日光温室滴灌技巧

日光温室滴灌技巧

一、引论

滴灌的支管单元、毛管和灌水器的水力学特点，不但影响到滴灌系统的设计，而且也影响到滴灌材料的研究和发展方向。在第一部分《滴灌系统的水力学特点与材料发展方向：I 水力学特点》中，作者论述了对滴灌材料的研究和发展方向有影响的水力学特点：（1）层流灌水器的流量对压力最敏感，全紊流灌水器对压力较敏感，全压力填补式灌水器的流量与压力没有关系，半紊流式灌水器的流量对压力的敏感程度介于层流灌水器和全紊流灌水器之间，部分压力填补式灌水器的流量对压力的敏感程度介于全压力填补式灌水器和全紊流灌水器之间；（2）灌水器的流量大小影响水分在泥土内的湿润半径和湿润深度，对于同一种泥土，如果灌水量一定，灌水器流量大，湿润半径大，深度小，灌水器流量小，湿润半径小，深度大；（3）毛管的灌程度均度受毛管内径、长度和坡度的综合影响，增大毛管内径或减少毛管长度，灌程度均度可能会增长，也可能会下降，对于恳求的均匀灌水器流量，毛管的内径和长度存在多解景象；（4）支管单元的灌程度均度在受毛管内径、长度和坡度的综合影响的同时，还受毛管内径或长度、支管内径或长度的协同性影响，毛管和支管的参数都存在着多解的景象；（5）灌水器的流量的大小决定滴灌系统的毛管、支管和主管的尺寸。

在这篇文章中，作者将议论这些水力学特点对滴灌材料发展方向的影响。

二、灌水器

1、灌水器的类型

从水力学的角度，全紊流灌水器的抗堵塞性最强，同时对压力不太敏感，如压力增长1倍，流量增长0。414倍，压力下降1倍，流量减少0。293倍，在满足恳求的均匀灌水器流量和灌程度均度的条件下，通常采取全紊流式灌水器的滴灌系统的管材和管件的内径要比采取半紊流尤其是层流灌水器的滴灌系统的管材和管件的内径要小，所以从抗堵塞性、灌程度均度和下降材料投资费用的角度出发，全紊流灌水器比较好。层流灌水器的抗堵塞性最差，而且对压力最敏感，如压力增长1倍，灌水器的流量增长1倍，压力下降1倍，灌水器的流量减少1倍，所以从抗堵塞性和均匀度的角度思索，层流灌水器都不好。

但是，滴灌水在泥土内的散布受灌水器流量、泥土水分传导率和扩散率的影响。对于同一种泥土，如果灌水量一定，灌水器流量大，湿润半径大，深度小，灌水器流量小，湿润半径小，深度大。我国的泥土类型很多，作物的多样性导致根系散布的类型也很多，要开发出满足每一品种型的泥土和作物根系散布特点恳求的最佳灌水器流量的灌水器是不可能的，所以经常恳求经过水力学的设计（选择压力）来满足最佳灌水器流量的恳求。因此，从水力学设计的角度出发，恳求灌水器对压力要有一定的敏感性。半紊流灌水器和全紊流灌水用具备这个特点。

压力填补式灌水器对压力很不敏感（部分压力填补式灌水器）甚至在许可的最高和最低压力领域内跟压力没有关系（完全压力填补式灌水器），这类灌水器的最大优点是对地形的适应能力强、设计工作容易。但是，我国的泥土类型很多，作物根系的散布特点不尽相同，加上这种灌水器的开发难度很大，而且很难生产出满足每一种泥土和作物根系恳求的最佳灌水器流量的灌水器，设计者又很难（部分压力填补式灌水器）甚至不能（完全压力填补式灌水器）经过选择操作压力来满足恳求的最佳灌水器流量。这类灌水器的制造偏差也远远大于非压力填补式的灌水器。

近十几年，许多国家偏向于发展压力填补式灌水器，主要是思索对庞杂地形的适应性和水力学设计的便捷。因为一系列盘算机化的设计方法已经由Kang等人研究了出来（KangandNishiyama，1996a、1996b、1997；Kangetal。1996；Kangetal。1999；康跃虎，1998a、1998b、1998c、1998d、1998e、1998f、1999a、1999b），而且这些设计方法将很快

