地埋式橡塑滲灌滴頭的研制及其性能測試

HASSANN Butera，何家俊，劉艷偉，楊啟良，苗為偉

(昆明理工大學現代農業工程學院，云南 昆明 650500)

高效的節水灌溉技術對提高水資源利用效率具有重要意義，不僅能為灌溉工程設計提供技術支撐，還可有效推動涉農產業的發展。常見的節水灌溉技術包括滲灌技術、滴灌技術、痕灌技術以及微潤灌技術等[1-4]。其中滲灌技術是根據作物需水量通過埋入地下的滲灌管或微孔滴頭，以定點定量的方式濕潤作物根系層，具有控制雜草生長、提高灌溉水利用效率以及增加作物產量等優點[5-7]。

目前，常見的滲灌材料主要包括橡塑滲灌管[8-10]、微孔陶瓷[11-13]以及半透膜滲灌管[14-15]等。微孔陶瓷應用于節水灌溉已有兩千年歷史，近20 a來，為提高陶瓷孔隙率和力學性能，在滲灌設備上通常選用Si3N4、Al2O3等高性能陶瓷，其制造工藝復雜、成本較高，微孔直徑為微米級[16-17]。半透膜滲灌管通常在低壓狀態下運行，管內水流在水勢梯度差驅動下向功能性半透膜外遷移，從而使土壤濕潤，流量為50～200 mL·m-1·h-1。這兩種滲灌管流量小，難以滿足高需水量植株生長需求。與之相比，橡塑滲灌管主要由膠粉和聚乙烯在高溫下粘合而成，價格低廉、工藝相對簡單，在2 m水頭下流量可達到6～15 L·m-1·h-1，發生堵塞時，管上微孔在壓力作用下會產生一定的擴張，有利于排出管壁中的雜質，恢復滲灌管流量。

在長期使用過程中，眾多學者通過充氣、二次攪拌等加工工藝，大大提升了橡塑滲灌管孔隙的均勻性系數和抗老化能力[9]。但在實際使用過程中，由于橡塑滲灌管流量較大，內壁相對粗糙，在線源式灌溉過程中依然存在較大的水頭損失[10,18]。同時受到材料以及制作工藝影響，導致橡塑滲灌管具有一定的塑性，性能較為不穩定。例如，Vilela等[19]對橡塑滲灌管在不同工作壓力下的直徑變化進行分析,發現對于內徑為12 mm和20 mm的滲灌管，當工作壓力由50 kPa上升到400 kPa時，管道內徑分別增加了3.9%和7.3%。國內學者高西寧等[20]在對橡塑滲灌管的水力性能測試中發現，在滲灌管長距離灌溉過程中有著較大的水頭損失，且主要發生在靠近進水口一端的前半段。張書函等[21]在研究橡塑滲灌管滲水速率的變化規律時發現，滲灌管每一次的滲水速率相對于上一次滲水速率有不同程度的恢復，并且隨著灌水次數的增加，恢復程度逐漸減小。綜上所述，橡塑滲灌管雖然存在價格低廉、流量大以及可自動恢復流量等優點，但由于其材料性質及使用方法所限，在實際應用過程中容易出現水頭損失大、灌水不均勻，工作壓力范圍小等問題。

因此，基于節水滲灌研究技術現狀，本文提出了以橡塑滲灌管點源式灌溉取代傳統線源式灌溉的方法來增加系統灌水均勻度，并設計了以迷宮流道和橡塑滲灌管為主體的地埋式橡塑滲灌滴頭，通過試驗對滴頭水力性能、抗堵塞性能以及土壤濕潤體特征進行研究，分析了橡塑滲灌管在地埋點源式灌溉應用中的可行性，以期為橡塑滲灌管在地下點源式灌溉方法上的使用提供參考依據。

1 滴頭結構設計

1.1 滴頭基本結構

本滴頭主要由齒形迷宮流道、滴頭管體和橡塑滲灌管3個部分組成，整體結構如圖1所示。滴頭主體和迷宮流道采用3d光固化打印技術(深圳市金石三維打印科技有限公司，JS-1700)塑造成形，材料為光敏樹脂(深圳市金石三維打印科技有限公司，JS-UV-HP-02A)，打印精度為0.1 mm。迷宮流道位于滴頭管體上方，與毛管相連接，結構如圖2所示，齒形迷宮流道長16.5 mm，其中齒寬度a為1.5 mm，齒間距離b為1.8 mm，齒高度h為1.2 mm，流道寬w為1.4 mm，齒角度θ為64°。滴頭管體下方有4個長為24 mm、寬為3 mm的方形對稱出水口。

