1、喷灌分类及特点喷灌分类及特点何瑞毅何瑞毅 文芝荣文芝荣 周琦周琦 牛传宇牛传宇 李李 博博 王强王强喷灌喷灌(sprinkler irrigation)(sprinkler irrigation)喷灌系喷灌系统分类统分类喷灌系喷灌系统组成统组成优缺点优缺点喷灌喷灌技术技术用专门的管道系统和设备将有压水送至灌溉地段并喷射到空中形成细小水滴洒到田间的一种灌溉方法。喷灌喷灌系统系统组成组成 水源河流、渠道、塘库、井泉、湖泊水源河流、渠道、塘库、井泉、湖泊 水泵离心泵、潜水泵、喷灌专用泵水泵离心泵、潜水泵、喷灌专用泵 动力机电动机、柴油机、汽油机动力机电动机、柴油机、汽油机 管道系统主管、支管、竖管、
2、管件、阀门管道系统主管、支管、竖管、管件、阀门 喷头喷头喷灌技术的优缺点喷灌技术的优缺点 优点：优点：1.省水省水2.节约劳力节约劳力3.少占耕地少占耕地4.增产、提高作物品质增产、提高作物品质5.适应性强适应性强6.灌水均匀灌水均匀 缺点缺点：1.投资较高投资较高2.喷灌受风和空气湿度影响大喷灌受风和空气湿度影响大3.耗能较大耗能较大管管道道式式系系统统行行走走式式系系统统喷喷灌灌系系统统分分类类固定式系统移动式系统半固定式系统绞盘式喷灌机平移式喷灌机时针式喷灌机滚移式喷灌机 除喷头外，喷灌系统的所有组成部分均固定不动，各级管道埋除喷头外，喷灌系统的所有组成部分均固定不动，各级管道埋入地下，
3、支管上设有竖管，根据轮灌计划，喷头轮流安设在竖管上入地下，支管上设有竖管，根据轮灌计划，喷头轮流安设在竖管上进行喷洒。进行喷洒。固定式喷灌系统固定式喷灌系统优点优点：使用方便，劳动生产使用方便，劳动生产率高，省劳力，运行成本低，率高，省劳力，运行成本低，占地少，喷灌质量好。占地少，喷灌质量好。缺点缺点：需要的管材多，投资需要的管材多，投资大。大。适用范围适用范围：多用于灌水频繁多用于灌水频繁，经济经济价值高的蔬菜、果园、经济价值高的蔬菜、果园、经济作物或园林工程中。作物或园林工程中。移动式喷灌系统移动式喷灌系统(Portable system)除水源工程外，水泵和动力机、各级管道、喷头都可除水
4、源工程外，水泵和动力机、各级管道、喷头都可拆卸移动，在一个田块上作业完毕，一次转到下一个田块拆卸移动，在一个田块上作业完毕，一次转到下一个田块作业，轮流喷洒。作业，轮流喷洒。常见几种移动式喷灌机常见几种移动式喷灌机优点：优点：设备利用率较高，管材用设备利用率较高，管材用量少，投资小。量少，投资小。缺点：缺点：设备拆装和搬运工作量大，设备拆装和搬运工作量大，维修量大，搬移时还会损坏作物，维修量大，搬移时还会损坏作物，劳动轻度相对较大。劳动轻度相对较大。半固定式喷灌系统半固定式喷灌系统(Semi-portable system)喷头和支管是可移动的，其他各部分组成都是固喷头和支管是可移动的，其他各
5、部分组成都是固定的，干管埋入地下。喷灌时将带有喷头的支管与安定的，干管埋入地下。喷灌时将带有喷头的支管与安装在干管上的给水栓相连接进行灌溉，并按计划顺序装在干管上的给水栓相连接进行灌溉，并按计划顺序移动支管位置，轮流喷洒。移动支管位置，轮流喷洒。半固定式喷灌系统半固定式喷灌系统优点：优点：占地较少、喷灌质量好、占地较少、喷灌质量好、运行成本低，运行成本低，管材用量少，管材用量少，设设备利用率较高，备利用率较高，缺点缺点：操作不方便，移管时易：操作不方便，移管时易损坏作物。损坏作物。适用范围：特别适用于大面积适用范围：特别适用于大面积喷灌工程建设。喷灌工程建设。行走式喷灌系统行走式喷灌系统行行走
