滴灌基本知识与运行管理

滴灌根本知识与运行治理
前言
水利是农业的命脉。

节水灌溉是完成精准农业和农业现代化、完成作物增产、团场增效、职工增收的重要措施和途径。

开展农业生产，完成精准农业，对节水灌溉工作提出了新的要求，概括起来主要表达在“三个替代〞上，即现代的灌溉设施替代传统灌溉设施；精准灌溉替代模糊灌溉；水、肥、药集成技术替代单纯的灌水技术，灌溉设施作为设施农业重要组成局部影响着农业的开展。

这是我们依靠科技开展农业生产、增加效益对灌溉事业的根本要求，也是节水灌溉建设努力的方向。

节水灌溉的开展，也带来了人的观念的转变，主要是在灌溉上由“浇地〞的观念变为“浇作物〞的观念；带来了耕作制度的改变，主要是作物密度合理提高，生育期施肥由机械中耕施肥变为了随水滴施；带来了治理方法的革新，变分散式灌水为统一、科学、专业的滴水，在管水上主要是由常规灌的治理模式革新为滴灌技术的治理，灌水上由“暴饮暴食〞革新为根据不同作物各生育阶段需水规律的适时适量灌水，农艺治理措施也相应发生了变革，每个职工的承包治理定额也得到了较大幅度的提高；带来了技术革新和新科技、新技术的广泛运用，如滴灌材料、土壤墒情监测、测土施肥、自动化操纵等，促进了农业现代化的开展。

在我们七师大面积建设和使用滴灌具有“四个必要〞：1、从中低产田向高产田开展的必定要求；2、现代化农业开展的必定要求；3、减轻职工劳动强度，提高劳动生产率的必定要求；4、职工增收、团场增效的必定要求。

随着十一五期间大面积滴灌工程竣工投入使用，再加上原有滴灌、农业综合开发工程和土地整理滴灌的实施，2021年农业生产中全师使用滴灌面积122万亩，主要灌溉作物为棉花，其余为番茄等作物。

滴灌的使用，取得了受灾之年增产增收的实效。

第一章滴灌的定义、常用术语及特点
一、定义：
滴灌——即滴水灌溉，是通过一套管道系统将有压力的水直接输送到每棵作物根部，水由每个滴头直接地、缓慢地滴在作物根系最兴旺地域土壤中，使作物主要根系活动区土壤始终保持最优含水状态的灌溉方法。

笔者认为，目前在大田应用中比拟成熟的就是固定首部、地埋干管的滴灌，轮灌方法的主流方向应该是支管轮灌。

二、常用术语
1、扬程：单位重量液体通过泵所获得的能量叫扬程。

泵的扬程包含吸程在内，近似为泵出口和入口压力差。

扬程用H表示，单位为米〔m〕。

泵的压力用P表示，单位为Mpa〔兆帕〕。

它们之间存在着换算关系。

10米＝0.1Mpa。

2、压力损失：水流在管道流动，需要克服各种阻力而消耗能量，在管道内一般表现为压力的不断下降，下降的数值就是压力损失。

压力损失和水头损失是一个意思。

3、流量：单位时间内通过过水断面的水体体积叫流量。

流量用Q表示。

对水泵流量是单位时间内泵排出液体的体积。

计量单位：立方米/小时〔m3/h〕,升/秒〔l/s〕,立方米/秒〔m3/s〕
1L/s=3.6 m3/h 1m3/s我们通常又叫成1个水
如：0.1个水＝0.1m3/s＝100 l/s ＝360方／小时
4.灌水定额：单位面积上一次灌溉的水量。

以立方米/亩次为单位。

5.灌溉定额：作物生育期内各次灌水定额的总和。

以立方米/亩为单位。

6.灌水次数：指作物生长期内浇水的遍数。

⒎田间持水量：在不受地下水影响且没有地表蒸发的情况下，土壤充分湿润和重力水排走之后，土壤所能保持的最大含水量，称作田间持水量。

田间持水量不是一种平衡，而是一种继续排水但非常缓慢的状态。

当进入土壤的水分超过田间持水量时，一般只能增加土壤的湿润深度，而不能增加土壤的含水量，田间持水量一般被视为作物有效水的上限。

⒏调萎系数：由于蒸发，土壤水库中的水不断减少，土壤水吸力逐渐增大，当吸力到达约1.5mpa〔粘性土壤较大，砂土较小〕时，作物不再能够汲取水分，并且永久枯萎，此时的土壤含水量称为调萎系数。

