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经济型喷滴灌100问
去年11月，我的习作《经济型喷滴灌》由出版后，仍有“言犹未尽”之感；不久约我为“农业科普从书”写稿；去年初我国中原无雨，今年西南大旱，从电视上看到那么缺水的地方还在搞大水漫灌，感到实在可惜！许多同志问我那里能不能搞喷滴灌，我说完全可以，只要有水就能喷灌、滴灌。采用喷滴灌，同样的水量可扩大灌溉面积3～5倍，或灌同样的面积可节水三分之二以上。以上三个因素促我从新的角度、以新的语言、总结新的实践，续写本书。
首先要说明的是“喷微灌”和“喷滴灌”并非笔误。常见的节水灌溉方法是喷灌、微喷灌、滴灌3种，国内外专著中把微喷灌和滴灌合称为微灌，又把喷灌和微灌简称为喷微灌，所以称“喷微灌”是规范的。然而“喷微灌”与“微喷灌”对专家学者来说概念清楚，但对广大民众而言却似乎难以区别。
我则把喷灌和微喷灌合称为喷灌，因为水都是“喷”出来的，淡化微喷灌的概念。而把喷灌和滴灌简称为“喷滴灌”，突出滴灌概念，因为即使普通群众说起节水灌溉就会脱口而出以色列的国宝——滴灌，不应该丢掉这个“滴”字，所称“喷滴灌”是通俗的，在“规范”与“通俗之间”，我选择后者，这样便于宣传、易于理解，利于推广。
同时要说明的是本书与前书的区别：相比之下，前书更侧重于规划设计，而本书偏重于推广应用，两者互为补充，相得益彰，但力诫重复，可谓“姐妹篇”或称“哥俩好”。 本书致力回答“经济型喷滴灌造价是怎样降低的？”总结了8个化，即：
单元小型化——即1只水泵控制面积100～200亩，轮灌10亩左右，是“降价”的基础；
管径精准化——包括管道壁厚精准化，这是“降价”的关键；
干管河网化——包括干管沟渠化，这是利用南方的优势；
泵站移动化——既节约投资、又防止小偷；
管材PE化——聚乙烯特有“韧柔性”，是管材中新秀；
喷头塑料化——价格仅金属的四分之一，还避免失窃；
微喷水带化——投资省、使用灵活、便于农机作业；
滴灌薄壁化——滴灌管寿命主要决定于“堵塞”而非壁厚；
我强调的是：“经济型，不是低标准，而是不浪费！”
本书力求回答“为什么多雨的南方也要喷滴灌？”总结了喷滴灌具有的“5个性”以应对南方、北方都存在的5个问题：
“节水性”——应对水量不够；
“及时性”——应对降雨不均；
“可控性”——应对灌水太多，漫灌有害！
“适应性”——应对地面不平，灌水不到；
“节本性”——应对灌水施肥劳力太费。
我的结论是：喷滴灌是潜力最大的节水技术，是简单可靠的农民增收技术，是农业现代化不可缺少的基础设施！
本书还悉心回答：“喷滴灌效益究竟好不好？”
受中央电视台著名节目主持人崔永元主持的节目“我和共和国的故事”启发，以第一人称记录了30位农民和村干部的效益讲述，初建“容量”还不大的“效益库”。
“我的竹山每年喷灌50次，亩效益2000元以上”；
“这茶园如没有喷灌阿拉早就推过（亏损）啦”；
“去年秋季包心芥亩增收2000元，今年榨菜增收1000多元”；
“种葡萄一定要用滴灌”；
“一季菜少用1包化肥，节省成本每亩160元”；
“一亩地少用20个工日，节约劳力成本1000多元”；
“我的野鸭场每年节省劳力成本3万元“； “我的万头猪场每年效益50多万元”； “搞现代农业一定要用喷滴灌”； 正是这些充满真情实感的朴素语言，才坚定了我推广经济型喷滴灌的决心和信心。 本书还记录了原副省茅临生三次专程到余姚调研这项技术时的讲话，记录了宁波市、省水利厅领导有关讲话和文件，这对于从宏观层面上认识这项推广技术的重要意义会有所启迪。
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作为附录，本书最后摘录了30篇新闻报道，梗概式介绍余姚经济型喷滴灌推广的历程。 由于本人的理论修养不深，实践范围不广，经验积累不多，书中所述如有不妥之处，敬请各位读者朋友斧正。
作者 日 第一章
常规喷滴灌 第1节
1、怎样区分喷灌、微喷灌、滴灌？
喷灌，是把水用水泵加压，或利用山区地形高差产生的压力水，用管道送到田间，用喷头射到空中，再均匀洒落农田，是小范围的“人工降雨”，是给作物“洗淋浴”。相对来说，雨滴较大，适用于大田或山地粗壮的作物。因雨量可以控制，避免产生深层渗漏，故比沟灌节水40%～60%。由于对水质要求相对较低、及造价较低，所以应用面积最大，约占喷滴灌面积的80%～90%。
微喷灌，基本原理与喷灌相同，只是水压、流量、水滴都比喷灌微小，故称为微喷灌，相对而言，是给作物“下毛毛雨”。主要应用对象是菜地、花卉、草坪或大棚内作物。因为一个喷微头，喷洒面积仅几个平方米，可以实现局部灌溉，所以比喷灌更节水，比沟灌节水50%～70%。但是微喷头出水口直径仅1毫米左右，所以对水质的要求高。
