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穿孔管滴灌系统在温室中的应用

花匠小妙招
2024-11-13 00:17

穿孔管滴灌系统在温室中的应用使用长度。在进行滴灌系统布置时，灌区内任一根穿孔式滴灌带的铺设长度均应小于其最大使用长度。表1为北京双翼公司生产的穿孔式滴灌带的技术性能参数。

表1穿孔管的技术参数

名称

规格

工作压力
(米水柱)

压力流量关系
(Q-升/时.米，
H-米水柱)

最大使用长度(qv=15%)

最大湿润宽度(米)

爆破压力
(米水柱)

单孔滴灌带

F20×0.2

1～3

Q=4.91H0.56

≤80米

0.6

双上孔滴灌带

F20×0.2

1～3

Q=9.81H0.56

≤50米

0.8～1.0

单孔滴灌带

F25×0.2

1～3

Q=4.91H0.56

≤120米

0.8～1.0

双上孔滴灌带

F25×0.2

1～3

Q=9.81H0.56

≤75米

0.8～1.0

双上孔滴灌带

F32×0.2

1～3

Q=9.81H0.56

≤115米

0.8～1.0

三孔管滴灌带

F32×0.3

1～3

Q=13.01H0.56

≤100米

1.0～3.0

二、采用穿孔式滴灌带的相关农艺措施
为保证穿孔式滴灌带的灌水效果、降低设备投资，需要根据其技术特性采用相应的农艺措施：
1. 规范作物栽培方式
　　采用滴灌的灌区，作物应按等间距的行或按畦栽培，且栽培行或畦的长度应尽量等于或两倍于滴灌带的最大使用长度，以方便滴灌带布置、节省输配水管道。浇灌果树等根系范围较大的作物，可不设畦面，作物按行栽培，每行作物铺设一根或两根单孔滴灌带进行灌溉。蔬菜、花卉等作物采用一畦多行的栽培方式时，畦面宽度应根据滴灌带的有效湿润宽度进行规范。如日光温室内的黄瓜、西红柿等果菜类作物，通常采用高畦、一畦双行的栽培方式，畦面宽0.5至0.8米，每畦两行作物之间距离不超过0.6米，在每畦中间铺设一根双孔或三孔滴灌带，同时为畦面上的两行作物灌水。
2. 平整土地
　　穿孔式滴灌带管道柔软容易折叠、且工作压力较低，地面起伏过大会影响其过水流量和灌水均匀度，因此安装微灌设备前应注意平整土地，特别是铺放滴灌带的地方，地面不平度要求不大于0.1米，有坡度的地面要求做到坡度均匀一致。
3. 施足底肥
　　对于采用地膜覆盖栽培的作物，为减少覆膜后施肥困难，最好种植作物前能够一次性施足底肥。如可以将农家肥加上磷肥、钾肥等掺合均匀，经过堆沤，在整地时一次施入栽培畦内，达到营养全面而肥效长的作用，必要时再采用文丘里施肥器随滴灌进行追施可溶性肥料。

三、滴灌系统的布置
1. 主管的选择
　　与滴灌带直接相连、为滴灌带供水的管道称为主管。从离主管进水口最近的滴灌带到离主管进水口最远的滴灌带之间的长度称为主管的使用长度。在温室滴灌系统中，除了滴灌带的前后压力损失所造成的流量偏差外，主管输配水时的压力损失也会造成滴灌系统的流量偏差，一般需通过限制主管的使用长度来保证整个微灌系统的流量偏差在规定范围内。当一根主管所控制的微灌系统流量偏差达到所规定的最大值(一般规定微灌系统的流量偏差qv≤20％)时，所允许使用的主管长度称为主管最大使用长度。进行温室滴灌系统的布置与设计时，应保证微灌系统内的任一条主管的使用长度均应小于其最大使用长度。
　　主管的最大使用长度与滴灌带性能及其布置方式(包括滴灌带使用长度、铺设间距和数量)、滴灌带旁通形式等因素有关。其中，采用带节流器的节流式旁通连接穿孔式滴灌带时，可以达到主管道高压输水、滴灌带低压灌溉的效果，能有效提高主管的最大使用长度；但由于采用节流式旁通后流量较小，因此滴灌带的使用长度不宜太大，一般只能用于单根滴灌带铺设长度不超过10米的短畦栽培中。表2至表3列出了采用F20×0.2双上孔滴灌带(孔径为0.7毫米、每组孔间距330毫米)时，在地面没有坡度的情况下，采用普通旁通和节流式旁通时主管的最大使用长度。

