第4章 滴灌系统水力学原理
滴灌带的原理
滴灌带的原理滴灌带是一种用于农田灌溉的装置，它通过将水直接对准植物根部以滴滴慢流的方式进行灌溉。
滴灌带的原理是利用管道上的微孔均匀释放水分，使水分渗透到土壤中，满足植物生长所需的水分需求。
下面将从滴灌带的结构、工作原理、优点和应用等方面进行详细介绍。
1. 滴灌带的结构滴灌带通常由聚乙烯等材料制成，其内部有一系列微孔。
滴灌带可以根据需要进行切割和连接，形成适合特定农田的灌溉系统。
滴灌带的孔径大小可调整，以控制每个孔的灌溉流量。
2. 滴灌带的工作原理滴灌带的工作原理基于两个主要过程：水的输送和水的滴漏。
（1）水的输送：在灌溉系统的开始处，水从水源流入滴灌带中。
水流经过滴灌带时，会通过微孔进入到滴灌带的外表面，然后穿过滴灌带的材料进入到土壤中。
水从高压区域向低压区域流动，这种压力差是由水源的提供压力和滴灌带的设计特性决定的。
（2）水的滴漏：当水进入滴灌带后，会通过微孔以滴滴慢流的形式释放。
这种微量供水的方式使得水分能够直接到达植物根部，而不会在土壤表面蒸发或流失。
3. 滴灌带的优点滴灌带相比传统的灌溉方式有许多优点，主要包括：（1）节水：滴灌带可以将水直接送到植物根部，减少了水分蒸发和流失的可能性，相比传统的农田灌溉可以节约水资源约30-60%。
（2）节能：滴灌带通过将水直接送到植物根部，减少了水分在输送过程中所需的泵送能量，实现了节能效果。
（3）减少土壤侵蚀：滴灌带的滴滴慢流可以减少水分的冲刷力，从而减少土壤的侵蚀。
（4）降低疾病传播：滴灌带可以减少水分在植物叶片上的滞留，降低了病菌等疾病传播的可能性。
（5）增加产量和质量：由于滴灌带可以提供准确和稳定的水分供应，植物的生长可以更好地受到控制，从而增加产量和改善农作物的质量。
4. 滴灌带的应用滴灌带可以广泛应用于各种农作物的灌溉，特别适用于果树、蔬菜、水稻等需要准确灌溉的种植。
此外，滴灌带还可以用于花卉和园艺的灌溉，以及城市绿化和景观的水分供应。
总结：滴灌带通过微孔将水分均匀释放到土壤中，实现了准确、节水的灌溉，具有节水、节能、降低土壤侵蚀和疾病传播的优点，可以提高农田的产量和质量。
滴灌系统典型设计课件
根据灌溉面积、灌溉时间和灌溉水量的需求，选择合适的水泵型号和功率，以确保系统能够提供足够的灌溉水压和流量。
水泵选型
滴灌系统的过滤设备包括砂石过滤器、活性炭过滤器、陶瓷过滤器等，应根据水源的水质和灌溉要求选择合适的过滤设备。
过滤设备选择
根据灌溉系统的流量和过滤要求，选择合适的过滤器型号和规格，以确保灌溉水中的杂质和颗粒物得到有效过滤。
提高城市生态效益：城市绿化是改善城市生态环境的重要手段之一，滴灌系统能够为城市植物提供更好的生长条件，提高城市生态效益和可持续发展水平。
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CHAPTER
滴灌系统的设计案例与实际应用
VS
高效、精准、节水
详细描述
蔬菜温室滴灌系统设计采用高效滴头，能够精确控制每个滴头的流量，确保作物生长均匀。同时，该系统采用压力补偿技术，可根据地形和管道长度自动调节滴水压力，保证作物的水分供应。此外，该系统还具有节水、节能、便于安装和维护等优点。
根据灌溉需求和设备参数，设计灌溉管道的规格、压力和流量等参数。
设备选型与配置
选择合适的滴灌设备，包括滴头、管道、阀门等，并配置相应的过滤设备和水泵。
系统布局设计
根据现场地形和灌溉需求，设计滴灌系统的布局和灌溉区域。
现场勘查
了解现场地形、土壤类型、气候条件等，为后续设计提供基础数据。
灌溉需求分析
根据作物种类、生长阶段、土壤含水量等，确定灌溉时间和灌溉量。
滴灌系统的发展
滴灌系统的历史
滴灌系统的组成
滴灌系统主要由水源、水泵、过滤器、施肥器、管道和滴头等组成。
滴灌系统的分类
根据灌溉方式的不同，滴灌系统可分为固定式、半固定式和移动式三种类型。根据滴头出水量的不同，滴灌系统可分为微喷带灌溉、小管出流灌溉和渗灌等类型。
第四章_灌溉管道系统
第四章_灌溉管道系统第四章管道灌溉系统农田灌溉系统按照其输配水过程中的水流是否有压力，可划分为有压灌溉系统和无压灌溉系统两大类。
而管道灌溉系统为有压灌溉系统，系统中水流均为有压状态，其过流断面一般采用圆管，这也就是它与灌溉渠道系统的本质差别。
第一节管道灌溉系统的特点与发展概况一、管道灌溉系统的特点(characterics of the pipe-line irrigation system)管道灌溉系统是以管道代替明渠输水的一种灌溉工程形式，在一定的压力作用下，将灌溉水由管道输送到田间，经田间灌水装置实施灌溉的工程系统。
喷灌、微灌、低压管道输水灌溉均属管道灌溉形式。
管道灌溉系统在提高灌溉水利用率，节省农田，少占耕地，便利机耕和扩大灌溉面积等方面都显示出了巨大的效益和潜力，与灌溉渠道系统相比较，具有显著的特点。
1.管道灌溉系统的主要优点(major advantages of the pipe-lineirrigation system)1)节水效益显著。
管道灌溉系统采用管道输水和配水，减少了输水过程中的渗漏与蒸发损失，从而节约了灌溉用水，提高了灌溉水利用率，一般可比明渠灌溉系统节水30,50%;并可防止因渠系渗水而导致土壤盐碱化、沼泽化和冷浸田等的发生。
2)土地利用率高。