滴灌，是一滴一滴地供水，形象地说是给作物“挂盐水”，或称“打点滴”。是最节水的灌水技术，比沟灌节省70%～80%。对作物而言，滴灌是最科学的灌溉方法，但对使用者来说，由于滴水速度慢，灌水时间长，以及容易堵塞而感到美中不足。
2、喷滴灌系统有哪几部分组成？
喷灌系统一般由水源、水泵机组、输水管道、喷头以及闸阀、排气阀、安全阀、泄水阀、压力表、水表、肥药注入器等附属设备组成。
微喷灌、滴灌系统还要加水质处理设备，如不经处理可使微喷头或滴头孔堵塞，造成系统瘫痪。
3、喷滴灌系统分为哪几种类型？
按获得压力的方式，可分为机压系统和自压系统；
按系统构成特点，可分为管道式和机组式；管道式又分为固定式，半固定式，移动式三种。 (1) 固定式，是所有管道都埋式在地下（或地面），设备利用率不高，亩投资较高。但使用方便，适合于经济价值高，劳力紧张，灌水次数多的作物。但因在田间有喷头竖管，对农业机械作业有影响，有的农户感到是它的缺点。 (2) 半固定式，是干管固定，支管移动，使造价降低。
(3) 移动式，为干管、支管、水泵均移动使用。
机组式喷灌系统，具有集成度高，配套完整，机动性好，设备利用高，生产效率高的优点，农业机械化程度高的国家往往采用这种系统。
一般作物每年使用2～10次，喷灌系统中的支管年工作时间才几十个小时，干管工作也才几百小时，设备利用率较低，所以半固定式和移动式是喷滴灌系统发展的方向。
发达国家是很讲经济效益的，如美国地广人稀，大部分用的是时针式喷灌机，转一圈几十个小时，喷几千亩地。欧洲国家人口密集，每平方公里400多人，同我国东部地区，农户经营规模仅数百亩，大多用的是移动喷灌机组，所有设备由一辆汽车可以载着“转场”。
我国应用最多的是轻小型喷灌机。
4、发达国家喷滴灌发展情况怎样？ 喷灌是当今世界最主要的节水灌溉技术之一，美国、俄罗斯的喷灌面积均占其总灌溉面积的50%左右。以色列80%以上为滴灌，喷灌10%，微喷灌5%。 奥地利、德国、立陶宛、捷克斯洛伐克、英国、斯洛伐克等国已基本上实现喷滴灌化，法国的喷滴灌面积均在90%以上。日本除了水田以外，在需要灌溉的地方都用上了喷灌。
5、我国喷滴灌发展情况怎样？ 到2005年喷灌面积达到3200万亩，喷灌形式以半固定式喷灌和轻小型机组为主，微喷灌和滴灌面积1300万亩，其中新疆膜下滴灌1000万亩。 6、常规喷滴灌工程的造价是多少？ 按常规设计，大田固定喷灌造价为1300元～1800元/亩，大田微喷灌和滴灌元/亩，大棚内元/亩，有的“自动化”设备高达3.2万元/亩。
7、为什么南方也要发展喷滴灌？
说起喷滴灌，人们首先想到的是以色列，在沙漠上镶出片片绿地，创造了举世公认的高效农业奇迹！人们还想到的是我国北方每年的干旱，然而对在多雨的南方地区发展喷滴灌不理解，南方每年要抗洪排涝，怎么也要搞喷滴灌呢？
如果我不搞水利，可能也会这么想。而今我从事了近30年节水灌溉工作，特别近10年对经济型喷滴灌的研究和推广，已有了这样的认识：
(1) 降水不均，需要喷滴灌“及时灌水”
台湾平均雨量2515毫米，但降水在时间分布上很不均匀，农田都装上了喷灌。 浙江年均降水量1601毫米。余姚市在年的14年中，年均降水1400毫米，但最少的2003年仅921毫米，最多的毫米，相差近2倍，这是年际降雨不均。
近14年平均，一年中连续7天不下雨有14次，连续14天、21天不下雨的分别为5.6次和2.5次，年内最长不下雨天数为60天，平均32天。而绝大部分旱地作物最好1～2周下一次雨，如不下雨就得人工灌水，而喷滴灌正是最先进的灌溉手段。
欧洲降雨量大致在600～1000毫米之间，而且降雨分布比较均匀。几年前去德国，朋友提醒说“你不能忘记带雨伞来”，一次去德国南部海德堡大学城，一个下午竟下了5次雨，我感觉老天爷就像一把大水壶，不时洒水。
当然也有10几天不下雨的，可见“降雨均匀”是相对的，不可能完全满足农业需要的，所以欧洲主要国家早在20年前就实现了农业喷（滴）灌化。
(2) 地面不平，需要喷滴灌“人工降水” 山区，绝大部分是坡地，无法进行常规灌溉，即使水库内“水天一色、湖水盈盈”，溪沟内“流水潺潺”，但附近的竹笋、杨梅、红枫、樱花依然因缺水而减产，乃至枯萎，所以喷滴灌上山，真可谓“干渴的禾苗逢甘露”。
浙江有缓坡山地3000多万亩，比耕地面积还多，开发山区是农业新的增长点，我省提出了“山上浙江”、“科技兴林”、“设施林业”的发展战略，喷滴灌能够在山上浙江建设中大显身手。
平原灌区，远望一马平川，近看高低相间，“远平近不平”，高低相差0.3～0.5米司空见惯。沟灌时低地受淹，高地灌不到，两者都影响作物生长，而喷滴灌的优点恰恰是不受地面形高差影响，“一视同仁”，均匀供水。
(3) 水量不够，需要喷滴灌“节约灌水”
