一）小管出流灌溉系統(tǒng)的特點(diǎn)與適用條件

小管出流灌溉系統(tǒng)是中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院研究開(kāi)發(fā)成功的一種微灌系統(tǒng)。它主要是針對(duì)國(guó)產(chǎn)微灌系統(tǒng)在使用過(guò)程中，灌水器易被堵塞的難題和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理水平不高的現(xiàn)實(shí)，打破微灌灌水器流道的截面通常尺寸（一般直徑為0．5～1．2毫米）而采用超大流道，以φ4PE塑料小管代替微灌滴頭，并輔以田間滲水溝，形成一套以小管出流灌溉為主體的符合實(shí)際要求的微灌系統(tǒng)。主要適宜于保護(hù)地蔬菜、花卉栽培中應(yīng)用，在保護(hù)地應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)時(shí)可配合地膜覆蓋，以降低保護(hù)地環(huán)境濕度。小管出流灌溉系統(tǒng)具有下列特點(diǎn)：

（1）節(jié)能、堵塞問(wèn)題小、水質(zhì)凈化處理簡(jiǎn)單小管灌水器的流道直徑比滴灌灌水器的流道或孔口的直徑大得多，而且采用大流量出流，解決了滴灌系統(tǒng)灌水器易于堵塞的難題。因此，一般只要在系統(tǒng)首部安裝60～80目的篩網(wǎng)式過(guò)濾器就足夠了（滴灌系統(tǒng)過(guò)濾器的過(guò)濾介質(zhì)則需要120～200目）。如果利用水質(zhì)良好的井水灌溉或水質(zhì)較好水池灌溉，也可以不安裝過(guò)濾器。同時(shí)，由于過(guò)濾器的網(wǎng)眼大、水頭損失小，既減少能量消耗，又可延長(zhǎng)沖洗周期。

（2）施肥方便果樹(shù)施肥時(shí)，可將化肥液注入管道內(nèi)隨灌溉水進(jìn)入作物根區(qū)土壤中，也可把肥料均勻地撒于滲溝內(nèi)溶解，隨水進(jìn)入土壤。特別是施有機(jī)肥時(shí)，可將各種有機(jī)肥理入滲水溝下的土壤中，在適宜的水、熱、氣條件下熟化，充分發(fā)揮肥效，解決了滴灌不能施有機(jī)肥的問(wèn)題。

（3）省水小管出流灌溉是一種局部灌溉技術(shù)，只濕潤(rùn)滲水溝兩側(cè)作物根系活動(dòng)層的部分土壤，水的利用率高，而且是管網(wǎng)輸配水，沒(méi)有輸滲漏損失。據(jù)北京海淀區(qū)試驗(yàn)，可比地面灌溉節(jié)約用水60％以上。

（4）適應(yīng)性強(qiáng)對(duì)各種地形、土壤、各種果樹(shù)等均可適用。

（5）操作簡(jiǎn)單，管理方便。

這些特點(diǎn)正好與當(dāng)前我國(guó)果樹(shù)栽培管理水平相適應(yīng)，因而該項(xiàng)技術(shù)自1978年在北京市海淀區(qū)果園試驗(yàn)以來(lái)，很快得到推廣應(yīng)用。

（二）小管出流田間灌水系統(tǒng)的組成

小管出流田間灌水系統(tǒng)包括支、毛管道及滲水溝。如圖4-19所示。滲水溝可以繞樹(shù)修筑，也可以順樹(shù)行開(kāi)挖。前者多用于高大的成齡果樹(shù)，并稱之為繞樹(shù)環(huán)溝，溝的直徑約為樹(shù)冠直徑的2／3；后者則用于密植果樹(shù)，或葡萄園、蔬菜等，一般每隔2～3米用土埂隔開(kāi)，故又稱為順行隔溝。滲水溝的作用是把灌水器流出的水均勻分散地入滲到果樹(shù)周圍的土壤中。目前，干、支、毛管和小管采用PE塑料管，為了減緩老化，延長(zhǎng)使用壽命，并方便果園田間管理，均埋于地表以下，小管灌水器在滲溝內(nèi)露出10～15厘米。

（三）小管出流灌溉系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1．小管規(guī)格的選擇目前國(guó)內(nèi)可供選擇的塑料小管有內(nèi)徑d為3毫米、4毫米、6毫米等三種PE塑料管。應(yīng)根據(jù)流量、技術(shù)可行性與經(jīng)濟(jì)性等進(jìn)行分析，選擇合適的規(guī)格。對(duì)于φ3、φ4和φ6小管，常用流量q（升／小時(shí)）在不同工作水頭H（米）情況下的小管長(zhǎng)度，如表4-22所示。