6、走式式喷喷灌灌系系统统绞盘式喷灌机绞盘式喷灌机平移式喷灌机平移式喷灌机中心支轴式喷灌机中心支轴式喷灌机滚移式喷灌机滚移式喷灌机行走式喷灌系统行走式喷灌系统中心支轴式喷灌机中心支轴式喷灌机 中心支轴式喷灌机又称时针式喷中心支轴式喷灌机又称时针式喷灌机，圆形喷灌机，是将喷灌机的转灌机，圆形喷灌机，是将喷灌机的转动支轴固定在灌溉面积中心，绕中心动支轴固定在灌溉面积中心，绕中心轴旋转的多支点大型喷灌机。轴旋转的多支点大型喷灌机。行走式喷灌系统行走式喷灌系统中心支轴式喷灌机中心支轴式喷灌机 中心支轴式喷灌机的特点中心支轴式喷灌机的特点 灌机自动化程度高；灌溉质量好；单机控制面积灌机自动化程度高；灌溉质量
7、好；单机控制面积大，工作效率高；适应性很强，爬坡能力高，几乎适大，工作效率高；适应性很强，爬坡能力高，几乎适宜灌溉所有作物和土壤。宜灌溉所有作物和土壤。中心支轴式喷灌机的灌溉面积为圆形，四个地角中心支轴式喷灌机的灌溉面积为圆形，四个地角不易灌溉，耗能较多，运行费用较高不易灌溉，耗能较多，运行费用较高。中心支轴式喷灌机的适用范围中心支轴式喷灌机的适用范围 适用于人多地少地区的农业生产；适宜大田作物，适用于人多地少地区的农业生产；适宜大田作物，蔬菜，经济作物和牧草的灌溉。蔬菜，经济作物和牧草的灌溉。行走式喷灌系统行走式喷灌系统平移式喷灌机平移式喷灌机 平移式喷灌机又称连续直线自走式喷灌机，它是由平
8、移式喷灌机又称连续直线自走式喷灌机，它是由中心支轴式喷灌机发展而来的，实际上，是两台中心支中心支轴式喷灌机发展而来的，实际上，是两台中心支轴式喷灌机在其中心支轴处代之以中央控制塔车并呈反轴式喷灌机在其中心支轴处代之以中央控制塔车并呈反对称组装而成的对称组装而成的。行走式喷灌系统行走式喷灌系统平移式喷灌机平移式喷灌机 平移式喷灌机的特点平移式喷灌机的特点 平移式喷灌机灌水均匀度很高；同机长比时针式控平移式喷灌机灌水均匀度很高；同机长比时针式控制面积大；喷灌效率高，耗能省。制面积大；喷灌效率高，耗能省。平移式喷灌机爬坡能力低，导向难度大，导向系平移式喷灌机爬坡能力低，导向难度大，导向系统妨碍交通；
9、供水系统难度增大统妨碍交通；供水系统难度增大。平移式喷灌机的适用范围平移式喷灌机的适用范围 平移式喷灌机主要适用于地面较平整，精耕细作平移式喷灌机主要适用于地面较平整，精耕细作的农业区和牧区，适用于垄作和农机作业。的农业区和牧区，适用于垄作和农机作业。行走式喷灌系统行走式喷灌系统绞盘式喷灌机绞盘式喷灌机 绞盘式喷灌绞盘式喷灌机主要由绞盘，机主要由绞盘，水管，机架，水管，机架，导向装置，导向装置，水力驱动装置，水力驱动装置，自动调向装置，自动调向装置，行走轮等几部分行走轮等几部分组成组成。行走式喷灌系统行走式喷灌系统绞盘式喷灌机绞盘式喷灌机行走式喷灌系统行走式喷灌系统绞盘式喷灌机绞盘式喷灌机 绞
10、盘式喷灌机的特点绞盘式喷灌机的特点 供水方式可以多样，工效高，省劳力，适宜长时供水方式可以多样，工效高，省劳力，适宜长时期连续工作，工作稳定可靠，操作简单，结构紧凑，期连续工作，工作稳定可靠，操作简单，结构紧凑，管理方便，造价相对较低。管理方便，造价相对较低。一般要采用中高压喷头，能耗较高，要求灌溉一般要采用中高压喷头，能耗较高，要求灌溉地形比较平坦。地形比较平坦。绞盘式喷灌机的适用范围绞盘式喷灌机的适用范围 适用于地形较为平坦，地面坡度不大，个中不适用于地形较为平坦，地面坡度不大，个中不规则形状地形，种植有灌溉粗壮作物的田地。规则形状地形，种植有灌溉粗壮作物的田地。行走式喷灌系统行走式喷灌系