管道灌溉系统的输配水管网大部分或全部都埋设在地下，可以减少渠道占用的耕地，提高了土地利用率。
对于我国土地资源紧缺，人均耕地面积不足1.5亩的现实来说，具有显著的社会效益和经济效益。
3)适应性强，灌溉效率高。
管道灌溉系统由于是有压输水，可以适应各种地形，使渠道难以灌溉的耕地实现灌溉，扩大了有效灌溉面积;利用管道输水速度快，灌水省时、省工，一般比明渠输水的灌溉效率可提高1倍以上，用工减少50%左右，灌溉效率高。
4)灌水及时，促进作物增产增收。
利用管道系统输水和灌水，灌水及时，有利于进行适时适量灌溉，可以及时有效地满足作物的需水要求，从而提高农作物的产量和品质，达到增产增收的效果。
滴灌系统物理知识点总结
滴灌系统物理知识点总结一、滴灌系统概述滴灌系统是一种高效节水的灌溉系统，通过管道将水输送至作物的根部，再通过微型喷灌器将水按需滴出，实现精准灌溉。
与传统的灌溉方式相比，滴灌系统具有节水、高效、节能、减少土壤侵蚀等优点，因此在干旱地区和水资源短缺地区得到广泛应用。
二、滴灌系统的主要组成部分1. 水源系统：包括水源、泵站、过滤器等，用于提供灌溉水源并过滤掉杂质。
2. 主管道系统：包括主干管、分线管等，用于输送水源至各灌溉区域。
3. 分支管道系统：包括分支管、支线管等，用于将水源输送至各个灌溉点。
4. 滴灌器系统：包括滴灌器、微喷头等，将水按需滴入作物根部。
5. 控制系统：包括计时器、阀门等，用于控制灌溉水量和时间。
三、滴灌系统的工作原理1. 通过泵站将水提升至一定高度。
2. 经过过滤器过滤掉杂质。
3. 通过主干管、分线管分配至各个灌溉区域。
4. 经过分支管道输送至各个灌溉点。
5. 通过滴灌器或微喷头将水滴入作物根部。
6. 控制系统控制灌溉水量和时间。
四、滴灌系统的物理知识点1. 水压和流动(1) 水压：水在管道中的压力，是由地面水箱或泵站提供的。
水压决定了水在管道中的流速和喷射的距离。
(2) 流动速度：水在管道中的流速取决于管道的直径、水压和管道长度。
在滴灌系统中，需要根据灌溉点距离和需水量来控制流速，以保证水的均匀滴灌。
2. 水力学原理(1) 伯努利方程：描述了液体在流动中的能量守恒。
在滴灌系统中，可以利用伯努利方程计算管道中的水压、流速和液体的能量损失。
(2) 流体力学：研究流体在运动中的力学性质。
在滴灌系统中，需要考虑流体的黏性、密度、流速等因素，以确定管道的设计和水流的性能。
3. 供水系统的设计(1) 泵站设计：根据需要供水的区域面积和高度差，设计合适的泵站和水泵。
(2) 管道设计：根据供水区域的大小、距离和高差，设计合适直径的管道以确保水的流动和供应。
(3) 滴灌器设计：根据土壤类型、植物栽培需水量和灌溉周期，设计合适的滴灌器类型和布置方式。
水利工程中的水力学原理与应用技术
水利工程中的水力学原理与应用技术水力学是研究液体在静力和动力条件下流动规律的科学，广泛应用于水利工程中。
本文将介绍水力学的基本原理以及在水利工程中的应用技术。
一、水力学原理1. 流体静力学流体静力学研究液体在静力平衡时的性质和规律。
其中一个重要原理是帕斯卡定律，即压力的传递原理。
按照帕斯卡定律，液体在容器中任意一点施加的压力将均匀传递到容器的各个点，且沿着相同方向传递。
2. 流体动力学流体动力学研究液体在动力条件下的性质和规律。
其中包括连续性方程、质量守恒方程和动量守恒方程。
连续性方程描述了液体在流动过程中质量守恒的规律，质量守恒方程保证了液体质量在流动中不会损失，动量守恒方程描述了液体在流动中动量守恒的规律。
3. 流体的黏性和层流与紊流黏性是流体内部分子相互作用的结果，影响流体的运动和形态。
当流体内部黏性较强时，流体流动呈现层流状态，流体各层之间存在规则的滑移现象；当黏性较弱时，流体流动呈现紊流状态，各层之间发生互相混沌的现象。
二、水力学在水利工程中的应用技术1. 水力特性测量技术水力特性测量技术是研究流体流动的关键。
常用的测量技术包括流速测量、水位测量、流量测量等。
流速测量可通过浮标法、流速仪等方法进行；水位测量可通过液位计、压力计等设备进行；流量测量可通过闸门、流量计等进行。
2. 水力模型试验技术水力模型试验技术是将实际水利工程缩小比例制成模型进行试验，以模拟真实工程情况。
通过构建水力模型，可以提前评估工程的稳定性、流量分布等参数，为工程设计提供可靠数据。
常用的水力模型试验技术包括水工模型试验、泥沙模型试验等。
3. 渠道流动的数值模拟技术渠道流动的数值模拟技术利用计算机对水流流动进行模拟，计算不同渠道结构下的流速、压力等参数。
通过数值模拟，可以更加直观地了解流体在不同渠道中的行为规律，为工程设计提供参考。
常用的数值模拟技术包括有限元法、有限差分法等。
4. 水力机械技术水力机械技术是应用水力学原理设计和制造与水力能转换相关的机械设备，如水轮机、水泵等。
滴灌物理知识点总结大全
滴灌物理知识点总结大全一、滴灌系统的基本原理滴灌系统是一种通过管道系统向植物根部输送水分和营养液的灌溉方法，其基本原理是利用一定压力将水分和营养液通过微型滴灌管道滴灌至植物根部，实现高效、节水的灌溉效果。
滴灌系统的基本组成包括水源、输水管道、滴灌管道、过滤器、压力调节器、阀门和控制器等部件，这些部件共同作用，实现了对植物准确、精细的灌溉。
二、滴灌系统的优点1. 高效节水：滴灌系统能够精准地将水分和营养液滴灌到植物根部，减少了水分蒸发和流失，提高了水分利用率，节约了水资源。