以盘算机软件的情势向微灌设计者们供给，通常理解一些灌溉知识的人只需稍加培训，就能利用这些软件几乎在任何地形条件上（除非坡度太大或非均匀坡度的变革太大），依据恳求的均匀灌水器流量和灌程度均度，准确、快捷的设计出利用非压力填补式灌水器的滴灌系统。如Kang在研究中发现，在30°的下坡地形上利用适宜的全紊流灌水器，也能够设计出灌程度均度达到0。90的微灌系统，而且这时材料的费用要比平地上或小坡度上低得多（毛管的内径很小）。所以，除了特别需要、橡塑混杂多孔管（渗灌管）外，少发展层流或接近于层流的灌水器和由层流或接近于层流的灌水器形成的滴灌带（管），鑫迪龙品牌滴灌带，重点发展半紊流和全紊流灌水器或由半紊流和全紊流灌水器形成的滴灌带，恰当发展一些适宜我国典范泥土类型的压力填补式灌水器。

2、灌水器的流量

对于任何非压力填补式的灌水器，从原理上讲都能够经过调节灌水器的操作压力让它产生恳求的灌水器流量，但在实际运用中会涌现以下的问题：（1）灌水器的操作压力超过许可的最高压力或低于许可的最低压力，造成灌水器工作不良；（2）操作压力没有超过灌水器的许可最高压力，但超过了毛管许可的最高压力，系统不安全；（3）如果灌水器的流量太大，而恳求的均匀灌水器流量太低，在坡度较大的情况下或非均匀坡度上，若操作压力调的太低，在系统内可能会涌现负压或无法达到均匀度的恳求，无法使系统产生恳求的均匀灌水器流量；（4）如果灌水器的流量太小，而恳求的均匀灌水器流量较大，需要的操作压力太大，固然可能没有超过系统许可的最高压力，但因为操作压力太高而增长系统的运行费用。

对于压力填补式的灌水器，很难（部分压力填补式灌水器）或无法（完全压力填补式灌水器）经过压力的调节来达到恳求的均匀灌水器流量。

有关灌水器流量系列的问题，国内外研究的都不彻底。通常来讲，对于浸透性差的泥土，恳求的灌水器流量比较小，否则会导致横向扩散的领域太大而垂直入渗的深度太小，有时甚至会涌现地面积水或形成径流，造成土面蒸发量的增长、泥土的通气性变坏和水的浪费等不良结果。如果泥土的浸透系数太大，如在沙地上，若灌水器的流量太小，横向扩散的领域会太小，而垂直入渗的深度太大，造成对作物根系横向发展的制约，或深层渗漏太多。

因为灌水器的流量的大小还决定滴灌系统的管材和管件的尺寸，而管材和管件的尺寸之间有一定的间隔，所以若灌水器的流量间隔太大，该选择小流量的灌水器时没有小流量的灌水器，而选择了流量大的灌水器，这时会涌现两种情况：（1）经过压力的调节达到恳求的均匀灌水器流量和灌溉均匀度的恳求，系统的操作压力会下降，运行费用（能耗）下降，对用户有利；（2）如果经过压力的调节满足不了灌水器流量和均匀度的恳求，不但会影响泥土的湿润领域，而且必须要选择内径大的毛管、支管、主管和各种管件，系统的投资费用增长很多。

通常来讲，在推荐的工作压力条件下，恳求单个灌水器的流量在0。2—10l／h的领域内流量的间隔要足够小。

3、灌水器的操作压力

灌水器的操作压力与灌水器的设计流量有关，它直接影响系统的运行费用。操作压力低，系统的运行费用低，操作压力高，系统的运行费用高。操作压力低，对材料强度的恳求低，生产成本也可能低，操作压力高，材料的强度恳求高，生产成本可能高。流量一定的条件下，灌水器所需的操作压力的高低由制造厂家所设计的灌水器水流通道的大小和水流通道的长短决定。

在十分平整的土地上，灌水器的操作压力低一些比较好，因为这时系统的操作费用（能耗）低。但在大多数条件下，恳求有一定的工作压力，这是因为：

（1）通常的土地都有一定的高差，灌水器的推荐工作压力必须抑制这些高差，否则很难使系统达到灌程度均度的恳求；（2）在平地上如果操作压力太低，要达到灌程度均度的恳