11、统滚移式喷灌机滚移式喷灌机行走式输水管道行走式输水管道滚移式喷灌机滚移式喷灌机行走式喷灌系统行走式喷灌系统滚移式喷灌机滚移式喷灌机 滚移式喷灌机的特点滚移式喷灌机的特点 滚移式喷灌机的特点是结构简单，便于操作，滚移式喷灌机的特点是结构简单，便于操作，对不同水源条件都适用；爬坡能力较强；运行可对不同水源条件都适用；爬坡能力较强；运行可靠，损毁作物面积小；投资小。靠，损毁作物面积小；投资小。滚移式喷灌机要求有丰富水源，不能喷灌植滚移式喷灌机要求有丰富水源，不能喷灌植株较高的作物。株较高的作物。滚移式喷灌机的适用范围滚移式喷灌机的适用范围 适用于矮杆作物如蔬菜、小麦等；要求所灌溉适用于矮杆作物如蔬菜
12、、小麦等；要求所灌溉 地形比较平坦。地形比较平坦。1、喷头按工作压力和射程分类、喷头按工作压力和射程分类项目项目高压远射程喷头高压远射程喷头中压中射程喷头中压中射程喷头低压近射程喷头低压近射程喷头工作压力工作压力（kPa)500200500100200射射 程（程（m）401440514流流 量（量（m3/h）400.8400.3特点及特点及应用范围应用范围喷洒范围大，水喷洒范围大，水滴打击强度大，滴打击强度大，用于喷洒质量不用于喷洒质量不高的大田作物和高的大田作物和牧草等牧草等喷洒强度适中，喷洒强度适中，适用范围广。果适用范围广。果园、草地、菜地、园、草地、菜地、经济作物均可使经济作物均可使
13、用用射程近，水滴打击射程近，水滴打击强度低用于草坪、强度低用于草坪、温室、苗圃等温室、苗圃等资料来源于农田水利学（第三版）郭元裕编2、喷头按结构形式和水流形状、喷头按结构形式和水流形状项目项目固定式固定式旋转式旋转式孔管式孔管式特点特点喷头在喷洒喷头在喷洒时，所有部时，所有部件无相对运件无相对运动。动。喷头绕自身铅喷头绕自身铅直线旋转，边直线旋转，边旋转边喷洒。旋转边喷洒。有一根或几根有一根或几根直径较小的管直径较小的管子组成，在管子组成，在管子上部钻一列子上部钻一列或多列喷水孔。或多列喷水孔。适用范围适用范围 公园、苗圃、公园、苗圃、温室、自动温室、自动行走大型喷行走大型喷灌机等灌机等中远程
14、喷洒、中远程喷洒、大田作物大田作物果园、菜地、果园、菜地、苗圃、温室苗圃、温室固定式喷头固定式喷头 特点：特点：喷灌过程中，所有部件固定不动，水流以全圆或扇形同喷灌过程中，所有部件固定不动，水流以全圆或扇形同时向四周散开时向四周散开水流分散，射程小（水流分散，射程小（5 51010米）喷灌强度大（米）喷灌强度大（151520mm/h20mm/h以上）以上）水滴细小，工作压力低水滴细小，工作压力低结构简单，工作可靠，寿命长结构简单，工作可靠，寿命长 用途：用途：公园、苗圃、温室、自动公园、苗圃、温室、自动行走大型喷灌机等行走大型喷灌机等折射式喷头折射式喷头 一般由喷嘴、折射锥和支架组成。水流由喷
