第四章設(shè)施水環(huán)境因素

1、第四章 設(shè)施水環(huán)境及調(diào)控第一節(jié)第一節(jié) 設(shè)施水環(huán)境的特點(diǎn)設(shè)施水環(huán)境的特點(diǎn)1、高空氣濕度：表現(xiàn)： 濕度90%左右； 夜間濕度高，白 天濕度低； 與天氣、溫度、 通風(fēng)換氣量、土 壤含水量、設(shè)施 大小、設(shè)施結(jié)構(gòu) 等有關(guān)。封閉系統(tǒng)，室內(nèi)外空氣交換度低；室內(nèi)外溫差大，圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面 易結(jié)露；作物本身從土壤中吸水；室內(nèi)易發(fā)生霧靄。出現(xiàn)原因：一、設(shè)施內(nèi)部的濕度特點(diǎn)一、設(shè)施內(nèi)部的濕度特點(diǎn)2、土壤濕度較大原因：溫室內(nèi)空氣濕度更接近飽和，蒸發(fā)量、蒸騰 量?jī)H為露地的70%左右。設(shè)施內(nèi)水份收支決定土壤濕度，土壤濕度直接影響作物的產(chǎn)量、品質(zhì)。1、通風(fēng)和強(qiáng)制通風(fēng)2、加熱提高空氣含水量3、采用節(jié)水灌溉措施4、采用吸濕材料二、

2、設(shè)施濕度的調(diào)節(jié)方法二、設(shè)施濕度的調(diào)節(jié)方法三、濕度對(duì)作物生長(zhǎng)的影響三、濕度對(duì)作物生長(zhǎng)的影響 種子發(fā)芽期：需要大量水分 水分不足胚軸不能伸長(zhǎng) 幼苗生長(zhǎng)期：土壤需要保持濕潤(rùn) 土壤濕度過(guò)高導(dǎo)致幼苗徒長(zhǎng)或爛根 營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期：作物抗旱，但需水量大 土壤濕度過(guò)高容易引起土傳病害 生殖生長(zhǎng)期：對(duì)空氣、土壤濕度要求嚴(yán)格 土壤不得缺水，空氣濕度應(yīng)當(dāng)較低空氣濕度是設(shè)施水分多少的反映：水分不足：影響細(xì)胞分裂及伸長(zhǎng)，影響產(chǎn)量品質(zhì)。水分嚴(yán)重不足：蒸騰受阻，氣孔關(guān)閉，光合下降。濕度過(guò)大：莖葉徒長(zhǎng)、影響花果；甚至導(dǎo)致病害多發(fā)。第二節(jié)第二節(jié) 作物對(duì)設(shè)施內(nèi)水環(huán)境的要求作物對(duì)設(shè)施內(nèi)水環(huán)境的要求一、蔬菜二、花卉三、果樹(shù)第三節(jié)第三節(jié) 設(shè)

3、施水環(huán)境的調(diào)節(jié)技術(shù)及設(shè)備設(shè)施水環(huán)境的調(diào)節(jié)技術(shù)及設(shè)備一、設(shè)施灌溉系統(tǒng)的組成一、設(shè)施灌溉系統(tǒng)的組成水源首部樞紐供水管網(wǎng)灌溉系統(tǒng)（自動(dòng)）控制系統(tǒng)（一）滴灌（二）微噴灌（三）地面灌溉節(jié)水技術(shù)（四）地膜覆蓋灌溉技術(shù)（五）農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)二、設(shè)施灌溉系統(tǒng)的主要類型及技術(shù)設(shè)備二、設(shè)施灌溉系統(tǒng)的主要類型及技術(shù)設(shè)備（一）滴灌：（一）滴灌：將水通過(guò)輸送管路，利用安裝在末級(jí)管道上的灌水將水通過(guò)輸送管路，利用安裝在末級(jí)管道上的灌水器，或與管道制成一體的滴管帶，將壓力水以水滴狀濕潤(rùn)土壤的一種微器，或與管道制成一體的滴管帶，將壓力水以水滴狀濕潤(rùn)土壤的一種微灌方式。灌方式。1、滴灌水量分布2、滴灌灌水器的種類及其性能特點(diǎn)3、滴