表2双上孔滴灌带单向铺设时的主管最大使用长度(普通旁通)

滴灌带使用长度(米)

≤10

≤20

≤30

≤40

≤50

F32主管最大使用长度

(米)

S=0.8米

≤25

≤16

≤11

≤8

≤5

S=1.0米

≤29

≤18

≤13

≤9

≤6

S=1.2米

≤32

≤20

≤15

≤11

≤7

S=1.5米

≤37

≤23

≤17

≤12

≤8

F40主管最大使用长度

(米)

S=0.8米

≤37

≤23

≤17

≤12

≤8

S=1.0米

≤42

≤27

≤19

≤14

≤9

S=1.2米

≤48

≤30

≤21

≤16

≤10

S=1.5米

≤55

≤35

≤25

≤19

≤12

F50主管最大使用长度

(米)

S=0.8米

≤54

≤34

≤25

≤18

≤12

S=1.0米

≤63

≤39

≤29

≤21

≤14

S=1.2米

≤70

≤44

≤32

≤24

≤15

S=1.5米

≤81

≤51

≤37

≤28

≤17

注：S为滴灌带铺设间距，管径指通水直径(毫米)。

表3双上孔滴灌带单向铺设的主管最大使用长度(节流式旁通)

滴灌带使用长度(米)

F32主管最大使用长度

(米)

S=0.8米

≤40

≤37

≤35

≤33

≤32

S=1.0米

≤46

≤42

≤40

≤38

≤37

S=1.2米

≤53

≤48

≤45

≤43

≤42

S=1.5米

≤60

≤55

≤52

≤50

≤48

F40主管最大使用长度

(米)

S=0.8米

≤59

≤54

≤51

≤49

≤48

S=1.0米

≤68

≤63

≤59

≤57

≤55

S=1.2米

≤77

≤71

≤66

≤64

≤62

S=1.5米

≤88

≤81

≤77

≤73

≤71

F50主管最大使用长度

(米)

S=0.8米

≤87

≤80

≤76

≤72

≤70

S=1.0米

≤101

≤93

≤87

≤84

≤81

S=1.2米

≤113

≤104

≤98

≤94

≤91

S=1.5米

≤130

≤120

≤112

≤108

≤105

注：S为滴灌带铺设间距，管径指通水直径(毫米)

2.文丘里施肥器的性能
　　WQL－1型文丘里施肥器是日光温室等小面积灌区中常用的施肥装置，其进出口管径均为1英寸插接式，有关的性能参数见表4。

表4 WQL－1型文丘里施肥器技术参数

项目

数值

备注

工作压力范围(米水柱)

4.0～40.0

指施肥器的进水口压力

工作流量范围(方/时)

0.7～7.0

指施肥器与并联管道的总流量

肥液吸入量(升/时)

0～170

施肥器前后压差越大、吸入量越大

文丘里管通过流量(方/时)

0.7～1.5

施肥器串联在管道中的流量

注：该施肥器前后工作压力关系H2≥2.48H10.84，H1出水口压力，H2进水口压力

提示：WQL－1型文丘里施肥器最大吸入高度不超过1米，肥液桶与文丘里施肥器的高度差应在1米以内。

3. 布置与设计步骤
　　温室果菜类作物中一般使用双上孔滴灌带，采用高畦、每畦两行作物的栽培方式，每条畦面上布置一根滴灌带，在与滴灌带垂直的方向布置主管，滴灌系统的几种布置方案见图2。当日光温室较长时，可以采取主管中间供水的布置方案，以减少主管管径、降低造价，参见图2c至图2f。

