p?p1S1?p2S2Sr?100%?100%?1.2?24%?4.8?39%
6（3）绕树环状多出水点布置，其湿润比为
p?式中：P——土壤湿润比，%；
nSeSw?100% （4-7）
StSrn——每棵作物的灌水器数目； Se——灌水器间距（m）；
Sw——湿润带宽度（m），即在给定的灌水器流量和土壤条件下，表中，p=100%时相应的毛管间距SL值，m； St——作物株距（m）； Sr——作物行距（m）。
[例4-4]:果园，土质为砂壤土，果树的株、行距均为6.0m，选用q=4.0L/h的滴头作为灌水器，每株果树下安装6个灌水器，试确定灌水器间距Se 和土壤湿润比p
解：已知土壤结构中等，灌水器流量q=4.0L/h，查表得灌水器间距Se=1.0m。同时，查表，当p=100%时Sw=SL=1.2m。
又因果树的株、行距St= Sr=6.0m，因此：
p?nSeSw6?1.0?1.2?100%??100%?20%
StSr6.0?6.0（4）微喷头沿毛管均匀布置时的土壤湿润比为
p?Aw?100% （4-8）
SeSlAw??360??R2 （4-9）
式中：Aw-微喷头的有效湿润面积，m2；
θ-湿润范围平面分布夹角，当为全圆时喷洒时θ=360°。 R-微喷头的有效喷洒半径，m； 其余符号意义同前。
（5）一株树下布置n个微喷头的土壤湿润比计算公式为
p?nAw?100% （4-10）
SeSl式中：n-一株树下布置的微喷头数目，个；
其余符号意义同前。
大量试验表明，不同作物在不同的土壤和气候条件下，合理的湿润比表现出
了很大的差异，在缺少试验资料的情况下，可参考表选取。
表4-2 微灌设计土壤湿润比取值范围
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单位：%
灌溉方式 作物种类 果树 葡萄、瓜类 蔬菜和大田密植作物 滴灌 25~40 30~50 60~90 微喷灌 40~60 40~70 70~100
四、灌水均匀度
为了保证灌水质量和提高水利用效率，要求微灌灌水均匀或达到一定的要求，一般用微灌灌水均匀度或灌水均匀系数来表征。影响灌水均匀程度的因素很多，如灌水器工作压力的变化，灌水器的制造偏差，堵塞情况，水温变化，地形变化等。微灌的灌水均匀度有多种表达方法。
1．克里斯琴森（Christiansen）均匀系数Cu：
N1??qCu?1?式中：Cu--克里斯琴森均匀系数；
i?q （4-11）
Nq?q--灌水器平均流量；
? qi—同时灌水的第i个灌水器的流量； N—灌水器个数。
由式（4-11）可以看出，克里斯琴森均匀系数反映的是工程结束后系统应用时的灌水均匀程度。
2．流量偏差率qv
微灌系统设计中，一般采用流量偏差率来控制灌水均匀度。
微灌系统是由多个灌水小区组成的，灌水小区的基本构成如图所示，每个灌水小区中有支管、多条毛管，每条毛管上又有几十个甚至上百个滴头或灌水器，由于水流在管道中流动产生水头损失的缘故，每个灌水器的出流量都是不相同的。当地形坡度为零时，工作水头最大的是距离支管最近的第1条毛管的第1个灌水器，工作水头最小的为距离支管进口最远的一条毛管的最末一个灌水器，微灌系统的均匀度是由限制灌水小区中灌水器的最大流量差来保证。这个流量的差异，一般用流量偏差率来表示，即
qv?式中：qv—流量偏差；
qmax?qmin （4-12）
qa qmax—灌水小区中灌水器最大流量，L/h； qmin—灌水小区中灌水器最小流量，L/h； qa—灌水器设计流量，L/h。
灌水小区中灌水器的流量差异取决于灌水器的水头差异，灌水器的最大水头和最小
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水头与流量偏差率的关系为
hmax?(1?0.65qv)h1x
1xa（4-13）
hmin?(1?0.35qv)ha式中：hmax—灌水小区中灌水器最大水头，m； hmin—灌水小区中灌水器最小水头，m； x—灌水器流态指数； ha—灌水器设计水头，m。
由式（4-13）可得灌水小区允许的最大水头差为
1x1x?h?hmax?hmin?ha(1?0.65qv)?ha(1?0.35qv) （4-14）
而灌水小区允许的最大水头差是由小区内支管水头损失和毛管水头损失组成的，即
?h??h支??h毛 （4-15）
因此
?h支??h毛?hmax?hmin?ha(1?0.65qv)?ha(1?0.35qv)1x1x （4-16）
式中：⊿h—灌水小区允许的最大水头差，m； ⊿h支—灌水小区支管允许的最大水头差，m； ⊿h毛—灌水小区毛管允许的最大水头差，m；
其它符号意义同前。
若选定了灌水器，已知流态指数，则可用式（4-15）或式（4-16）求出与流量偏差率相应的灌水小区中允许的最大水头差。
3．Keller灌水均匀度Eu
上述克里斯琴森均匀系数Cu和流量偏差率qv均只是考虑了水头差对灌水均匀度的影响，美国农业部土壤保持局推荐使用一种考虑水头差异和制造偏差两个因素后的灌水均匀度表达式，称Keller灌水均匀度Eu，即