田间持水量与调萎系数之间的土壤含水量，是土壤中能被作物汲取利用的水量，称土壤有效含水量，以土壤干土重的百分数表示。

土壤的有效含水量变化很大，从轻质土壤的3%至重质土壤的15%。

⒐灌溉制度：作物全生育期内各阶段的灌水次数、灌水定额、灌水周期、一次灌水连续时间组成灌溉制度。

灌水定额和次数要根据当地实际情况，具体结合各作物生育特点及需求、土壤性
质和气象因素来确定。

一般应由农业技术部门根据试验及生产实践经验总结计算确定。

无试验资料时，可根据当地气象资料按彭曼法计算，计算出总需水量后，根据各生育期的需水量确定不同时期的灌水定额及灌水周期，确定总的灌水次数，合理分配灌溉水量。

⒑轮灌制度：一个滴灌系统不是按全面积同时滴水设计的，是在保证最顶峰需水期能按合理时间将需要的水量供给结束并结合水利分流学原理设计的。

轮灌制度是不同滴灌系统按标准在保证灌水均匀度的前提下，将几个不同灌水单元〔灌水小区〕组合成一个轮灌组，系统假设干个轮灌组按顺序进行灌水的制度。

轮灌组不是一成不变的，是要根据实际铺设滴灌带的情况、各分干管所带支管、支管所带毛管的情况、滴灌带间距、滴头间距、滴头流量和作物种植情况复核调整的。

组合轮灌组时要注意的问题：⑴系统水量要分流，全系统总水量不能集中在一条分干管中；⑵各轮灌组面积和流量相近；⑶尽量便于操作和治理；⑷按肯定顺序编组；⑸同一轮灌组中作物相同。

三、滴灌特点
滴灌是一种局部操纵性灌溉。

它是利用滴头把有压水一滴滴的滴入作物根区的土壤中，供作物根系汲取，满足作物的耗水需要。

水分在土壤中属于点源入渗运动，只湿润局部土体，不象喷灌一样对全部田间地面都灌水，因此，其用水量少。

同时，由于采纳滴水方法灌溉，滴头流道要有很强的减压作用，流道很小，对水质要求很高。

滴灌与喷灌不同，滴灌只是湿润局部土壤，而且是从一个点源向周围扩散。

由于土壤质地不同，其湿润地域〔又称湿润峰〕形状不同。

湿润峰由饱和区、湿润区和湿润前沿区组成。

⒈饱和区：
灌溉时，滴头附近地表处形成一个很小的水洼，在水洼下有一个饱和区，饱和区内的水的运动主要受重力影响。

在相同的滴头流量下，粘性土壤形成的饱和区大，而在砂性土壤中，饱和区较小，甚至没有。

当增加滴头流量时，饱和区同时增大，即饱和区直径随滴头流量的增加而加大。

而深度随灌水时间的沿长而加大。

而饱和区的直径和深度随土壤的导水率的增加而减小。

⒉湿润区：
在饱和区的周围形成湿润区，在这个地域内，水流在重力和毛管力的共同作用下，
在垂直方向和水平方向同时流动，其流动方向是由作用力最大梯度决定的。

对于粘性土壤，灌水初期，由于毛管力的作用梯度远远大于重力梯度，因而形成一个水平半椭球状湿润体，随着灌溉时间延长，水平方向的毛管力梯度下降，而垂直方向的重力梯度成为最大梯度，使湿润区在深度方向扩展。