1.進水口;2.迷宮流道;3.內管道;4.出水口；5.橡塑滲灌管；6.破土錐1. Water inlet； 2. Labyrinth channel； 3. Internal piping;4. Water outlet;5. Rubber-plastic porous pipe； 6. Earth breaking cone

選用聚乙烯橡塑滲灌管(廣東順綠噴灌設備有限公司，內徑12 mm，外徑16 mm)進行試驗，該滲灌管在100 kPa工作壓力下流量為25 L·m-1·h-1，其主要分為內、中、外三層結構，外層為光滑保護層，厚度0.1～0.2 mm，可有效減少負壓吸泥以及植物根系入侵；中間為多孔滲水層，具有大量不規則微孔，便于水分傳輸；內層為粗糙顆粒層，可吸附水中雜質[22]。制備滴頭時，從3個批次橡塑滲灌管中隨機截取5 cm進行組裝，將橡塑滲灌管緊密包覆出水口，以3/5毛管(內徑3 mm、外徑5 mm)連接滴頭與聚乙烯支管，使滴頭以點源式地下滲灌方式進行灌溉。

1.2 工作原理

橡塑滲灌管由于流量大、內壁粗糙，在鋪設相同管道長度下，與點源式灌溉方式(管上滴頭，內鑲貼片式滴頭)相比，水頭損失較大。對于流體在圓管中的沿程水頭損失，通常采用達西公式[23]計算：

(1)

式中，hf為沿程水頭損失,m；λ為沿程摩阻系數；l為毛管長度，m；d為毛管直徑，m；V為管內水流速度，m·s-1；g為重力加速度，m·s-2。

當毛管滿流時，雷諾數計算公式為：

(2)

式中,Re為雷諾數；ν為運動粘度，m2·s-1。

本試驗所使用的橡塑滲灌管，內徑為12 mm，流量為25 L·m-1·h-1，當管長10 m,水溫為20℃時，Re=7324>3000，屬于紊流范圍。在紊流粗糙區內λ=f(K/d)，取橡塑滲灌管當量糙粒高度K=0.5 mm，根據莫迪圖[24]選定沿程摩阻損失系數為0.0692，通過公式(1)計算沿程水頭損失為1.087 m。采用點源式灌溉方法時，假設各滴頭出水均勻，滴頭流量為5 L·h-1,間距0.5 m，PE管內徑14 mm,管長10 m，計算得出Re=2510.54。在2000

(3)

式中，hj為局部水頭損失，m；N為灌水器個數；i為灌水器編號；ξ為局部水頭損失系數；Vi為第i段毛管內水流速度，m·s-1。

其中對于局部水頭損失系數ξ的計算還沒有統一標準，根據以往研究的計算方法[27-30]，當毛管連接件斷面面積為33.6 mm2時，紊流狀態下毛管的局部水頭損失為0.06～0.12 m，即總水頭損失范圍在0.107～0.167 m之間，與橡塑滲灌管的線源式灌溉方式相比，水頭損失大大減少。因此以點源式灌溉方式取代橡塑滲灌管傳統線源式灌溉方式，在節約水資源的同時，還有利于減少水頭損失，提高灌溉系統灌水均勻度。

橡塑滲灌管主要由橡膠粉和聚乙烯顆粒高溫粘合而成，無法精確控制孔隙均勻度，導致流量變異系數較高，CV值在10%～50%之間。此外由于橡塑滲灌管具有一定塑性，對工作壓力變化較為敏感，當工作壓力過高時，會導致管體永久變形以及出現管壁滋水等現象。當以橡塑滲灌管作為滲灌材料進行點源式灌溉時，在橡塑滲灌管滴頭進水口增加迷宮流道可有效擴大滴頭工作范圍，降低滴頭對工作壓力的敏感度。