图2温室中穿孔管滴灌系统的布置方式

温室进行滴灌系统布置与设计的步骤为：
(1)测量温室尺寸、确定作物栽培方式，并用草图表示；
(2)布置滴灌带和主管(参照图2)；
(3)按最大使用长度选择滴灌带和主管(参考表1至表3)；
(4)确定滴灌带的设计工作压力(工作压力一般取1～3米水柱)；
(5)确定滴灌系统的入口流量和入口工作压力（一般取温室中滴灌系统的入口压力为滴灌带设计工作压力的1.5倍左右，参考表1）；
(6)计算施肥、过滤等其他配套设备的压力损失(一般采用过滤设备时将系统入口压力增加15～30％，采用施肥设备将入口压力再增加20～50％)；
(7)综合考虑确定供水的压力和流量要求；
(8)计划滴灌设备投资与清单。
对温室进行滴灌系统的布置与设计时，最好将有关参数在图纸中表示清楚，并做几种布置方案，选择投资最低的一种。
〖例〗某日光温室长51米、宽7米，其中栽培区长度50米、宽度6米，现准备栽培越冬茬黄瓜，采用高畦双行栽培方式，按温室宽度方向做畦，畦长6米、畦距1米，供水设备在温室一端，并需要利用滴灌进行追肥，试设计和布置该温室的滴灌系统。
【解】
(1)温室作物的栽培方式如图2a。
(2)按图2a布置滴灌带和主管，每畦铺设1根滴灌带，即滴灌带铺设间距S为1米。
(3)按表1，选择F20×0.2双上孔滴灌带，出水小孔均为孔径为0.7毫米，每组孔间距均为330毫米，滴灌带铺设长度等于畦长为6米，在滴灌带最大使用长度范围内。
按表2，不采用节流式旁通时主管管径为50毫米时才能满足要求。按表3，采用节流式旁通时主管管径为40毫米时就能符合要求，这样投资较低。因此，本项目确定选择管径40毫米的主管。
(4)计划该滴灌带的工作压力为hd=2米水柱。
(5)该温室需要的滴灌带数量＝6×50＝300米，按表4－1有关公式得出该滴灌系统的入口流量Q＝300×9.81hd0.5=4.34(方/时)，滴灌系统的入口压力H1＝1.5×hd＝3米水柱。
(6)按表4，选择WQL－1型文丘里施肥器，要求施肥器入口压力为H2≥2.48H10.84=6.17 (米水柱)。另外在进口安装天津水科院产LW40型100目网式过滤器，根据厂家提供资料得到过滤器的压力损失约2 (米水柱) 。
(7)根据上述设计结果，并考虑增加一定的余量，该滴灌系统对水源供水设备的要求为流量5 方/时、压力10米水柱左右，可据此选择水泵。
(8)设备与投资清单见〖例〗表。

〖例〗表设备与投资概算清单

名称规格

数量

单位

单价

金额

备注

双上孔滴灌带D20

300

米

0.39

117.00

旁通D20

套

1.40

70.00

节流式旁通

薄壁软管D40

米

1.56

78.00

PE三通D40

米

6.50

WQL－1文丘里施肥器

米

36.00

控制球阀

只

25.00

其他管件及配件

只

25.00

LW40过滤器

只

135.00

水泵Q=4,H=10

台

200.00

合计

692.50

四、滴灌系统的管理与使用

　　为合理使用穿孔管滴灌系统，发挥其应有的节水、增产、增收效益，并防止滴灌设备的损毁、堵塞等问题，应对有关滴灌设备进行精心管理和使用、定期保养和维护。
(1)灌溉水源要求清洁干净，尤其是水中不能有悬浮物等杂质，否则要在进水口增设80目的过滤设备。
(2)水源设备提供的压力和流量应符合使用要求，否则应采取分流或增压措施；滴灌带工作压力应控制在3米水柱以内（通过目测检查喷射宽度是否在3米以内、高度是否在1.5以内）。
(3)遵循“浅浇勤灌，一次浇水量要少、灌水次数要多”的微灌灌水原则和“少量多次，一次施肥量要少、施肥次数要多”的微灌施肥原则。根据作物种类及其生长期、天气、土壤等情况确定灌水时机、灌水量和灌水次数；在作物生长需肥最大期，利用文丘里施肥器或其他施肥设备及时随水追施肥料。
(4)灌水作业时应选择冬春季中午前后气温较高时、夏秋季早晚气温较低时的晴天进行。
(5)田间作业时谨防划伤、戳破管带；管带出现破损时，可剪去，用合适的塑料管或橡胶管插入滴灌带或主管带中连接后才能继续使用。
(6)水源杂质较多时，定期逐一放开主管、滴灌带或喷水带的尾部冲洗管内泥沙等杂质。
(7)定期检查供水管道等设备的状况，发现问题要采取及时措施予以解决，防止事态扩大，同时做好微灌设备的防损、防冻、防老化和防盗工作。
(8)在灌溉季节结束后，将滴灌带冲洗干净，拆除并妥善保存在阴凉处，以延长其年限。