浅析滴灌在设施灌溉系统中的应用要点
张博
【摘要】滴灌是设施灌溉系统中较先进的灌溉方式之一，与其他灌溉方式比较，具有节水、可减少设施内由于空气湿度大所引发的病虫害等优势。
【关键词】滴灌；灌溉系统；应用要点
灌溉系统在设施的系统组成中是必不可少的一部分，经过多年的发展，目前在设施内常采用的灌溉系统主要有管道灌溉系统、温室滴灌系统、温室微喷灌系统、温室行走式喷灌系统、温室多孔管微灌系统、温室渗灌系统等。
采用传统的管道灌溉系统，不仅劳动强度大，而且灌溉不均匀，还会大幅度增加设施内的空气湿度，而在高湿高温的条件下，病虫害易于发生，从而也就增加了植物病虫害发生的机率。滴灌是微灌技术的一种，是通过安装在毛管上的滴头、孔口或滴灌带等灌水器，将水一滴一滴、均匀而又缓慢地滴入作物根区土壤的灌水方式，是近年来现代温室中常用的灌溉方式之一。
1. 滴灌系统的优缺点及注意事项
在温室中采用滴灌具有省工、省水、节能、优质、增产、适应范围广、易于实现自动化控制等优点，还可以配合施肥设备精确地对作物进行随水追肥或施药等作业。但是滴灌设备投资高，抗堵性能差，灌水器容易受堵，故对水质的要求较高。所以选用滴灌系统时，应根据水质情况配置完善的水源净化过滤设备，应在使用的过程中注意采取必要的保养措施，谨防系统堵塞。
2. 滴灌系统的组成
滴灌系统由水源、首部控制枢纽、输水管道系统和滴水器等四部分组成。河流、湖泊、渠道、井泉等，只要水质符合滴灌的要求，均可以作为滴灌系统的水源，为了利用这些水源，有时需要修建引水、蓄水、提水工程以及相应的输配电工程等。滴灌系统的首部控制枢纽由机泵、控制阀门、水质净化装置、施肥装置、测量和保护设备组成，其中水泵、动力设备、各种阀门、水表、压力表等为通用设备，而净水设备、施肥装置、保护装置为专用设备。净水设备主要是对水源进行过滤，防止灌水器堵塞，常用的过滤器有筛网过滤器、沙过滤器、离心
式过滤器和叠片式过滤器。施肥装置是将可溶性肥料或液体农药按一定剂量通过施肥设备进入滴灌系统的装置。常用的施肥设备有施肥罐、开敞式肥料桶、文丘里注肥器和注射泵。保护装置是为了减少压力对系统造成的破坏而安装的一些减压阀或进排气阀。在灌溉系统中，管道是灌溉系统用量最多、规格复杂、投资比例较大的一部分，在滴灌中常用的管材是聚乙烯管，为了防止管内生长藻类，管材通常制成黑色。滴灌系统中常用的灌水器有滴头、滴灌管、滴灌带、多孔管等，常置于地表或埋于地下，灌水器的好坏，直接影响田间灌水质量，因此要选择优质耐用的灌水器。
3. 滴灌系统的设计安装
为使滴灌系统在设施内达到经济合理、便于管理、供水均匀、灌水适当的目的，在设计采用滴灌系统时，应充分考虑水量分布并根据土壤特性和作物根系分布特征，以及作物对水分的敏感程度，合理选择滴头流量和滴头布置，此外还要结合具体的设施类型和作物栽培情况来选择合理的系统布置，降低成本、节省投资。
4. 滴头的选择
滴头选择是否恰当，直接影响工程的投资和灌水质量。选择合适的滴头，工作人员应从以下几方面考虑：
4.1作物种类和种植模式不同的作物，或同种作物不同的种植模式，对水分的要求不同。因此应根据作物种植情况和对水分的要求选择合适的灌水器。
4.2土壤性质土壤性能不同，其蓄水的能力不同，所以要求的灌水器也有所不同。对于沙土，可选用大流量的滴头，以增大土壤水的横向扩散范围，而对于粘性土壤应采用流量小的滴头，以免造成地面径流。
4.3布置方法是从末级微灌管带开始，逐级向上铺设各级管道直至水源。在设施内部，还可以根据水源出口的位置有不同的排设。
