第二章 喷灌基本理论.ppt

讨论 我国《喷灌工程技术规范》规定：在设计风速下，固定式喷灌系统均匀系数不低于75%，行喷式喷灌系统不低于85%。 美国农业部提出： 浅根作物,土豆/蔬菜等:Cu85% 深根作物,牧草/玉米/棉花等:75%Cu83% 根系发达的果树或葡萄:Cu70% 喷洒化学剂:Cu80% 水量分布愈均匀，Cu值愈大，只有当喷灌范围内的土壤都能湿润到同一个深度，则喷灌均匀系数为100%，但这是不可能实现的。 其它表示形式 前苏联B.B.别辽耶夫公式，用K表示 美国农业部提出的分布均匀系数，用Du表示。 为最小的25%测点值的平均值 多支管多喷头 管道式喷灌系统 均匀系数计算实例 15个测点平均值0.265in/h 15个测点值总和3.97in/h 15个测点值偏离平均值总和0.51in/h Cu=100(1-0.51/3.97) =87% 最小1/4个测点平均值 (0.20+0.22+0.22+0.23)/4=0.218in/h Du=0.218/0.265=82% 三、水滴打击强度（雾化指标） 水滴打击强度指水滴对土壤或作物的打击动能，Kinetic energy of water droplet 。 单位质量水滴动能Droplet energy per unit mass (Ed) [Jkg-1] 单位面积和喷洒时间的水滴动能 Droplet energy per unit area and time （DEf) [Wm-2] 单位面积的水滴动能Droplet energy per unit area (KEa) [Jm-2] 水滴打击动能太大，会打坏作物的花苗、嫩芽甚至枝叶，破坏土壤的团粒结构，影响土渗入渗能力；水滴打击动能太小，会消耗过多的能量。 表示形式 水滴直径（中数直径/平均直径）：一般以测定末端的中数直径作为依据。 雾化指标：用 H/d 表示 雾化指标 雾化指标 H/d 指喷头工作压力与主喷嘴直径之比，是反映水滴打击力的一个间接指标，但不能反映出水滴的大小，较为笼统，不能区分喷嘴形状（圆形或异形）、粉碎装置、敲击频率等H/d的影响。 《喷灌工程技术规范》规定对于“主喷嘴为圆形且不带碎水装置的喷头”，设计雾化指标应符合： 种类 H/d值 蔬菜及花卉 4000~5000 粮食作物、经济作物及果树 3000~4000 牧草、饲料作物、草坪及绿化树木 2000~3000 四、喷洒水利用系数 定义：指降落到地面和作物上的水量与喷头喷出水量之比值。 影响因素：风速、空气温度、空气湿度、雾化指标。 风速低于3.4m/s时，η =0.8~0.9 风速3.4~5.4m/s时，η =0.7~0.8 2.5 喷灌强度与其他参数关系 一、与土壤入渗速度的关系 入渗速度：水流经过地面进入土壤剖面的水通量，mm/h或mm/min表示，用 或 i 表示，又称入渗率。 水通量指单位时间内通过垂直于水流方向的单位横断面积的水容积） 为使土壤表面不产生积水、径流现象，应使 入渗性能：在一个大气压下，土壤表面供水充足时的入渗率。反映了土壤的入渗性能，受土壤质地及其他因素的影响。可用入渗性能曲线表示。 不同质地土壤、不同含水量的同类土壤，其入渗性能曲线是不同的。 累计入渗量与入渗率关系 累积入渗量：在某一时段内，通过单位土壤表面所渗入的总水量，I，单位mm或cm。 稳定入渗率：降雨或灌溉开始一段时间后，入渗率趋于某稳定的值。美国土壤保持局认为稳定入渗率是曲线上入渗率的变动幅度约为10％时的入渗率。　　　　　 初始含水量对入渗性能影响 土壤质地对入渗率的影响 灌溉方式对潜在径流量的影响 土壤质地对累计入渗量的影响 0.33h 1.75h 6.5h 影响土壤入渗速度的因素 喷灌起始时间 初始含水量 导水率 表面状况 水滴大小 土壤剖面层滞水层的存在 地面坡度 地表覆盖轮作 设计喷灌强度的确定 固定式喷灌系统：相同位置灌溉时间较长，原则上要求组合平均喷灌强度低于稳定入渗率，控制潜在径流量的发生。 行喷式喷灌机组：边喷灌边行走，允许喷灌时地表有少量积水，待喷灌机移动过后，积水很快能被土壤吸收。因此允许喷灌强度在一定范围内超过入渗速度。 调整行喷式喷灌机组喷灌强度的方法 移动和降低喷灌强度高峰值 合理布置组合喷头 喷头类型 喷头间距 A曲线：土壤入渗曲线 B曲线：喷灌强度历时曲线 与喷灌强度紧密相关的因素 喷头形式、射程 喷灌机流量、压力 喷灌机的运行速度 水滴打击强度（水滴密度和水滴打击动能） 风速对射程的影响 射程确定方法 解析法（弹道运动理论） 统计经验法 卡瓦扎公式 列别捷夫公式 试验法 四、水滴直径 水滴直径：指洒落在地面中作物叶面上的水