【正文】 圖 中心支座 二、桁架桁架 主要由輸水支管、三角形弦架和拉筋等組成。為了適應(yīng)機(jī)組長度方向的地 形變化，保證噴灌機(jī)行走的同步性，各跨桁架之間采用球絞連接，其輸水支管采 用柔性接頭或橡膠套筒連接。輸水支管公稱直徑通常為 100～ 250mm，最常用的輸水支管公稱直徑為 140 mm 、 165 mm。 桁架下部拉筋與地面之間的垂直距離稱為地隙高度 為 2～ ， （根據(jù)用戶要求定） 。需要指出的是，如果灌溉的作物為馬鈴薯、牧草、小麥等矮稈作物，且地塊在機(jī)組長度方向比較平整，應(yīng)選擇較小的地隙高度，以提高機(jī)組 的穩(wěn)定性。 4 A 字型構(gòu)架的上部與桁架相連；下部的底梁兩端各安裝一個車輪減速器，并連接橡膠車輪。傳動裝置包括兩級減速器和中間的萬向節(jié)。 中心支軸式噴灌機(jī)每旋轉(zhuǎn)一圈 所需的最短時間根據(jù)下式計(jì)算： T=L/（ 30nD） （ 21） 式中 T—— 噴灌機(jī)每旋轉(zhuǎn)一圈所需的最短時間， h； L—— 中心支座到末端塔架車之間的距離， m； n—— 車輪轉(zhuǎn)速 = /min； D—— 車輪外徑 =； 圖 塔架車 塔架車驅(qū)動電動機(jī)功率大小與一級減速器類型、桁架輸水支管直徑、桁架跨距以及灌溉 田塊的土質(zhì)、地壟高度和坡度大小有關(guān)。 圖 行走驅(qū)動系統(tǒng) 四、懸臂 懸臂由輸水支管、三角支架和鋼絲繩組成。三角支架和鋼絲繩的作用是支撐、穩(wěn)固懸臂輸水支管。 5 圖 懸臂 五、控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)由主控制箱、集電環(huán)、塔架盒和電纜等組成。 主控制箱 主控制箱安裝在中心支座上 ，是噴灌機(jī)的中樞控制，所以也稱中樞控制箱或中控箱。 主控制箱的主要功能如下： （ 1）經(jīng)由集電環(huán)向各塔架盒供電，再由塔架盒根據(jù)各塔架車所在位置決定是否向電動 機(jī)供電，以保證各桁架之間的同步性，使噴灌機(jī)正向或反向運(yùn)行。例如，將百分率計(jì)時器調(diào)節(jié)為 70%，則表示在 1 分鐘內(nèi) 的前 70%，即 42s 時間里，末端塔架車連續(xù)行走；在接下來的 30%，即 18s 時間里，末端塔架車停止。噴灌機(jī)運(yùn)行中，當(dāng)電壓、電流超過設(shè)定值時，發(fā)出報(bào)警信號。銅環(huán) 固定不動，碳刷隨噴灌 機(jī)轉(zhuǎn)動。 圖 集電環(huán) 塔架盒 塔架盒安裝在各塔架車的上部，其內(nèi)部安裝有同步控制角調(diào)節(jié)裝置、運(yùn)行微動開關(guān)、安 全微動開關(guān)、交流接觸器。同步控制角一般調(diào)節(jié)為不大于 1186。 當(dāng)該塔架車兩側(cè)的桁架成一直線時，運(yùn)行微動開關(guān)常開觸點(diǎn)斷開，電動機(jī)的電源被切斷，塔架車停止行走。 圖 塔架盒 7 六、灌水器中心支軸式噴灌機(jī)配套的灌水器 采用 散 懸吊散 射式噴頭。 噴嘴尺寸通常采用 2 種表示方式，即以 1/64 或 1/128 英寸為單位，并且只用分子數(shù)值表示噴嘴尺寸。 圖 灌水器 七、末端噴槍末端噴槍安裝在懸臂的尾端。中 心支軸式噴灌機(jī)桁架和懸臂段大都采用散射式噴頭，機(jī)組末端的壓力很低，因此需要在末端噴槍上游安裝一臺增壓泵，才能滿足中遠(yuǎn)射程旋轉(zhuǎn)式噴頭工作壓力的需求。一是增加機(jī)組灌溉半徑，擴(kuò)大灌溉控制面積，末端噴槍在機(jī) 組運(yùn)行過程中一直運(yùn)行，機(jī)組的灌溉面積是一個半徑增大的圓形。三是當(dāng)田間靠近機(jī)組末端有電桿、樹木等障礙物時，可躲避障礙物。噴頭的 間距以及類型或尺寸是兩個主要變量。中心支軸式噴灌機(jī)遠(yuǎn)端桁架的覆蓋面積比 近端桁架大。 