【正文】 （26） 式中：d——管徑(mm) b—— f——105 Q——管中流量 (m3/h) m—— 則式（26）變?yōu)椋? d = （27） 式中包括管長L、流量Q、允許水頭損失hg允三個要素，由此算出的管徑非常精確，避免了管道材料和水泵設備的浪費。 式23變形即得出干管允許水頭損失hg允： hg允 = hp — Z — hz （24）wxdavid注：上式應為：hg允 = H—hp—Z—hz 式中：hg允——干管允許水頭損失；包括沿程損失和局部損失； hz ——為支管預留的水頭損失，也包括沿程、局部兩方面。允許水頭損失如何求得？ 常規(guī)設計中噴滴灌系統(tǒng)總水頭的計算公式（經簡化）為： H = hp + Z + Σhf （23） 式中：H——系統(tǒng)總水頭，即水泵總揚程（米、m） hp——噴頭工作壓力 (米、m) Z——從水源水面到噴（滴）頭的高差（米、m） Σhf——管道水頭損失總和（米、m） 這個公式的設計思路是水泵選擇在最后，處于被動地位，這樣容易造成管徑選擇不合理或者水泵揚程浪費。水流過管道時產生的機械損失稱為水頭損失，選擇管徑的本質是控制合理的水頭損失。這對公式有兩點不足，一是沒有考慮管道長度的因素，二是沒考慮不同管徑對流速的制約。 2常規(guī)設計怎樣計算干管直徑？管道材料選定后，管道直徑是影響成本的主要因素。(4) 鋼管盡量不用一是價格高，為塑料管的2倍以上，二是容易銹蝕，影響水質卻壽命短，故盡量不用，只有在無法埋入地下的局部地段用鋼管。 主要特點：具有“耐熱性”，使用溫度可達120℃，可作于熱水管道，是家庭自來水管道的首選。 主要特點：價格最低，但因有“硬性”和“脆性”的缺點，使用中容易破裂，接頭較多，安裝成本相對于PE管較高，已逐漸淡出噴滴灌和城鄉(xiāng)供水等“上水”系統(tǒng)，僅在雨水排水系統(tǒng)中“一統(tǒng)天下”。 突出優(yōu)點：具有“韌性”和“柔性”，不易破損，適宜于復雜地形鋪設，并可節(jié)省彎頭、接頭等管道附件，價格低廉，是近十幾年中被人們所推崇的“新寵”。圖21 常規(guī)設計示意 圖22 河道代替干管示意固定泵站，干管，閘閥，分干管， 支管， 噴頭，河道或溝渠，道路，移動水泵機組，進水栓，1進水管。經濟型設計是以河道、溝渠代替干管道，而在河邊或溝渠邊設立進水栓，供移動水泵機組連接，把水送向分干管和支管，這樣每畝可以節(jié)省5～10米干管，相應可節(jié)約150～300元。 從上表看出，輪灌面積每擴大10畝，干管成本就增加130～150元/畝，即干管成本是由輪灌面積決定的，干管可節(jié)約的空間最大，因此我提出了“輪灌面積決定論”。 2怎樣降低干管成本？ 從表 21 可見，干管成本占管道成本的52%，可見干管對造價的影響最大，而干管的直徑處決于輪灌面積，參見表2 4。 本設計為溝渠代替干管，如田頭沒有溝渠，則需增加DN90干管750～1000米，相應增加造價130～200元/畝，即造價為600～800元/畝。 