C??qmin??? （4-17） Eu??1?1.27v????n??qa??式中：Eu—灌水均匀度，%； Cv—灌水器的制造偏差； n—每株作物的灌水器数；
qmin—灌水小区中灌水器最小流量，L/h； qa—灌水器平均或设计出水流量，L/h。
Keller灌水均匀度不仅考虑了水头差异和制造偏差对均匀度的共同影响，并且强调了灌水小区中最小出水量的重要性，认为小于平均滴头流量的数值比大于平均值的数量更重要，因为滴灌系统是以非常小的水量灌溉作物根系层的一部分，重视水分不足部分比过量灌溉部分更重要。
当设计均匀度Eu确定后，由式（4-18）可以求出灌水小区中允许的灌水器最小流量qmin。
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qmin????Euqa? （4-18） ????1?1.27Cv??????n?????qmin????k???d?1x进而利用灌水器流量压力关系式计算出灌水小区中与最小流量对应的灌水器最小水头
hmin （4-19）
式中：kd—灌水器流量压力关系式中的流量系数；
其它符号意义同前。
而灌水小区中允许的最大水头差近似为
?h?2.5(ha?hmin) （4-20）
式中：Δh—灌水小区中允许压力偏差，m。
4．设计均匀度的确定
在设计微灌工程时，选定的灌水均匀度越高，灌水质量越高，水利用系数也越高，而系数的投资和运行管理费用也就越大。因此，设计灌水均匀度的确定，应根据作物对水分的敏感程度、经济价值、水源、地形和气候等综合确定。
当采用流量偏差率来表征灌水均匀度时，SL103-95《微灌工程技术规范》建议，流量偏差率不应大于20%，当采用Keller灌水均匀度Eu，可按照表4-3选取。
滴灌系统中，灌水器设计允许流量偏差率qv应不大于20%，设计灌水均匀度不应低于0.95。
表4-3 推荐的不同条件下的Eu值
灌水器 类型 每株作物的灌水器数 均匀坡，坡点源 ≥3 度不大于2% 均匀坡，坡点源 ＜3 度不大于2% 起伏地形点源 ≥3 或坡度大于2% 起伏地形点源 ＜3 或坡度大于2% 80~90 线源 85~90 线源 85~90 微喷 90~95 微喷 地形 Eu （%） 灌水器 类型 每株作物的灌水器数 地形 均匀坡，坡度不大于2% 均匀坡，坡度不大于2% 起伏地形或坡度大于2% 起伏地形或坡度大于2% 70~85 80~90 85~90 90~95 Eu （%） 五、灌溉水的利用系数η。
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灌溉水的利用系数为满足作物消耗和淋洗的有效水量占灌溉供水量的百分比。它主要与灌水均匀度、由于土壤湿润模式和不定时的降雨可能产生的渗漏损失等有关。但只要设计合理、精心管理，渗漏损失是可以避免的，而过滤冲洗水量损失、管线冲洗损失所占比例很小。微灌工程技术规范规定：
（1）对于滴灌，灌溉水利用系数η≥0.9； （2）对于微喷灌，灌溉水利用系数η≥0.85。 六、灌水器设计工作水头
灌水器的工作水头影响着系统的运行费用，对灌水均匀度也在影响，灌水器的设计工作水头应综合考虑地形、所选用的灌水器的水力性能、滴灌管（带）的承压能力、运行费用和灌水均匀度。
SL103-95《微灌工程技术规范》规定；灌水器设计工作水头应取所选灌水器的额定工作水头，没有额定工作水头的灌水器应由灌水器水头与流量关系曲线确定但不宜低于2m。
灌水小区允许水头偏差：根据《微灌工程技术规范》规定，灌水小区内灌水器工作水头偏差率应按下列公式计算：
hv?式中：hv—灌水器水头偏差率，%；
hmax?hminhd （4-20）
hmax—灌水器最大工作水头，m； hmin—灌水器最小工作水头，m； hd—灌水器设计工作水头，m。
灌水器工作水头偏差率hV与流量偏差率qV之间的关系可用下式表示：
qv1?xhv?(1?0.12qv) （4-21）
xx式中：X——滴头流态指数。 灌水小区允许水头偏差按下式计算：
[ΔH]= hV×hd （4-22）
式中：[ΔH]——灌水小区允许水头偏差，m； 七、设计灌溉制度
1．设计灌水定额：应根据当地试验资料按下面公式之一计算
mmax=0.1γZP(θmax-θmin)/η （4-23） 或 m=0.1ZP(θ/max-θ/min)/η （4-24）
式中：m——设计灌水定额mm；
γ——土壤容重g/cm3，可根据表2.3-1选用；
z——计划土壤湿润层深度（根据各地的经验，各种作物的适宜土壤湿润
层深度为：蔬菜0.2-0.3m,大田作物0.3-0.6m，果树1.0-1.2m），m；
P——湿润比 %；
θmax、θmin——适宜土壤含水率上、下限（占干土重的百分比），θmax可
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