大多數(shù)中心支軸式噴灌機(jī)所用的噴嘴都具有固定尺寸的出水孔（安裝在輸水 支管的特定位置），并根據(jù)噴嘴所在位置壓力的大小噴灑出一定的水量。在許多情況下，由于所需的灌水強(qiáng)度太小，所以不可能制造出既能滿足適當(dāng)水量，又不會發(fā)生堵塞的噴嘴。這其中的一部分可通過加大噴頭間距的方式得到補(bǔ)償。 在中心支軸式噴灌機(jī)的遠(yuǎn)端桁架中，所需的水量增加，噴頭的噴嘴需要加大，以滿足水量增加的需要。在這種情況下，可能必須在出水口上加一個三通，安裝兩個噴嘴。 DYP 型 中心支軸式 （圓形） 噴灌機(jī)噴頭間距組合方式 為 統(tǒng)一噴頭間距。噴頭的濕潤直徑也隨之增加，但不與流量成正比。 噴灌機(jī)用典型折射式噴頭性能參數(shù)見附錄 2。在大型噴灌機(jī)組噴灌系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)中，規(guī)劃設(shè)計(jì)重點(diǎn)包括：水源工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)，灌溉制度的擬定，機(jī)組控制面積的計(jì)算，機(jī)組布置方式、位置和臺數(shù)的確定，根據(jù)噴灌機(jī)性能參數(shù)校核系統(tǒng)在運(yùn)行狀況下是否滿足噴灑質(zhì)量要求。 一、基本參數(shù) （一）灌溉設(shè)計(jì)保證率 灌溉設(shè)計(jì)保證率指的是在多年運(yùn)行中，灌區(qū)用水量能得到充分 滿足的機(jī)率?！秶姽喙こ碳夹g(shù)規(guī)范》（ GB/T50085）規(guī)定，以地下水為水源的噴灌工程其灌溉設(shè)計(jì)保證率不應(yīng)低于 90% ，其它情況下噴灌工程灌溉設(shè)計(jì)保證率不應(yīng)低于 85%。灌溉保證率確定后，通過對有關(guān)資料組成的較長系列進(jìn)行頻率計(jì)算，選出符合設(shè)計(jì)保證率的某一年，作為設(shè)計(jì)代表年，并以此作為擬定噴灌工作制度和規(guī)劃水源工程的依據(jù)。 （三）設(shè)計(jì)噴灑水利用系數(shù) 噴灑水利用系數(shù)是指降落到地面和作物上的水量與噴頭噴出水量的比值，用 ηp 表示。有條件時宜通過實(shí)測確定，無實(shí)測資料時，可根據(jù)氣候條件在下列數(shù)值范圍內(nèi)選?。? （ 1）風(fēng)速低于 ， ηp = ～ ； （ 2）風(fēng)速為 ~， ηp =～ 。 （四）設(shè)計(jì)灌溉水利用系數(shù) ? = ?P ?G （ 31） 式中： ? 灌溉水利用系數(shù)； P 噴灑水利用系數(shù)； G 管道系統(tǒng)水利用系數(shù)，可在 ~ 之間選取，對于單井中心塔架處供 水，無管道遠(yuǎn)距離輸水時， G 取 1。 （一）噴灌強(qiáng)度 噴灌強(qiáng)度是指單位時間內(nèi)噴灑到地面的水層深度，一般情況下，中心支軸式噴灌機(jī)上的 噴頭結(jié)構(gòu)、噴頭工作壓力和布置形式出廠時已經(jīng)確定，工程人員只能選用。 表 31 各類土壤的允許噴灌強(qiáng)度 (mm/h) 注：有良好覆蓋時，表中數(shù)值可提高 20%。 中心支軸式噴灌機(jī)噴灌均勻系數(shù)主要受噴灌機(jī)運(yùn)行速度穩(wěn)定性、噴頭結(jié)構(gòu)、噴頭工作壓 力和布置形式、地面坡度、風(fēng)速和風(fēng)向等因素影響。 按照《噴灌工程技術(shù)規(guī)范》，中心支軸式噴灌機(jī)設(shè)計(jì)噴灌均勻系數(shù)不應(yīng)低于 。 設(shè)計(jì)時，根據(jù)灌溉作物的不同，選擇適宜的噴頭配置。 