CN104663375B

CN104663375B - 一种根灌灌水装置

Info

Publication number: CN104663375B
Application number: CN201510053104.3A
Authority: CN
Inventors: 王文娥; 胡笑涛; 李耀刚
Original assignee: Northwest A&F University
Current assignee: Northwest A&F University
Priority date: 2015-01-31
Filing date: 2015-01-31
Publication date: 2017-01-11
Anticipated expiration: 2035-01-31
Also published as: CN104663375A

Abstract

本发明公开一种根灌灌水装置，该灌水装置包括灌水器，所述的灌水器为筒形构件，灌水器上设置进水口，灌水器的侧壁设有迷宫流道，迷宫流道的一端与进水口连通，迷宫流道的另一端与灌水器内腔连通；所述的迷宫流道为横向盘绕在灌水器侧壁内的波浪形迷宫流道。该灌水装置使水分全部进入作物根部，灌溉水利用效率高，内部灌水器流道长过水断面面积大，且流道单元边界为抛物线型，有利于杂质随水流通过流道，抗堵塞性能好；水力特性的流态指数小于0.5，消能和紊流效果好，在一定工作压力范围内有较高的灌水均匀度；使用寿命可达20年以上，造价降低20％以上。

Description

一种根灌灌水装置

技术领域

本发明属于干旱半干旱地区宽行经济作物灌溉技术领域，具体为一种根灌灌水装置，用于解决缺水地区宽行经济作物节水灌溉。

背景技术

水资源短缺是世界面临的问题，尤其在干旱半干旱地区，如何有效使用有限的水资源、提高灌溉水利用率是迫切需要解决的问题。目前在节水灌溉技术中，微灌具有省水、节能、高效、增产的优点，发展迅速，已被广泛用于经济林果、蔬菜、花卉等经济作物，发展前景广阔。微灌系统中灌水器是重要的构成部件，灌水器的水力性能及抗堵塞性能直接影响到灌水均匀度和整个系统运行的可靠性。在实践过程中发现灌水器存在容易堵塞且维修困难的问题，严重制约了这一先进节水技术的推广。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷和不足，本发明解决了现有的灌水装置易产生堵塞、水力性能差、不易更换和维修的问题，目的在于提供一种渗流面积大、可蓄存一定水量及具有较好的节水效果的根灌灌水装置。

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：

一种根灌灌水装置，该灌水装置包括灌水器，所述的灌水器为筒形构件，灌水器上设置进水口，灌水器的侧壁设有迷宫流道，迷宫流道的一端与进水口连通，迷宫流道的另一端与灌水器内腔连通；所述的迷宫流道为横向盘绕在灌水器侧壁内的波浪形迷宫流道；

将所述的迷宫流道展开成二维平面，迷宫流道的侧壁包括至少两个相对设置的波浪形侧壁，每个波浪形侧壁包括多个流道单元；所述流道单元的结构为：以流道单元的起点为原点，以朝向流道单元的波峰方向(径向)为Y轴，以朝向流道单元的延伸方向(轴向)为X轴，所述的流道单元包括第一半抛物线、第二半抛物线及第三半抛物线，第一半抛物线的方程为第二半抛物线的方程为第三半抛物线的方程所述第一半抛物线、第二半抛物线及第三半抛物线依次相邻抛物线之间光滑过渡。

进一步的，所述的迷宫流道包括四个侧壁，其中两个侧壁为两个相对设置的波浪形侧壁，其余两个侧壁为相对设置的平面侧壁；

其中一侧的波浪形侧壁包括多个流道单元；所述流道单元的结构为：以流道单元的起点为原点，以朝向流道单元的波峰方向为Y轴，以朝向流道单元的延伸方向为X轴，所述的流道单元包括第一半抛物线、第二半抛物线及第三半抛物线，第一半抛物线的方程为y₁＝a₁x₁ ²+b₁x₁，第二半抛物线的方程为y₂＝a₂x₂ ²+b₂x₂+c₂，第三半抛物线的方程y₃＝a₃x₃ ²+b₃x+c₃，相邻抛物线之间光滑过渡；

另一侧波浪形侧壁的流道单元是由其中一侧波浪形侧壁的流道单元绕流道轴朝下翻转180度后沿轴向平移得到。

更进一步的，其中一侧的波浪形侧壁包括多个流道单元；所述的流道单元包括第一半抛物线、第二半抛物线及第三半抛物线，第一半抛物线的方程为-1.1≤a₁≤-0.9，2.7≤b₁≤2.9，第二半抛物线的方程为-0.15≤a₂≤-0.13，0.1≤b₂≤0.2，1.9≤c₂≤2.1，第三半抛物线的方程-0.5≤a₃≤-0.4，1.0≤b₃≤2.0，1.9≤c₃≤2.2，第一半抛物线与第二半抛物线连接的过渡圆弧半径r₁为0.2～0.4mm，第二半抛物线与第三半抛物线顺次相连；