当灌水时间足够长时，水平方向毛管力梯度接近零，湿润体直径不能再扩大，只是在深度方向加大。

湿润区直径的大小取决于土壤持水能力和滴头流量。

随着滴头流量越大，饱和区直径越大，湿润区直径也越大。

当流量大到肯定程度时，就会出现径流。

对于砂性土壤，由于水平方向毛管力梯度小，而垂直方向的重力梯度成为最大梯度，因而形成一个垂直的半椭球。

因此，对于粘性土来说，其湿润区直径较大，深度一般较小，可使滴头间距取大，降低设备投资。

而对于砂性土，因其湿润区直径较小，深度较大，所以，可使滴头间距缩小；相同滴头间距情况下，滴灌带间距和滴头流量可以调整变化。

其它，对某一土壤来说，湿润区的变化主要是由滴头的流量和水量来操纵的。

一般情况下，湿润区直径随流量增大而增大，湿润区深度随水量增加而增加。

因此，对粘性土来说，为预防其径流，应采取“小流量，大水量〞灌溉。

而对于砂性土为预防其深层渗漏，则采取“大流量，小水量〞灌溉。

在滴灌条件下，作物根系主要分布在湿润地域内，而且主要汲取湿润区中的水分。

⒊湿润前沿区：
在湿润前峰，土壤含水量等于灌水前的含水量，湿润峰的移动使湿润土体增大。

湿润地域的变化特点，不仅决定了滴头间距和毛管间距。

而且，也决定了滴水流量和水量的大小，它是滴灌工程设计中最主要考虑的因素。

第二章滴灌的组成和各局
部作用
一、灌系统组成：水源、首部要津、管网系统、滴头〔在毛管或带上〕。

1、水源：供水保证率不应低于85%，地表水、地下水均可，但水质应符合《农田灌溉水质标准》。

用地表水的一般要有沉淀池。

2、首部要津
首部操纵要津由沉淀池、水泵、过滤器、施肥罐、启动柜及各种操纵和量测设备〔如压力、流量、水表〕。

一般首部土建有设备的根底、泵房、配电间、治理房等。

3、管路系统
包含主干管、分干管、支管、附管、毛管及必要的流量、压力调节设备等。

管路土建有阀门井、排水井、镇墩与支墩等。

二、各局部作用
1、水源：是整个系统，也就是滴灌所要灌溉的目标需水的源泉。

2、首部要津
沉淀池：地表水沉淀池分为进水区、沉淀区、出水区。

主要作用是：⑴去除水中存在的泥沙等固体杂质；⑵除去铁、锰等有害物质。

泵房：用来安排机电设备，有条件的还建有治理房、库房等。

水泵：一般由电机与泵体组成，是给滴灌系统吸水并提供正常工作动力〔能量来源〕的设备。

一般地表水用离心泵，地下水用潜水泵。

过滤器：是用来对滴灌用水进行过滤，预防各种污物进入滴灌系统堵塞滴头或在系统中形成沉淀。

我师过滤器主要离心＋网式、砂石＋网式、网式自动反冲洗三种形式。

施肥罐：作用是用来将适于根施且速溶于水的肥料、农药等在其内充分溶化，然后再通过滴灌系统输送到作物根部。

我师现采纳的施肥罐主要有敞口自吸式和密封压差式两种。

启动柜：一般用电做动力的系统均需要。

其作用是起到启动、关闭水泵并完成缺相、过载等问题进行爱护。

采纳的启动柜一般有自藕降压启动方法、软启动、变频启动。

各种操纵〔如各种蝶阀、止回阀〕和量测设备〔如压力、流量、水表〕：作用是保证滴灌系统的正常、平安运行，便于人们观测、操作。

设备根底：主要满足强度、刚度与尺寸要求，以承受荷载，不发生沉陷和变形，保证电机、过滤器可靠运行。

3、管网系统
主干管：承当整个系统总水量〔或总流量〕的输送。

分干管：承当其向支管的输水任务，每条分干上有蝶阀。

支管：承当向毛管的输水任务，有稳流三通的，通过稳流三通自动调整毛管的进口压力。

假设有辅管，它与支管并行，从支管分水，向它带的毛管供水。

阀门井：用来启闭、爱护及检修阀门。

排水井：冬季防冻爱护，冲洗管道时排出污水。

镇墩与支墩：定位与支撑管道，预防变形、位移。

4、滴头
负责将水缓慢的将水和肥料滴到作物的根部。

第三章滴灌系统操作规程
滴灌的系统的操作规程分两个局部:泵房操作规程和地面管网操作规程。

一、泵房操作规程
㈠首部操作规程：
开机：开机前，应按轮灌制度的要求将轮灌小区的翻开。

1、启动前打算：
①首部要津投入运行前，运行治理人员必须检查电机设备是否正常；三相电是否缺相，电压是否在380—420V之间。

各部位螺栓是否松动，如有问题及时处理。

②开启水泵前，应检查水泵及过滤器各部位是否正常，抽出网式过滤器网芯检查有无砂粒和破损。

③〔盘车〕水泵转动灵敏；
2、水泵启动和运行：
确认设备完好后，才能启动水泵。

⑴、启动设备为软启动或自藕降压启动
①水泵出口蝶阀和反冲洗排水蝶阀应处于关闭状态；翻开水泵上排气阀，关闭水泵出口蝶阀，开始加水，使水充满整个泵腔，然后关闭排气阀。