迷宮流道作為目前灌水器流道形式中性能最優越的流道形式之一，通過復雜的邊界條件引起紊流，從而形成局部壓力損失，達到消能效果[31-33]。通過Workbench軟件中的Fluent模塊對該迷宮流道進行模擬分析，采用sweep方法進行網格劃分，最大網格尺寸0.005 mm，網格總數48萬。流道進口設定為壓力進口，進口壓力為100 kPa，出口設定為壓力出口，出口壓力0 kPa，運用Transition k-kl-omega湍流模型和Simple壓力速度耦合算法進行模擬解析[34-36]，得出流道速度矢量圖和總壓云圖如圖3所示。通過圖3a可以看出，迷宮流道內主要分為主流區和渦流區，主流區矢量箭頭密集，其水流流速較快，以貼近出水口方向內壁的形式流動。渦流區為橢圓形，其矢量箭頭由外向內逐漸稀疏，在渦流中心位置水流速度趨向于零。結合圖3b可以發現，各流道單元渦流區對應壓力云圖呈現階梯型下降，達到了消能效果，擴大了滴頭的工作壓力范圍，并有利于提高灌溉系統灌水均勻度。

a：齒寬度;b：齒間距離;h：齒高度;w：流道寬度;θ：齒角度a：Tooth width; b:Tooth spacing; h:Tooth height;w:Runner width; θ:Tooth angle

圖3 迷宮流道速度矢量圖以及總壓分布云圖(局部)Fig.3 Velocity vector diagram and total pressure distribution cloud diagram of labyrinth channel (local)

2 材料與方法

2.1 試驗材料與裝置

水力性能測試和滴頭抗堵塞試驗裝置如圖4a所示,主要由恒壓水箱、水沙攪拌機、PE管(廣州順綠噴灌設備有限公司)、閥門、減壓閥(上海天川儀表廠，精密度1.6級)、花盆(直徑30 cm，深度35 cm)等組成。如圖4b所示，將滴頭埋入花盆10 cm，選用電子秤(深圳市帝衡電子有限公司，量程15 kg，精度1 g)測量花盆灌溉前后質量差值，作為灌水量。選用昆明理工大學呈貢校區農業水土試驗大棚紅壤土填入花盆，土壤自然風干后，過2 mm篩網，其黏粒、粉粒、砂粒數分別為39.64%、33.48%、26.88%，田間持水率為34.9%，土壤容重為1.35 g·cm-3。每個花盆以5 cm土層分次裝入，壓實并保持表面粗糙，避免土壤分層。

1.攪拌機;2.水箱;3.止水閥;4.水泵;5.壓力表;6.調壓閥;7.支管;8.毛管;9.滴頭;10.試驗花盆1. Blender; 2. Water tank; 3. Water stop valve; 4. Water pump;5. Pressure gauge; 6. Pressure regulating valve; 7. Branch pipe；8. Capillary; 9. Dripper; 10. Flowerpot

土壤入滲試驗在自制土箱(長×寬×高，60 cm×60 cm×70 cm)中進行，以恒壓水箱供水，土箱側壁每隔5 cm開直徑2.5 cm的取土孔，底部設若干通氣孔，試驗土壤以容重1.35 g·cm-3分層(5 cm)填入土箱。

2.2 試驗方法

根據《農業灌溉設備滴頭和滴灌管技術規范和試驗方法》(GB/T 17187-2009/ISO 9261：2004)[37]測試滴頭水力性能。試驗前將出水口水壓分別調整至最小、最大壓強并保壓3 min，重復3次，然后將壓力調節到100 kPa，保持到調試過程(1 h)結束。調試結束后進行流量測量，每次待壓力穩定3 min后進行測量，重復2次，2次誤差小于2%并取平均值作為滴頭的流量。

采用間歇性渾水滴灌測試方法進行短周期抗堵塞試驗，以農田灌溉水質標準[38]為基礎，選取灌溉水中懸浮物(質量濃度≤0.1 g·L-1)5倍濃度以上進行灌水試驗，配置4種泥沙質量濃度分別為W1(0.5 g·L-1)、W2(0.1 g·L-1)、W3(1.5 g·L-1)的水源作為灌溉水，工作壓力為100 kPa，灌溉時長30 min。試驗中通過水沙攪拌機保證水沙混合均勻，每組試驗完成后更換滴頭，并對灌溉系統進行沖洗，保證無泥沙殘留。試驗泥沙選自昆明理工大學呈貢校區農業水土試驗大棚，將粗篩后的泥沙風干、碾磨后過200目篩網(孔徑0.075 mm)，取直徑小于0.075 mm的泥沙顆粒作為試驗材料，泥沙級配區間為：(0,0.038](4.72%)、(0.038,0.045](8.68%)、(0.045,0.053](15.37%)、(0.53，0.63](22.56%)、(0.063,0.075] mm(48.67%)。試驗水為昆明理工大學呈貢校區自來水，pH值為7.28，細菌總數為零，硬度為310 mg·L-1,懸浮顆粒為零，電導率為670 μS·cm-1，試驗時平均水溫為22℃。