4、灌系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1、滴灌水量分布黏性土壤：形成淺而寬淺而寬的濕潤(rùn)球；沙性土壤：形成窄而深窄而深的濕潤(rùn)球不同土壤條件下單滴頭最大濕潤(rùn)直徑2、滴灌灌水器的種類及其性能特點(diǎn)1）滴灌帶2）內(nèi)鑲式滴頭3）管上式滴頭4）多出口滴頭5）管間式滴頭6）微管滴頭7）滴箭型滴頭 （1）滴）滴 灌灌 帶帶 定義定義 滴頭與毛管制造成一整體，兼具配水和滴水功能的滴灌管稱為滴灌帶是目前干旱缺水地區(qū)最有效的一種節(jié)水灌溉方式，其水利用率可達(dá)95%。滴灌較噴灌具有更高的節(jié)水增產(chǎn)效果，同時(shí)可以結(jié)合施肥，提高肥效一倍以上。不足之處是滴頭易結(jié)垢和堵塞，因此應(yīng)對(duì)水源進(jìn)行嚴(yán)格的過(guò)濾處理。 滴灌帶的分類滴灌帶的分類 滴灌帶有單翼迷宮式與虎頭

5、式滴灌帶兩種 單翼迷宮式滴灌帶 迷宮式滴灌帶是在制造薄壁管的同時(shí)，在管的一側(cè)或中間部位熱合出各種形狀減壓流道的滴水出口。特點(diǎn)：1、加大了滴灌帶直徑，通水量提高明顯； 2、改變流道形狀，抗堵塞能力加強(qiáng)；迷迷 宮宮 穩(wěn)穩(wěn) 流流（2）內(nèi)鑲式滴頭）內(nèi)鑲式滴頭滴頭鑲嵌在管帶內(nèi)部，對(duì)軟管的厚度要求較高，使用壽命比滴灌帶長(zhǎng)。滴頭鑲嵌在管帶內(nèi)部，對(duì)軟管的厚度要求較高，使用壽命比滴灌帶長(zhǎng)。 圓柱形滴頭 條形滴頭（3）管上式滴頭在毛管上直接打孔，然后將計(jì)劃使用的滴頭安插在毛管上。滴頭的間距可以根據(jù)實(shí)際需要任意調(diào)整，滴頭在安裝時(shí)間上也較隨意。根據(jù)滴頭是否補(bǔ)償壓力情況，管上式滴頭分： 壓力補(bǔ)償型壓力補(bǔ)償型 可使滴頭流

6、量自動(dòng)保持在一個(gè)變化幅度很小的范圍 內(nèi)，流量隨壓力變化不大； 非壓力補(bǔ)償型非壓力補(bǔ)償型 流量隨壓力增大而增大。 常見(jiàn)的壓力補(bǔ)償型滴頭有：孔口滴頭 紐扣管上式滴頭壓壓 力力 補(bǔ)補(bǔ) 償償 滴滴 頭頭 利用水流壓力對(duì)滴頭內(nèi)的彈性體的作用，使流道形狀改變或過(guò)水?dāng)嗝婷娣e發(fā)生變化。 即當(dāng)壓力減小時(shí)，增大過(guò)水?dāng)嗝娣e；壓力增大時(shí)，減小過(guò)水?dāng)嗝娣e，從而使滴頭出流量自動(dòng)保持穩(wěn)定，同時(shí)還具有自清洗功能。 孔口消能型滴頭孔口消能型滴頭 靠孔口出流造成的局部水頭損失消能來(lái)調(diào)節(jié)出水量的大小。 紐扣管上式滴頭（4）多出口滴頭 滴頭的每個(gè)滴孔連接一根管線，水從各分流管線直接流向作物根部。 多出口滴頭一般為壓力補(bǔ)償式（5）管間

7、式滴頭管間式滴頭：連接、安裝在2段輸水毛管之間，內(nèi)有迷宮式渦流流道，滴水孔為單出口狹縫。當(dāng)出現(xiàn)堵塞時(shí)便于拆卸清洗。（6）微管滴頭 把一種直徑為0.8mm1.5mm的塑料管插入毛管，水在微管中流動(dòng)消能，并以滴流狀出流，主要形式有纏繞式和直線散放式（7）滴箭型滴頭 滴箭可以與壓力補(bǔ)償式接頭相連，保證灌溉量不受水流壓力和安裝位置的影響；滴箭還可以多頭出水，多用于盆栽作物和無(wú)土栽培。消能方式有： 通過(guò)微管流道內(nèi)壁的阻力消能；依靠滴箭頭部的迷宮型流道消能。3、滴頭的選擇 滴頭的選擇直接影響灌水質(zhì)量和工程成本 選擇滴頭時(shí)應(yīng)考慮： 作物種類及種植模式：線源滴頭 點(diǎn)源滴頭 土壤性質(zhì)：沙土 黏土 工作壓力及范圍