南方虽然总体上水量较多，但随着经济社会的快速发展，工业、城乡生活供水量的增加，水体污染的加剧，缺水矛盾的日益突出成为全社会共同的“瓶颈”。
农业用水量已从上世纪八十年代初的80%左右下降到60%上下，经济发达地区则已下降到40%～50%，然后农业仍是全社会第一用水大户，且存在很大节水潜力，与工业、城乡生活节水相比，农业节水技术最成熟，成本最轻，推广较容易。
与地面灌溉相比，喷灌、微喷灌、滴灌分别节水50%、60%、70%左右，所以笔者的观点是：缺水从节水抓起，节水从农业抓起，农业节水从喷滴灌抓起！ (4) 灌水太多，需喷滴灌“节制灌水”
平原灌区，只要河网有水，农民习惯于地面灌溉，沟灌或者大水漫灌，结果不但浪费水量每亩30m3～60m3，甚至更多，而且由于田间湿度太高，轻则作物疾病暴发，重则烂根致死。
任何作物（包括水稻）都是“既要水又怕水，灌水太多反有害”。
而喷滴灌可以控制灌水，实现“节制灌水”，根据作物的需要适时、适量供水，协调土壤水、把、气、热关系，促进作物优质高产，所以喷滴灌并不是单纯的节水灌溉、为了节水，而是科学的节制灌水、为了增效。
多年前一位镇长问我，我们地区水这么多，为什么还要节水灌溉？我说现在粮食多了，农产品充裕了，为什么有那么多小姐、先生在“节食”？节食并不是为了节约粮食、食品，而是为了健康长寿。那位镇长说我明白了，过去人生病大都由“营养不良”引起，现在的“三高”（高血压、高血脂、高血糖）大多由吃得太多，“营养过剩”引起，节制饮食成为健康的关键。
同样，现在的农田也存在“三多”：化肥太多，农药太多，灌水太多，这些都可以用喷滴灌去根治。
(5)劳力成本太高，需要喷滴灌“节本灌水”
在农业的各项成本中，种籽，肥料，农药，劳力4项，前3项弹性小，都是“刚性成本”，节约空间有限，唯有节省劳力成本潜力最大，喷滴灌并结合施肥、施药，可以节约灌水、施肥、喷药、土壤破板结（漫灌引起）的劳力成本，每亩200～500元，这是大户青睐喷滴灌的最主要原因。
农业大户对新科技敏感，很容易接受，因为他们经营面积大，如不采用新技术，风险集中，采用了新技术，效益也集中，都是几万甚至几十万元。
所以我的体会是：大户是先进生产力的代表！
综上所述，我的结论是：不论是北方干旱地区，还是南方丰水地区，凡是有作物的地方都需要喷滴灌，凡是有水源的地方都可以发展喷滴灌！
(6) 畜禽养殖场，需要微喷灌降温、防疫 微喷降温效果好，且设备投资和运行电费仅均为“空调”“湿帘”降温的1/10～1/20。上海世博会的走廊下都采用“喷雾”降温，这是最好的佐证！微喷灌用于喷药，药液在空中悬浮时间长，使空间内达到立体消毒，杀菌效果好。 微喷灌，这种现代化的灌溉设施，从种植业拓展到养殖业，这是应用上的创新，使喷灌成为完整意义上的“农业现代化的基础设施”。
8、喷滴灌有哪些用处？
除了准精灌水以外，喷滴灌还有施肥、喷药、降温、除霜等功能。
(1) 施肥，把肥液注入微喷灌或滴灌系统中，实现水肥同灌，又叫灌溉施肥，对作物无机械损伤，特别是施肥，解决了人工施肥的难题。
喷灌可用施肥吗?回答是现在还没有这样的实践，我与大户多次讨论过，主要是顾虑管径大，每次喷洒肥液后会浪费“一管”肥水，目前喷灌施肥是这样实现的：先把化肥撒在地面，用喷灌，肥料融化，“肥随水走”渗入土壤。
(2) 喷药，微喷灌可用于喷农药，灌水用药，一举二得。喷灌由于水滴太大，用于喷药效果不理想，还浪费药液，所以目前喷灌还不用于喷药。
(3) 降温，可用于果园降温，防止高温“迫熟”，以改变人工小气候，调控果实成熟日期。用于畜禽场降温，防止动物高温死亡。 (4) 除霜，每年3月到4月初，南方作物嫩芽刚刚绽露，如突然来一场霜冻（称为“”）使茶叶、果桑、都遭受每亩几千元的损失，用喷灌除霜防冻，可以为农户减灾。 同时喷滴灌还具有增湿、冲洗沙尘等功能。
9、喷滴灌有哪些效益？
喷滴灌具有增产、优质、省力、节水、节肥、节药、节地等综合效益，而且随着实践丰富，效益还将更加综合。
(1) 增产，喷滴灌可使大部分作物增产10%～30%，可使蔬菜成倍增产。
(2) 优质，喷滴灌及时、适量灌水，避免土壤“大干大湿”，减少果实裂果，并减少果锈发生，减轻疾病发生程度，并少施农药，这些都能提高农产品质量。
(3) 省力，喷滴灌可节省灌水，用药，施肥劳动力的70%～90%，可节约劳动力成本每亩200元以上，这农业企业家最看重的直观效益。
(4) 节肥、节药，微灌结合施肥、用药，使肥药利用率提高，浪费减少，可减少肥药用量30%～50%，不但降低生产成本，还减少对农产品的污染，有利于生产真正的绿色产品，还减少对土壤和水体的污染，有利于水环境的改善。
(5) 节地，喷灌主要管道都埋在地下，不占耕地，可以少建或不建渠道，能节耕地2%～7%。