通過土壤入滲試驗確定土壤濕潤體特征，在100 kPa工作壓力下，將該滴頭貼近箱角深埋30 cm進行持續灌水試驗，定時記錄濕潤體輪廓線。通過烘干法測定土壤含水率，通過Surfer軟件以最小曲率法繪制濕潤鋒輪廓和含水率等值線圖。

2.3 評價方法

2.3.1 滴頭流量的變異系數CV滴頭流量的變異系數CV反映了同一批次不同滴頭之間的流量偏差，同時也反映了其制造偏差。根據《農業灌溉設備滴頭和滴灌管技術規范和試驗方法》(GB/T17187-2009)[37]規定，在額定工作壓力下，式樣滴頭的變異系數應不大于7%。變異系數CV計算公式為：

(4)

2.3.2 滴頭水力性能指標 流態指數x是滴頭重要水力性能指標之一，反映了滴頭的流量對壓力變化的敏感程度，x越趨向于0，滴頭壓力補償性能越優秀，當x等于1時，滴頭流量與工作壓力成正比。滴頭流量q與工作水頭h之間關于流態指數的關系為q=k·hx，式中k為常數。流態指數x計算公式為：

x=log(q1/q2)/log(p1/p2)

(5)

式中，p1、p2為滴頭工作壓力，kPa;q1、q2為與p1、p2相對應的流量,L·h-1。

(6)

式中，n為滴頭總數；qi為第i個滴頭流量，L·h-1。

3 結果與分析

3.1 滴頭變異系數及水力性能測試

滴頭滲水速率與變異系數CV隨壓力變化曲線如圖5所示。可以看出，變異系數隨著工作壓力的增加呈現先減小后增加的趨勢，范圍在3.59%～10.96%之間，當工作壓力為60 kPa時，CV取得最小值3.59%。根據美國工程師協會(ASAE)2010年發布的“微管系統田間評價方法”[43]，以100 kPa為額定工作壓力，該滴頭對應CV值為4.17%(小于5%)，達到優秀評價，ASAE滴頭評價表如表1所示。經回歸計算，滴頭壓力-流量關系式為q=0.6435h0.4161，R2=0.996，該曲線擬合程度高，流態指數x為0.4161，表明滴頭具備一定的壓力補償性能。

表1 ASAE滴頭變異系數評價表

圖5 滴頭滲水速率和變異系數(CV)隨壓力變化曲線Fig.5 Seepage rate and coefficients of variation under different pressure

與傳統橡塑滲灌管相比，該滴頭CV值明顯降低，一方面是由于該滴頭屬于管上滴頭，其水頭損失與傳統橡塑滲灌管相比相對較小；另一方面認為是在滴頭進水口處迷宮流道消能作用下，滴頭上橡塑滲灌管各微孔所受壓力均勻，微孔擴張程度更為接近，降低了滴頭CV值。

當進口壓力大于160 kPa時，滴頭變異系數突增，從花盆中取出滴頭進行灌水試驗，發現部分滴頭的橡塑滲灌管外壁有小孔滋水現象，橫截面滲水嚴重。是因為工作壓力過大時，橡塑滲灌管直徑擴大并產生了剛性形變，無法緊密包覆滴頭出水口，從而使不同滴頭之間產生形態變化差異，導致滴頭流量的變異系數增加。

3.2 滴頭的抗堵塞性能測試

3.2.1 滴頭抗負壓吸泥能力 在3.1小節試驗完成后，將滴頭進行常溫風干處理，部分滴頭上的橡塑滲灌管如圖6(見112頁)所示。可以看出，隨著工作壓力的提升，滲灌管外表壁泥沙附著情況逐漸加重，且滲灌管兩端面處出現明顯泥沙累積現象。工作壓力為40 kPa時，兩端面上泥沙入侵范圍最小，在0.1～0.3 mm范圍內；工作壓力為160 kPa時，泥沙入侵范圍最大，在0.5～0.7 mm范圍內。這是由于灌溉水在管壁內橫向運輸，使滲灌管兩端成為出水口，當工作壓力增加時，出水口負壓吸泥情況加重所導致。

將橡塑滲灌管豎直剖開，從圖6豎直剖面圖可以看出，與滲灌管兩端泥沙入侵情況對比，泥沙對滲灌管壁入侵程度較淺，在各壓力下泥沙入侵厚度均保持在0.2 mm以內，說明該橡塑滲灌管的三層結構可有效阻止泥沙入侵，通過觀察，滲灌管內壁及迷宮流道處均無泥沙痕跡，表明該滴頭抗負壓吸泥能力良好。

注：左、右兩圖為隨機抽取的重復樣本。Note: Left and right figures are randomly selected doplicate samples.

