河北华微微灌技术（二）

第二节 首部枢纽 

首部枢纽一般由取水阀、止回阀、进排气阀、计量装置、施肥器、过滤器等部分组成。 下面是一种简单的首部枢纽图。 

1 闸阀     4 弯头           7 压差式施肥罐   10 内丝接头    13 异径三通    16 外丝接头 

2 法兰盘   5 离心过滤器     8 施肥阀         11 筛网过滤器  14 球阀        17 进排气阀 

3 止回阀   6 螺翼水表       9  活接头        12 正三通      15 压力表      18 干管 

 （一）取水阀 

    一般起打开取水和闭和断水作用，常用的取水阀类型有闸阀、蝶阀、球阀等，材质有铸铁、钢质、塑料等。这些阀门参数都有标准可循，下面是微灌工程中一些常用的取水阀。

    1．闸阀 

    这种阀门具有开启和关闭力小，对水流的阻力小，并且水流可以两个方向流动等优点，

但结构比较复杂。50mm 以上的阀门多用法兰连接，50mm 以下的阀门用螺纹连接。闸阀外形如下，

    2．蝶阀

3．球阀

球阀在微灌系统中应用广泛，主要用在支管进口处。球阀构造简单，体积小，对水流的阻力也小，缺点是如果开启动作太快会在管道中产生水锤。因此在微灌系统的主干管上不宜采用球阀，但可在干、支管末端装上球阀作冲洗之用，其冲洗排污效果好。

（二）止回阀 

也叫逆止阀或单向阀，水流只能沿一个方向流动。当切断水流时，用于防止含有肥料的水倒流进水源，还可防止水流倒流引起水泵叶轮倒转，进而保护水泵。

（三）进排气阀

也叫空气阀，一般安装在微灌系统的最高处，用于放出管网中积累的空气，防止管道发生震动破坏，或在系统需要泄水时，起到进气作用。

 （四）量测装置 

    如水表、压力表等。

    1．水表 

微灌工程中常用水表来计量管道输水流量大小和计算灌溉用水量的多少。水表一般安装在首部枢纽中过滤器之后的干管上。设计时，根据微灌系统的设计流量大小、选择大于或接近额定流量的水表为宜，绝不能单纯以输水管径大小来选定水表口径，否则，容易造成水表的水头损失过大。

微灌工程中常用的水表有旋翼式水表和螺翼式水表两种。这两种水表的外形、工作水温、允许最大工作压力基本相同，不同之处主要在于：在同样口径和工作压力条件下，螺翼式水表通过的流量比旋翼式水表大1/3 左右，且水头损失和水表体积都比旋翼式小。

    2．压力表 

微灌系统中经常使用弹簧管压力表测量管路中的水压力。压力表内有一根椭圆形截面的弹簧管，管的一端固定在插座上并与外部接头相通，另一端封闭并与连杆和扇形齿轮连接，可以自由移动。当被测液体进入弹簧内时，在压力作用下弹簧管的自由端产生位移，这位移使指针偏移，指针在刻度盘上的指示读数就是被测液体的压力值。测正压力的表称为压力表，测负压力的表称为真空表。压力表外形如下，

 （五）施肥器 

    微灌系统中常用的施肥装置有压差式施肥罐、文丘里施肥器、比例自动施肥泵等。

    1．压差式施肥罐 

压差式施肥罐由储液罐、进水管、出水管、调压阀等几部分组成。压差式施肥罐施肥工作原理与操作过程是待微灌系统正常运行后，首先把可溶性肥料或肥料溶液装入储液罐1内，然后把罐口封好，关紧罐盖。接通输液管7并打开其上的阀门6，再接通进水管 2 并打开阀门4，此时肥料罐的压力与灌溉输水管道的压力相等。为此关小微灌输水管道上的施肥调压阀门5，使其产生局部阻力水头损失，使阀门后输水管道内压力变小，阀门前管道内压力大于阀门后管道压力，形成一定压差（根据施肥量要求调整该阀门），使罐中肥料通过输肥管进入阀门后输水管道中，又造成化肥罐压力降低，因而阀门前管道中的灌溉水即由供水管2进入化肥罐内，而罐中肥料溶液又通过输液管进入微灌管网及所控制的每个灌水器，如此循环运行，化肥罐内肥料浓度降至接近零时，即需重新添加肥料或肥溶液，继续施肥。