10、畜禽场喷灌有哪些用处？
畜禽养殖场用微喷灌设备最初目的是喷水降温，结果不但降低了热天死亡率，而且意外提高繁殖率，还用于喷洒药水，消毒防疫，一石多鸟、喜出望外！
(1) 降温，夏季三个月，在舍内开微喷灌10分钟左右，即可使气温降低5～10℃，降到35℃以内，动物安全度夏。说到35℃，人超过35℃不舒，胃口不开，猪、鸡、鸭、兔都是35℃，有个花卉大户说，植物也是35℃，可见在“生物”这个层面，人和动物、植物都具有通性，这35℃是生物正常生长的临界点。
(2) 提高繁殖率，本来高温季节母兔不怀孕，降温后，母兔在7～8月间也能怀一胎小兔，春节上市，人无我有，效益可观。同样原理母鸡也提高了生蛋率。
(3) 消毒防疫，用微喷灌喷洒药水，药液雾化程度高，消毒效果好，而且用药减少，还减轻劳动强度。
11、喷滴灌为什么称为“节水高效灌溉技术”？
这可以从节水和增效两方面解释
(1) 水的利用效率高，从节水的角度讲，在各种农业节水技术中，喷滴灌节水比例最大，水的利用率最高。
(2) 水的利用效益高，即单位面积的灌溉水量小，而产出效益高，每方水产生的经济价值高。
12、节水灌溉为什么说是“节制灌水”
节水灌溉的意义远远不止于节水。如果仅仅是为了节水，那么丰水的南方地区就没有必要。如果提“节水灌溉”，打动不了农村干部和农民的心。“节制灌水”能够增产增效，才能激发广大农民的积极性，而且丰水的地方更要节制灌水。
要强调的是，尽管主观了是为增加经济效益，但客观上还是节水，两者并没有矛盾。
13、为什么说喷滴灌是农业现代化的基础设施？
喷滴灌是先进的灌溉技术，同时可以结合施肥用药，不仅在种植业，而且在养殖业，节约生产成本的同时，都能增效，所以是简单而可靠的农业节本增收技术。
还需要强调的是：推广其它农业新技术，存在一定的风险性，如假种籽，假农药，假化肥，假生物技术等，唯独推广喷滴灌，无非是在田间安装“自来水”，作物需要的时候，下一场“及时雨”，就如同人渴了喝杯水，假不了！ 现代化的家庭都有自来水，现代化的农田也必须装上“田间自来水”，所以喷滴灌是农业现代化农业不可缺少的设备。
经济型喷滴灌设计 第1节
创新设计的理论基础
14、什么是经济型喷滴灌？ 经济型喷滴灌是根据创造学理念，原理，采用优化设计方法，在每个环节，节约成本，使工程造价降低50%以上的一种设计方法。 市从2000年开始研究经济型喷滴灌技术，并应用于竹笋、、、、、蜜梨等，还创新应用于猪、鸭、鸡、兔、鹅、羊等畜禽场降温和防疫。茅临生副省长2008年作出批示，并两次专程到余姚考察，对此作出高度评介： “走出了一条把先进的喷滴灌技术与浙江实际相结合的成功道路，这与当年把马克思主义与中国实际结合相类似”。 “经济型喷滴灌是转变我省农业增长方式的重要切入点”。
15、创造学主要有哪些观点？
我从1998年开始学习发明创新的理论和方法，其中有几点自觉融入工作思维：
(1) 先进的往往是简单的，工程师的责任就是把技术简化以后还给人们，应用于社会。科学原理可以复杂，但技术方法一定要简单。
(2) 发明创新的价值不在于是否复杂，而在于是否应用，及其应用的广度，并改变人们的生产方式和，“铅笔和飞机同样伟大”，看起来这么简单的拉链却是“二十世纪100项重要发明”之一。 (3) 把一个领域的技术应用到另一个领域也属于创新。
16、技术经济学主要有哪些概念？
(1) ，就是学技术的人会算经济帐，边设计边进行成本分析，成本高了就改变设计思路，不是等设计以后让别人去“造价”。
(2) ，是在保证设计工程或设计产品功能的前提下，使材料成本和劳力成本最省。
(3) 的目标，在技术先进条件下的经济合理，在经济合理基础上的技术先进，使技术的先进性和经济的合理性有机结合。
17、优化设计的内涵是什么？ 优化设计摈弃传统的“安全设计”的思想。用于解决两类问题：一类是从大量方案中选出可行的最优者；另一类是为已确定的设计方案选定可行的最优参数。优化设计树立全新理念：“够安全”就好，“过度安全”是浪费！ 18、为什么要推广经济型喷滴灌？
浙江早在年间推广过喷滴灌，但在以后基本停滞了，为什么这项先进技术的推广却步履艰难？
(1) 市的典型案例
市从本世纪初以来研究“低成本、低能耗”的喷滴灌技术，创新设计系统，使造价降到600～700元/亩，形成了经济型喷滴灌设计理论和方法，到2009年底已在本市推广应用6.8万亩，是此前25年总和的50倍，占宜建面积的22%。还创新把经济型微喷灌应用于猪、鸡、鸭、兔、鹅、羊等养殖场，造价7～10元/m2，总面积达23万m2，占全市规模化畜禽场的80%。
喷滴灌是现代农业的基础设施，应由政府补助为主，但如果每亩要数千元造价，政府补不起，只能搞少量的“形象工程”，无法大面积推广。