4.4毛管和管水器的布置滴灌系统毛管和管水器的布置方式取决于作物种类、生长阶段和所选用灌水器的类型。在设施内常见的毛管和管水器的布置方式有以下几种：
单行毛管直线布置。毛管顺作物行布置一行作物布置一条毛管，滴头安装在毛管上。该方式适用于窄行密植作物（如蔬菜和幼树。一棵幼树安装2～3个单出水口滴头；窄行密植作物可沿毛管等间距安装滴头，也可用多空毛管。
（1）单行毛管带环状管布置。当滴灌成龄果树时，可沿一行树布置一条输水毛管，围绕每一棵树布置一条环状灌水管，其上安装5～6个单出水口滴头。这种布置形式可使毛管总长度大大增加。
（2）双行毛管平行布置。当滴灌高大作物时可采用双行式毛管平行布置。如滴灌树时沿树两侧布置两条毛管，每株树两边各安装2～4个滴头，该方式使用滴头数量最多。工作压力及范围任何滴头都有其适宜的工作压力和范围，应尽可能选用工作压力小、范围大的滴头，这样可以减少能耗提高系统的适应性。
流量压力关系滴头流量对压力变化的敏感程度直接影响灌水的质量和水的利用率，应尽可能选用流态指数小的滴头。灌水器的制造精度滴灌的均匀度与灌水器的精度密切相关，在许多情况下，灌水器的制造偏差所引起的流量变化，超过水力学引起的流量变化，应选用制造偏差系数小的滴头。
对温度变化的敏感性灌水器流量对水温度的反应的敏感程度取决于两个因素：一是灌水器流态，二是灌水器的某些零件的尺寸和性能。层流型灌水器的流量随水温的变化而变化大，而紊乱型灌水器的流量受水温的影响小，因此在温度变化大的地区，宜选用紊流型灌水器。
对堵塞、淤积、沉淀的敏感性抗堵能力差的滴头，要求高精度的过滤系统，往往造成滴灌系统的造价及能耗大幅度增加，甚至会导致滴灌工程的报废。近年来研究发明的单翼大流道迷宫式薄壁非复用型滴灌带，抗堵能力强，也避免了滴灌带重复使用，堵塞物累积造成的堵塞累加问题。
成本与价格在滴灌系统中，灌水器数量多，其价格的高低对工程投资的影响较大。因此在选择灌水器的时候，一方面要考虑其使用性能，另一方面还要考虑到其价格。在满足使用性能的条件下，应尽可能选用价格低廉的灌水器。成本的考虑包括采购成本和安装使用维护成本两方面，要综合考虑，既要做到灌水器耐用，也要做到节约资金。
5. 使用寿命
滴头的使用寿命与其结构、材料、安装使用情况密切相关。常年生长的作物可以用一次性和固定滴距的滴头产品，如滴灌带、滴箭、管上式滴头等；而倒茬频繁的地块，则要选择耐用性好的滴头，如内镶式管式滴头，这种滴头为厚壁管，寿命相对较长。
6. 滴灌系统的布置安装
滴灌系统的管道，一般分为干管、支管和毛管三级，布置时要求三级管道尽量垂直，使得管道长度最短，水头损失最小，还可节约用材。
7. 滴灌管网的布置
滴灌管网布置的原则是获得最大的灌水均匀度和最小的管网设备投资。
8. 滴灌系统的运行管理
在滴灌系统的日常运行中，合理的管理措施，不仅可以节省由于系统破损带来的损失，而且可以延长系统的使用寿命，提高系统的使用效率。滴灌系统的日常管理主要从以下几方面进行：
8.1田间作业时，要防止划伤或划破滴灌系统的输水管道，灌水时要保证合理的工作压力，供水时要缓慢开启供水阀门，防止水压过高导致管道破裂。
8.2定期检查首部枢纽及供水管道等设备的维护和保养，每次灌水前检查滴灌设备是否完好以及各设备间的连接情况。发现问题后应及时采取措施予以解决，同时还要做好滴灌系统的防损、防冻、防老化和防盗工作。
