喷灌工程技术

喷灌是喷洒灌溉的简称，它是利用专门的设备(动力机、水泵、管道等)把水加压，或利用水的自然落差将有压水送到灌溉地段，通过喷洒器(喷头)喷射到空中散成细小的水滴，均匀地散布在田间进行灌溉。
要实现喷灌首先要建立喷灌系统，一般包括水源工程、动力机、水泵、各种管道、喷头及控制设备等。喷灌系统分为固定式、半固定式和移动式三种。固定式喷灌系统各组成部分在整个灌溉季节中(甚至长年)都是固定不动的，或除喷头外，其他部分固定不动。半固定式喷灌系统除喷头和装有许多喷头的支管可在地面移动外，其余部分均固定不动，支管与干管常用绘水栓快速连接。移动式喷灌系统除水源工程(塘、井、渠道等)固定外，动力、水泵、管道、喷头都可移动。
固定式喷灌系统操作方便、生产效率高、占地少，易于实现自接和遥控作业，但建设投资较高，适用于蔬菜和经济作物灌区。移动式喷灌系统结构简单，投资较低，使用灵活，设备利用率高，但移动时劳动强度较大，路渠占地较多，运行费用相对较高，比较适用于抗旱灌溉的地区，是我国目前发展最多的喷灌形式。半固定式喷灌系统的特点介于上述两者之间，是我国今后应提倡发展的主要喷灌形式。
(一)喷灌的优点和适用范围
喷灌和地面灌溉相比，具有节约用水、节省劳力、少占耕地、对地形和土质适应性强、能保持水土等优点。因此被广泛应用于灌溉大田作物、经济作物、蔬菜和园林草地等。喷灌可以根据作物需水的状况，适时适量地灌水，一般不产生深层渗漏和地面径流，喷灌后地面湿润比较均匀，均匀度可达0.8—0.9。由于用管道输水，输水损失很小，灌溉水利用系数可达O.9以上，比明渠输水的地面灌溉省水30％一50％。在透水性强、保水能力差的土地，如砂质土，省水可达70％以上。由于喷灌可以采用较小的灌水定额进行浅浇勤灌，因此能严格控制土壤水分保持肥力，保护士壤表层的团粒结构，促进作物根系在浅层发育，以充分利用土壤表层养分。喷灌还可以调节田间小气候，增加近地表层空气湿度，在高温季节起到凉爽作用，而且能冲掉作物茎叶上的尘土，有利于作物的呼吸和光合作用，故有明显的增产效果。多年大面积应用喷灌证明，与传统地面灌溉相比，喷灌粮食作物增产10％一20％，喷灌经济作物增产20％一30％，喷灌果树增产15％一20％，喷灌蔬菜增产l一2倍。但喷灌也有一定的局限性，比如受风的影响大，风大时不易喷洒均匀，而且喷灌的投资比一般地面灌水的投资要高。
喷灌几乎适用于灌溉所有的旱作物，如谷物、蔬菜、果树、食用菌、药材等。既适用于平原，也适用于山区，既适用于透水性强的土壤，也适用于透水性弱的土壤。不仅可以灌溉农作物，也可以灌溉园林、花卉、草地，还可以用来喷洒肥料、农药，防霜冻、防暑、降温和防尘等。据统计，我国适宜发展喷灌的面积约3亿亩。但为了更充分发挥喷灌的作用，取得更好的效果，应优先应用于以下地方或地区。
(l)当地有较充足的资金来源，且经济效益高、连片、集中管理的作物；
(2)地形起伏大或坡度较陡、土壤透水性较强，采用地面灌溉比较困难的地方；
(3)灌溉水资源不足或高扬程灌区；
(4)需要调节田间小气候的作物，包括防干热风和防霜冻的地方；
(5)劳力紧张或从事非农业劳动人数较多的地区；
(6)水源有足够的落差，适宜修建自压喷灌的地方；
(7)不属于多风地区或灌溉季节风大的地区。

(二)半固定式喷灌
半固定式喷灌是华北地区目前应用比较广泛，也是今后重点发展的喷灌工程技术。半固定喷灌系统的组成和工作情况。
(l)水源：河流、渠道、塘库、井泉、湖f自都可以作为喷灌水源，但必须在灌溉季节能按照喷灌的需要，按时、按质、按量供水。
(2)水泵及动力机：要能满足喷灌所需的压力和流量要求，灌泵，动力机可采用柴油机、拖拉机、汽油机和电动机，以电动机和柴油机为主。在山丘区，当水源有足够的自然水头，能满足喷灌压力需要时，可不。用水泵和动力机，直接采用自压喷灌，能大幅度节省工程投资和不需能源费用，是山丘区优选的喷灌工程形式。

(3)管道系统：其作用是把经过水泵加压的或自压的灌溉水输送到田间，因此管道系统要求能承受一定的压力和通过一定的流量，一般分成干管和支管两级。干管可地埋也可在灌溉季节固定在地表，常用的地埋管道有石棉水泥管、塑料管、钢筋混凝土管、铸铁管和钢管；地面固定管道可用塑料管和薄壁铝合金管。支管要方便在地面上移动，常用铝合金管、镀锌薄壁钢管和塑料管。为了避免作物的茎叶阻挡喷头喷出的水舌，常在支管上装竖管，在竖管通、四通、闸阀、接头和堵头等，如需要利用喷灌系统进行施肥，还要配备肥料罐及注人装置。
(4)喷头：是喷灌的专用设备，也是喷灌系统最重要的部件，其作用是把管道中的有压集中水流分散成细小的水滴均匀地散布在田间。喷头的种类很多，按其工作压力及控制范围大小可分为低压喷头、中压喷头和高压喷头；按喷头的结构形式与水流形状可分为固定式、孔管式和旋转式。目前使用得最多的是中压旋转式喷头，其中又以全圆转动和扇形转动的摇臂式喷头最为普遍。