2. 减少土壤侵蚀：滴灌系统均匀地将水分和营养液滴灌到植物根部，避免了因冲刷和侵蚀造成的土壤流失。
3. 提高产量质量：滴灌系统能够准确地控制灌溉量和灌溉频率，满足植物各阶段的水分需求，提高了产量和品质。
4. 节约能源：相比于传统的灌溉方法，滴灌系统减少了能源的使用，降低了生产成本。
5. 方便灵活：滴灌系统可以根据植物的不同需求进行调控和控制，适应不同地形和土壤的灌溉需求。
6. 环保节能：滴灌系统减少了农药和肥料的使用量，减少了对环境的污染和资源的浪费，符合可持续发展的理念。
三、滴灌系统的物理原理1. 水力学原理：滴灌系统是利用水力原理实现的，通过给水管道系统施加一定的水力压力，使水顺着管道流动并通过滴灌管道滴灌到植物根部。
2. 液体静压力：液体静压力是指液体对容器壁面的垂直作用力，根据帕斯卡定律，液体的静压力与液体的密度、重力加速度和液体的高度有关。
滴灌系统中的水力系统通过控制液体的高度和压力，实现了对滴灌管道中水流的控制。
3. 水力阀门的原理：水力阀门是滴灌系统中的重要部件，它通过改变水的压力和流动方向，实现了对滴灌系统中水流的控制和调节。
水力阀门的原理是利用水力和机械原理结合，实现对水流的调控。
1. 灌溉需求：根据不同作物的生长需要和土壤的保水能力，确定植物的灌溉需求，包括灌溉量和灌溉频率。
2. 灌溉设计：根据不同地形和土壤的特点，设计合理的滴灌管道布局和灌溉方式，保证水分和营养液均匀地滴灌到植物根部。
《灌溉排水工程学》教学用课件-第四章
从地埋固定管道直接向田间输水渠供水的装置，称出水口，其
作用是防止出水水流冲刷田面和保护地埋固定管道的安全；
地埋固定管道与连接下一级地面移动管道或地面闸管的装置称
第十页，编辑于星期六：八点 八分。
②水源位于田块中心，管网有以下几种布置形式：
第十一页，编辑于星期六：八点 八分。
2）环状管网
①水源位于田块一侧
②水源位于田块中心
第十二页，编辑于星期六：八点 八分。
（2）地面移动管网的布设和使用 地面移动管网一般只有一级或两级，使用的管材通常有移动 软管、移动硬管和软管硬管联合运用3种。 对于渠灌区，常采用多级半固定式或固定式低压管灌系统，
A为管道控制的灌溉面积(m2)；
T为设计灌水周期，即灌水延续时间(d)；
m为设计灌水定额(mm)；t 为每天灌水小时数(h)， η为管道水的有效利用系数，般取η ＝0.95~0.98。
2、管网各级管道设计流量的推算 （1）续灌方式。上一级管道的设计流量应等于所有下一 级管道 设计流量之和； （2）轮灌方式。上一级管道的没计流量应等于轮灌组中的最大设计流 量值。
式中：F为多口系数，m为流量系数。
第二十页，编辑于星期六：八点 八分。
(2)局部水头损失的计算
局部水头损失的计算一般以流速水头乘以局部水头损失系数表
示。对于管道的总局部水头损失则等于管道上所有各局部水头 损失之和，即：
为简化计算，通常可取沿程水头损失的10％—15％予以估算。
3、管网水力计算与水击压力校核 (1)树枝状管网 把水头要求最高、通过流量最大的点称做控制点或最不利点。按最不 利点进行干管的设计。各管段的直径通常根据所需流量，按经济流速 计算。
2)要能通过设计要求的流量；
滴灌技术的工作原理
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探究农田灌溉水力学问题及实践经验
探究农田灌溉水力学问题及实践经验一、水力学理论概论农田灌溉过程中的水力学问题属于水力学问题的重要分支，在实际生产实践中得到了非常重要的应用。
水力学旨在研究水的宏观运动规律以及水在生产生活中的应用，主要分为水静力学和水动力学。
农田灌溉过程中的水力学问题一方面作为水动力学的代表，例如农田灌溉过程中水的流速计算；同时农田灌溉过程中的水力学问也在一些阶段体现了水静力学的现象，例如农田输水灌渠的研究。
另一方面，农田灌溉过程中的水力学问题研究通常与生产实践相结合，是一门实践科学，人们通过在实践中的观察丰富了农田灌溉过程中的水力学问题研究，对水力学的发展做出了巨大的贡献。
二、农田灌溉的四个阶段力学分析（一）水流的輸送通常在生产实践过程中将灌溉用水从水源地输送到农田的过程成为水流输送。
灌溉所用的水在输送的往往受到多种不同力的作用从水源地源源不断的留到田地，在这个过程中主要分为两种情况。
1.水源地重力势能高于农田的重力势能当水源地重力势能高于农田的重力势能时候，水流将自发的从水源地通过水流渠道到达田地。
在水流的过程中，水在输送的过程中将水的重力势能转化为睡得机械能，也就是水的速度。
当水源地的重力势能和农田的重力势能相差越大，水最终获得的机械能也就越大，也就是水在到达田地的时候的速度将越快。
水的流速不同对运水渠道的要求也不尽相同。
通过水动力学知识可知，水在流动的过程中主要受到重力的作用，重力被分解为垂直于水渠底面方向和平行于水渠底面方向。
水的速度越大，相同水渠长度的重力落差就越大，水的重力在垂直于水渠底面方向的力就越小，那么水向外渗透的趋势就越小，就越有利于水的运输。
通过以上分析可知，在水源地重力势能高于农田的重力势能的情况下，水的运输主要表现在流速快和渗透能力弱。
因此在实践中这种情况对水的浪费也就越少，特别是远距离水的运输，水的渗透能力是一个非常重要的需要考虑的因素。
因此远距离运输需要对水渠进行加固处理，例如混凝土加固水渠。