②开机，启动水泵，当水泵到达正常转速后，再缓慢开启出水口蝶阀，第一次开机应将蝶阀完全开启时间操纵在半小时以上。

从开启出水口蝶阀到出水口蝶阀完全翻开是一个渐渐开启的过程。

在以后运行中开启应操纵在10分钟以上。

③水泵运行后，观察首部各部压力的变化。

正常情况下首部装置的进口与出口的压差应小于0.07MPa〔或小于7米〕。

⑵启动设备为变频启动
①过滤器出口应处于关闭状态，水泵出口蝶阀处于翻开状态。

翻开水泵上排气阀，关闭水泵出口蝶阀，开始加水，使水充满整个泵腔，然后关闭排气阀。

②开机，启动水泵，再缓慢开启过滤器出水口蝶阀。

出水口蝶阀开启到翻开一个渐渐开启的过程。

检查电机电流、过滤站各压力表之间的压差是否正常，系统开始正常工作。

假设变频为托2或托3时，开启当第一台水泵工作后，当电机电流到达额定值时，停止翻开出口蝶阀，电机工作5-10分钟后，再继续缓慢开启出口蝶阀，这时由于过滤器压力降低，第二台水泵便会自动投入工作。

依此类推。

使第三台水泵工作。

③当水泵投入运行后，观察电机电流、过滤器、压力表变化情况。

3、水泵停机：
①水泵停机前，启动设备为软起或降压启动时，应先逐渐关闭水泵出水口蝶阀；启动设备为变频设备时应先逐渐关闭过滤器出水口蝶阀，使水泵自动停机。

②按下启动柜停止按钮，停机。

启动设备假设停机后，应及时将启动柜、网式自动反冲洗电源断开，以免停机时误操作。

4、砂石+网式过滤器操作规程
开启水泵前，应检查水泵及过滤站各部位是否正常，抽出网式过滤器网芯检查有无砂粒和破损，各阀门此时都应处于关闭状态，确认无误后启动水泵。

翻开各个砂石罐进水的操纵蝶阀。

先缓慢开启泵与砂石过滤器之间的操纵闸阀，使阀门开启到三分之一位置，再缓慢开启砂石过滤器后边的操纵闸阀，与前一阀门处于同一开启程度，使砂床稳定压实。

检查过滤站各压力表之间的压差是否正常，确认无误后翻开砂石罐前后操纵闸阀，系统开始正常工作。

5、砂石过滤器反冲洗操作方法
当砂石过滤器前后压力差到达0.07Mpa就应进行反冲洗操作。

在系统工作时，先翻开打算反冲洗砂石罐的反冲洗阀门，然后关闭该罐的进口操纵蝶阀，使其他过滤器过滤后的净水由过滤器下部向上流入介质层进行反冲洗。

污物可顺反冲洗管排出，直到排出水为净水、无混浊物为止。

反冲洗完毕后，应先翻开进口阀门，使砂床稳定压实，再缓慢关闭反冲洗蝶阀。

然后顺次对后面过滤器进行反冲洗。

反冲洗延续时间及次数依当地水源水质情况自定。

6、网式过滤器冲洗操作
当网式过滤器前后压力差到达0.07Mpa就应进行清洗操作。

关闭网式过滤器前后阀门，将网芯抽出拆掉两端橡胶密封垫用压力清水冲洗，也可用软毛刷刷净，但不可用钢刷等硬物。

此时可不停机进行清洗。

然后顺次对其他过滤器进行清洗。

7、网式自动反冲洗操作规程
开通过滤器操纵箱电源，检查各按钮指示是否正常。

翻开排气阀门，关闭放空阀门，关闭排污电动阀，微开出水阀门，将按钮开关旋至“自动〞位置。

开启水泵〔多台水泵，暂开一台〕待水注满罐，排气阀门出水即可关闭排气阀。

当罐内进出水压力升至0.4Mpa以上时，缓慢翻开出水阀门。

罐内进出水压力降至0.35Mpa时，出水阀门不动。

启动第二台水泵，罐内压力再次上升，再一次翻开出水阀门，将进出水压力降至0.35Mpa左右〔用出水阀门调节〕，切不可罐体出水压力不达0.35Mpa时全部翻开出水阀门〔初次或使用一段时间，地里管道无水时，可能在2―3小时地里管道压力缺乏。