表21 噴灌常規(guī)設計造價表序號名 稱規(guī) 格數(shù) 量單位單 價(元)復 價(萬元)組價分類(元/畝)1PE塑管DN2002500m85947DN753000m15DN63m11附 件15%2鋼 管D251380m13119金屬噴頭20PY2690只55支 墩690個53安裝費25%2664水泵機組ISW/160 250A1套1155配電柜55kw1套6泵 房45m20m28007機電配件8閘 閥″50只280289直接費小計147510獨立費小計(設計3%、建管5%、預備5%)191合 計1666 說明:灌溉單元面積500畝,輪灌面積50畝。只有在山區(qū)由于受水源條件的限制，會出現(xiàn)灌溉單元大于200畝、甚至大于500畝的情況，此時首先增加輪灌次數(shù)，延長灌水時間，其次才考慮加大輪灌面積。為降低干管成本，輪灌面積以5～10畝為經濟，由此得到出灌溉單元面積在50～150畝之間，盡量不大于200畝。由于受灌水延續(xù)時間的制約，輪灌次數(shù)以10～15次為宜，盡量不超過20次。經濟型噴滴灌基本上以10畝為輪流面積，只有當灌溉單元在50畝左右時，才以5畝為輪灌面積。 2為什么要輪灌？ 在一個灌溉單元內，如果所有面積同時灌水，就需要很大的水泵和相應大口徑的管道，大功率的動力設備，然而利用率很低，造成很大浪費，這是不科學的。薄壁滴灌帶已在新疆應用1000萬畝以上，假如采用常規(guī)設計3000元/畝模式，到下個世紀也難以達到這個規(guī)模。就全國而言，水帶微噴灌和薄壁滴灌發(fā)展很快，據不完全統(tǒng)計，水帶微噴灌已在內蒙（胡羅卜）、黑龍江（黑木耳）、山東（蔬菜），廣東（香蕉），云南（花卉）等地應用25萬畝。 2經濟型噴滴灌推廣情況怎樣？ 。 移動式水帶微噴灌，水泵加單帶300元/畝，配雙帶450元/畝左右。 1經濟型噴滴灌造價是多少？ 固定式經濟型噴滴灌，過去10年中是500～600元/畝，目前材料費和人工費都有所提高，則為600～800元/畝。 (3) 引進溫室大棚的教訓上世紀八十年代，我國從荷蘭、以色列引進了自動化的玻璃溫室，這是“高科技”的結晶，每畝造價幾十萬元，但由于相配套的農藝跟不上，高投入卻沒能高產出，如把“折舊費”計入成本，還沒有一處經濟上贏利，只留下了又一個“冒目引進”的反面教材。 (2) 飛機票“經濟艙”熱銷的啟示 波音737飛機上有118個經濟艙座位，經常是滿員的，而僅有的4個“公務艙”位卻往往是空的。 噴滴灌是現(xiàn)代農業(yè)的基礎設施，應由政府補助為主，但如果每畝要數(shù)千元造價，政府補不起，只能搞少量的“形象工程”，無法大面積推廣。優(yōu)化設計樹立全新理念：“夠安全”就好，“過度安全”是浪費！1為什么要推廣經濟型噴滴灌？ 浙江早在1975～1984年間推廣過噴滴灌，但在以后基本停滯了，為什么這項先進技術的推廣卻步履艱難？ (1) 余姚市的典型案例 余姚市從本世紀初以來研究“低成本、低能耗”的噴滴灌技術，創(chuàng)新設計系統(tǒng)，使造價降到600～700元/畝，形成了經濟型噴滴灌設計理論和方法，是此前25年總和的50倍，占宜建面積的22%。 1優(yōu)化設計的內涵是什么？優(yōu)化設計擯棄傳統(tǒng)的“安全設計”的思想。 (2) 技術經濟學，是在保證設計工程或設計產品功能的前提下，使材料成本和勞力成本最省。(3) 把一個領域的技術應用到另一個領域也屬于創(chuàng)新?？茖W原理可以復雜，但技術方法一定要簡單?！敖洕蛧姷喂嗍寝D變我省農業(yè)增長方式的重要切入點”。