滴灌工程规划设计原理与实践(目录)
滴灌工程规划设计原理与应用前言目录第一篇绪论第1章滴灌技术的意义和作用第2章滴灌工程规划设计概论第二篇滴灌基本知识第3章滴灌系统及其设备第4章滴灌系统水力学原理第5章滴灌条件下土壤-水-作物关系第6章滴灌系统规划设计中的技术经济问题第7章滴灌工程的水处理第8章滴灌施肥第9章滴灌系统自动化第三篇滴灌系统的规划设计第10章滴灌系统规划布置第11章滴灌系统设计参数确定第12章滴灌系统灌溉制度第13章滴灌系统的水力设计第14章滴灌系统首部枢纽设计第15章滴灌系统附属建筑物设计第16章滴灌工程规划设计图件制作第17章滴灌工程技术经济分析第四篇滴灌系统规划设计实例第18章棉花膜下滴灌1第19章棉花地下滴灌2第20章加工番茄滴灌第21章葡萄滴灌第22章果树滴灌第23章保护地滴灌第24章荒山生态林滴灌第25章铁路公路沿线绿化带滴灌附录附录1 国内外主要厂家滴灌带规格、性能表附录2 国内外主要厂家滴灌管规格、性能表附录3 国内外主要厂家过滤器规格、性能表附录4 塑料管道规格、性能表附录5 塑料管件规格、性能表附录6 压力调节阀规格、性能表附录7 常用水泵规格、性能表附录8 常用水表规格、性能表附录9 常用单位换算表附录10 水质标准表附录11 滴灌工程规划设计编制提纲书名：滴灌系统规划设计目录第一篇概论第1章滴灌特点第2章滴灌分类第3章规划设计的任务3.1可行性研究3.2工程施工设计第4章规划设计思想4.1系统工程4.2因地制宜4.3突出效益第5章规划设计基础5.1资料5.2设备第6章规划设计方法6.1参数6.2步骤第7章成果评价指标第二篇滴灌系统水力学原理第1章灌水器水力学第2章毛管水力学第3章输水管路水力学第4章配水均匀性第5章灌水器的制造变差第6章设计标准第7章滴灌效率第三篇滴灌条件下土壤－水－作物的关系第1章滴灌情况下土壤的水分分布和湿润模式第2章土壤湿润比第3章滴灌条件下的作物需水量第4章设计耗水强度第5章滴灌作物灌溉制度第6章滴灌条件下土壤中的盐分分布第7章滴灌条件下的作物根系分布第8章滴灌作物栽培模式第四篇滴灌系统技术经济理论第1章滴灌系统规模第2章水源与水质第3章管网布置第4章土壤湿润比第5章设计耗水强度第6章设计工作压力第7章灌水器选择第8章灌水小区第9章毛管和支管长度第10章轮灌第11章压力调节第12章节点压力平衡第13章滴灌系统自动控制第14章滴灌施肥第15章技术经济分析第五篇滴灌水处理第六篇膜下滴灌和地下滴灌第1章膜下滴灌第2章地下滴灌第七篇滴灌系统规划设计实例评介第1章棉花膜下滴灌第2章葡萄滴灌第3章果树滴灌第4章瓜菜滴灌第5章保护地滴灌附录主要参考书目及文献资料。
农业滴灌系统原理
农业滴灌系统原理宝子们，今天咱来唠唠农业滴灌系统的原理，这可真是个超级神奇又特别实用的东西呢！咱先想象一下哈，在一片大大的农田里，植物们就像一群嗷嗷待哺的小娃娃，都在等着喝水呢。
传统的灌溉方式就像是拿着大水桶一股脑儿地往地里倒水，那水呀，到处乱跑，好多都浪费掉了。
但是滴灌系统就不一样啦，它就像是一个超级细心的小保姆，一滴一滴地把水精准地送到植物的嘴边。
然后呀，这干净的水就会进入到滴灌管里。
滴灌管就像是一条条小血管，在农田里密密麻麻地分布着。
这些滴灌管上面有很多小小的滴头，就像一个个小嘴巴。
水到了这里，就从这些小嘴巴里一滴一滴地流出来。
这滴头可神奇了，它能控制水的流量，不会让水流得太快，也不会太慢。
就像我们给小娃娃喂奶，得掌握好速度，不能呛着宝宝，也不能让宝宝等太久饿坏了。
那这些滴头是怎么知道该给植物多少水的呢？这就涉及到压力的问题啦。
整个滴灌系统是有一定压力的，这个压力就像是背后的小推手，推动着水往前走。
但是这个压力也是经过精心设计的，既能够让水顺利地从滴头流出来，又不会把滴头给冲坏了。
而且呀，不同的植物对水的需求不一样。
比如说，那些耐旱的植物，像仙人掌之类的，它们不需要太多水，滴灌系统就能给它们少滴一点；而那些喜欢水的植物，像水稻，就可以给它们多滴一点。
这就像是根据不同人的口味做菜一样，有人喜欢吃辣，就多放点辣椒；有人不能吃辣，就少放点。
滴灌系统还有个很棒的地方，就是它能够把肥料也一起送到植物的根部。
你想啊，植物喝水的时候，顺便把营养也喝进去了，这就像我们喝牛奶的时候，里面还加了各种维生素一样，营养更全面了。
肥料和水混合在一起，通过滴灌系统，直接就到了植物最需要的地方。
这样既节省了肥料，又让植物长得更好。
而且啊，滴灌系统在节约水资源方面那可是一把好手。
因为水是一滴一滴地给植物的，不会像大水漫灌那样，有很多水蒸发掉或者流到不需要的地方去。
这在水资源越来越宝贵的今天，可太重要了。
就像我们过日子要节省钱一样，水也要节省着用。
7_管道水力学原理解析
自然状况下：水往低处流 施压条件下：任何位置流动
能量高的位置→ 低
草坪的灌溉系统 — 压力灌溉系统 — 管壁摩擦 — 消 耗压力水流能量 — 减少流动高度
了解管道消耗压力水流能量的规律 → 确定管道铺设长 度、断面尺寸、流量大小、管道提供压力范围
第一节 管道水流及其能量
一. 管道水流 在水力学中，指管道横断面为圆形、水完全充满管道 并具有一定压力的管道水流。
二. 分支管道水力计算
1. 水头损失
或 确定了管道布置后 →与串联管道相同，从各分支的末 端或总进口端逐段推算管道流量 → 根据管段流量 和适宜流速拟定各管段管径 → 水头损失计算。