但必须等待地里管道充满水，压力返还时才能保证过滤器反洗正常工作〕。

8、施肥罐操作规程和操作方法
⑴操作规程
①首先根据轮灌小区面积和亩施肥量计算施肥和施药的数量。

②在待施肥轮灌组正常滴水30-45分钟小时后，开始施肥。

③在本轮灌小区滴水结束前30-45分钟关闭施肥罐球阀。

④整块地施肥结束应进行施肥罐的清洗工作。

⑵压差式过滤器操作方法
①根据亩施肥〔药〕量，一次将肥〔药〕倒入施肥罐中，并盖好桶盖。

②开启施肥阀、调节操纵阀，使之形成肯定的压力差，使罐内的肥、药压入输水网中进行施肥、施药。

③一个轮灌组施肥完毕后,先将操纵阀恢复全开状态，随后将施肥阀关闭。

④在本轮灌小区滴水结束后关闭施肥罐球阀，结束施肥〔药〕，然后翻开施肥罐排水球阀，到罐内的水体积小于1/3罐容积。

添加下一轮灌小区的肥〔药〕。

⑶敞口式施肥罐操作方法
①将施肥罐摆正，用硬塑料管与水泵吸口和出口上的两个施肥球阀连接好。

连接时注意施肥罐的进、出水的方向。

②施肥罐中注入的施肥固体颗粒不得超过罐体总容积的三分之二。

③调节水泵出口和进口上的球阀使进水和出水保持平衡，必要时可人工进行搅拌。

⑷建议：
①参加水中降温快、溶化差的肥料，可先在旁边烧热水溶化再参加施肥罐。

②一个罐难一次加肥的，可采纳双罐交替进行。

㈡首部操作平安常识
首部操作平安是第一位，泵房操作的平安主要的也就是电气的平安的操作。

电气设备接地的目的主要是爱护人身和设备的平安，全部电气设备应按规定进行可靠接地。

〔需要接地的设备有电机、启动柜、过滤材板房、铁皮房等〕
1、必须经常检查电气设备的接地。

检查接地的内容有：
〔1〕连接螺栓是否松动、锈蚀。

〔2〕地面的接地线有无损伤、断裂、腐蚀等
〔3〕地面以下的接地线、接地体的腐蚀情况，是否脱焊。

2、严禁一再启动电机
电动机在启动时，启动电流是额定电流4-7倍，电流越大温度越高。

一再的启动就造成电机内部产生高温，而电机外表温度却不高。

简单造成电机的烧毁。

电机启动的时间间隔应大于7分钟。

3、沉淀池内严禁下水游泳。

每个泵房必须在沉淀池内必须安置警示牌，假设离家属区太近的首部可用篱笆将沉淀池围护起来。

二、地面管网操作规程
⑴滴水时肯定要按设计的轮灌制度开启球阀，禁止私自多开球阀或满地乱开球阀，影响整个系统的正常运行。

⑵通过调整支管和干管的球阀的开启度来保证系统压力平衡。

原则：调整顺序由干管、分干再到支管；远处球阀全开，近处根据压力适当调整，使系统压力一致，滴水均匀度要保持在85%以上。

⑶在开启分干管上主闸阀时，操作应缓慢开启或关闭。

以防形成水锤造成爆管。

⑷滴灌系统运行时要顺着管路查看鞍座处是否滴水，滴灌管是否连接好、有无破裂、断开现象，是否正常滴水等，发觉问题要及时处理。

⑸调换轮灌小区时，轮灌小区应按先开后关的顺序依次操作，严禁先关后开。

第一个轮灌区灌水完毕后，先开启第二轮灌区的田间球阀，再关闭第一轮灌区的田间球阀，按此方法依次进行下一个轮灌区灌水。

⑹在整个系统灌水完毕，水泵关闭之后，应关闭最后一个轮灌区的田间球阀。

⑺严禁在有支管穿越的排渠内放火，以免将排渠内的支管烧坏。

⑻管道管件出现损坏时应根据设计说明书的要求，对管件更换，保证正常滴水作业。

第四章滴灌运行治理
一、运行治理中的根本要求
在滴灌运行治理上要做到一个坚持、两个禁止、三级治理、四个统一：
一个坚持：坚持按正确〔根据实际计算确定〕的轮灌制度进行灌水、滴肥。