表 33 不同作物的適宜霧化指標(biāo) 作物種類 Wh 蔬菜及花卉 4000～ 5000 糧食作物、經(jīng)濟(jì)作物及果樹 3000～ 4000 飼草料作物 2020～ 3000 三、設(shè)計(jì)參數(shù) （一 ）設(shè)計(jì)灌水定額 設(shè)計(jì)灌水定額和設(shè)計(jì)灌水周期是確定噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量的依據(jù)，也是確定系統(tǒng)其它設(shè)計(jì) 參數(shù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 。最大灌水定額可按下式確定： 式中： ms最大灌水定額， mm； h計(jì)劃濕潤層深度， cm； β1 適宜土壤含水量上限（體積百分比）； β 2適宜土壤含水量下限（體積百分比）； γ 土壤容重， g/cm3 ； β1′ 適宜土壤含水量上限（重量百分比）； β2′ 適宜土壤含水量下限（重量百分比）。 （二）設(shè)計(jì)灌水周期 灌水周期指一次灌水所需的天數(shù)。 （三）設(shè)計(jì)日灌水時間 設(shè)計(jì)日灌水時間是指系統(tǒng)一天內(nèi)總的噴灑時間，中心支軸式噴灌機(jī)一般按 24h 計(jì)。 （一）噴灌機(jī)取水方式 中心支軸式噴灌機(jī)從中心支軸處向噴灑系統(tǒng)供水，取水方式一般有三種。在中心支軸附近打井，噴灌機(jī) 配 備水泵機(jī)組抽取地下水。在田間布置地下管網(wǎng)，將壓力水通過高壓管道送至噴灌機(jī)的中心支 軸處，無需自備加壓水泵機(jī)組 。將地表水通過低壓管網(wǎng)輸送到噴灌機(jī)的中心支軸處，再由每臺噴灌 機(jī)水泵機(jī)組加壓。 中心支軸式噴灌機(jī)田間工程的布置方式如圖 31 所示。方形布置漏灌面積占 %，三角形布置時漏灌面積占 %，如果采用帶有地角裝置的中心支軸式噴灌機(jī)噴灌，可以基本解決漏噴問題，提高灌 溉保證率，但造價也相應(yīng)提高。 根據(jù)地塊大小，確定噴灌機(jī)的型號、數(shù)量、濕潤圓半徑 R（ m）及相應(yīng)濕潤圓面積 A （畝）。 根據(jù)濕潤圓半徑和所需流量選用噴灌機(jī)機(jī)型，從廠商處獲取選定噴灌機(jī)的性能參數(shù)。三、噴灌機(jī)工作參數(shù)確定 通常應(yīng)對噴灌機(jī)轉(zhuǎn)一圈最短時間和最長時間、最小運(yùn)行速度、最小和最大凈灌水深、轉(zhuǎn) 一圈設(shè)計(jì)時長和設(shè)計(jì)灌水深進(jìn)行確定。 轉(zhuǎn)一圈最短時間和最小凈灌水深與噴灌機(jī)末端塔架最大運(yùn)行速度和噴灑性能相關(guān)；轉(zhuǎn)一 圈最長時間和最大 凈灌水深與噴灌機(jī)本身性能和土壤性能相關(guān)。 轉(zhuǎn)一圈最短時間 tmin和最小凈灌水深 hmin 的確定 （ 1）轉(zhuǎn)一圈最短時間 t1 轉(zhuǎn)一圈最短時間，可按下式計(jì)算： (38) 式中： tmin轉(zhuǎn)一圈最短時間， h RL 末端塔架至中心支軸的距離， m； Vmax 末端塔架最大前進(jìn)速度，在機(jī)組性能說明書中有規(guī)定， m/h。 推 導(dǎo)過程如下： 最小運(yùn)行速度、轉(zhuǎn)一圈最長時間和最大凈灌水深的確定 （ 1）最小運(yùn)行速度 Vmin 在噴灌機(jī)噴灌工程設(shè)計(jì)時，應(yīng)計(jì)算噴灌機(jī)最小運(yùn)行速度。 當(dāng)土壤透水性大時， Vmin 可由機(jī)組本身的性能確定。根據(jù)試驗(yàn)資料，繪出積水深和受水時間的關(guān)系曲線，根據(jù)允許積水深可查得最長受水時間 t，再根據(jù) t 求出末端塔架的最小運(yùn)行速度。 