8、：選用工作壓力小、范圍大的滴頭； 流量壓力關(guān)系：選用流態(tài)指數(shù)小的滴頭 成本與價(jià)格 使用壽命滴頭水流量與水壓間的關(guān)系hkqxq滴頭流量k流量指數(shù)h工作水頭，流動(dòng)中水流的壓力在水力學(xué)中用水頭來(lái)表示x流態(tài)指數(shù)流態(tài)指數(shù)反映了灌水器流量與水管壓力之間的關(guān)系。當(dāng)采用非壓力補(bǔ)償灌水器時(shí)，x=1。流量與工作水頭成正比；當(dāng)采用理想的壓力補(bǔ)償灌水器時(shí)，x=0。說(shuō)明灌水器流量不受水管壓力影響。x取值范圍在01之間。4、滴頭的布置（1）單行毛管直線布置： 毛管沿作物行向布置，一行作物布置一條毛管。適用于窄行密植作物和幼樹(shù)。（2）雙行毛管平行布置：（3）單行毛管環(huán)狀布置： 用于滴灌較為高大的樹(shù)木。 每棵成齡果樹(shù)都圍繞布

9、置一條環(huán)狀灌水管。（二）微噴灌 微噴灌：通過(guò)管道系統(tǒng)將有壓水送到田間，用微噴頭或多孔管將灌溉水噴灑出去的灌溉方式。 1、微噴灌系統(tǒng)水源水源首部樞紐首部樞紐: :水泵、過(guò)濾設(shè)備、施肥設(shè)備、測(cè)控設(shè)備等供水管網(wǎng)供水管網(wǎng)微噴頭微噴頭自動(dòng)控制設(shè)備自動(dòng)控制設(shè)備微噴頭孔徑較滴灌灌水器大，比滴灌抗堵塞，供水快。微噴適合于果樹(shù)、花卉、部分露地蔬菜，各種土壤條件下都適用。在設(shè)施環(huán)境中灌溉花卉、育苗效果較好。折射式微噴頭旋轉(zhuǎn)式微噴頭離心式微噴頭縫隙式微噴頭2、微噴頭作用：將管道內(nèi)的連續(xù)水噴射到空中，形成小液滴，灑落到空氣中或地面上，在一定范圍內(nèi)補(bǔ)充土壤水分。類別及工作原理：技術(shù)參數(shù)折射式微噴頭結(jié) 構(gòu)原 理特 點(diǎn)進(jìn)水

10、口噴嘴折射錐支架優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單可靠、價(jià)格便宜，霧化度高。缺點(diǎn)：射程小、水滴大小不一，噴水力度大，噴水不均 勻；霧化度過(guò)高，干旱地區(qū)水霧易蒸發(fā)。旋轉(zhuǎn)式微噴頭結(jié) 構(gòu)原 理特 點(diǎn)進(jìn)水口噴嘴分流器支架優(yōu)點(diǎn)：射程遠(yuǎn)，噴灌強(qiáng)度低，噴灑均勻度較高。缺點(diǎn)：水滴尺寸大、霧化度低，分流器精密易磨 損，使用壽命短。離心式微噴頭結(jié) 構(gòu)原 理：利用離心力來(lái)噴灑的微噴頭，主體是一個(gè)離心室，水流從切線方向進(jìn)入離心室，使水流繞垂直軸旋轉(zhuǎn)，這樣經(jīng)過(guò)處于離心室中心的噴嘴射出的水膜同時(shí)具有離心速度和圓周速度，在空氣阻力的作用下水膜被粉碎成水滴散落在微噴頭的四周。 特 點(diǎn)進(jìn)水口噴嘴離心室優(yōu)點(diǎn)：所需工作水壓低；水滴尺寸小，霧化度、均勻 度

