浅议喷灌工程设计方案、功能及特点

谢春光

喷灌可以在不同程度上实现自动化，但受投入及其他因素制约，我国目前全自动喷灌为数不多，大多是将劳动强度大、重复次数多的工作予以自动控制的半自动化喷灌。我省在90年代初也建成部分半自动喷灌试点，但总体看技术不成熟，稳定性差，实用性差，不便操作。

1.喷灌工程设计方案

1.1喷灌工程

（1）管道布置。示范区喷灌工程干支管采用鱼骨状布置。干管长150～200m，支管长120～150m。

（2）喷头布置。喷头布置采用18m×24m（南北向24m，东西向18m）的矩形布置方式，喷头选用ZY2—7.0/3.1的中压喷头，射程19.1m，流量3.83m3/h，喷灌强度8.9mm/h。设计轮灌周期4～6d，持续喷灌时间36h，单井控制面积3～7.3hm2，灌水定额35m3。

（3）水泵选型。根据单井出水量和地下水位情况，水泵选用200QJ32—64/4潜水泵，流量位32m3/h，扬程64m，电机组功率为11kW，水泵安装深度18m。

（4）干、支管直径的确定。根据喷头工作压力和实测管道长度及流量，查管道沿程水头损失诺模图，考虑到各转点处的局部水头损失，选用干管直径为?110mm；支管则以最长支管的流量及长度根据多孔出流管流水力计算公式，计算确定支管直径为?63mm。管材选用聚氯乙烯工程塑料管材。

（5）管件及喷头立杆配置。管道的连接管件采用热镀锌钢管进行加工，喷点出地管为出地三通一体化，加装生产的快速方便插座，与快速立杆（带支架，架高1.5m）、喷头实现快速安装。

（6）管网的安全装置。为减少管网系统在开关机时管道内所产生的水锤压力，每个管网系统在干管的首端和末端均安装一个自动进、排气阀，同时在干管首端安压力表一只，以便监控；示范场还在干管上加装了一块双触点压力表，利用控制电缆接入控制器多余站接口，在管道内压超限时造成短路，直接由控制器停机报警。另外，每个管网都在干管上装一个排污阀，一是管道安装后和长期停灌启用时冲洗管道，一是当气温低于零度时排空管道内余水以防冻胀。

1.2控制系统

控制系统由控制器、控制电缆、电磁阀或中间继电器组成（可选配测墒用的湿度传感器）。由于控制器无法直接控制水泵，需通过中间继电器进行电气控制，故需装配一台低压配电柜安装交流接触器控制水泵开启与关停。控制器选用ESP—LX系列控制器。电磁阀选用200PGA50先导式常闭电磁阀。控制电缆根据控制器与电磁阀输出和工作电压要求，选用1.5mm2双层绝缘铜芯塑料软地埋线作控制电缆，接头按防水要求焊接包扎，再用?50薄壁PVC下水管作套管保护。

2.功能及特点

2.1功能

（1）系统具有4个独立、完整日程表的喷灌程序和1个滴灌程序，各个喷灌程序均可以按一种或四种循环周期运行。

（2）可以按灌水量的百分比运行上述程序，喷水百分比可设置为0%～300%之间。

（3）预定好某一日为喷灌时间后，由于雨天的影响，可以设置雨天推迟，推迟程序开始运行时间，推迟时间范围为1～14d。

（4）每个程序在每个工作日最多可以有6个开始时间。

（5）每站工作喷灌的时间0～9h之间可任意调节。

（6）既可以自动运行程序，也可人工方式启动程序。

（7）控制器可与湿度传感器连接，根据土壤湿度情况自动运行或关闭设置程序。

（8）控制器内设置有回路断电器，如发现某站短路或接地后，控制器短路指示灯闪亮，控制器关闭所有操作并会自动报警和断开输出（锁死关机）。

（9）具有过（欠）压保护报警功能。

（10）可运行试验程序，完成每站喷洒时间为2min的试验，便于系统调试。

2.2特点

喷灌的主要特点是自动化程度高、喷灌方便、保证率高，可减少劳力投入，大大减少人们的劳动强度，提高劳动生产率，降低农业生产成本。示范区喷灌由于需要换装立杆喷头，每人每天装收一次需4～5h，可完成2.3～2.7hm2的灌溉任务，比漫灌工效提高4～6倍，工作时间减省一半以上；示范场喷灌不用换装立杆喷头，5.7hm2耕地1人实际工作时间不超过1h，36h即可全部喷灌结束。 [科]