选择管线最长和流量最大的分支或距管道进口最远的 分支计算，其他分支水头损失较小，工作压力能满 足要求。如果分支管网比较复杂，无法判断哪个分 支水头损失最大，可分别计算各分支，然后选取其 中的最大值作为确定管网进口压力或选择加压水泵 的依据。
沿程出流多孔管道主要作为安装喷头的支管以及具有 微喷头或滴头的毛管，具以下的特点：
或
（1）水流沿管道以一定间隔距离分流，且分流点较 多；
（2）分流点的间隔距离一般等距，以便于田间管道 布置；
（3）同一管道上安装的喷头、微喷头或滴头一般都是 同一类型或相同的规格。
由此可假定：沿程出流间隔距离相等；各个喷头或滴 头出流量相同。
1 管道流量 若沿程各个孔口的流量为q，总进口流量为Q0， 则沿管道任一孔口前管段流量为：
当i = 1时， Q1 = nq，即第一个孔前管段的流 量；当i = n时, Qn = q，即最末一个孔前管段 的流量。
2 水头损失 确定了沿程流量分布及管径，管段长度已定，沿程水 头损失可逐段计算，累计后就是总沿程水头损失：
第四章灌溉渠道系统ppt课件
精品课件
五、土地平整
• 田面平整，符合灌水技术要求 • 工程量小，工作效率高 • 注意保持土壤肥力 • 改良土壤，扩大耕地
一般畦灌地面高差应小于±5cm；水平畦灌地面高差 应在±1.5cm；沟灌地面高差应小于±10cm；格田田 面高差应不大于±3cm.
精品课件
第三节 灌溉渠道流量推算
精品课件
流量是指单位时间内通过某一过水断面的水量，常用
一、灌溉渠系概述
2.灌溉渠道的规划原则
1)干渠应布置在灌区的较高地带，其他各级渠道亦应布置在 各自控制范围内的较高地带。
2)使工程量和工程费用最小。一般来说，渠线应尽可能短直， 以减少占地和工程量。
3)灌溉渠道的位置应参照行政区划确定，尽可能使各用水单 位都有独立的用水渠道，以利管理。
精品课件
一、灌溉渠系概述
精品课件
二、干、支渠的规划布置形式
1）山区、丘陵区灌区的干、支渠布置 山丘、丘陵区的干渠一般沿灌区上部边缘布置，大体 上和等高线平行，支渠沿两溪间的分水岭布置。 在丘陵地区，如灌区内有主要岗岭横贯中部，干渠可 布置在岗脊上，大体和等高线垂直，干渠比降视地面坡 度而定，支渠自干渠两侧分出，控制岗岭两侧的坡地。
6．量水建筑物
作用：控制和量测水量，以维持灌溉工程的正常运行，实施科 学的用水管理 位置： ➢ 各级渠道进水口：量测入渠水量 ➢ 末级渠道：量测进入田间水量 ➢ 退水渠：量测退泄水量 类型： 量水堰（三角形、矩形、梯形薄壁堰） 巴歇尔水槽 水位－流量 流速仪
第四章渠道灌溉系统ppt课件
土渠 1/2000
石渠 1/500
土渠 1/1000
石渠 1/300
滨湖灌区
1/8000~ 1/15000
1/6000~ 1/8000
1/4000~ 1/5000
1/2000~ 1/3000
可编辑课件PPT
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泥沙性质 C值
泥沙性质 C值
第四节 灌溉渠道纵横断面设计
系数C值表
粗砂质粘土 中砂质粘土
3
8
注意：步骤
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第四节 灌溉渠道纵横断面设计
一、渠道横断面设计
（三）横断面计算
２．计算加大水深和最小水深
①②③试图迭算 解 代注法 法 法意—：诺速速应模，。按图轮最加灌小大Q 渠流加 流道量大 量 无校校n加核b核b大不不2流淤m h冲加 量流加 h流大 。大 1h加m大 25323 i
①对不于淤清流水速渠,为V防不止淤杂C草0 生Q长,大V型不渠淤道C1 R
取V最小=C0.05—m/不s，於V系最数小=（小表型6-渠22道） 0.3~0.4m/s； C很1—小根的据清泥水沙渠性道质V最确小定=0的.2系m/数s （表6-23）
①不冲流速 V不冲CR0.4 V不冲KQ 设0.1
K ——耐可编冲辑课系件P数PT ，查表6-19
riacav第四节灌溉渠道纵横断面设计一基本公式对于梯形断面渠道一渠道横断面设计2020112第四节灌溉渠道纵横断面设计一渠道横断面设计一基本公式对于梯形断面渠道引入宽深比第四节灌溉渠道纵横断面设计二设计参数确定定义
农田水利学 4-4
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内容提要
渠道灌溉系统
水源（或渠首）工程
输配水工程
（四）横断面设计步骤 1. 拟定或估算各设计参数ｉ、ｎ、ｍ、α等 2. 计算ｈ设、ｂ设，校核不冲不淤流速 3. 计算最小水深和加大水深，校核流速。 4. 确定安全超高、堤顶宽。 5. 绘制渠道横断面图（见图）。
滴灌原理