圖7 不同泥沙濃度下滴頭抗堵塞性能Fig.7 Anti-clogging performance of emitter under different sediment concentrations

由于受到負壓吸泥影響，地下灌水器的抗堵塞性能與地上灌水器相比要求更高。余楊等[44]通過采用3個紅壤粒徑段和2種灌溉方式進行短周期抗堵塞試驗，結果表明同種條件下，根區滲灌方式的有效灌水次數低于地上滴灌2～3次，在根區滲灌、2 m水頭工作、1 g·L-1泥沙濃度條件下，當紅壤粒徑分別為D1(0～0.0385 mm)、D2(0.0385～0.074 mm)、D3(0.074～0.1 mm)時，內鑲貼片式滴灌帶有效灌溉次數分別為15、9、10次；8孔流量可調灌水器有效灌溉次數分別為8、6、3次。王新坤等[40]采用3種泥沙粒徑配比對滴灌帶進行地上短周期抗堵塞試驗，在100 kPa工作壓力條件下，當泥沙濃度分別為0.5、1.0、1.5 g·L-1時，有效灌溉次數分別為9～14、6～12、3～7次。吳澤廣等[45]將泥沙(粒徑小于0.01 mm)按粒徑段分成6組，對迷宮流道滴灌帶進行地上短周期抗堵塞試驗，當工作壓力為100 kPa，泥沙濃度分別為0.5、1.0、1.5 g·L-1時，有效灌溉次數分別為4～18、3～15、3～5次。通過對比可以看出，本滴頭在100 kPa工作壓力條件下，泥沙濃度分別為0.5、1.0、1.5 g·L-1時，有效灌溉次數分別為15、11、5次，達到同類迷宮流道灌水器抗堵塞性能平均程度。滴頭實際使用壽命還需綜合灌水周期、灌水量以及水質等因素進行長期灌水試驗探究。

將3.2.2小節試驗后的滴頭室溫風干后拆除觀察，發現迷宮流量齒角處以及橡膠滲灌管內部均存在不同程度的泥沙堵塞，表明滴頭內部堵塞程度受到迷宮流道和橡塑滲灌管的共同影響，其堵塞機制還需進一步研究。

3.2.3 不同壓力下滴頭的抗堵塞性能 選取3個工作壓力，即H1=60 kPa、H2=100 kPa、H3=140 kPa對滴頭進行短周期抗堵塞試驗，泥沙濃度為0.5 g·L-1。如圖8所示，滴頭在各工作壓力下均表現出隨著灌溉次數增加堵塞程度逐漸加重的趨勢，當工作壓力為140 kPa時，滴頭測試數據波動較大，平均相對流量存在先增加后減小的現象。這可能是在高工作壓力下，橡塑滲灌管微孔直徑擴大，微孔中雜質反復經歷排出堵塞過程所導致。

圖8 不同壓力下滴頭抗堵塞性能Fig.8 Anti-clogging performance of emitter under different pressures

3.3 滴頭濕潤鋒分布

滴頭在土壤中的出流受橡塑滲灌管出流面的影響，可以認為是柱狀面源出流，其濕潤體的形狀等特征與普通點源式灌溉存在一定的差異，圖9a顯示了滴頭在100 kPa下不同時刻的濕潤鋒輪廓。由圖9可見，在滴頭灌溉初期，濕潤體1/2截面濕潤鋒形狀接近以橡塑滲灌管右邊為圓心的優弧，隨著灌溉時間的增長，濕潤鋒向下運移距離逐漸大于水平距離和豎直向上距離；灌水結束后，入滲的濕潤體輪廓為濕潤體變成重心靠下的橢圓形。

濕潤鋒在不同方向上的運移距離隨時間變化過程如圖10所示，用冪函數(R=atb，式中，R為濕潤鋒運移距離，m;t為時間,h)進行擬合，擬合結果列于表2。可以看出在灌水前期，水平方向濕潤鋒運移距離大于豎直向下方向，160 min后，濕潤鋒豎直向下運移距離開始大于水平距離，灌水330 min后，滴頭上方濕潤鋒位置為22.4 cm，水平方向濕潤鋒位置為34.6 cm，灌水器下方的運移位置38.2 cm。這主要是由于在灌水前期，滴頭周圍土壤含水率較低，水分運移趨向于非飽和入滲，在土壤基質勢、壓力勢以及重力勢的共同作下，濕潤鋒運移較快，受到滴頭出流面的影響，水平方向運移速度稍大于豎直向下方向；灌水后期，隨著濕潤體體積的增加，土壤含水率趨向飽和，土壤基質勢作用不斷減小，在壓力勢和重力勢的作用下，使得土壤含水率飽和區濕潤鋒更易向垂直向下方向運移。通過濕潤鋒在豎直向上方向運移的距離-時間擬合方程可以得出，濕潤鋒在580 min左右到達土壤表層，可有效減少水分蒸發，達到節約水資源目的。