经济型喷滴灌政府补助比例达到75%，但由于造价低，补助的绝对值仅400～500元/亩，政府补得起，近后几年将以每年2万亩的速度发展，所以只有“经济型”才能大面积推广。
(2) 飞机票“经济舱”热销的启示
波音737飞机上有118个经济舱座位，经常是满员的，而仅有的4个“公务舱”位却往往是空的。飞机的目的，一是快，二是安全，经济舱与公务舱这两基本功能完全相同，航空专家从世界航空史研究得出结论：飞机前舱、中舱和后舱，安全性完全相同，即人类空难史没有证明坐在前面比坐在后面更安全，因此95%以上的人选择坐“经济舱”。
(3) 引进温室大棚的教训 上世纪八十年代，我国从荷兰、以色列引进了自动化的玻璃温室，这是“高科技”的结晶，每亩造价几十万元，但由于相配套的农艺跟不上，高投入却没能高产出，如把“折旧费”计入成本，还没有一处经济上赢利，只留下了又一个“冒目引进”的反面教材。
(4) “山东保温大棚”的宝贵经验
与之相反，由山东寿光县三元朱村党支部书记总结农民经验、创新设计的蔬菜保温大棚，尽管有点“土气”，但它同样达到了保温的目的，而造价非常经济，因而受到农民的欢迎，已经在北半个中国推广，这是又一个“只有经济型、才有生命力”的典型。
19、经济型喷滴灌造价是多少？
固定式经济型喷滴灌，过去10年中是500～600元/亩，目前材料费和人工费都有所提高，则为600～800元/亩。
半固定式水带微喷灌，过去为400～500元/亩，今后提倡水带配双倍（水带使用寿命3年左右），则亩投资为600元/亩左右。
移动式水带微喷灌，水泵加单带300元/亩，配双带450元/亩左右。
20、经济型喷滴灌造价是如何降低的？
经济型喷滴灌是在系统的每一部分精打细算，主要有以下“八化”： 灌溉单元小型化；管道直径精准化；管道材料PE化；干管河网化；泵站移动化；喷头塑料化；微喷水带化；滴灌薄壁化。
21、经济型喷滴灌推广情况怎样？
余姚市已建经济型喷滴灌6.8万亩，并计划到2011年底发展到11.5万亩。浙江省计划今后3～4年内推广喷滴灌100万亩。 就全国而言，水带微喷灌和薄壁滴灌发展很快，据不完全统计，水带微喷灌已在内蒙（胡罗卜）、黑龙江（黑木耳）、山东（蔬菜），广东（香蕉），云南（花卉）等地应用25万亩。浙江主要用于、、蔬菜，面积约10万亩。 薄壁滴灌带已在新疆应用1000万亩以上，假如采用常规设计3000元/亩模式，到下个世纪也难以达到这个规模。 第2节
灌溉单元小型化
22、什么叫灌溉单元
灌溉单元就是一座泵站或一套水泵机组能承担的灌溉面积；对北方井灌区来说是一口水井可以灌溉的范围。
23、为什么要轮灌？
在一个灌溉单元内，如果所有面积同时灌水，就需要很大的水泵和相应大口径的管道，大功率的动力设备，然而利用率很低，造成很大浪费，这是不科学的。
把一个灌溉单元分成多个小区（经济型喷滴灌分为10～20个）轮流灌溉，这样设备的投资仅为一次灌水的10 ~ 20分之一，提高，所以轮灌是科学的，并且以一个灌溉周期内能轮灌一遍为合理。经济型喷滴灌基本上以10亩为轮流面积，只有当灌溉单元在50亩左右时，才以5亩为轮灌面积。
24、为什么提倡灌溉单元小型化
灌溉单元（亩）= 轮灌次数（次）× 轮灌面积（亩/次）。 由于受灌水延续时间的制约，轮灌次数以10～15次为宜，尽量不超过20次。灌水延续时间是指灌溉单元上灌一遍水需要的时间，一般为2～4天。为降低干管成本，轮灌面积以5～10亩为经济，由此得到出灌溉单元面积在50～150亩之间，尽量不大于200亩。相对于500亩、1000亩的灌区属于“小型化”，这样的灌溉单元规模符合大部分灌区的实际状况，南方河网灌区，取水方便，200亩以下配置一套水泵机组具备水源条件，北方井灌区本来一口井水的浇灌面积就是100亩左右，也是适宜的。只有在山区由于受水源条件的限制，会出现灌溉单元大于200亩、甚至大于500亩的情况，此时首先增加轮灌次数，延长灌水时间，其次才考虑加大轮灌面积。灌溉单元、轮灌面积分别为500亩、50亩和150亩、10亩两种设计造价对比参见表2-1、表2-2。
说明：1、灌溉单元面积150亩，轮灌面积10亩；
2、在分干管中部设进水栓，水进去就分向两边，故管径D75即可。
3、本设计为沟渠代替干管，如田头没有沟渠，则需增加DN90干管750～1000米， 相应增加造价130～200元/亩，即造价为600～800元/亩。 从上表可以看出，管道及其附件、安装费三者合计节本贡献达77%，所以说降低管道成本是降低整个工程造价的关键所在，是节本潜力中的“”，当然经济型喷滴灌设计中“西瓜要摘，芝麻也要捡”，是在每个环节降低成本。
26、怎样降低干管成本？
从表 2-1 可见，干管成本占管道成本的52%，可见干管对造价的影响最大，而干管的直径处决于轮灌面积，参见表2 - 4。 表2-4
