喷滴灌优化设计
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第六节 滴灌管(带)

常用的滴灌管(带)有内镶式滴灌管(带)、迷宫式滴灌带、压力补偿滴灌带和流量可调式滴头。

一、内镶式滴灌管(带)

内镶式滴灌带是把滴头与毛管制成一个整体,即把滴头镶嵌在毛管内壁上。滴头有片式和管式两种,设计很科学,壁厚不大于0.4mm的称为滴灌带,大于0.4mm的称为滴灌管,见图2-9。

图2-9 内镶式滴灌管(带)

1.优点

性价比高,且安装方便。价格比同样壁厚的毛管仅加0.05元/m左右的滴头成本,目前应用最广泛。价格与管壁厚度成正比,如口径16mm的滴灌管(带),不同壁厚价格有0.25~1.05元/m不等。但寿命不是越厚越长,在目前水质没有严格过滤的情况下,滴灌管选壁厚0.6mm比较经济。

2.缺点

使用寿命受水质影响大。从管材的力学特性而言应该是壁越厚寿命越长,但在实际使用中影响滴灌管寿命的并不是管材的破损,而是滴头的堵塞。堵塞问题是滴灌管的“致命伤”,不论管壁厚薄,只要其滴头结构是相同的,堵塞的概率也是相等的,并且早在管壁破损以前就会堵塞,厚壁的优势远远没有发挥。所以提倡用薄壁管,价格可以便宜40%左右,而使用寿命并不短,性能见表6-19和表6-20。

表2-19 内镶式滴灌管规格性能

表2-20 内镶式滴灌带规格性能

 1.执行标准GB/T 19812.3—2008《塑料节水灌溉器材 内镶式滴灌管、带》。
2.滴头间距可由用户选定,滴头流量由供需双方商定。

以余姚易美园艺设备有限公司滴灌带为例,其具有以下优势:

(1)流道指数小于0.4。滴头流道采用优化设计,水流趋于全紊流状态,加大流道截面,加长流道,增大过滤窗总面积。流道深度不小于它的最小宽度。经严格检测,流态指数小于0.4,使普通滴头具有一定压力补偿式性能,在市场已有滴头中较为少见。

(2)抗堵塞能力强。流道采用特殊的结构设计,使水流在流道内处于涡流状态,有较强的微粒携带能力,实现了较好的抗压力扰动性能和抗堵塞性能。

(3)制造偏差小。凭借先进的模具工艺优势,通过原材料的把控和生产工艺的优化,流量偏差系数即制造偏差达到不大于0.05。

二、迷宫式滴灌带

迷宫式滴灌带出水流道呈迷宫状,壁厚仅0.18mm,毛管与流道、滴孔一次成型,外形见图2-10。这是我国具有知识产权的创新成果,与地膜结合形成的棉花膜下滴灌已在新疆及西北地区应用数千万亩。

图2-10 迷宫式滴灌带

1.优点

(1)成本低,带子价格0.20元/m左右,移动式滴灌系统每亩200元以下,包括固定的干管、支管、水泵,每亩造价500元左右。

(2)有较宽的迷宫流道,且有多个进水口,具有很好的防堵能力,性能参数见表2-21。

表2-21 迷宫式滴灌带主要参数

 1.本表选自黄河水利出版社出版的《微灌工程技术》(水利部农村水利司、中国灌溉排水发展中心组编)。
2.此表为进口压力10m,坡度为0°时的工作参数。

2.缺点

迷宫式滴灌带是一次性产品,寿命短,回收困难,由此引起的土壤污染成为推广这个廉价产品的瓶颈。

三、压力补偿滴灌管

将特殊设计(流道内有弹性胶片,使过水断面与水压成反比)的压力补偿式滴头熔贴在毛管内壁,或镶嵌于毛管外,组成稳流效果的滴灌管,能按照管内压力变化自动调节滴头流量大小,规格参数见表2-22。

1.优点

在水压变化10~30m范围内,各个滴头出口流量基本均匀,适宜在山区坡地使用,也可以增加平原滴灌管的铺设长度。

表2-22 压力补偿式滴灌管

 1.执行标准GB/T 19812.2—2005《塑料节水灌溉器材 压力补偿式滴头及滴灌管》。
2.滴头间距可由用户任选,滴头流量可由供需双方商定。
3.铺设长度根据进口水压与水压损失确定。

2.缺点

成本较高。单价在1元/m以上,提高了单位面积布设滴灌管的成本。当然滴灌管铺设长度加长,可使支管密度降低、用量减少,可抵偿部分滴灌管成本的提高,关键看对水肥均匀性的要求。

补偿式滴头见图2-11。

图2-11 补偿式滴头

四、流量可调式滴头

滴头从外面插到毛管上,拧动滴头外壳可调节间隙,即调节流量。理论上看很完美,但实践中发现不理想。

1.优点

流量大小可根据需要调节,发生堵塞时可调大间隙把杂质冲走,调整间隙可把滴灌转变成微喷灌或小管出流。

2.缺点

成本高且调节麻烦。每亩数千个滴头,材料成本加安装费用之和是内镶式滴灌管的2~3倍;更大的问题是一个灌溉单元有数万个滴头,逐个调节流量劳力成本很高,且流量很难准确调节,所以农民不是很欢迎。