    压差式施肥罐的优点是，加工制造简单，成本较低，不需外加动力设备。缺点是溶液浓

度变化大，无法实时控制。罐体容积有限，添加肥料次数频繁且较麻烦，输水管道因设有调压阀而调压造成一定的水头损失。 

    2．文丘里施肥器

文丘里施肥器可与开敞式肥料罐配套组成一套施肥装置。其构造简单，造价低廉，使用方便，主要适用于小型微灌系统。文丘里施肥器的缺点是如果直接装在骨干管道上注入肥料，则水头损失较大，这个缺点可以通过在管路中并联一个文丘里器来克服，构造如下图，

    3．比例施肥泵 

比例施肥泵的特点：不用电驱动，以水压作动力，肥料的溶液剂量与进入设备的水量严格成比例，无论流经管路的流量和压力变化如何，注入的溶液剂量总是与流经水管的水量成比例，外部可灵活调节比例。外形如下

（六）过滤器 

    微灌技术要求灌溉水中不含造成灌水器堵塞的污物和杂质，而实际上任何水源，如湖泊、库塘、河流和沟溪水中，都有不同程度含有污物和杂质，即使是水质良好的井水，也会含有一定数量的砂粒和可能产生化学沉淀的物质。因此对灌溉水进行严格的过滤是微灌工程中首要的步骤，是保证微灌系统正常运行、延长灌水器使用寿命和保证灌水质量的关键措施。

    微灌系统中常用的过滤设备有：砂石过滤器、离心过滤器、筛网过滤器、叠片式过滤器等。在选配过滤设备时，主要根据灌溉水源的类型、水中污物种类、杂质含量等，同时考虑所采用的灌水器的种类、型号及流道端面大小等来综合确定。

    1．砂石过滤器

    主要用于水库、塘坝、沟渠、河湖及其他开放水源。可分离水中的水藻、漂浮物、有机杂质及淤泥。

过滤原理：砂石过滤器是通过均质颗粒层进行过滤的，其过滤精度视砂粒大小而定。过滤过程为：水从壳体上部的进水口流入，通过在介质层孔隙中的运动向下渗透，杂质被隔离在介质上部。过滤后的净水经过过滤器里面的过滤元件进入出水口流出，即完成水的过滤过程。选用时，可以单独使用，也可和其他过滤器组合使用。

砂石过滤器选型参数表（参考） 

        规格型号     连接接口     流量(m³/h)    外形尺寸(mm)     重量(Kg)

          50mm       50螺纹         5-17        600*800*1520      120 

          80mm       80法兰        10-35       950*2200*2100      250 

         100mm      100法兰        30-70      1900*2200*2100      480

         150mm      150法兰       50-100      2600*2200*2100      780 

         200mm      200法兰       80-140      3300*2200*2100     1150 

    使用中应注意事项：要严格按设计流量使用，因过大的流量可造成砂床流道效应，导致过滤精度下降；过滤器的清洗通过反冲洗装置进行，砂床表面的最污染层，应用干净砂粒代替，视水质情况而定，一年处理1-4次。 

    2．离心过滤器 

    离心过滤器主要用于含砂水流的初级过滤，可分离水中的砂子和石块。在满足过滤要求的条件下，分离效果：60-150 目砂石 98-92%。

过滤原理：此类过滤器基于重力及离心力的工作原理，清除重于水的固体颗粒。水由进水管切向进入离心过滤器体内，旋转产生离心力，推动泥砂及密度较高的固体颗粒沿管壁移动，形成旋流，使砂子和石块进入集砂罐，净水则顺流沿出水口流出，即完成水砂分离。过滤器需定期进行排砂清理，时间按当地水质情况而定。

    离心过滤器选型参数表（参考） 

         规格型号      连接接口   流量(m3/h)    外形尺寸(mm)      重量(Kg)

          25mm        25螺纹       1-8          420*250*550         9 

          50mm        50螺纹       5-20         500*300*830        21

          80mm        80法兰      10-40        800*500*1320        51

          100mm      100法兰      30-70        950*600*1700        90

          125mm      125法兰     60-120      1350*1000*2400       180

          150mm      150法兰     80-160      1400*1000*2600       225

使用中注意事项：离心过滤器在开泵和停泵的工作瞬间，由于水流失稳，影响过滤效果，因此，常与网式过滤器同时使用效果更佳；在进水口前应安装一段与进水口等径的直通管，长度是进水口直径的10-15倍，以保证进水水流平稳。 