轮灌面积与干管成本的关系注：干管材料为PE100级，工作压力0.6MPa，长度以7.5米/亩计。
从上表看出，轮灌面积每扩大10亩，干管成本就增加130～150元/亩，即干管成本是由轮灌面积决定的，干管可节约的空间最大，因此我提出了“轮灌面积决定论”。
27、什么叫“干管河网化”？
南方河道多，而且农田标准化后一般田头都有或灌水渠，在田间布置固定管道时，往往有沿着河道、沟渠埋设干管道，这实在是很大的浪费。 经济型设计是以河道、沟渠代替干管道，而在河边或沟渠边设立进水栓，供移动水泵机组连接，把水送向分干管和支管，这样每亩可以节省5～10米干管，相应可节约150～300元。参见图 2-1、图 2-2。
常规设计示意
河道代替干管示意 1、固定泵站，2、干管，3、，4、分干管， 5、支管， 6、喷头， 7、河道或沟渠，8、道路，9、移动水泵机组，10、进水栓，11、进水管。
28、管道材料用哪种好？
(1) PE（聚乙烯）管最为理想
外表特征：黑色，外壁镶有带。
突出优点：具有“韧性”和“柔性”，不易破损，适宜于复杂地形铺设，并可节省弯头、接头等管道附件，价格低廉，是近十几年中被人们所推崇的“新宠”。 (2) PVC（聚氯乙烯）管美中不足 外表特征：供水管为灰色，排水管为白色。
主要特点：价格最低，但因有“硬性”和“脆性”的缺点，使用中容易破裂，接头较多，安装成本相对于较高，已逐渐淡出喷滴灌和城乡供水等“上水”系统，仅在雨水排水系统中“一统天下”。
(3) PP—R（聚丙烯）管不宜选用
外观特征：白色，管外镶有红色线条，管壁很厚。
主要特点：具有“耐热性”，使用温度可达120℃，可作于热水管道，是家庭自来水管道的首选。但因有“冷脆性”，却价格高，不宜用于喷滴灌系统中。 (4) 钢管尽量不用 一是价格高，为塑料管的2倍以上，二是容易锈蚀，影响水质却寿命短，故尽量不用，只有在无法埋入地下的局部地段用钢管。
当然安装喷头的竖管因为需要较好的刚性应该用钢管，但如果存在金属容易被盗这个社会问题，竖管也不得不用塑料管。
29、常规设计怎样计算干管直径？ 管道材料选定后，管道直径是影响成本的主要因素。常规设计中，选择管径公式为： D
（Q ≤120m3/h）　　　
　 (2—1) D
120m3/h）　　　　
(2—2) 式中：D为管道流量。这对公式有两点不足，一是没有考虑管道长度的因素，二是没考虑不同管径对流速的制约。例管径15～160mm之间有13种管径，但只有一种流速，即2.1m/s（从式 2-1中得出），管径大于160mm还有近10种管径，也只有一种流速，即2.6m/s（从式 2—2得出），显然不合理。 水流过管道时产生的机械损失称为水头损失，选择管径的本质是控制合理的水头损失。我从力学上“许用应力”概念引伸出“允许水头损失”新概念，用允许水头损失反推管径，可达到“精准”的程度，做到不浪费，实现经济管径、经济流速、经济造价。 30、允许水头损失如何求得？
常规设计中喷滴灌系统总水头的计算公式（经简化）为：
式中：H——系统总水头，即水泵总扬程（米、m）
hp——喷头工作压力 (米、m)
Z——从水源水面到喷（滴）头的高差（米、m）
∑hf——管道水头损失总和（米、m）
这个公式的设计思路是水泵选择在最后，处于被动地位，这样容易造成管径选择不合理或者水泵扬程浪费。我采用逆向思维：先确定水泵总扬程，因为我国已有了喷灌专用水泵，平原地区为55米，山区则为55米加上山地的高度。
式2-3变形即得出干管允许水头损失hg允：
（2-4） wxdavid注：上式应为：hg允 = H—hp—Z—hz
式中：hg允——干管允许水头损失；包括沿程损失和局部损失；
——为支管预留的水头损失，也包括沿程、局部两方面。
例如：当水泵总扬程H = 55米，喷头工作压力hp = 30米，喷头与水面高差Z=5米，预留支管水头损失hz = 5米时，干管允许水头损失hg允= 15米。
31、怎样根据允许水头损失计算管径？
常规设计中管道沿程水头损失公式为：
现在我们需要求的是管径d，则把公式(2-5)变形为：
式中：d——管径(mm)
b——塑管径指数4.77
f——塑管摩阻系数0.948×105
Q——管中流量 (m3/h)
m——塑管流量指数1.77
则式（2-6）变为：
式中包括管长L、流量Q、允许水头损失hg允三个要素，由此算出的管径非常精确，避免了管道材料和水泵设备的浪费。 对此，在初学设计时应学会计算，但大量设计时可以从表中查取，参见表2 - 5。
2、m3/h，即每小时流量，100i为百米管长水力损失。
从表中可见，当干管长度在500米以内，百米管长水力损失应在5米左右，相应流速为2.0～1.5米/秒是经济的。当干管长度在500～800米时，百米管损在3米左右，流速在1.5～1.0米/秒是合理的；只有当干管长度在800～1500米时，百米管损应在1.5米左右，流速在1.0米上下是节省成本的。