（1）內(nèi)徑d為3毫米的小管其優(yōu)點(diǎn)是在一定的毛管長(zhǎng)度下，流量較小。因此可采用較小的流量和較大的工作水頭，灌水均勻度對(duì)地形變化影響小，且支管流量小，有利于減少系統(tǒng)投資和增大輪灌組的面積。但是，在大株行距（4米×5米以上）和輕質(zhì)土壤的果園，毛管采用雙向布置時(shí)，要求小管出流量達(dá)120升／小時(shí)以上，小管計(jì)算長(zhǎng)度往往達(dá)不到安裝要求。另一方面內(nèi)徑為3毫米的小管尚沒(méi)有制造出專用接頭，一般是直接插于毛管上，插入長(zhǎng)度不易掌握，毛管內(nèi)產(chǎn)生的局部水頭損失不易估計(jì)，而且可能插入深，小管進(jìn)口與毛管內(nèi)壁接觸，小管時(shí)流受阻，甚至不出水。這種安裝方法對(duì)毛管打孔要求嚴(yán)格。如果打孔太小，會(huì)出現(xiàn)"卡脖"，打孔偏大則出現(xiàn)漏水。

（2）內(nèi)徑d為4毫米的小管在工作水頭4～6米時(shí)，常用流量范圍內(nèi)的長(zhǎng)度L＝1．01～3．71米，這在技術(shù)上是可以接受的。這個(gè)工作水頭雖然對(duì)灌水均勻度反應(yīng)較內(nèi)徑為3毫米的小管敏感一些，但按照1／1500～1／1000地形圖的地形誤差，相對(duì)比例是比較小的，是可以允許的，采用較大流量時(shí)，可用較高工作水頭，以保證安裝要求的長(zhǎng)度。目前國(guó)內(nèi)已有內(nèi)徑4毫米小管的接頭，完全可以克服內(nèi)徑為3毫米的小管安裝上可能出現(xiàn)的問(wèn)題。

（3）內(nèi)徑d為6毫米的小管，則出水量和灌水均勻度對(duì)小管的長(zhǎng)度反應(yīng)敏感，一般不采用。

因此，目前選用內(nèi)徑d為4毫米的PE塑料小管作為灌水器是合理的；在采用小流量而水頭較高的地方，可用內(nèi)徑d為3毫米的小管，但要安裝合適。

2．小管灌水器的結(jié)構(gòu)小管灌水器有兩種結(jié)構(gòu)形式：一種是φ4PE塑料小管與φ4塑料接頭連接插進(jìn)毛管而成；另一種是用1個(gè)穩(wěn)流器與φ4塑料小管連接插入毛管而成。第一種的價(jià)格比第二種便宜，但水力計(jì)算較麻煩，為了滿足設(shè)計(jì)均勻度，必須計(jì)算出沿毛管每根小管的長(zhǎng)度。第二種小管長(zhǎng)度可以不必計(jì)算，只要滿足安裝的需要即可。其缺點(diǎn)是目前使用的補(bǔ)償器流量偏小，只有40升＼小時(shí)。對(duì)于大果樹(shù)每株樹(shù)可以插兩個(gè)灌水器。

3．小管灌水器的流量小管灌水器的流量應(yīng)滿足在滲水溝內(nèi)具有較高流速，在開(kāi)灌后的很短時(shí)間內(nèi)水流封溝，以達(dá)到沿溝水量分布均勻。常用灌水器流量為80～120升／小時(shí)。輕質(zhì)上應(yīng)取高值。

4．滲水溝的結(jié)構(gòu)滲水溝的橫斷面結(jié)構(gòu)如圖4－20所示。試驗(yàn)表明較深窄的滲水溝水流封為較快，但是其結(jié)構(gòu)往往由開(kāi)溝工具決定。目前多用鐵鍬開(kāi)挖滲水溝，橫斷面呈梯形，溝底寬b＝10～15厘米，h=12～15厘米。

（四）毛管直徑與允許最大長(zhǎng)度

目前，最常用到的毛管直徑分別是12毫米、15毫米和20毫米的PE塑料管。顯然，在達(dá)到要求灌水均勻度的前提下，不同直徑的毛管的最大允許長(zhǎng)度不同，設(shè)計(jì)方法類似于滴灌。建議的毛管布設(shè)方式見(jiàn)表4-23所示。

　計(jì)算表明當(dāng)支管直徑為φ80毫米時(shí)，單位面積的支管用材量增加顯著，致使系統(tǒng)不經(jīng)濟(jì)，因此支管的直徑應(yīng)在φ65毫米以下，這里稱為支管經(jīng)濟(jì)規(guī)格。