滴灌系统的布置和设计
设计滴灌系统前，亦应收集必需的资料，如1/500～1/2000地形图和农业气象、土壤等资料。在地形图上应标明滴灌面积所在位置、水源位置、现有田块布置、村庄和道路等。水源水质要进行分析，测定其p H值，泥沙及污物含量，硼、锂含量，以硝酸盐和硝酸铵形式存在的含氮量等。
（一）滴灌系统的布置
滴灌系统的管道，一般分干管、支管和毛管三级，布置时要求干、支、毛三级管道尽量互相垂直，以使管道长度最短，水头损失最小，如图3-25所示。在平原地区，毛管要与垄沟方向一致：在山区丘陵地区，干管多沿山脊或在较高位置平行于等高线布置，支管垂直于等高线布置，毛管平行于等高线并沿支管两侧对称布置，以防滴头出水不均匀。
滴灌系统的布置形式，特别是毛管布置是否合理，直接关系到工程造价的高低，材料用量的多少和管理运行是否方便等。在果园滴灌中，由于果树的株行距都较大，而且水果产值较高，有条件的地方可以采用固定式滴灌系统，也可以采用移动式滴灌系统。我国目前在发展大田作物滴灌时，为了降低工程造价和减少塑料管材用量，均采用了移动式滴灌系统。一条毛管总长40～50m，其中有2～5m一段不装滴头，称为辅助毛管。这样，一条毛管就可以在支管两侧60～80m宽，上下4～8m的范围内移动，控制灌溉面积0.5～1.0亩，使每亩滴灌建设投资降低到40～60元，其布置形式如图3-25所示。
（二）滴灌的灌溉制度
1.灌水定额
滴灌设计灌水定额是指作为滴灌系统设计依据的最大一次灌水量（h滴），如果用灌水深度表示，可以按下式计算，即
图3-25 大田滴灌毛管布置方式
式中 m滴——设计灌水定额，mm；
α——允许消耗的水量占土壤有效持水量的比例，%；由于滴灌能及时地、准确地向根层土壤供水，因此可以使每次的灌水量较小，对于需水较敏感的蔬菜等作物，α=20%～30%；对于一般耐旱的作物，α=30%～40%；而对于根深的果树，则可取α=30%～50%；
H——计划湿润层深度，蔬菜为0.2～0.3m，大田作物0.3～0.6m，果树为1.0～1.2m；
θ——土壤有效持水量（占土壤体积%）；
p——土壤湿润比，%，即在滴灌后地面以下30cm深处土壤湿润面积与滴灌面积（包括滴头湿润的面积和没有湿润的面积）的比值。其数值大小与滴头流量，滴头间距和土壤类别有关。
根据国内外试验资料表明，在降雨量较小的干旱地区，对果树滴灌，湿润比p应小于33%；在降雨量较多的地区，滴灌只是间歇性的补充灌水，p值应小于20%，对于蔬菜和大田作物，其湿润比要高一些，一般为70%～90%。
2.设计灌水周期
滴灌的设计灌水周期用下式计算，即
式中 T——灌水周期，d；
e——作物需水旺盛期日平均耗水量，mm/d。
e值的大小可以根据当地滴灌试验资料或群众灌水经验确定，亦可根据下式估算：
式中 A——遮阴率，%，即在垂直阳光照耀下，作物阴影面积与总面积之比，对大田作物和蔬菜，A为60%～95%；对于果园，幼树期A为20%～40%，成年果树A为60%～80%；
emax——作物需水旺盛期最大蒸腾量，mm/d。不同作物、不同生育期，在不同的气候条件下，emax值不一样，这可根据试验确定。
目前，国内各地在进行滴灌设计时，大致采用如下灌水周期（T）：果树为3～5d，蔬菜为1～2d，而大田作物则采用5～8d。
3.一次灌水延续时间
灌水延续时间用式（3-36）计算，即
式中 Se——滴头间距，m；
Sl——毛管间距，m；
q滴——滴头流量，L/h。
在果园滴灌时，以单株树为计算单元，则一次灌水延续时间应该用下式计算：
式中 t——一次灌水延续时间，h；
n——一棵树下安装的滴头个数；
Sr——果树行距，m；
St——果树株距，m；
其余符号意义同前。
4.轮灌区数目的确定
对于固定式滴灌系统，轮灌区数目（N）可按下式计算：