8.3灌水时间应选择在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，防止由于温度变化大对植物和灌水装置造成的影响。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间、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施肥。
8.4利用滴灌施肥时，要将肥料充分溶解并过滤，防止系统堵塞，施肥结束后，用清水冲洗管道10min，防止肥料腐蚀灌水管。
8.5定期开放主管、滴灌带的尾部，冲洗管内泥沙等杂质。定期打开所有过滤器的排污阀冲洗杂质。
8.6定期检查灌溉水水质，清除拦污网和过滤网箱表面的污物、清除蓄水池中的淤泥和沙石等杂质。
9. 设备的维护和保养
在非灌溉时期应经常对泵站、蓄水池等工程进行检修，清除累积的泥沙等污物，保证设备的完好性。对水泵和动力机械等设备，在运行前要检查其各个部件及连接是否正常，防止在灌溉系统运行期间出现漏水、漏电等情况，确保设备使用的安全性。此外还要保证系统设备的清洁，定期清理过滤器中的杂质，离心式过滤器要经常和定期清洗和排沙，网式过滤器在运行前要清洗，沙式过滤器必要时要更换过滤基质，从而使过滤器保持较高的过滤性能。
10. 结束语
综上所述，滴灌是设施灌溉系统中较先进的灌溉方式之一，与其他灌溉方式比较，具有节水、可减少设施内由于空气湿度大所引发的病虫害等优势。在运行管理中，要保证灌溉水的水质，以防灌水器堵塞。此外，还要对系统进行经常的检修维护，这样才能延长滴灌系统在设施中的使用年限，最大限度地发挥其作用，从而保证设施生产的经济效益。
[文章编号]1619-2737（2014）03-18-620
【摘要】滴灌是设施灌溉系统中较先进的灌溉方式之一，与其他灌溉方式比较，具有节水、可减少设施内由于空气湿度大所引发的病虫害等优势。
【关键词】滴灌；灌溉系统；应用要点
灌溉系统在设施的系统组成中是必不可少的一部分，经过多年的发展，目前在设施内常采用的灌溉系统主要有管道灌溉系统、温室滴灌系统、温室微喷灌系统、温室行走式喷灌系统、温室多孔管微灌系统、温室渗灌系统等。
采用传统的管道灌溉系统，不仅劳动强度大，而且灌溉不均匀，还会大幅度增加设施内的空气湿度，而在高湿高温的条件下，病虫害易于发生，从而也就增加了植物病虫害发生的机率。滴灌是微灌技术的一种，是通过安装在毛管上的滴头、孔口或滴灌带等灌水器，将水一滴一滴、均匀而又缓慢地滴入作物根区土壤的灌水方式，是近年来现代温室中常用的灌溉方式之一。
1. 滴灌系统的优缺点及注意事项
在温室中采用滴灌具有省工、省水、节能、优质、增产、适应范围广、易于实现自动化控制等优点，还可以配合施肥设备精确地对作物进行随水追肥或施药等作业。但是滴灌设备投资高，抗堵性能差，灌水器容易受堵，故对水质的要求较高。所以选用滴灌系统时，应根据水质情况配置完善的水源净化过滤设备，应在使用的过程中注意采取必要的保养措施，谨防系统堵塞。
2. 滴灌系统的组成
滴灌系统由水源、首部控制枢纽、输水管道系统和滴水器等四部分组成。河流、湖泊、渠道、井泉等，只要水质符合滴灌的要求，均可以作为滴灌系统的水源，为了利用这些水源，有时需要修建引水、蓄水、提水工程以及相应的输配电工程等。滴灌系统的首部控制枢纽由机泵、控制阀门、水质净化装置、施肥装置、测量和保护设备组成，其中水泵、动力设备、各种阀门、水表、压力表等为通用设备，而净水设备、施肥装置、保护装置为专用设备。净水设备主要是对水源进行过滤，防止灌水器堵塞，常用的过滤器有筛网过滤器、沙过滤器、离心
