十里画廊
取田间持水率的90%，θmin可取田间持水率的60%，可根据表4-4选用；
θ/max、θ/min——适宜土壤含水率上、下限（占土壤体积百分比），θ/max
可取田间持水率的90%，θ/min可取田间持水率的60%，可根据表4-4选用；
η——灌溉水利用系数。
上式求得的灌水定额为作物需水高峰期的值。
表4-4 不同土壤的物理特性表
土壤 质地 砂土 砂壤土 轻壤土 中壤土 重壤土 轻粘土 中粘土 重粘土 容重 （g/cm3） 1.45-1.80 1.36-1.54 1.40-1.52 1.40-1.55 1.38-1.54 1.35-1.44 1.30-1.45 1.32-1.40 田间持水量 重量（%） 16-20 22-30 22-28 22-28 22-28 28-32 25-35 30-35 体积（%） 26-32 32-40 30-36 30-35 32-42 40-45 35-45 40-50 凋萎系数 重量（%） 4-6 4-9 6-10 6-13 15 12-17 体积（%） 5-9 6-12 8-15 9-18 20 17-24 2．设计灌水周期T：
微灌条件下的设计灌水周期为作物耗水高峰期的允许最大灌水周期，可按下式计算
T?mIa （4-25）
式中： T——设计灌水周期，d；
Ia——设计耗水强度，mm/d。
（3） 一次灌水延续时间t
a.单行直线毛管，等间距滴灌布置：
t?mSeSlqa? （4-26）
式中：t——一次灌水延续时间，h；
qa——灌水器流量，L/h。
b.宽行果树，每棵树布多个灌水器时：
t?mStSrnqa （4-27）
式中：Sr、St-分别为果树的株、行距，m。
八、系统日最大运行时数C
系统设计时，应留出一段非运行时间用于系统检修和其他预想不到的停机故障等。SL103-95《微灌工程技术规范》规定，日最大运行小时数不大于20h。但根据国内外实
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践经验，为了降低系统投资，日最大运行时间可以达到22h。
第三节 微灌灌水器的选择
灌水器选择是否恰当，直接影响微灌工程的投资和灌水质量。设计人员应熟悉各种灌水器的性能和适用条件，考虑以下因素选择适宜的灌水器。
一、应考虑的因素 1．作物种类和种植模式
不同的作物对灌水的要求不同，相同作物不同的种植模式对灌水的要求也不同。如条播作物，要求沿带状湿润土壤，湿润比高；而对于果树等高大的林木，株、行距大，一棵树需要绕树湿润土壤。作物不同的株行距种植模式，对灌水器流量、间距等的要求也不同。
2．土壤性质
土壤质地对滴灌入渗的影响很大，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；对于粘性土壤应用流量小的滴头，以免造成地面径流。
3．工作压力及范围
任何灌水器都有其适宜的工作压力和范围，工作压力大，对地形适应性好，但能耗大。例如：压力补偿式滴头需要较高的工作压力；一次性薄壁滴灌带不能承受较高的工作压力；温室、大棚需要的工作压力更低。
4．流量压力关系。
压力与流量变化之间的关系是灌水器的一个重要牲值。流态指数x变化在0~1，完全补偿灌水器x=0，紊流灌水器x=0.5，层流灌水器x=1。X值越大，流量对压力的变化越敏感。目前，层流灌水器已淘汰，国内外大量使用的滴灌灌水器的流态指数，滴头和滴灌管一般为0.2~0.5；滴灌带一般为0.4~0.6。各种形式的灌水器的流态指数在0~1.0之间变化，，见表4-5。
表4-5 灌水器流态指数及流态
灌水器形式 流态指数 0 压力补偿式 非压力补偿式 涡流式 孔口式、迷宫式、双腔式 长流道及螺旋流道式 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 涡流 全紊流 光滑紊流 流态 5. 灌水器的制造精度
灌水器的出水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。灌水器质量的评价指标，参见表4-6。
表4-6 灌水器制造质量分类(Cv—灌水器的制造偏差)
质量分类 滴头或微喷头 滴灌管或滴灌带 42
好 一般 较差 差 不能接受 Cv＜0.05 0.05＜Cv＜0.07 0.07＜Cv＜0.11 0.11＜Cv＜0.15 0.15＜Cv Cv＜0.1 0.1＜Cv＜0.2 0.2＜Cv＜0.3 0.3＜Cv 6． 对温度变化的敏感性
灌水器流量对水温度反应的敏感程度取决于两个因素：灌水器的流态，层流型灌水器的流量随水温的变化而变化，而紊流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。灌水器的某些零件的尺寸和性能易受水温的影响，例如压力补偿滴头所用的弹性补偿片，可能随水温而变化，从而影响滴头的流量。
7．对堵赛的敏感性。
灌水器对对堵赛的敏感性主要取决于灌水器的流道尺寸和灌水器内的水流速度。流道过水断面尺寸与流道抗堵塞性的关系是：（1）非常敏感：小于0.7mm；（2）敏感：0.7~1.5mm；（3）比较敏感：大于1.5mm。根据经验，对于滴灌，需要把大于灌水器流道直径1/10的颗粒全部由过滤器过滤掉，对于微喷灌，需要把大于灌水器流道直径1/7的颗粒全部过滤掉。
8．成本与价格。一个微灌系统有成千上万的灌水器，其价格的高低对工程投资的影响很大。设计时，在保证系统正常运行的前提下，应进可能选择价格低廉的灌水器。
