膜下滴灌工程在設計中的系統優化

（1）管網優化

①管網優化的基本概念

滴灌管網一般由主幹管、分幹管、支管和毛管組成，其中支管與毛管組成田間管網，滴灌管網系統中，田間管網的優化問題只與田間管網允許水頭差有關，允許水頭差一般是一個固定值，與幹管尺寸無關，在選擇水泵揚程可作為一個常數考慮。也就是説幹管管網與田間管網的優化問題是彼此獨立的，可分別進行設計，然後結合起來，便是整個滴灌管網的優化設計。

②田間管網的優化設計

滴灌田間管網由支管和其控制的毛管組成，其優化設計的目的就是在保證滿足灌水均勻度要求的情況下，如何分配田間管網允許水頭差，選擇支管與毛管管徑或確定支管與毛管長度，使田間管網投資最小。

膜下滴灌現主要用於大田作物，為適應大田機械化作業及運行管理的要求，毛管均選用相同的管徑，目前滴灌系統產品，毛管使用的是滴灌帶，設計滴灌系統時，根據作物、土壤性質及農業技術等因素，可選擇滴頭流量及間距等技術參數，這些參數一經確定，滴灌帶的規格型號也就確定了，那麼毛管的管徑也就確定了。支管一般對稱於幹管成魚骨式佈置，幹管間距決定了支管的長度，在幹管管網布置已確定的情況下，幹管兩側支管的總長度也就確定了。所以田間管網的優化設計，可歸結為在毛管管徑及幹管兩側支管總長度一定情況下，確定使田間管網造價最低的毛管長度和支管管徑。

對於一塊確定的條田，在毛管管徑及灌水小區允許壓力差一定的情況下，毛管長度越大則毛管壓力差越大，為保證灌水小區實際壓力差不大於允許壓力差，支管允許水頭差就必須減小，所需支管管徑就越大，而毛管長度越大就意味着支管間距越大，那麼灌區內的支管數目就越少，則灌區內的支管總長度就越短。反之，若毛管長度越小，所需支管管徑越小，灌區內的支管數目就越多，那麼灌區內的支管總長度就越長。也就是説，要減小支管管徑，則灌區的支管總長度增加。而要使灌區的支管總長減小，則支管所需管徑就大。因此，選取適當的毛管長度、支管數目及支管管徑使田間管網的造價最低，就形成了一個優化問題。

毛管一般對稱於支管佈置，在均勻坡度情況下，支管兩側的毛管一邊為上坡一邊就為下坡，為使兩側毛管壓力差相同，下坡毛管的長度就應大於上坡毛管的長度。同樣，在均勻坡度情況下，幹管兩側的支管也是一邊為上坡一邊為下坡，有兩個辦法可保證兩側支管壓力差相同，一個辦法是兩側支管採用相同的管徑而長度不一樣，另一個辦法是兩側支管均採用變徑管而長度相同。

水泵未選幹管管網優化：當沒有選定水泵時，幹管管網首端壓力未定，此時管網優化設計一方面要考慮降低管網投資，另一方面又要降低運行費用，而兩者大小是相互影響的。在其他因素都相同的情況下，要降低管網投資，則幹管的管徑小,水頭損失大，所需水泵的揚程就大，系統的運行費用就將增加。反之若要降低運行費用，就要增大管徑，則管網的一次性投入將增加，那麼如何選擇管道的直徑和水泵的型號使系統的年費用最低，就是優化設計所要解決的問題。

（2）設備優化

主要是首部設備優化（沉澱池、沙石、網式過濾器、水泵等）。

（3）結構優化

主要是系統結構的優化：首部位置，儘可能多系統共用一個首部；管網結構的優化，幹管的級數，無輔管系統等。

（4）材料優化

降低材料壓力等級，減小壁厚，降低造價。

（5）佈置優化

管網的優化佈置：主幹管、分幹管的方向及位置。