式过滤器和叠片式过滤器。施肥装置是将可溶性肥料或液体农药按一定剂量通过施肥设备进入滴灌系统的装置。常用的施肥设备有施肥罐、开敞式肥料桶、文丘里注肥器和注射泵。保护装置是为了减少压力对系统造成的破坏而安装的一些减压阀或进排气阀。在灌溉系统中，管道是灌溉系统用量最多、规格复杂、投资比例较大的一部分，在滴灌中常用的管材是聚乙烯管，为了防止管内生长藻类，管材通常制成黑色。滴灌系统中常用的灌水器有滴头、滴灌管、滴灌带、多孔管等，常置于地表或埋于地下，灌水器的好坏，直接影响田间灌水质量，因此要选择优质耐用的灌水器。
3. 滴灌系统的设计安装
为使滴灌系统在设施内达到经济合理、便于管理、供水均匀、灌水适当的目的，在设计采用滴灌系统时，应充分考虑水量分布并根据土壤特性和作物根系分布特征，以及作物对水分的敏感程度，合理选择滴头流量和滴头布置，此外还要结合具体的设施类型和作物栽培情况来选择合理的系统布置，降低成本、节省投资。
4. 滴头的选择
滴头选择是否恰当，直接影响工程的投资和灌水质量。选择合适的滴头，工作人员应从以下几方面考虑：
4.1作物种类和种植模式不同的作物，或同种作物不同的种植模式，对水分的要求不同。因此应根据作物种植情况和对水分的要求选择合适的灌水器。
4.2土壤性质土壤性能不同，其蓄水的能力不同，所以要求的灌水器也有所不同。对于沙土，可选用大流量的滴头，以增大土壤水的横向扩散范围，而对于粘性土壤应采用流量小的滴头，以免造成地面径流。
4.3布置方法是从末级微灌管带开始，逐级向上铺设各级管道直至水源。在设施内部，还可以根据水源出口的位置有不同的排设。
4.4毛管和管水器的布置滴灌系统毛管和管水器的布置方式取决于作物种类、生长阶段和所选用灌水器的类型。在设施内常见的毛管和管水器的布置方式有以下几种：
单行毛管直线布置。毛管顺作物行布置一行作物布置一条毛管，滴头安装在毛管上。该方式适用于窄行密植作物（如蔬菜和幼树。一棵幼树安装2～3个单出水口滴头；窄行密植作物可沿毛管等间距安装滴头，也可用多空毛管。
（1）单行毛管带环状管布置。当滴灌成龄果树时，可沿一行树布置一条输水毛管，围绕每一棵树布置一条环状灌水管，其上安装5～6个单出水口滴头。这种布置形式可使毛管总长度大大增加。
（2）双行毛管平行布置。当滴灌高大作物时可采用双行式毛管平行布置。如滴灌树时沿树两侧布置两条毛管，每株树两边各安装2～4个滴头，该方式使用滴头数量最多。工作压力及范围任何滴头都有其适宜的工作压力和范围，应尽可能选用工作压力小、范围大的滴头，这样可以减少能耗提高系统的适应性。
流量压力关系滴头流量对压力变化的敏感程度直接影响灌水的质量和水的利用率，应尽可能选用流态指数小的滴头。灌水器的制造精度滴灌的均匀度与灌水器的精度密切相关，在许多情况下，灌水器的制造偏差所引起的流量变化，超过水力学引起的流量变化，应选用制造偏差系数小的滴头。
对温度变化的敏感性灌水器流量对水温度的反应的敏感程度取决于两个因素：一是灌水器流态，二是灌水器的某些零件的尺寸和性能。层流型灌水器的流量随水温的变化而变化大，而紊乱型灌水器的流量受水温的影响小，因此在温度变化大的地区，宜选用紊流型灌水器。
对堵塞、淤积、沉淀的敏感性抗堵能力差的滴头，要求高精度的过滤系统，往往造成滴灌系统的造价及能耗大幅度增加，甚至会导致滴灌工程的报废。近年来研究发明的单翼大流道迷宫式薄壁非复用型滴灌带，抗堵能力强，也避免了滴灌带重复使用，堵塞物累积造成的堵塞累加问题。