对于移动式滴灌系统，则为
式中 n移——一条毛管控制面积内毛管移动的次数，大田为10～20次。
5.一条毛管控制的灌溉面积（f）(https://www.daowen.com)
对于固定式滴灌系统，毛管固定在一个位置上灌水，控制面积为
式中 f——一条毛管控制的灌溉面积，亩；
L——毛管长度，m，移动式灌溉系统中为安装滴头的毛管段。
对于移动式滴灌系统，一条毛管一昼夜控制的灌溉面积，可用下式计算：
式中 S移——一条毛管每次移动的距离，m；
其余符号意义同前。
（三）滴灌系统控制灌溉面积大小的计算
在灌溉水源能得到充分保证的条件下，灌溉面积的大小取决于管道的输水能力。对于水源流量不能满足整个灌区需要时，滴灌面积可用下式计算：
式中 A——滴灌系统控制的灌溉面积，亩；
m——同时工作的毛管条数；
Q——水源流量，L/h；
Q毛——一条毛管的输水流量，L/h；
其余符号意义同前。
（四）滴灌水力计算
灌溉系统各级管道布置好以后，即可从最末一级毛管开始，逐级推算各级管道（毛管、支管和干管）的水头损失。在具体设计中，要求同一支管上第一条毛管的第一个滴头的水头h与最末一条毛管的最后一个滴头的水头h′的差值，不超过滴头设计工作压力的20%，以求滴头的滴水量比较均匀（流量差值不超过10%）；并据此确定支、毛管的最大长度。
在滴灌中，多用塑料管道。国内外常采用威廉-哈森公式计算管道沿程摩阻损失：
式中 ΔH——沿程摩阻损失，m；
L——管长，m；
Q——流量，L/h；
D——管内径，cm。
在支管中，因水流进入毛管，所以其流量随支管长度而减少。在管道沿程均匀出流情况下，由于摩阻引起的总水头损失可以用上式计算，但必须再乘以相应的多孔系数加以修正（类似喷灌管道的计算），也可以用修正的威廉-哈森公式计算：
式中符号意义同前，仅常数不同。
毛管和支管水力学计算的步骤是：
1）已知管道输水流量，初步选定管径D。
2）假定管道长度，计算总水头损失（沿程摩阻损失与局部损失之总和）和任一管段断面的压力水头Hi：
式中 H——进口压力水头；
ΔHi——沿管长任一段的水头损失，ΔHi=RiΔH。其中Ri=1-（1-i）2.852，i为相对管长，即距进口端任一管段长度l与全管长L之比；
ΔH′i——任一断面处由管坡引起的压力水头变化，下坡取“-”号，上坡取“+”号。
3）求沿管长压力分布曲线，得最大压力水头和最小压力水头，以及进口工作压力。
4）校核支管控制的范围内，滴头工作压力的变化
是否在规定范围内，
其Hmin和Hmax分别为毛管最小压力和最大压力（一般不在同一毛管上）。
5）若Hvar不符合要求，应改变支、毛管的直径和相应长度，重新计算，直至符合要求为止。同一Hvar的支、毛管直径D和长度L有许多种组合，最好作出若干种比较方案进行优选。
干管水力计算，可按经济直径（或经济水力坡度i）选择合理直径，然后计算沿程水头损失，推求满足支管进口压力的干管工作压力。
式中 HA——管段上端压力水头；
HB——管段下端压力水头；
ΔZ——两端地形高差，上坡取“+”，下坡取“-”。
经济水力坡度i值越大，所需管径就越小，每亩投资也就越少。但是，i值越大，则所需要的抽水扬程就高，从而又增大了管理运行费用。因此，在设计滴灌系统时，要合理选择水力坡度i值的大小。
应该指出，上述各级管道的压力还应加上局部阻力损失，即
为了方便计算，目前一般以沿程摩阻损失的10%估算局部阻力损失。
在山区、丘陵地区修建滴灌系统，为了节省投资，减少运行费用，应尽可能在较高位置修建蓄水工程，存蓄泉水，或拦蓄当地地面径流，以便实行自压滴灌。在保证支管沿程都有15m左右的工作水头前提下允许管道有较大的水头损失。当地面坡度大于管道的经济坡度时，取管道水力坡度等于地面坡度；在地面坡度小于管道的经济坡度时，取管道坡度为经济坡度进行水力计算。