11、高；噴嘴孔口大，不易堵塞。缺點(diǎn)：射程小?？p隙式微噴頭結(jié) 構(gòu)原 理：縫隙式微噴頭水流經(jīng)過(guò)縫隙噴出，在空氣阻力作用下，裂散成水滴的微噴頭 。 特 點(diǎn)進(jìn)水口噴嘴緩沖室優(yōu)點(diǎn)：水滴尺寸小，噴灑均勻度很高；噴灑效 果可調(diào)節(jié)。缺點(diǎn)：射程小。微噴頭的技術(shù)參數(shù)工作壓力流量射程霧化效果噴灌強(qiáng)度水量分布工作壓力 微噴頭的工作壓力是指微噴頭入口處微噴頭入口處的壓力，由于此處距噴嘴距離很短，實(shí)用中往往可以反映噴嘴處的壓力大小。微噴頭可在一定的壓力范圍內(nèi)工作，其工作壓力上限、下限雖不能固定在某一具體數(shù)值上，但也有較為明確的界定。（1）最小工作壓力 是指水量分布能達(dá)到一定均勻度的最低壓力，在此壓力下，水滴相對(duì)較大。（2）額

12、定工作壓力 是指微噴頭的最優(yōu)運(yùn)行壓力，微噴頭普遍采用的額定壓力為0.2MPa，有些折射式微噴頭的額定壓力為0.15 MPa。（3）最大工作壓力 是指在保持有效的水滴尺寸和濕潤(rùn)直徑條件下的最大壓力，不同類型的微噴頭，可以有不同的最大壓力。 額定壓力是影響微噴頭性能的一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，當(dāng)額定壓力變化時(shí)，微噴頭的射程和霧化度將發(fā)生變化。當(dāng)微噴頭低于額定壓力工作時(shí)，噴頭霧化度較低，噴灑直徑隨壓力增加而增大；而當(dāng)超過(guò)額定壓力工作時(shí)，因霧化度增大，水滴直徑變小，受到的空氣阻力增大，噴灑直徑隨壓力增大而降低。噴頭射程工作壓力額定壓力 額定壓力低，能量消耗少，運(yùn)行成本低，但射程小使得管道用量增加，設(shè)備成本高；額定

13、壓力高則相反。流流 量量 常見(jiàn)微噴頭流量一般在20250L/h之間。 流量較小時(shí)，輸水管道尺寸小，設(shè)備成本低。但噴嘴流道直徑小，易堵塞，對(duì)過(guò)濾設(shè)備性能要求高，增加了過(guò)濾設(shè)備的投資和管理費(fèi)用。 流量較大時(shí)正好相反，流量過(guò)大時(shí)會(huì)造成噴灌強(qiáng)度過(guò)高。單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)噴頭的灌溉水體積。射射 程程 包括濕潤(rùn)半徑和有效濕潤(rùn)半徑。有效濕潤(rùn)半徑濕潤(rùn)半徑有效濕潤(rùn)半徑：?jiǎn)挝幻娣e上的受水量高于 平均受水量10%處與噴頭之間的距離。濕潤(rùn)半徑：噴灑水能夠到達(dá)的最大距離。 射程大小主要取決于噴頭種類； 同種噴頭的射程與噴嘴直徑、 工作壓力大小呈正相關(guān)。 噴頭射程與成本間的關(guān)系霧化效果霧化效果 反映了微噴頭噴灑水被粉碎的程度。水滴直徑：噴灑出的水珠大小，常用水滴平均直徑平均直徑 或中數(shù)直徑中數(shù)直徑表示。霧化指標(biāo)： 微噴頭的工作壓力和噴嘴直徑的比值。dHd100dH：噴頭的工作壓力（kPa）d：噴嘴直徑（mm） 霧化效果與成本間的關(guān)系。噴灌強(qiáng)度噴灌強(qiáng)度 單位時(shí)間內(nèi)微噴頭噴灑在土壤表面上的水層厚度。2rqsq:單個(gè)噴頭的流量（L/h）r:噴頭的射程（m）水量分布水量分布 水量分布取決于噴頭的噴灑形狀，也會(huì)受到工作壓力、風(fēng)力等條件影響。3.微噴灌系統(tǒng)的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)耗水強(qiáng)度：每