    3．筛网过滤器 

    筛网过滤器是一种简单而有效的过滤设备，造价也较为便宜，在国内外的微灌系统中使用最为广泛。

    筛网过滤器的种类繁多。如果按安装方式分，有立式与卧式两种；按制造材料分类，有塑料和金属两种；按清洗方式分类又有人工清洗和自动清洗两种；按封闭与否分类则有封闭式和开敞式两种。筛网过滤器主要由进水口、滤网、出水口和排污冲洗口等几部分组成，安装时，应注意水流方向与过滤器的安装方向一致。外形如下，

滤网形状如下 

    筛网过滤器选型参数表（参考） 

                    规格          最大过流量m3/h    最大承压KPa 

                 25mm   (1”)            5                800 

                 32mm   (11/4”)        10                800 

                 40mm   (11/2”)        10                800 

                 50mm   (2”)           20               800 

                 80mm   (3”)           50               800 

筛网过滤器主要用于过滤灌溉水中的粉粒、砂和水垢等污物，尽管它也能用来过滤含有少量有机污物的灌溉水，但有机物含量稍高时过滤效果很差，尤其是当压力较大时，大量的有机污物会“挤”透过滤网而进入管道，造成微灌系统与灌水器的堵塞。

    4．叠片过滤器 

叠片过滤器的外形与筛网过滤器基本相同，主要不同在于过滤芯不同，叠片过滤器是由数量众多的片状滤片叠在一起组成，每片滤片上有流道，水从两个滤片之间的“缝隙”穿过，污物档在滤片外周，从而达到过滤作用。

第三节 管道及附件 

    微灌系统绝大多数使用塑料管道，常用的有聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯（PP）和聚乙烯 （PE）管。在首部枢纽、穿路、高架等特殊情况也使用一些其他管道，如镀锌钢管等。

   （一）聚氯乙烯（PVC）塑料管

根据我国塑料工业的发展，水利部颁布了行业标准 SL/T96.1-94 《喷灌用塑料管基本参数及技术条件——硬聚氯乙烯管》，将聚氯乙烯 （PVC） 管材的使用压力分为 0.25、0.4、0.63、1.00、1.25Mpa 级。

聚氯乙烯管的管道连接主要有专用黏结剂连接和止水圈承插连接两种，一般情况下，管径小于90mm 的用黏结剂连接，大于 90mm 的用止水圈承插连接。

聚氯乙烯管的管件依次是：阀门、三通、90度弯头、45度弯头、直通、变径直通、堵头、内丝接头、法兰盘、活接头、伸缩节、专用黏结剂等。

 （二）聚丙烯（PP）管 

    聚丙烯管是采用共聚聚丙烯，经挤出工艺生产的管材。行业标准为 SL/T96.2-94 《喷灌用塑料管基本参数及技术条件——聚丙烯管》。压力等级为0.25、0.4、0.63Mpa和1.00Mpa

级。聚丙烯管及管件外形如下，

 （三）聚乙烯（PE）管 

聚乙烯管是聚乙烯树脂，经挤出工艺生产的管材。依据树脂的密度，聚乙烯管可分为低密度聚乙烯管、中密度聚乙烯管和高密度聚乙烯管。

低密度聚乙烯管具有加工方便和可缠绕运输，易于打孔和连接，因而在微灌系统中广泛应用于支管、毛管，用量往往很大。微灌系统毛管一般置于地面，对聚乙烯管材的抗老化、抗晒、抗磨性能提出了很高的要求。

对于聚乙烯管，目前采用 SL/T96.2-94 《喷灌用塑料管基本参数及技术条件——低密度聚乙烯管》，工作压力等级分为 0.25Mpa 和 0.40Mpa。

目前国内主流市场上的低密度聚乙烯管分内径和外径两大类，低密度聚乙烯管外形如下。

低密度聚乙烯管管件依次是PE等径弯头、PE变径弯头、PE阳螺纹弯头、PE阴螺纹弯头、PE等径三通、PE变径三通、PE阳螺纹三通、PE阴螺纹三通、PE同径直通、PE变径直通、PE阳螺纹直通、PE阴螺纹直通、PE堵头、PE皮带旁通、PE鞍座等。