另一侧波浪形侧壁的流道单元是由其中一侧波浪形侧壁的流道单元绕流道轴朝下翻转180度后沿轴向平移1.87mm得到。

更具体的，所述的流道单元中第一半抛物线的宽度a1为1.42mm，第二半抛物线的宽度a2为2.18mm，第三半抛物线的宽度a3为0.3mm，流道单元的高度b1为1.95mm，第三半抛物线的高度b2为0.65mm，流道单元的长度c为3.9mm，两侧流道单元最低点间的距离d为0.5mm。

进一步的，所述的迷迷宫流道的中心线总长为400～500mm，迷宫流道的深度i为0.8～1.2mm，迷宫流道的宽度j为2～3.6mm。

还有，所述的迷宫流道沿灌水器侧壁“弓”字形设置，迷宫流道的流道进水口沿灌水器的轴向设置，迷宫流道的流道出水口沿垂直于灌水器的轴向设置。

另外，该装置还包括套筒，所述的套筒包括由上到下依次同轴设置的进水段、贮水段及渗水段，灌水器同轴嵌合在进水段内且灌水器的进水口露于套筒外。

进一步的，所述的灌水器具体包括由上到下依次同轴设置的进水腔和缓水腔，进水腔的顶壁上设置与进水腔连通的进水口，进水腔的侧壁设置进水缓水区，且进水缓水区上设置多个溢水口，水流由进水口进入进水腔后由溢水口储存在进水缓水区内；

缓水腔的顶壁上设置通气口，该通气口贯穿进水腔并连通外部与缓水腔内的空间，迷宫流道埋设在缓水腔的侧壁内，且缓水腔的侧壁外还设置出水缓水区，迷宫流道的流道进水口与进水缓水区连通，迷宫流道的流道出水口与出水缓水区连通，出水缓水区上还设置多个出水口，水流由出水口进入套筒的贮水段和渗水段。

具体的，灌水器的长度为80～85mm，灌水器的直径为36～38mm，进水缓水区深度为1.0～1.2mm，出水缓水区深度为1.0～1.2mm，溢水口为1.0～1.2mm宽度的矩形孔，出水口为1.0～1.2mm宽度的矩形孔。

更具体的，所述的套筒的长为350～400mm，套筒的直径为40mm，所述的渗水段的侧壁和底壁上设置多个渗水孔，渗水孔的直径为2～4mm，渗水段的高度为120～180mm。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明的装置使水分全部进入作物根部，灌溉水利用效率高，内部灌水器流道长过水断面面积大，且流道单元边界为抛物线型，有利于杂质随水流通过流道，抗堵塞性能好；水力特性的流态指数小于0.5，消能和紊流效果好，在一定工作压力范围内有较高的灌水均匀度；

(2)本发明的根灌灌水装置将抛物线形迷宫宽流道、进水口、缓水区和通气口集成于一体，适用于各种不同土质的土壤进行根部灌溉，当土壤透水性强时，通过出水口的水全部入渗；当土壤透水性差时，来不及入渗的水存储在灌水器中部空腔及套筒的贮水段中，当蓄存水逐渐将管中空气排净，水位逐渐上升到浮子的位置时，浮子会随水位的上升而向上浮起，当浮子到达排气孔上部较细的部分将被顶住，这样通气孔被堵住，水流不会通过通气孔流出灌水器，灌水器内部的水流压力略高于大气压，使得渗流作用水头增加，渗流速度加大，有利于土壤水分入渗；

(3)本发明装置的结构简单，便于更换、维修简单；由于该迷宫流道蓄水式根灌灌水装置流量较大，每株树仅配备1个，固定投资较小；使用寿命长、价格低廉，与地面滴灌管道相比，使用寿命由3～5年提高到20年以上，造价降低20％以上。

附图说明

图1为本发明根灌灌水装置的结构示意图；

图2为本发明灌水器内部结构示意图；

图3为本发明灌水器外部结构示意图；

图4是迷宫流道数学模型图，其中图4B表示迷宫流道的正视图，图4C为对应图4B的迷宫流道的俯视图，图4D为图4B的沿E-E的剖视图；

图5是迷宫流道尺寸图；

图6是本发明灌水器上一侧迷宫流道展开平面二维图；

图7是本发明灌水器部分迷宫流道水流速度图；

图8是本发明的根灌灌水装置的水力性能曲线图；

图1-3中各标号表示：1-灌水器、101-进水腔、1010-进水口、1011-进水缓水区、10110-溢水口、102-缓水腔、1020-迷宫流道、1021-出水缓水区、10210-出水口、10200-流道进水口、10201-流道出水口、1022-排气口、10220-浮子、2-套筒、201-进水段、202-贮水段、203-渗水段、2030-渗水孔；