表2 各方向上濕潤鋒運移(Y)與時間(t)的擬合關系

3.4 土壤濕潤體水分分布

將100 kPa供水壓力條件下土壤豎直剖面上的含水率等值線繪出(見圖9b)。由圖9b可知，灌水結束后，土壤剖面含水率均表現為離滴頭距離越遠含水率越低，在半徑30 cm之內濕潤體土壤含水率為27%，達到近80%的田間持水率，濕潤體體積大，滿足植物根系生長需求。

圖9 濕潤鋒輪廓以及含水率分布圖Fig.9 Profile of wetting front and water content distribution map

圖10 濕潤鋒運移距離與時間的關系曲線Fig.10 Relation curve between wetting front migration distance and time

由圖9b可看出，飽和含水率區域等值線偏向滴頭下方，其中28%含水率等值線水平方向位移為19 cm，垂直向下方向位移為23 cm，垂直向上位移15 cm，飽和含水率區域各方向上水分運移速度表現為垂直向下>水平方向>垂直向上，這與濕潤鋒在各方向上運移速度相同，土壤水分高的區域在灌水器下方分布更廣。這是由于水分在土壤豎直剖面內受到重力作用，更容易向下運動，因此造成灌水器下方滲水量大于上方，濕潤鋒推進較遠，高含水率區域較大。濕潤體下端輪廓清晰，未產生深層滲漏，有利于節水以及植物生長。

土壤水分分布的均勻度是評價滴頭滲水性能的重要指標，可以通過克里斯琴森均勻度系數來進行評價，計算方法與公式(6)相同。

在30 cm水平距離內，土壤含水率分布特征及克里斯琴森均勻度系數如表3所示，可以看出滴頭滲灌區域內土壤含水率的克里斯琴森均勻度系數區間為80～90%>70%，表明在該滴頭地下滲灌條件下，土壤水分分布均勻，能較好地滿足植物需水要求。

表3 含水率分布特征及灌水均勻性

3.5 管道鋪設投資

假設本滴頭和橡塑滲灌管單側濕潤距離均為0.5 m,在地下點源式滲灌系統中，設置100根長10 m的支管,各支管間距為1 m，每根支管上布置10個滴頭，滴頭間距1 m。在線源式灌溉系統中，設置100根長10 m橡塑滲灌管進行灌水，管間間距為1 m。以2021年市場價格為參照，在采用相同的動力設備以及灌溉水處理設備情況下，兩種灌溉系統管道鋪設投資概算如表4所示。

表4 灌溉系統管道鋪設投資概算

由表4可知，與線源式灌溉方式相比，單位面積內點源式地下滲灌系統管道鋪設投資增加了23.8%。其中點源式地下滲灌系統中投資較大的項目是滴頭費用，占管道鋪設耗材總投資的42.6%。因此，為推廣橡塑滲灌管在點源式灌溉方式上的應用，需對滴頭結構和制造工藝進一步優化，減小滴頭制造成本。

4 結 論

以橡塑滲灌管作為包覆材料，在滴頭進水口處增加迷宮流道，制備了一種地埋式橡塑滴頭。結果表明:

(1)在橡塑滲灌管滴頭進水口增加迷宮流道，可有效提高系統灌水均勻度，擴大滴頭工作壓力范圍。

(2)滴頭變異系數為4.62%，壓力-流量關系式為q=0.6435h0.4161，達到國家生產標準，并具備一定的壓力補償性能和抗堵塞能力。在地下滲灌條件下，滴頭濕潤體體積大，土壤水分分布均勻。

(3)滴頭的抗堵塞性能受到迷宮流道和橡塑滲灌管的共同影響，其中迷宮流道各參數以及橡塑滲灌管尺寸是否對滴頭堵塞起到相互作用，還需進一步研究。

(4)該滴頭結構簡單，對土壤擾動小，發生堵塞時容易沖洗、更換滴頭，有助于地下滲灌節水技術推廣。