灌溉目的●给作物供水,而不是浇地●将水提供到作物最活跃的根系区●根据作物耗水量设计供水量●在最适的时间提供给作物最适的水量滴灌⏹滴灌是通过安装在毛管上的灌水器将水、均匀而又缓慢地滴入作物根区附近土壤中的灌水形式⏹除紧靠滴头下面的土壤水分处于饱和状态外，其它部位的土壤水分均处于非饱和状态土壤水分主要部位的土壤水分均处于非饱和状态，土壤水分主要借助毛管张力作用入渗和扩散⏹滴灌适合于蔬菜、果树、花卉以及垄向种植的作物滴灌适合于蔬菜果树花卉以及垄向种植的作物，各种土壤条件都适用⏹便于实施化学灌溉（灌溉施肥），控制灌溉，在保便于实施化学灌溉（灌溉施肥）控制灌溉在保护地蔬菜采用滴灌技术效果最佳滴灌滴灌的湿润形式•选择多大流量的滴头和用多少数量，取决于所种植作物的需水量和土壤类型壤土黏土沙土灌溉水的分布在使用滴灌设施时，水在作物附从个点向周围扩•在使用滴灌设施时，水在作物附近从一个点向周围扩散分布，以2-8升/小时的低流量在作物最活跃的根系区形成连续的湿润水带60cm作物有效根系深度作物有效根系深度指在这个范围内的根系量能够在土壤不同深度的土壤所吸收的中吸收作物所需水分的80%左右，这个深度称有效根系030%水分占作物需水的比例深度大多数作物的有效根系深度为0-60cm 306018%26%9012013%8%1505%滴灌的湿润形式滴灌的湿润形式(壤土)灌溉水在土壤中的移动•“洋葱形”的湿润形式洋葱形的湿润形式•由于滴灌所用的是低流量灌水器（通常选用2-8升/小时），灌溉水通过毛管张力向下面和侧面移动，少量时）灌溉水通过毛管张力向下面和侧面移动少量的水通过重力向下移动。
滴头附近有小滴头附近有一小块水饱和区域施肥•通过滴灌系统施肥滴灌是供给作物营养的最有效方式。
滴灌通过对根•系的定点施肥和保持土壤良好的物理结构使得作物系的定点施肥和保持壤良好的物理结构使得作物快速吸收所需营养成为可能。
N –氮K –钾P –磷++–微量元素作物根系系统低流量灌溉高流量灌溉60cm1m根系集中、发达根系分散、较弱土壤水在毛管张力作用下的移动•土壤水在毛管张力作用下的移动不会滤掉土壤颗粒间的空气，作物根系周围的空气（氧气）是作物生长必的空气作物根系周围的空气（氧气）是作物生长必不可少的重要因素。
滴灌系统设计
滴灌系统设计滴灌是将具有一定压力的水，过滤后经管网和出水管道（滴灌带）或滴头以水滴的形式缓慢而均匀地滴入植物根部附近土壤的一种灌水方法。
滴灌与其他灌水技术相比较，具有许多不同的特点，其系统组成和其他灌水方法也不同。
（一）滴灌的优缺点1．水的有效利用率高在滴灌条件下，灌溉水湿润部分土壤表面，可有效减少土壤水分的无效蒸发。
同时，由于滴灌仅湿润作物根部附近土壤，其他区域土壤水分含量较低，因此，可防止杂草的生长。
第三，滴灌系统不产生地面径流，且易掌握精确的施水深度，非常省水。
2．环境湿度低滴灌灌水后，土壤根系通透条件良好，通过注入水中的肥料，可以提供足够的水分和养分，使土壤水分处于能满足作物要求的稳定和较低吸力状态，灌水区域地面蒸发量也小，这样可以有效控制保护地内的湿度，使保护地中作物的病虫害的发生频率大大降低，也降低了农药的施用量。
3．提高作物产品品质由于滴灌能够及时适量供水、供肥，它可以在提高农作物产量的同时，提高和改善农产品的品质，使保护地的农产品商品率大大提高，经济效益高。
4．滴灌对地形和土壤的适应能力较强由于滴头能够在较大的工作压力范围内工作，且滴头的出流均匀，所以滴灌适宜于地形有起伏的地块和不同种类的土壤。
同时，滴灌还可减少中耕除草，也不会造成地面土壤板结。
虽然滴灌有上述许多优点，但是，由于滴头的流道较小，滴头易于堵塞；且滴灌灌水量相对较小，容易造成盐分积累等问题。
（二）滴灌系统的组成滴灌系统由水源工程、首部枢纽（包括水泵、动力机、过滤器、肥液注入装置、测量控制仪表等）、各级输配水管道和满头等四部分组成，其系统主要组成部分如下：1．动力及加压设备包括水泵、电动机或柴油机及其他动力机械，除自压系统外，这些设备是微灌系统的动力和流量源。
2．水质净化设备或设施有沉沙（淀）池、初级拦污栅、旋流分沙分流器、筛网过滤器和介质过滤器等。
可根据水源水质条件，选用一种组合。
筛网过滤器的主要作用是滤除灌溉水中的悬浮物质，以保证整个系统特别是滴头不被堵塞。
果园灌水的原理
果园灌水的原理
果园灌水的原理是采用水力学原理，通过利用水的流动达到果园
内灌水的效果。
水力学所涉及的两个重要概念是压力和流量。
压力是
指水的压强，它取决于水的高度以及对水的重力作用；流量则受水流
速度和水流面积的影响。
果园灌水的基本原理就是通过利用水的压力
来控制水流量，从而实现果园内灌水。
果园灌水系统包括水源和灌溉管道、活塞机和高低压泵等主要元件，其工作原理如下：水源首先将水压入活塞机（泵），活塞机通过
对水流量进行调节，从而调节压力，使水流量符合果园要求的水质要求，接着水从活塞机（泵）流入高低压泵，根据需要调节水流压力，
最后再经过灌溉管道流向各个区域，从而实现任意区域的灌溉。
除了以上提到的几个主要元件外，果园灌水系统还可以利用水力
放大原理来改善水流压力，提高灌溉效率。
水力放大原理是指将水从
低水压源中转送到较高水压源中，同时降低分布不均匀的水流动压力，使放大器比水压和流量之间的关系变得更加均衡，从而达到果园均匀
灌水的目的。
此外，果园灌水系统还可以使用涡轮增压器来改善水流压力，可
以有效满足果园植物对水流速度和压力的需求，以保证植物生长得更好。
涡轮增压器是一种能够在水流低压条件下获得较高水流压力的装置，它通过利用涡轮效应实现水流压力增大，从而使灌溉效率得到提高。
总之，果园灌水的原理是利用水力学原理，通过利用水的流动来
调节水的压力，控制水流量，这样就可以达到实现果园内灌水的目的。
同时，还可以利用水力放大原理和涡轮增压器来改善水流压力，提高
灌溉效率，保证果园的植物生长得更好。
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第4章 滴灌系统水力学原理滴灌与喷灌相似，它们均采用为压力管道系统。