图4、5中各标号表示：A–流道单元，A1-第一半抛物线、A2-第二半抛物线、A3-第三半抛物线、a1-第一半抛物线的宽度，a2-第二半抛物线的宽度、a3-第三半抛物线的宽度、b1-流道单元的高度，b2-第三半抛物线的高度、c-流道单元的长度，d-两侧流道单元最低点间的距离，i表示迷宫流道的深度，j表示流道单元的宽度；

以下结合说明书附图及具体实施方式对本发明作详细说明。

具体实施方式

目前有多种形状的流道，流道形状及尺寸直接影响到灌水器的水力性能，本发明灌水器的设计目标是大流量、抗堵塞性能高，在对已有灌水器流道结构形状分析的基础上发明人发现波浪形的流道形状得到的灌水器流态指数最小且抗堵塞性能好；

将所述的迷宫流道展开成二维平面，结合图4和5，迷宫流道的侧壁包括至少两个相对设置的波浪形侧壁，A段表示一个流道单元，每个波浪形侧壁包括多个流道单元A；所述流道单元的结构为：以流道单元A的起点为原点，以朝向流道单元的波峰方向(径向)为Y轴，以朝向流道单元的延伸方向(轴向)为X轴，所述的流道单元包括第一半抛物线、第二半抛物线及第三半抛物线，第一半抛物线的方程为-1.1≤a₁≤-0.9，2.7≤b₁≤2.9，第二半抛物线的方程为-0.15≤a₂≤-0.13，0.1≤b₂≤0.2，1.9≤c₂≤2.1，第三半抛物线的方程-0.5≤a₃≤-0.4，1.0≤b₃≤2.0，1.9≤c₃≤2.2；流道单元A中第一半抛物线的宽度a1为1.42mm，第二半抛物线的宽度a2为2.18mm，第三半抛物线的宽度a3为0.3mm，流道单元的高度b1为1.95mm，第三半抛物线的高度b2为0.65mm，流道单元的长度c为3.9mm，两侧流道单元最低点间的距离d为0.5mm；这样的流道设计边角处没有零速度区，且在流道中形成强旋流，如图6和7模拟水流的流动图可知，抛物线形流道有利于提高水流对边壁的冲刷能力，抛物线的曲率不相同可以使旋流区靠近交错布置的另一侧流道高速流动的尖端区，有助于被冲起的杂质随高速水流流动，减少沉积量，提高抗堵塞性能；两侧流道交错布置，水流方向不断改变具有很好的消能效果，降低流态指数，提高水力性能；同时由于流道强烈弯曲，水流在流道形状发生急剧变化的部位流速梯度大，有利于消能，达到较低的流态指数；另一方面由于流道宽且使用了抛物线形流道，流道内水流产生的较大漩涡靠近流道中间部位，靠近边壁位置处的流速也较大，有利于防止水流中杂质沉积堵塞流道。

迷宫流道包括四个侧壁，其中两个侧壁为两个相对设置的波浪形侧壁，其余两个侧壁为相对设置的平面侧壁；其中一侧的波浪形侧壁包括多个流道单元，另一侧波浪形侧壁的流道单元是由其中一侧波浪形侧壁的流道单元绕流道轴朝下翻转180度后沿轴向平移得到；同时，结合附图6，本发明的迷宫流道沿灌水器侧壁“弓”字形设置，且每行的流道单元数根据不同的型号的灌水器合理设置，已使整体的迷宫流道均匀的分布于灌水器侧壁的内层，有利于水流流速的均匀分布，更加利于本迷宫流道的抗堵塞性能。

研究结果表明灌溉水源中杂质粒径的大小对灌水器堵塞有明显的影响，在实际运行的灌溉系统中，较大粒径的杂质颗粒将被过滤掉，但部分更细小的颗粒会随水进入毛管和灌水器流道中，较宽的流道将可以提高灌水器的抗堵塞性能；结合图4和5本发明的迷宫流道的中心线总长为400～500mm，本发明的迷宫流道的深度指迷宫流道沿垂直于灌水器轴向深入的距离，本发明迷宫流道的深度i为0.8～1.2mm，本发明的迷宫流道的宽度指沿灌水器的轴向由迷宫流道一侧流道单元到另一侧流道单元的距离，本发明的迷宫流道的宽度j为2.1～3.6mm，由于本发明的流道单元为三段不同的抛物组成的曲线形，不同位置处流道宽度不同，图4中所示j的位置处流道宽度最小为2.1mm，其他位置处的宽度最大可为3.2mm，宽度较宽，有利于水流与杂质的通过，减少堵塞。

