，在系统内还要借助主控制器嵌入以太网，从而有效支持控制层协议，利用物理结构芯片提升处理水平。
3 基于ZigBee的智能农业灌溉系统的软件实施方案
3.1 基于ZigBee的智能农业灌溉系统的主程序设计
在软件系统中，借助自动组网层级能实现ZigBee智能农业灌溉系统的优化运行，技术人员要对农田水位的上限和下限进行集中管理，保证水位、土壤以及电磁阀实现自动灌溉。另外，在系统中能借助路由节点和协调节点进行控制器管理，保证信息用户终端对数据建立集中采集机制，能在提升系统容错能力的同时，保证控制组网的可靠性。
3.2 基于ZigBee的智能农业灌溉系统的控制模块应用程序设计
在ZigBee智能农业灌溉系统运行过程中，要满足实时性需求，对短信息标志位进行集中关注，从而保证检测程序发挥实效性。
3.3 基于ZigBee的智能r业灌溉系统的嵌入式网络搜索设计
嵌入式网络搜索设计结构被应用于ZigBee智能农业灌溉系统，能在提升系统联网有效性的同时，优化异地管控终端结构，确保控制命令在发送后实现灌溉操作。特别要注意的是，在系统嵌入结构中，技术人员要遵循HTTP通信协议，保证结构的有效性和完整度[3]。
4 结束语
总而言之，ZigBee智能农业灌溉系统的推广，实现了自动化农业管理项目的有效运行，不仅能运行远程监控和系统管理，也能进一步升级参数解析能力，一定程度上推动了农业项目的可持续发展。
参考文献
[1]滕志军，何建强，李国强，等.基于ZigBee的智能农业管理系统设计[J].湖北农业科学，2013，52（3）：681-684.
[2]张文霞，王圆，张凯，等.基于ZigBee无线网络的智能农业温室大棚管理系统的设计与实现[J].中国农机化学报，2016，37（6）：247-250.