二、灌水器选择的原则
1．满足设计湿润比的要求。在毛管和灌水器布置方式确定的情况下，选择合适的灌水器类型和流量，使其满足设计湿润比的要求。
2．灌水器流量应满足灌溉制度的要求。在水量平衡的前提下，如在规定的灌水周期内和系统日最大允许小时数内，不能将整个灌溉面积灌完，就需调大滴头流量或重新选择流量比较大的灌水器。
3．应尽可能选用紊流型灌水器。
4．应选用制造偏差系数Cv值小的灌水器。 5．选择抗堵塞性能强的灌水器。 6．选择寿命长而价格低的灌水器。
一种灌水器不可能满足所有的要求，在选择灌水器时，应根据当地的具体条件选择满足主要要求的灌水器。
三、常用滴灌灌水器的选型
在滴灌系统中，对于条播作物和瓜果蔬菜，选用沿毛管灌水器间距较小的滴灌带（管）较多，对于株行距较大的树木，应选用沿毛管间距较大的灌水器。表4-7是目前滴灌中普遍采用的出水孔流量和间距的范围，可供参考。
表4-7 常用滴灌灌水器选择参考表
作物种类 土壤质地 砂土 作物、瓜果蔬菜 壤土 灌水器选择 流量（L/h） 2.1~3.2 1.5~2.1 滴孔间距（m） 0.3 0.3~0.5 43
粘土 1.0~1.5 0.4~0.5
第四节 微灌系统工作制度与轮灌组的划分
一、微灌系统工作制度
微灌系统的工作制度通常分为续灌、轮灌和随机供水3种情况。工作制度影响着系统的工程费用。在确定工作制度时，应根据作物种类，水源条件和经济状况等因素作出合理选择。
1．续灌
续灌是同时灌溉灌区内所有作物的一种工作制度。在灌溉面积小的灌区，例如，小于6.67hm2的果园，种植单一的作物时可采用续灌的工作制度。
2．轮灌
较大的微灌系统为了减少工程投资，提高设备利用率，增加灌溉面积，通常采用轮灌的工作制度。一般是将干管、支管分成若干组，由干管轮流向支管供水，支管轮流向辅管或同时向毛管供水，一条支管（辅管）所控制的面积为一个灌水小区，由若干个小区构成一个轮灌组。
3．随机取水
当灌水小区很多，且各自的用水时间无法预计时，应采取能适应随机取水的供水方式进行设计。例如设施农业大棚温室群，往往有几十座甚至几百座温室或大棚。各温室大棚栽种的作物种类繁多，时间出前后不一；即使同一温室或大棚，受市场的影响或作物倒茬的需要，今年和明年所种的作物可能不同；即使种同种作物也有种植早晚的不同，而同种作物的生育阶段不同。
二、划分轮灌组的原则： 1．控制面积相等
每个轮灌组控制的面积和流量尽可能相等或接近，以便水泵工作稳定，提高动力机和水泵效率，减少能耗。
2．与管理体制相适应
轮灌组划分应照顾农业生产责任制和田间管理的要求，尽可能减少农民之间的用水矛盾，并使灌水与其他农业技术措施较好的配合。
3．方便管理
为了便于运行操作和管理，手动控制时，通常一个轮灌组的控制范围宜集中连片，轮灌顺序可通过协商由下而上或由上而下进行。在采用自动控制时，为了减少输水干管的流量，宜采用插花操作的方法划分轮灌组。
三、轮灌组划分方法
轮灌组的数目取决于灌溉面积、系统流量、所选灌水器的流量、日运行最大小时数、灌水周期和一次灌水延续时间等。首先利用式（4-27）粗估轮灌组的个数：
q?N? （4-27）
Q式中：N—轮灌组的数目，个；
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Σ
q—整个灌溉面积上的滴头总流量，m3/h；
Q—水量平衡要求的最小系统设计流量，m3/h。
最大轮灌组数目应满足：
N?N最大?式中：Nmax—最大轮灌组数目；
CTt （4-28）
C—系统日最大运行时数，h/d； T—最大设计灌水周期，d； t—一次灌水延续的时间，h。
如果N不为整数，可以采取两种办法，一为增大水泵流量，但不宜增大过多，否则会增大系统投资，并且水泵流量不能超过水源供水流量；二为通过微调灌水器设计水头来调整灌水器流量，最终使式（4-27）计算值成为整数。
第五节 微灌管道水力计算常用公式
微灌
一、沿程水头损失计算
1．微灌管道内的水流属于光滑紊流，常用勃拉修斯（Blasius）公式计算沿程水头损失。
1.47?0.25Q1.75hf?L (4-29) 4.75d 式中：hf--沿程水头损失，m；
ν--水的运动黏度（运动黏滞系数），随水温而变化，cm2/s。 Q--流量，L/h； d--管道内径，mm； L--管道长度，m。
不同温度下，水的运动黏度ν值见表4-8。
表4-8 水的运动黏度ν值
温度（℃） ν（cm2/s） 0 2 4 6 8 0.0179 0.0167 0.0157 0.0147 0.0139 温度（℃） ν（cm2/s） 10 12 14 16 18 0.0131 0.0124 0.0118 0.0112 0.0106 温度（℃） ν（cm2/s） 20 22 24 26 28 0.0101 0.0096 0.0091 0.0088 0.0084 温度（℃） ν（cm2/s） 30 32 0.0080 0.0066 d＞8mm的微灌用聚乙烯管推荐用勃拉修斯（Blasius）公式，硬塑料管推荐公式
与勃拉修斯（Blasius）公式差别很小，因此除d＜8mm和管道外，建议一般微灌管均采用勃拉修斯（Blasius）公式进行计算。
2．SL103-95《微灌工程技术规范》推荐公式
SL103-95《微灌工程技术规范》推荐公式是根据我国微灌管道水力试验结果提出
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