余姚市從2000年開始研究經濟型噴滴灌技術，并應用于竹筍、楊梅、紅楓、葡萄、蔬菜、蜜梨等，還創(chuàng)新應用于豬、鴨、雞、兔、鵝、羊等畜禽場降溫和防疫。 還需要強調的是：推廣其它農業(yè)新技術，存在一定的風險性，如假種籽，假農藥，假化肥，假生物技術等，唯獨推廣噴滴灌，無非是在田間安裝“自來水”，作物需要的時候，下一場“及時雨”，就如同人渴了喝杯水，假不了！現(xiàn)代化的家庭都有自來水，現(xiàn)代化的農田也必須裝上“田間自來水”，所以噴滴灌是農業(yè)現(xiàn)代化農業(yè)不可缺少的設備。 要強調的是，盡管主觀了是為增加經濟效益，但客觀上還是節(jié)水，兩者并沒有矛盾。如果提“節(jié)水灌溉”，打動不了農村干部和農民的心。 1節(jié)水灌溉為什么說是“節(jié)制灌水” 節(jié)水灌溉的意義遠遠不止于節(jié)水。 1噴滴灌為什么稱為“節(jié)水高效灌溉技術”？ 這可以從節(jié)水和增效兩方面解釋 (1) 水的利用效率高，從節(jié)水的角度講，在各種農業(yè)節(jié)水技術中，噴滴灌節(jié)水比例最大，水的利用率最高。同樣原理母雞也提高了生蛋率。說到35℃，人超過35℃不舒，胃口不開，豬、雞、鴨、兔都是35℃，有個花卉大戶說，植物也是35℃，可見在“生物”這個層面，人和動物、植物都具有通性，這35℃是生物正常生長的臨界點。 (5) 節(jié)地，噴灌主要管道都埋在地下，不占耕地，可以少建或不建渠道，能節(jié)耕地2%～7%。 (3) 省力，噴滴灌可節(jié)省灌水，用藥，施肥勞動力的70%～90%，可節(jié)約勞動力成本每畝200元以上，這農業(yè)企業(yè)家最看重的直觀效益。 (1) 增產，噴滴灌可使大部分作物增產10%～30%，可使蔬菜成倍增產。同時噴滴灌還具有增濕、沖洗沙塵等功能。用于畜禽場降溫，防止動物高溫死亡。噴灌由于水滴太大，用于噴藥效果不理想，還浪費藥液，所以目前噴灌還不用于噴藥。 噴灌可用施肥嗎?回答是現(xiàn)在還沒有這樣的實踐，我與大戶多次討論過，主要是顧慮噴灌系統(tǒng)管徑大，每次噴灑肥液后會浪費“一管”肥水，目前噴灌施肥是這樣實現(xiàn)的：先把化肥撒在地面，用噴灌15分鐘，肥料融化，“肥隨水走”滲入土壤。 噴滴灌有哪些用處？ 除了準精灌水以外，噴滴灌還有施肥、噴藥、降溫、除霜等功能。上海世博會的走廊下都采用“噴霧”降溫，這是最好的佐證！微噴灌用于噴藥，藥液在空中懸浮時間長，使空間內達到立體消毒，殺菌效果好。 農業(yè)大戶對新科技敏感，很容易接受，因為他們經營面積大，如不采用新技術，風險集中，采用了新技術，效益也集中，都是幾萬甚至幾十萬元。 同樣，現(xiàn)在的農田也存在“三多”：化肥太多，農藥太多，灌水太多，這些都可以用噴滴灌去根治。 多年前一位鎮(zhèn)長問我，我們地區(qū)水這么多，為什么還要節(jié)水灌溉？我說現(xiàn)在糧食多了，農產品充裕了，為什么有那么多小姐、先生在“節(jié)食”？節(jié)食并不是為了節(jié)約糧食、食品，而是為了健康長壽。 任何作物（包括水稻）都是“既要水又怕水，灌水太多反有害”。 