但滴灌一般工作压力较低，用水率较小。
滴灌管网通常由毛管、支管和干管构成。
毛管是与支管连接的带滴头的小口径塑料管或直接由厂家生产的滴头和毛管合二为一的滴灌管和滴灌带。
通过毛管设计对田块进行均匀地灌水；支管把水输送到毛管，它也需要适当设计，以使水能均匀地流入毛管；于管作为输水系统输送全部水并调节滴灌系统的水压。
理想的滴灌系统应当是所有的滴头在灌溉时出流量相等。
以使每棵作物能在灌溉时吸收等量的水分。
实际上完全达到上述要求是不可能的。
因为滴头的出流量受到水压的变化和制造变差的影响。
水压的变化可以通过水力设计来控制，制造变差则由生产厂家的工艺水平所决定。
滴灌系统水力学原理则是进行滴灌系统水力设计的基础。
第１节 水力学基本方程滴灌系统管网设计的理论基础是水力学，而水力学的许多分析计算均以自然界物质运动的普遍规律为依据，其中最主要的是牛顿运动定律以及质量、能量和动量守恒定律。
质量既不能产生也不会消失；能量只能从一种形式转化为另一种形式；动量也只能随作用力和时间而变化。
水力学中，质量守恒关系用液流的连续性方程表示；能量守恒方程具体表现为伯努利方程（D ．Bernoulli ），在水力学上简称能量方程；确定水流动量变化和作用力之间的关系时，动量守恒原理特别有用。
连续性方程、能量方程和动量方程是解决管流问题的最基本方程。
4.1.1水的主要物理性质⑴密度单位体积液体的质量通常用ρ表示。
密度的法定计量单位为kg/m 3，一般情况下，水有不可压缩性，清水的密度受温度和压强变化的影响很小，实际上可视为常数，水的密度ρ=102（kg ·s 2/m 4）。
Wm=ρ （4-1）式中：ρ——液体密度；m ——液体质量；W ——液体体积。
⑵容重单位液体的重量称容重，用γ表示，以kg/m 3计。
液体的容重与密度的关系如下：g ργ= （4-2）式中：g ——重力加速度，一般可看作常数等于9.8m/s 2。
因此，水的容重=102kg ·s 2/m 4×9.8/s 2=999.6kg/m 3，即淡水的容重可近似地看作γ=1000kg/m 3。
⑶粘滞性流动液体有抵抗剪切变形的性质即粘滞性。
当液体流动时需克服内摩擦力而做功，这是液体运动产生机械能量损失的原因。
水的粘滞性可用运动粘度ν表示，其单位是m 2/s 。
ρμν=（4-3）式中：μ——水的动力粘度；ρ——水的密度。
不同温度下，水的动力粘度μ和运动粘度ν值见表4-1。
表4-1 水的动力粘度μ和运动粘度ν值4.1.2 连续性方程⑴质量通量质量通量即单位时间通过的质量，以kg/s 计：ρωυ=m Q （4-4）式中：ρ——水的密度，（kg/m 3）；ω——垂直水流方向的断面积，（m 2）；υ——断面平均流速，（m 3/s ）。
⑵质量守恒定律根据质量守恒定律，恒定流时，经过同一管道任何两断面的质量通量应相等，即：21m m Q Q = （4-5）水是不可压缩的，因为21ρρ=，故：2211υυm m = （4-6）这就是水的恒定流连续方程，其实质是质量守恒定律。
可以看出，流量恒定时，断面平均流速和过水断面面积成反比，如果沿流程的过水断面增大，流速必然相应减小，反之亦然。
4.1.3 能量方程⑴位能、压能和动能水流具有以下三种能量：①因高程产生的单位质量水体的位能zg （z 是某一基准面以上的高程，g 为重力加速度）； ②因压力产生的单位质量水体的压能p/ρ（p 为压力，ρ为水的密度）； ③因运动产生的单位质量水体的动能v 2/2（v 为水流速度）。
因此总能量为：22υρ++=pzg E （4-7）⑵单位质量水体的总能量因水具有粘滞性，当水流通过固定壁或边界时，由于阻力而使水流的部分能量转化为热能，从水力学观点，这部分能量为损失能量。
取断面1和2，管流两断面的能量守恒关系为：i E p gz p gz +++=++2222222111υρυρ（4-8）式中：i E ——断面1和2之间的损失能量。
⑶能量方程用质量和力的关系：ma F=代入（4-8）式后可得：∑+++=++i h gp z gp z 2222222111υγυγ（4-9）这就是水力学中的能量方程，也称为伯努利（D.Bernoulli ）方程。
式中：γpz+——测压管水头，m ；gpz 22υγ++——总水头，m ；∑ih ——管线总水头损失，m 。
管线上各点的测压管水头和总水头连线，分别称为测压管水头线和总水头线。
沿程任意两断面的总水头差值为两断面间的水头损失。
总水头线的斜率称为水力坡度。
图4-1 测压管水头线和总水头线示意图1—总水头线 2—测压管水头线4.1.4 动量方程动量方程表示水流动量变化和作用力之间的关系。
在滴灌工程实践中，可用来计算水流对弯管的作用力，以便求出镇墩的尺寸。
定位管道，承受管道中由于水流方向改变引起的推力。
在滴灌系统的干、支管中，由于自重和温度变化会产生推力或拉力。
三通、弯头等管件处都需设置镇墩。
动量是物体质量m 和速度v 的乘积。
单位时间内液流在某一方向动量的变化，等于同一方向作用在液流上外力的合力。
因此可表示为：tm m F 12υυ-=∑ （4-10）式中：∑F ——作用在物体上的外力总和；t ——时间；m ——水体质量；υ——水流速度。
恒定流动量方程的基本形式为：)(1122υυρa a Q F -=∑或)(1122υυγa a gQF -=∑ (4-11)式中：a ——动量校正系数（一般取121==a a ）。
