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果園自動灌溉系統之設計及施工

謝江海台中合鑫公司

前言

一般運用於果樹之灌溉可分為淹灌(含溝灌)、噴灌及滴灌三種。淹灌，由於設施費低，雖然有費工及浪費水資源的缺點，但目前還是被大部分的農民所使用。由於工資高漲及水資源的缺乏，有逐漸改用噴灌或滴灌的趨勢。由於使用簡便，且在台灣果樹栽培上之使用已有超過20年之推廣，目前已普遍為農民所接受，但目前國內所使用之噴灌系統皆為全區域性的，依然有浪費水資源，並且無法配合施肥之缺點。滴灌，有其省工、省水之優點，但由於其系統必需有相當好的水源及良好的管理技術，且設計不良時會有灌溉不均的現象，故推廣不易。微噴灌系統，乃改良噴灌及滴灌系統之缺點而發展出來的。此系統不但有省工、省水及管理容易的之優點，且施工容易，農民可自行施工。

材料說明及選用

一、噴頭：噴頭的種類有許多，也因果樹特性之差異而選擇不同的噴頭，但微噴灌系統所選用的噴頭特性有三：

有效且適當的噴水範圍：一般選用樹冠下為其噴水範圍。

有效的噴水範圍內，噴頭之出水量愈小愈佳，如此可使全灌區的總出水量低，其可降低成本及減少分區數量。

拆裝及堵塞物排除容易。

二、立柱組(含PE細導管及接頭)：必需容易固定噴碩，立柱本體需堅固且易於插設於土面上。目前市面上可購買現成之小枝柱或使用4m/m金屬支柱。

三、支管：佔所有管路的大部分，幾乎需平舖於整個果園區域，故必需有易於施工及移動、捲收容易之特性，故一般選用19m/m之PE管。

四、分區使用的閥門：自動控制系統使用電磁閥，手動控制系統則使用球閥或閘閥。

五、主管：採用PE管或PVC管皆可，尺寸使用外管徑為34m/m，採取PE管有其主、支管一致及耐候性佳的優點，但目前34m/m的PE管的各式接頭，國內尚無公司生產，國外進口的接頭十分昂貴，但在PE管大量且普遍使用後，接頭該會比目前便宜許多。採用PVC管則材料及管件皆相當普遍且便宜。

六、過濾器：此設備需易於安裝及清洗。

七、加壓站：目的是將我們噴灌用所需之水壓送入管線內。一般以其動力的不同

可分為自然落差與泵浦加壓兩種。

1·自然落差：其水源需高於灌區，且落差需高於噴頭之設定壓力以上。一般微噴灌系統落差在16M以上即可，而蓄水池之總蓄水量需大於一次灌溉所需之總水量。

2·泵浦加壓：水源低於灌區或高於灌區但落差壓力不足以正常驅動噴頭時所使，其依型式之不同又可分為沈水型及陸上型，其中沈水型泵浦價格較高，使用效率較高。

八、自動控制系統：於手動控制系統時不需要。其時間控制器配合電磁閥以控制線(1.25mm2電線或電纜線)相連而完成自動控制系統。控制器依灌區分站數目的多少而選用，目前經常使用的有4、5、6、7、8、9站。

九、水分張力計：此設計並非必要之選擇，其功能乃在了解土壤中之水分含量，以決定灌水與否。於手動噴灌系統時使用"指示型"，於自動控制系統時使用"指示控制型"，依果樹根系分布之深淺可選用6"、12"、18"、24"、36" 等。

十、肥料注入器：此設備並非必要之選擇，其功能是於噴灌進行中將液體肥料注入管路內進行施肥，市面上所販售的肥料注入器有許多種，但其原理不外有三種：

1·文氏管原理：價格低(約NT$2500~3500)，但安裝需要有相當的技巧，且調整不易，精確度低。

2·水流驅動注入：精確度高，但價格高(約NT$9000 ~12000)安裝時需有相當的技術。

3·直接注入法：可使用藥品專用注意入格，雖精確度高，但價格昂貴，不值得推廣。

所以目前以農民普遍所使用的高壓噴霧器替代，其價格合理(約NT$5000~7000)，其迴水並可做為藥桶攪拌使用，可謂"一機多用途"，所以高壓噴霧器注入法值得推廣。

十一、穩壓閥：於下列二種情況下必需使用：

1·水源之壓力過大，而足以損壞PE支管或噴頭(一般於微灌系統大於3KGs/cm2即使用)。

2·各分站灌區落差太大而使水量不均勻(一般落差超過10M時即需使用)。

十二、工具：除了一般管線裝置施工所需的基本工具外，還需一支PE管打洞器及一支接頭按裝器。

簡易設計原則

設計—乃是避免失敗及降低成本所必需的工作，成功的設計是最少的材料及施工成本，做最大而有效率的系統功能，以下所說明的設計原則，乃是筆者依目前國內果樹之經營型態，以一般性所進行的規劃，倘若遇到地形複雜，果園面積太大(超過2000平方公尺)，水源太遠(超過150公尺)，果園落差太大或果樹種類特殊等，還是需要委託專業人員設計，以避免不當的設計造成不當的損失。

依果樹的之大小及種類選用適當的噴頭，並查明噴頭的壓力及出水量之關係

，一般微噴頭灌系統使用在2KGS/cm2為壓力設計之標準，故需知道壓力為2KGS/cm2時噴頭之出水量。

計算全區噴水所需的總流量，即每只噴頭的流量乘上噴頭的總數。

分區：選用之主管為35m/m外徑之PVC管或PE管，故每區之流量以低於50公升/分為原則，但此最高流量原則，有時需依水源之壓力及管路的長短而調整。

決定主管及支管之安裝位置：主、支管之路徑，不同的設計者有不同的決定

，原則上以施工容易，節省成本為要素。但支管容許流量為15公升/分為決定主、支管位置的必要條件。

泵浦的選擇：依水源的位置、噴頭使用壓力及每灌區的總流量，以決定泵浦的性能(使用自然落差的方式不需要)。

選擇自動或手動系統。

選用其他設備：如穩壓閥、水分張力計、肥料注入器等。