表 35 土壤表面允許積水深值 maxmin2v Rt L??24minmin tETh a? 1000667min0min ??? A tQh p? 10001667 minmin0 ???? hAtQ p? 10006671000 124 667 minmin ??????? AtAET ppa ??24mintETa? 15 末端塔架運(yùn)行的最小速度 Vmin，可按下式計(jì)算： （ 310） 式中： Vmin 末端塔架運(yùn) 行的最小速度， m/h； r 末端噴頭射程， m； t 受水時間， h。 （ 2）轉(zhuǎn)一圈最長時間 tmax 以 Vmin 運(yùn)行一圈相應(yīng)所需時間 tmax，可按下式計(jì)算： (311) （ 3）最大凈灌水深 hmax 噴灌機(jī)轉(zhuǎn)一圈用 tmax時，相應(yīng)的灌 水深 hmax可按下式計(jì)算： (312) 當(dāng)運(yùn)行一圈凈灌水深達(dá)不到設(shè)計(jì)凈灌水定額時，可連續(xù)運(yùn)行多圈來實(shí)現(xiàn)。 （ 2）轉(zhuǎn)一圈設(shè)計(jì)時間 tj 噴灌機(jī)運(yùn)行一圈設(shè)計(jì)時間介于 tmin～ tmax 之間，可按下式計(jì)算： (315) 當(dāng)選擇時間繼電器百分率為 40%時，此時噴灌機(jī)末端塔架在 1min 內(nèi)運(yùn)行 24s，停止 36s。 工程設(shè)計(jì)時，也可不經(jīng)過計(jì)算，而按廠商提供的相關(guān)圖表來選定轉(zhuǎn)一圈設(shè)計(jì)灌水深和轉(zhuǎn) 一圈設(shè)計(jì)時間。 ② 工程設(shè)計(jì)時，也可參考已選定型號噴灌機(jī)使用說明書中噴灌機(jī)旋轉(zhuǎn)一周時間、灌水深 和繼電器百分率關(guān)系表，根據(jù)選定轉(zhuǎn)一圈設(shè)計(jì)灌水深查找對應(yīng)的運(yùn)行時間和繼電器百分率。 （ 1）噴灌強(qiáng)度校核 根 據(jù)噴灌機(jī)沿噴灌機(jī)方向灌水量相同要求，可以推出任意噴頭之間噴灑強(qiáng)度關(guān)系 。 從理論上說，中心支軸式噴灌機(jī)每個噴頭噴灌強(qiáng)度都應(yīng)逐步遞增，才能保證沿噴 灌機(jī)方 向整機(jī)噴灑的均勻性，而在實(shí)際生產(chǎn)中，因噴頭噴嘴規(guī)格有限，常常相鄰幾個出水口安裝相同型號的噴嘴，各段噴灑強(qiáng)度略有不同，但整機(jī)噴灑均勻度不應(yīng)低于 。 組合噴灌強(qiáng)度，可以根據(jù)噴灌機(jī)上噴頭性能和相鄰噴頭噴灑范圍搭接情況來確定。 常用噴灌機(jī)噴頭性能見表 36。 水泵選型 根據(jù)選用的噴灌機(jī)中心支軸處要求的壓力和流量參數(shù)、地下水動水位、管網(wǎng)水頭損失等 因素確定所需水泵的流量和揚(yáng)程，進(jìn)而選用配套水泵。 四、灌溉制度的擬定 灌溉制度是指作物播前及全生育期內(nèi)的灌水次數(shù)、灌水日期、灌水定額和灌溉定額。 19 （一）播前灌水定額 為了保證作物種子發(fā)芽和出 苗，必須在播種前保持土壤有一定的含水量，需要播前灌溉。 （二）生育期灌溉制度 生育期灌溉制度可按水量平衡原理來擬定。 利用公式（ 319）進(jìn)行水量平衡計(jì)算時， Wt、 W0 可用適宜土壤含水量允許的上、下限來 確定； P0 可用時段內(nèi)的降水量 P 與降水利用系數(shù) σ 的乘積來確定， σ 可參考表 35選用；Wk 是指地下水借土壤毛細(xì)管作用上升至計(jì)劃濕潤層內(nèi)的水量，當(dāng)?shù)叵滤裆畲笥? 時，該值可忽略不計(jì)；若時段內(nèi)計(jì)劃濕潤層未增加， WT也視 零。表 37 降水利用系數(shù)與日降水量關(guān)系表 當(dāng)計(jì)算所需資料不全、不夠準(zhǔn)確時，可根據(jù)本地或類似地區(qū)噴灌試點(diǎn)資料，或參考群眾 豐產(chǎn)灌