在山区对高水头的自压灌溉，则要采取缩小管径，加快流速，有意增大管道水力损失，以抵消过高的水头。 32、支管直径如何计算？ 根据喷灌设计规范，同支管上两个喷头间的压力差不能大于设计压力的20%，设计喷头工作压力20～30米，即为4～6米，取中值为5米。这就是支管的“允许水头损失”。设计支管应采用“变径设计”，因支管流量是逐渐减小的，同口径到底就不合理。人是大自然的“精灵”，经长期的进化，人体这架最精密的“机器”，5只手指中有4只是3节，一只2节，都逐节变细，这是经典的“变径设计”！但变径太多，安装又太复杂，一般不多于3种。以典型支管为例，参见图2-3、表2-6。
205元/亩。
33、管道附件怎样解决？ 附件与管道同时应用，但不在同一家厂生产，正如手表和表带同时使用，但各有厂家。管道附件有专业的生产厂家，其中有镶金属螺纹的，经济型喷滴灌均用全塑料的，价格低，却符合使用要求。PE管附件价格见表2-7，初搞设计时需要逐个附件计算，从中得出附件占管材价格的比例，以后搞预算时就不必每个附件计算。我得出的比例是12%，考虑到管件会有遗失损耗，搞预算时按管材价格的15%估算。 34、管壁厚对成本影响有多大？ 与金属材料产品一样，塑料管道也是按重量计价的，而管道重量与压力等级成正比，在设计中如压力超过实际需要就造成浪费。一张塑料布埋在地下10年不烂，塑料饭盒的降解问题还是个令人头疼的问题。PE管道的预期工作寿命是50年，没有必要通过加厚“增加安全性”，超过实际需要的“安全”是不科学的。表2-8说明了管壁厚与价格的关系，从表中可见1.25MPa与0.6MPa相比壁厚增加1.93倍，价格提高1.86倍。 表2-7
承插式（PE）管件价格表注：材料为80级，价格均以20元/kg计。
下面把1亩喷灌采用两种压力等级管道对工程造价的影响作对比计算，参见表2—9，结果造价竟相差417元。平原灌区喷灌系统的扬程是55米，采用0.6MPa（60米）的管子足够了，如采用更高耐压的管子就是浪费。特别要强调的是喷滴灌系统中干管的年工作时间一般为150～300小时，支管更短，仅15～30小时，把超过实际需要的管道材料埋在地下是很大的浪费，不符合科学发展观，当然也就不符合“低碳”的新理念。
移动机组代替泵站
35、为什么要“泵站移动化”
首先，建造简易的泵房(10～20m2)需要1～2万元资金，分摊到每亩是100～200元，同时还占用耕地20～40m2。且水泵设备年运行时间短，长期闲置不用，往往成为小偷作案的目标。
我国已有喷灌专用泵移动机组，6马力的用手抬，12马力的装在胶轮车上用手拉。在需要安装水泵的地方，装上进水栓，灌水时接上移动机组，用完后放到仓库或者家里，既方便，又安全。
有人担心，“那劳力成本提高了”，实际上大田喷灌一般每年只用2～4次，用于蔬菜也不过10次以内，实践证明，农民是接受的、欢迎的。如把所有设备都搞成固定的，甚至是自动化的，表面上看节省劳力了，但那种亩造价几千元投资的工程政府补不起，农民筹不起，根本推广不了，搞不起喷灌，那劳力成本才真正地高。
“机组移动”，设备利用率高，这才是“经济”。即使在发达国家，田间固定的设备也不多，是以移动为主的。
36、喷滴灌水泵怎样选择？
水泵选择主要是扬程和流量两个参数。
扬程——又叫总扬程，是水泵能够提水的高度，包括净扬程（进水池水位与喷头间的高差）和管路水头损失两部分，符号H，单位米(m)。
流量——水泵在1秒钟内或1个小时内能提上的水量，代号Q，单位为升/秒（L/s）或米3/时 (m3/h)。
根据扬程由低到高可选择不同泵型。
(1) 扬程较低，用普通离心泵
水带微喷扬程最低，带子工作压力一般在10米以下，最高的20米，加上管路损失，水泵扬程仅为15米～25米。普通的微喷灌或滴灌工作压力在20米左右，水泵扬程选25～40米。选用ISW型普通离心泵，水泵口径为50或65，即流量为18m3/h或36m3/h左右。
小家庭经营规模(3 ~ 10亩)，采用“一泵一带”模式的，可选用口径25 ~ 40mm水泵，扬程15米左右，流量4～10m3/h，功率1.1～2.2kw，尽量用电机水泵，只有在没有电力线路时才用汽油机水泵。
(2) 扬程适中，用喷灌专用泵
大田喷灌，灌溉单元在50亩左右的，水泵扬程选45米；灌溉单元在150亩左右的，水泵扬程选55米，都有成熟的喷灌泵机组。50BP-45型：口径50，扬程45米，流量20m3/h，动力6马力或4.5kw。65BP-55型：口径65，扬程55米，流量36 ~40m3/h，动力12马力或11kw。
(3) 扬程较高，选多级水泵