成本与价格在滴灌系统中，灌水器数量多，其价格的高低对工程投资的影响较大。因此在选择灌水器的时候，一方面要考虑其使用性能，另一方面还要考虑到其价格。在满足使用性能的条件下，应尽可能选用价格低廉的灌水器。成本的考虑包括采购成本和安装使用维护成本两方面，要综合考虑，既要做到灌水器耐用，也要做到节约资金。
5. 使用寿命
滴头的使用寿命与其结构、材料、安装使用情况密切相关。常年生长的作物可以用一次性和固定滴距的滴头产品，如滴灌带、滴箭、管上式滴头等；而倒茬频繁的地块，则要选择耐用性好的滴头，如内镶式管式滴头，这种滴头为厚壁管，寿命相对较长。
6. 滴灌系统的布置安装
滴灌系统的管道，一般分为干管、支管和毛管三级，布置时要求三级管道尽量垂直，使得管道长度最短，水头损失最小，还可节约用材。
7. 滴灌管网的布置
滴灌管网布置的原则是获得最大的灌水均匀度和最小的管网设备投资。
8. 滴灌系统的运行管理
在滴灌系统的日常运行中，合理的管理措施，不仅可以节省由于系统破损带来的损失，而且可以延长系统的使用寿命，提高系统的使用效率。滴灌系统的日常管理主要从以下几方面进行：
8.1田间作业时，要防止划伤或划破滴灌系统的输水管道，灌水时要保证合理的工作压力，供水时要缓慢开启供水阀门，防止水压过高导致管道破裂。
8.2定期检查首部枢纽及供水管道等设备的维护和保养，每次灌水前检查滴灌设备是否完好以及各设备间的连接情况。发现问题后应及时采取措施予以解决，同时还要做好滴灌系统的防损、防冻、防老化和防盗工作。
8.3灌水时间应选择在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，防止由于温度变化大对植物和灌水装置造成的影响。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间、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施肥。
8.4利用滴灌施肥时，要将肥料充分溶解并过滤，防止系统堵塞，施肥结束后，用清水冲洗管道10min，防止肥料腐蚀灌水管。
8.5定期开放主管、滴灌带的尾部，冲洗管内泥沙等杂质。定期打开所有过滤器的排污阀冲洗杂质。
8.6定期检查灌溉水水质，清除拦污网和过滤网箱表面的污物、清除蓄水池中的淤泥和沙石等杂质。
9. 设备的维护和保养
在非灌溉时期应经常对泵站、蓄水池等工程进行检修，清除累积的泥沙等污物，保证设备的完好性。对水泵和动力机械等设备，在运行前要检查其各个部件及连接是否正常，防止在灌溉系统运行期间出现漏水、漏电等情况，确保设备使用的安全性。此外还要保证系统设备的清洁，定期清理过滤器中的杂质，离心式过滤器要经常和定期清洗和排沙，网式过滤器在运行前要清洗，沙式过滤器必要时要更换过滤基质，从而使过滤器保持较高的过滤性能。
10. 结束语
综上所述，滴灌是设施灌溉系统中较先进的灌溉方式之一，与其他灌溉方式比较，具有节水、可减少设施内由于空气湿度大所引发的病虫害等优势。在运行管理中，要保证灌溉水的水质，以防灌水器堵塞。此外，还要对系统进行经常的检修维护，这样才能延长滴灌系统在设施中的使用年限，最大限度地发挥其作用，从而保证设施生产的经济效益。
[文章编号]1619-2737（2014）03-18-620
