[发明专利]一种快速确定微喷灌喷灌强度及微喷头选择布局的方法

说明书

技术领域

本发明属于喷灌技术领域，具体涉及一种快速确定微喷灌喷灌强度及微喷头选择布局的方法。

背景技术

微喷灌技术作为现代化的节水高效灌溉技术，得到了广泛的应用,该技术优势为：能够精确控制灌水流量、灌溉水量和灌溉频率；微喷灌可以将灌溉水均匀缓慢地洒到地面，使土壤保持良好的结构和较高的入渗率，可适于盐碱地以及部分污水或微咸水的利用。

在微喷灌系统设计中，喷灌强度和喷灌均匀度是两个非常重要而且必须考虑的因素。喷灌强度一般是由土壤的物理性质(水分的入渗系数和扩散系数)和作物需水特点决定的，喷灌的具体设计原则有两条，一是满足作物需水要求，二是不产生地表径流和土壤侵蚀。由于土壤质地组成、团粒大小、有机物及化学离子组成的不同，造成不同地点土壤的入渗能力千差万别。而地表积水及径流的产生与土壤的入渗能力息息相关，无论灌水之前土壤是湿润还是干燥，随着灌水的继续，表土变得饱和，入渗率也减小到稳定入渗率。入渗能力差的土壤，随着喷灌强度的增大，积水区迅速增大，甚至产生径流和土壤侵蚀；入渗能力好的土壤，积水区随喷灌强度的增大而缓慢增大，则不宜造成地表径流和土壤侵蚀。

微喷灌喷头的水量分布曲线反映了微喷头灌水时灌水强度相对于喷头距离的变化，对于特定的喷头流量和土壤条件，地表积水区的大小随着供水时间的持续，一定时间内会处于稳定的状态，即积水区大小维持不变。不论何种土壤，只要微喷头下方积水区不导致地表径流和土壤侵蚀，则该土壤达到稳定入渗率时积水区与非积水区交界区域的喷灌强度则可以作为土壤的合理喷灌强度，基于上述理论，现有的确定大田微喷灌设计喷灌强度的方法，大多是通过不断更换微喷头和调整微喷头间距来进行确定的，周期较长、劳动量较大，且最终的喷灌强度可能与土壤的需水量不匹配，造成土壤缺水，植物生长状况受到影响，因此，需要一种能够快速确定大田微喷灌设计喷灌强度的方法。

发明内容

本发明为了解决现有微喷灌中存在的积水和喷灌水量不足的情况，提供了一种快速确定微喷灌喷灌强度及微喷头选择布局的方法，该方法能够快速准确地确定微喷头的喷洒强度和微喷头的布局间距，使得微喷灌的喷灌强度与土壤的需水量相匹配。

本发明的具体技术方案是：

一种快速确定微喷灌喷灌强度及微喷头选择布局的方法，该方法用于微喷灌目标大田中微喷灌喷灌强度的确定以及所用微喷头流量、布局及间距的确定，关键点是，所述的方法包括以下步骤：

A、整理实验地块：从目标大田中选取能够代表大田平均土壤情况的典型地块，对典型地块进行平整，得到土面平滑无坡度的实验地块；

B、安装实验装置：实验装置包括微喷灌系统和测定系统，微喷灌系统包括依次连接的水源、水泵、管道以及装有微喷头的立管，管道中还安装有控制阀、过滤器、压力表及调压阀，立管竖直设置在实验地块中，测定系统为布置在以微喷头为端点引出射线上的一组雨量筒；

C、确定实验地块合理喷灌强度：在无风天气或者采用密闭箱体将实验地块笼罩时进行供水喷灌，微喷头按照制造厂标示的常用运行压力为微喷头的实验压力，利用微喷头进行实验地块的喷灌，当出现面积保持稳定不变的积水区时，将积水区和非积水区交界区域的喷灌强度作为实验地块的合理喷灌强度，如果交界区域对应有雨量筒，那么该交界区域的喷灌强度的计算方法为P＝Va×10/St(公式中P代表喷灌强度，单位为mm/h，Va代表雨量筒收集水的体积，单位为cm³，S代表雨量筒开口面积，单位为cm²，t代表实验时间，单位为h，10代表厘米和毫米的换算系数)，如果交界区域中没有雨量筒，则加大雨量筒设置密度重新进行测定，然后选取相对应的雨量筒进行计算，或者选取距离交界区域最近的两个雨量筒进行计算，然后求平均值，最终得到交界区域的喷灌强度，该喷灌强度即为实验地块合理喷灌强度；