農業(yè)用水量已從上世紀八十年代初的80%左右下降到60%上下，經濟發(fā)達地區(qū)則已下降到40%～50%，然后農業(yè)仍是全社會第一用水大戶，且存在很大節(jié)水潛力，與工業(yè)、城鄉(xiāng)生活節(jié)水相比，農業(yè)節(jié)水技術最成熟，成本最輕，推廣較容易。溝灌時低地受淹，高地灌不到，兩者都影響作物生長，而噴滴灌的優(yōu)點恰恰是不受地面形高差影響，“一視同仁”，均勻供水。 浙江有緩坡山地3000多萬畝，比耕地面積還多，開發(fā)山區(qū)是農業(yè)新的增長點，我省提出了“山上浙江”、“科技興林”、“設施林業(yè)”的發(fā)展戰(zhàn)略，噴滴灌能夠在山上浙江建設中大顯身手。 當然也有10幾天不下雨的，可見“降雨均勻”是相對的，不可能完全滿足農業(yè)需要的，所以歐洲主要國家早在20年前就實現(xiàn)了農業(yè)噴（滴）灌化。 歐洲降雨量大致在600～1000毫米之間，而且降雨分布比較均勻。 近14年平均，一年中連續(xù)7天不下雨有14次，連續(xù)14天、年內最長不下雨天數(shù)為60天，平均32天。浙江年均降水量1601毫米。第2節(jié) 基本理論 為什么南方也要發(fā)展噴滴灌？ 說起噴滴灌，人們首先想到的是以色列，在沙漠上鑲出片片綠地，創(chuàng)造了舉世公認的高效農業(yè)奇跡！人們還想到的是我國北方每年的干旱，然而對在多雨的南方地區(qū)發(fā)展噴滴灌不理解，南方每年要抗洪排澇，怎么也要搞噴滴灌呢？ 如果我不搞水利，可能也會這么想。 我國噴滴灌發(fā)展情況怎樣？到2005年噴灌面積達到3200萬畝，噴灌形式以半固定式噴灌和輕小型機組為主，微噴灌和滴灌面積1300萬畝，其中新疆膜下滴灌1000萬畝。奧地利、德國、立陶宛、捷克斯洛伐克、英國、斯洛伐克等國已基本上實現(xiàn)噴滴灌化，法國的噴滴灌面積均在90%以上。 發(fā)達國家噴滴灌發(fā)展情況怎樣？噴灌是當今世界最主要的節(jié)水灌溉技術之一，美國、俄羅斯的噴灌面積均占其總灌溉面積的50%左右。歐洲國家人口密集，每平方公里400多人，同我國東部地區(qū)，農戶經營規(guī)模僅數(shù)百畝，大多用的是移動噴灌機組，所有設備由一輛汽車可以載著“轉場”。 一般作物每年使用2～10次，噴灌系統(tǒng)中的支管年工作時間才幾十個小時，干管工作也才幾百小時，設備利用率較低，所以半固定式和移動式是噴滴灌系統(tǒng)發(fā)展的方向。 (3) 移動式，為干管、支管、水泵均移動使用。但因在田間有噴頭豎管，對農業(yè)機械作業(yè)有影響，有的農戶感到是它的缺點。(1) 固定式，是所有管道都埋式在地下（或地面），設備利用率不高，畝投資較高。 微噴灌、滴灌系統(tǒng)還要加水質處理設備，如不經處理可使微噴頭或滴頭孔堵塞，造成系統(tǒng)癱瘓。對作物而言，滴灌是最科學的灌溉方法，但對使用者來說，由于滴水速度慢，灌水時間長，以及容易堵塞而感到美中不足。 滴灌，是一滴一滴地供水，形象地說是給作物“掛鹽水”，或稱“打點滴”。因為一個噴微頭，噴灑面積僅幾個平方米，可以實現(xiàn)局部灌溉，所以比噴灌更節(jié)水，比溝灌節(jié)水50%～70%。 微噴灌，基本原理與噴灌相同，只是水壓、流量、水滴都比噴灌微小，故稱為微噴灌，相對而言，是給作物“下毛毛雨”。因雨量可以