两个禁止：禁止私开阀门；禁止非泵房治理人员操作电气和首部设备。

三级治理：
1、各团应成立以团长为组长，主管农业的副团长为副组长，灌溉部门、生产部门和农业技术推广站等组成的领导小组，全面负责本团滴灌工程的运行治理工作。

各团滴灌系统运行治理在节水领导小组的统一指挥下进行。

2、农业部门根据各种作物及其各不同生育阶段特点、土壤质地和连队实际制订相应的滴水、滴肥制度。

灌溉部门负责本团各滴灌系统轮灌制度的制定，负责本团滴灌工程资产治理、操作运行治理、技术效劳和相关制度、标准制定，保证滴灌设施正常工作，指导连队坚决按农业部门制订的滴水、滴肥制度执行及实施中的监督工作。

3、连队治理，细分如下：⑴各连队要相应成立以连长为组长、管水副连长为副组长，成员由各滴灌系统泵房操作人员组成的专业滴灌效劳组织，具体负责本连队的滴灌运行和治理工作。

连队具体负责本连滴灌工程资产治理、泵房〔系统〕治理员治理、滴灌操作运行治理等工作。

⑵泵房操作人员要服从连队治理，业务上接受团灌溉部门及滴灌效劳队的指导和监督，具体负责：滴灌资产治理；首部设备操作维护；严格按照团、连制定的轮灌制度、施肥制度进行滴水和施肥；负责田间管网闸阀的开启操作；
建立好运行档案，及时精确地填报有关技术资料和报表；负责所管滴灌设施的看护工作，预防损坏、偷盗、丧失，杜绝人身损害事故的发生；对滴灌设施要勤检查、勤保养，及时排解故障，确保滴灌系统正常运行。

⑶承包户负责地面支管、辅管的铺设和毛管三通、直通的联接，配合泵房治理人员检查田间管网完好；滴灌灌溉情况检查，及时做好滴灌带破损漏水处的处理。

承包户不得擅自随意开启或关闭阀门。

四个统一：统一制定轮灌制度、统一滴水施肥、统一泵站治理、统一田间阀门操纵。

在滴灌运行治理中泵房治理员、承包户各自承当的职责和责任划分。

二、按轮灌制度进行系统操作，杜绝低压运行。

轮灌制度：根据系统压力平衡计算和水量平衡计算制定的各个轮灌小区运行时的开启顺序。

轮灌区：是系统在轮灌时划分的小区，确定小区内同时开启的球阀数量。

正确按照轮灌制度进行灌溉能够保证滴水的压力分布均匀性。

也就能保证了压力平衡，滴水均匀。

能够使水泵的运行在最正确状态，能够保证系统按时进行轮灌。

保证了流量平衡。

滴灌系统低压运行的主要表现形式：
1、滴灌带〔管〕没有压力，手捏滴灌带〔管〕较软，用压力表测量其压力低于0.2公斤，有的甚至无压力。

2、靠近主管道近处的滴灌带〔管〕出水量大，远离主管道的滴灌带〔管〕滴水量小
3、农作物长势上下起伏较大，呈波浪状。

三、目前滴灌运行治理存在的问题及解决方法
㈠主要问题：
由于各团场以往滴灌使用比例不一，对滴灌运行治理的体制、机制和方法，以及技术力量和治理水平相差较大，一些团场体制健全，制度标准，治理到位，运行效果显著，而个别团场相比照拟薄弱，再加上个别材料质量等原因，因而在滴灌使用和运行治理中存在着以下几方面问题：
⒈治理体制不一，一些单位没能很好地行使和执行统一治理，个别连队治理上各自为政，随意性大，影响了灌水质量和效果
⒉全师团、连各级治理人员中有相当一局部人员片面认为使用了滴灌就肯定增产。