15、嘴垂直向上喷出，遇到折射锥即被击散成薄水层沿四周射出，在空气阻力作用下即可形成细小水滴散落在四周地面上。在管端开出一定形状的缝隙，使水流能均匀地散成细小的水滴，缝隙与水平面成30角，使水舌喷得较远。其工作可靠性比折射式要差，因为缝隙容易被污物堵塞，所以对水质要求较高，水在进入喷头前要经过认真的过滤。但是这种喷头结构简单，制作方便，一般用于扇形喷灌。缝隙式喷头缝隙式喷头 2 2分缝隙式铜微喷头分缝隙式铜微喷头水压：水压：P=100-200KPAP=100-200KPA；水流量：；水流量：30-215L/H30-215L/H；射程；射程:0.9-1.5:0.9-1.5米米 离心式喷头由喷管和喷嘴的
16、蜗形外壳构成。工作时水流沿切线方向进入蜗壳，使水流绕垂直轴旋转，这样经过喷嘴射出的水膜，同时具有离心速度和圆周速度，所以水膜离开喷嘴后就像四周散开，在空气阻力作用下，水膜被粉碎成水滴散落在喷头的四周。离心式喷头离心式喷头 其中，其中，扇形机构和扇形机构和转动机构是旋转式喷头的转动机构是旋转式喷头的最重要组成部分。因此常根据转动机构的特点对最重要组成部分。因此常根据转动机构的特点对旋转式喷头分类，常用的形式有旋转式喷头分类，常用的形式有摇臂式摇臂式 、叶轮式、叶轮式、齿轮式和反作齿轮式和反作用式用式等。等。旋转式喷头是目前使用的最普遍的一种喷头旋转式喷头是目前使用的最普遍的一种喷头形式。一般由喷
17、嘴、喷管、粉碎机构、扇形机构、形式。一般由喷嘴、喷管、粉碎机构、扇形机构、弯头、空心轴和轴套等部分组成。弯头、空心轴和轴套等部分组成。由于水流集中，所以射程远（可达由于水流集中，所以射程远（可达80m80m以上），以上），是中射程和远射程喷头的基本形式。目前我国在是中射程和远射程喷头的基本形式。目前我国在农业上应用的喷头基本上都是这种形式。农业上应用的喷头基本上都是这种形式。摇臂式摇臂式原理原理：其喷头的转动机构是一其喷头的转动机构是一个装有弹簧的摇臂，在摇臂的个装有弹簧的摇臂，在摇臂的前端有一个挡水板和一个导流前端有一个挡水板和一个导流板。当开始喷灌时，水舌通过板。当开始喷灌时，水舌通过挡水
18、板或直接冲到导流板上，挡水板或直接冲到导流板上，并从侧面喷出。水流的冲击力并从侧面喷出。水流的冲击力使摇臂发生转动，并把摇臂弹使摇臂发生转动，并把摇臂弹簧扭紧，然后在弹簧弹力作用簧扭紧，然后在弹簧弹力作用下摇臂又回位，使挡水板和导下摇臂又回位，使挡水板和导流板切入水舌。在摇臂惯性力流板切入水舌。在摇臂惯性力和水舌对挡水板切向附加力的和水舌对挡水板切向附加力的作用下，敲击喷体使喷管转动。作用下，敲击喷体使喷管转动。摇臂的作用有两个：摇臂的作用有两个：第一，接受喷嘴射流所第一，接受喷嘴射流所施加的能量，施加的能量，驱击喷管驱击喷管，从而使喷头旋转；第二，从而使喷头旋转；第二，挡水板周期性地切入射挡
19、水板周期性地切入射流并流并击击碎水柱碎水柱，使喷洒，使喷洒水量得到均匀分布。水量得到均匀分布。叶轮式叶轮式 叶轮式喷头是靠喷嘴射出的水舌冲击安装在喷叶轮式喷头是靠喷嘴射出的水舌冲击安装在喷嘴前的叶轮，驱动传动机构使喷头绕轴旋转的喷头。嘴前的叶轮，驱动传动机构使喷头绕轴旋转的喷头。优点：优点：不受震动的影响，可以直接装在拖拉机上不受震动的影响，可以直接装在拖拉机上做移动机组用，在坡地上也可以装在倾斜的竖管上，做移动机组用，在坡地上也可以装在倾斜的竖管上，并可适当改善水量分布的均匀性。并可适当改善水量分布的均匀性。不足：不足：喷头制作工艺要求高，推广受到限制。喷头制作工艺要求高，推广受到限制。齿轮