不难看出，动量方程实质上是牛顿第二定律在恒定流条件下的特殊形式。
第２节 滴头水力学滴头是滴灌系统的心脏，一个滴灌系统工作的好坏，最终取决于滴头施水性能的优劣。
从水力学上讲滴头是一个降压消能装置，将毛管上的有压水流经过滴头消能后以点滴状给作物根区土壤供水。
通常，通过滴头的流量是由滴头工作压力和滴头流道形状、断面尺寸及流径长短来控制。
滴头类型以往很多，现在变少并系列化。
微管滴头、孔口或管嘴滴头已逐渐被淘汰或很少采用，目前主要为紊流型长流道滴头和具有压力补偿功能的滴头，且根据用户需要毛管和滴头合二为一，实现一体化生产。
4.2.1孔口或管嘴滴头孔口或管嘴滴头通常具有固定的几何形状。
所以其过水断面是不变的。
流量与压力水头关系如下：5.02ch gh a q == （4-12）式中：q ——滴头流量； a ——过水断面面积；c ——常数；h ——压力水头。
4.2.2长流道滴头长流道滴头可用水在微管内的流动来描述。
如果流道断面和流程固定，流量与压力水头关系表示如下：x ch q = （4-13）式中：x ——流态指数。
层流1=x ；光滑紊流57.0=x ；紊流5.0=x ；其余符号同（4-12）式。
微管滴头流量与压力水头关系也可用下面的经验公式表示： 层流： 80.070.2)(272.1L hd q = （4-14）紊流：56.070.2)(776.1Lhd q = （4-15）式中：q ——滴头流量，L/h ； d ——微管内径，mm ； h ——压力水头，m ；L ——微管长度，m 。
长流道滴头的流道可以设计成不同形状的通道，以形成“迷宫”型滴头。
“迷宫”型属紊流滴头，其x 值通常为0.5或稍大一些。
x 值越小，流量变化相同时允许的压力变化越大，故x 值越小越好。
从水力学观点讲，孔口滴头比微管滴头为好。
4.2.3特殊滴头⑴压力补偿滴头压力补偿滴头过流断面面积（孔口或管嘴、流道）是随着压力水头变化而自动调节的。
当压力水头增大时，过流断面减小。
过流断面与压力水头关系如下：y bh a -= （4-16）式中：a ——过流断面面积；b 、y ——幂函数的两个常数。
将（4-16）代入（4-13）得： y y ch gh bh q --==5.02 （4-17）由（4-17），当y 值为0.5时，x 将是零；这就是说滴头流量不随压力水头的变化而变化。
⑵涡流滴头涡流滴头是具有圆环型结构的孔口滴头。
水沿切线方向进入环型内腔的四周，在腔内以高速旋转。
旋转运动的结果，产生与进入水流方向相反的离心力，对水流产生一个大的阻力。
因此，当工作压力和滴头流量一定时，涡流滴头与一般孔口滴头相比，其孔口断面较大。
⑶滴灌管（带）滴灌管（带）是目前使用最多的一种新型滴灌灌水设备。
多年生作物株距较稀、不存在每年的重新耕作问题，多使用滴灌管；它实际是将结构较复杂的孔口滴头或“迷宫”型长流道滴头与毛管加工在一起的组合式滴灌设备。
滴灌带也称线源滴头，多用在一年生作物上，它们实际上是一些水力性能得到大大改善，造价大大降低，将滴头和毛管合二为一的，结构较复杂的“迷宫”型长流道，孔口、缝隙出流滴头。
第３节 滴灌管路水力学4.3.1管道水流的流态水管内的水流可分两类。
一类是有自由水面的重力流，在重力作用下流动；另一类是充满水的压力流，在压力作用下流动。
由于水的粘滞性，使水在流动时具有不同的流态，即层流和紊流。
相同液体在同一温度、同一管道内流动时，因为流速的差异，可以产生不同的流态。
层流时，液体质点作规则的线状运动。
紊流时液体质点相互混渗，各质点的运动轨迹没有规律，但总体上还是沿着水管向前流动。
管道内层流和紊流时的流速分布规律不同，两者的水头损失和流速的关系也有差别。
在层流状态下，管壁处流速等于零，管子纵轴中心方向流速最大，平均流速等于最大流速的一半，流速在管内水流断面的分布呈抛物线规律。
在紊流状态下，只有在近壁层流速像层流状态，水流断面其它地方的流速彼此相近。
一般用雷诺数判别水流的流态，圆管满流时可根据下式算出雷诺数：νυdR e =（4-18）式中：e R ——雷诺数；υ——管道中的水流速度，cm/s ； d ——管道内径，mm ；ν——水流的运动粘度（运动粘滞系数），随水温而变化，cm 2/s ；若将（4-18）式中的流速以流量和管道内径表示则： dQR e ν2827.0=（4-19）式中：Q ——流量，L/h ； 其余符号同前。
表4-2 不同水温时的运动粘度（粘滞性系数）e R ＜2300，层流；e R ＞2300，过度流和紊流。
4.3.2沿程水头损失计算公式滴灌管路一般均为塑料管，内壁光滑，为光滑管。
常用的沿程水头损失计算公式有：⑴达西—韦斯巴赫（Dacy-Weisbach ）公式521569.0dLQ h f λ=（4-20）式中：f h ——水头损失，m ；λ——阻力系数，随管道内水流流态的不同而不同； L ——管道长度，m ；Q ——流量，L/h ；d ——管道内径，mm 。
根据勃拉休斯（Blasius ）大量光滑管试验数据、提出不同流态下阻力系数λ的经验公式如下： 层流eR ＜2320eR 64=λ（4-21）过度流和紊流 eR ＞232025.03164.0e R =λ（4-22）式中：e R ——雷诺数，由（4-18）或（4-19）式计算。