山区喷灌，扬程计算可也简单，即平原扬程 + 山地相对高度，如山高50米左右，水泵扬程就得100米左右。普通离心泵用于高扬程时效率很低，不宜采用，当扬程大于55米时，就可选用多级泵，它由多级叶轮串联，扬程可以达到200米以上，而效率还是单级叶轮的效率，不会降低。
当然，当扬程90米时，一度电只能提2m3水，扬程达到180米时，一度电只能提1 m3水，搞喷滴灌是否合算需作经济分析，我的实践目前最高扬程104米。
37、喷灌专用泵有那些优点？
喷灌泵是我国在上世纪70年代研制的专用水泵，经多次改进，已生产出第四代产品，性能参数见表2 – 10，外形见图2-4。
喷灌泵的优点是：扬程正好符合平原喷灌需要，且体积小，效率高，并具有自吸功能，启动时不必加“引水”。特别推荐其中的65SZB—55型泵(带*号)，采用手动自吸，体积很小，效率最高(68.5%)，流量特别大（40m3/h）。喷灌泵的局限性是：目前最高扬程是75米，在山区应用当山地高度大于30米时扬程不够。 表2-10
常用喷灌泵性能参数
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38、普通离心泵有哪些优缺点？
IS型泵是最常见的高扬程水泵，ISW型是它的“最新版”，一般县城都能买到。
优点：结构简单，体积小，扬程高。
缺点：随着扬程提高，水泵效率下降很快。
适用：提倡在扬程较低（& 45米）的微喷灌和滴灌系统中选用。常用的代表性产品ISW65型泵性能参数见表2-11，外形见图2-5。
ISW型泵性能参数表图2-5
39、多级泵有什么特点？
当山区扬程超过55米时，用喷灌泵扬程不够，用普通离心泵效率太低，此时就应选用多级离心泵，是在同一根泵轴上装有几级(只)甚至十几级叶轮。
优点：扬程高，且随着级数增加，扬程提高，效率始终不会降低。
缺点：结构复杂，价格较高，卧式泵体积很大，新颖的立式多级泵占地面积减少2/3，消除了这一缺点。表2-12是口径65的立式（FL型）泵性能参数表，外形见图 2-6。
FL型多级泵性能参数
FL型多级泵 第5节
塑料喷头代替金属喷头
40、喷头怎么选择？
选择喷头主要考虑压力、流量、射程三个参数。
(1) 工作压力　(P) 喷头工作压力是指从喷头进口下20cm处的竖管上测取的静水压力，通常用符号P表示，单位为kPa或m。按工作压力大小可分为低压喷头，中压喷头，高压喷头，适用范围见表2-13。 表2-13
喷头按压力划分
经济型喷灌都用中、低压喷头，只有在山区自压水头大于50米的地方才用高压喷头。
(2) 喷头流量　(Q)
喷头流量即喷水量，指1个小时内或1秒钟内喷出水的体积，单位为m3/h或L/s。喷头流量与其工作压力成正比。经济型喷灌流量一般在1.5～5.0m3/h之间。
(3) 喷头射程　(R) 喷头射程是指在无风情况下，喷洒湿润圆的半径，单位为m。在流量相同的条件下，射程越大，喷头的布置间距可以适当加大，从而降低成本。大田经济型喷滴的射程为15米和22米，布置间距最大分别为18米和26.4米。
41、常用的塑料喷头有哪几种？
常用塑料喷头主要有PYS15型、PYS20型。
(1) 5035 型塑料喷头
俗称6分塑料喷头，属于PYS15型系列，型号意义为：PY—摇臂喷头，S—塑料，15—进水口径15mm。5035是生产厂家产品代号，这种喷头设计从以色列引进,性能比较完美，特别是喷洒均匀性好，价格又很低，是我选用的“主导产品”，性能参数见表2-14，外形见图2-7。
5035 型塑料喷头主要参数
5035型塑料喷头
PYS20型塑料喷头
型塑料喷头 型号意义同上，俗称1寸塑料喷头，流量、射程都比PYS15型大，雨点也大，适用于大田高杆作物。主要性能参数见表2-15，外形见图2-8。
PYS20 型塑料喷头主要参数
注：参考价格为20元/个。以上参数由金华雨润喷灌设备公司提供，咨询电话。
42、常用的金属喷头有哪几种？ 常用的金属喷头主要为20PY2 型和30PY2 型。 (1) 20PY2型金属喷头
因接头尺寸为1英寸，俗称1寸喷头，是大田喷灌中的常用喷头。型号意义为：20—进口尺寸(mm)，PY—摇臂喷头，2—2型设计。部分性能参数见表2-16，外形见图2-9。
20PY2 型金属喷头图2-9
20PY2型金属喷头
型金属喷头 接头尺寸为1.5英寸(40mm)，俗称寸半喷头。进水口径30mm，工作压力高，流量大(6.0～13m3/h)，射程远(24～30m)，适用于山区高水头自压喷灌，因雨点打击力大，只能用于不怕打击的毛竹之类等作物。部分性能参数见表2-17。 表2-17
型金属喷头部分性能参数
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