20、齿轮式式 齿轮式喷头是利用喷射水注齿轮式喷头是利用喷射水注冲击安装在茎杆上的水润滑齿冲击安装在茎杆上的水润滑齿轮驱动器，驱动喷嘴绕轴旋转轮驱动器，驱动喷嘴绕轴旋转进行进行喷洒的喷头。喷洒的喷头。此类广泛应用于草坪灌溉。此类广泛应用于草坪灌溉。反作用式反作用式 反作用式喷头是利用水反作用式喷头是利用水舌离开喷嘴时对喷头的反作舌离开喷嘴时对喷头的反作用力直接推动喷管旋转的喷用力直接推动喷管旋转的喷头。这类喷头结构一般比较头。这类喷头结构一般比较简单，但其共同缺点是简单，但其共同缺点是工作工作不可靠不可靠，所以推广受到很大，所以推广受到很大限制。限制。孔管式以小管作为灌水器，水底的破碎主孔管式以小管
21、作为灌水器，水底的破碎主 要是通过空气阻力、阻力和喷孔出的水压作要是通过空气阻力、阻力和喷孔出的水压作 用，结构简单、成本低。用，结构简单、成本低。喷洒面积小、喷灌强度大、可达喷洒面积小、喷灌强度大、可达50mm/h50mm/h。水底直径小，对作物叶面打击小，可实现局部灌水底直径小，对作物叶面打击小，可实现局部灌溉。溉。喷水带（微喷带）是孔管式喷头的一种。喷水带（微喷带）是孔管式喷头的一种。可分为单孔管、双空管、多孔管。可分为单孔管、双空管、多孔管。该喷头由一根或该喷头由一根或几根较小直径的管子几根较小直径的管子组成，在管子的顶部组成，在管子的顶部分布有一些小喷孔，分布有一些小喷孔，喷水孔直径
22、仅为喷水孔直径仅为1 1 2mm2mm。水流是朝一个方。水流是朝一个方向喷出，并装有自动向喷出，并装有自动摇摆器。结构简单，摇摆器。结构简单，工作压力为工作压力为100100 200kPa200kPa。用于园林喷灌的孔管式用于园林喷灌的孔管式喷头多为小型移动式的，喷头多为小型移动式的，这是一种单列孔管，但是这是一种单列孔管，但是它将孔管做成弧形以扩大它将孔管做成弧形以扩大沿管轴线的喷洒范围，并沿管轴线的喷洒范围，并有水轮驱动，使孔管绕轴有水轮驱动，使孔管绕轴线摆动，可直接利用自来线摆动，可直接利用自来水压力喷灌。水压力喷灌。水舌细小受风影响大，水舌细小受风影响大，由于工作压力低，支管上由于工作
23、压力低，支管上实际压力受地形起伏的影实际压力受地形起伏的影响较大，通常只能应用于响较大，通常只能应用于比较平坦的土地，此外，比较平坦的土地，此外，孔口太小，堵塞问题也非孔口太小，堵塞问题也非常严重，因此使用范围受常严重，因此使用范围受到很大的限制。到很大的限制。结构简单，成本较结构简单，成本较小，安装方便，技术要小，安装方便，技术要求相对其他喷头要低，求相对其他喷头要低，同时喷头压力较低，容同时喷头压力较低，容易实现和应用。易实现和应用。果园果园菜地菜地温室温室花圃花圃 喷灌关键设备耐久性差；喷灌关键设备耐久性差；移动式喷灌快速接头漏水严重；移动式喷灌快速接头漏水严重；缺乏提高灌溉均匀度的控制设备；缺乏提高灌溉均匀度的控制设备；缺乏可靠的加压和自动调压设备；缺乏可靠的加压和自动调压设备；喷头、控制系统等设备规格型号少，系喷头、控制系统等设备规格型号少，系列化程度低。列化程度低。我国喷灌技术存在的问题：我国喷灌技术存在的问题：低压节能；低压节能；多目标利用；多目标利用；适应农民联户经营或适应农民联户经营或土地较大规模集中经土地较大规模集中经营的普及型大中型喷营的普及型大中型喷灌机；灌机；改进设备，提高性能；改进设备，提高性能；产品日趋标准化、系产品日趋标准化、系列化。列化。