灌水器流量大，灌水开始一段时间内入渗量小于灌水器的流量，灌溉水可以储存在套筒内，水分可以通过这些圆孔向土壤中入渗，与滴灌及渗灌等点源或线源入渗相比，入渗面积增加数倍；由于流量较大，超过土壤入渗速率后，贮水段及套筒内逐渐积满，空气通过排气口排出，当水位上升到达浮子所在位置时，浮子随水位一起上升，到达上部较细的排气口位置时停止上升，将排气口堵住，水流不会通过排气口流出，由于灌水器进水口处压力高于套筒内水流压力，在此压力水头的作用下可以增加土壤的入渗速率。

沿进水腔的外壁环绕设置凹槽状的进水缓水区，进水缓水区比进水口的过水断面面积大且水流流速降低，水流逐渐充满进水缓水区及迷宫流道，有利于排出迷宫流道内的空气，防止水流在细长的迷宫流道内被空气分隔；沿缓水腔的外壁轴向设置的出水缓水区，出水缓水区与迷宫流道的流道出水口连通，出水缓水区的过水断面比迷宫流道大，水流在出水缓水区内流速减缓后再通过出水口流入套筒的贮水段，不会出现射流现象；且贮水段为管状空腔，由于灌水器流量大，当灌水器的水流速率超过土壤入渗速率时，水流逐渐积满贮水段及灌水器的缓水区，起到蓄水的作用。

进水口处设置过滤网用于过滤水流中较大的杂质颗粒，使其不能进入流道造成堵塞，由于较小的颗粒随水性较好，一般不会引起流道堵塞，较大的杂质颗粒进入流道后容易发生沉积引起堵塞；进水缓水区和出水缓水区上分别设置多个矩形的溢水口和出水口，在保证水流缓慢流出的同时防止其他杂质进入灌水器。

流态指数x既反映滴头内水流的流态，也反映灌水器流量对压力变化的敏感性，是压力流量关系曲线的坡度，也是一个非常重要的力学参数，较小的流态指数有利于提高微灌系统的灌水均匀度、降低系统造价和抗堵塞性能，其值在0～1之间变化；滴头流道中的水流流态可能出现层流、光滑紊流和完全紊流三种情况，x＝1时为层流，即流量与压力以相同的比例变化；x＝0.57时为光滑紊流；x＝0.5时为完全紊流，接近0.5时认为流量对压力敏感性很小；x＝0时为压力完全补偿，表示流量不随压力的变化而变化。

实施例一：

结合图1-3，本实施例的根灌灌水装置包括灌水器1和套筒2，套筒2包括由上到下依次同轴设置的进水段201、贮水段202和渗水段203，进水段201的端部开口，渗水段203的端部封口，灌水器1同轴嵌合式安装在进水段201内；渗水段203的侧壁和底壁上均匀的设置若干个渗水孔2030；

灌水器1包括由上到下依次同轴设置的进水腔101和缓水腔102，进水腔101通过设置在缓水腔102侧壁上的迷宫流道1020与缓水腔102连通；

缓水腔102的侧壁上对称的设置有两套迷宫流道1020，在缓水腔102侧壁上的两套迷宫流道1020的间接处对称的设置两个凹槽状的出水缓水区1021，出水缓水区1021内设置多个矩形的出水口10210，且迷宫流道1020的流道出水口10201与出水缓水区1021连通；缓水腔102的顶壁中央设置排气口1022，排气口1022为梭形的贯通缓水腔102与外部空间的管形口，且排气口1022内放置浮子10220；

进水腔101的顶壁设置进水口1010，进水口1010与进水腔101连通，进水腔101的侧壁外设置两个凹槽状的进水缓水区1011，进水缓水区1011上设置多个矩形溢水口10110，进水缓水区1011与迷宫流道1020的流道进水口10200连通；

本实施例的迷宫流道1020的展开平面形状如图4和5所示，迷宫流道1020包括四个侧壁，其中两个侧壁为两个相对设置的波浪形侧壁，其余两个侧壁为相对设置的平面侧壁；A段表示一个流道单元，其中一侧波浪形侧壁包括多个流道单元A，流道单元A的结构包括第一半抛物线A1、第二半抛物线A2及第三半抛物线A3，第一半抛物线A1的方程为a₁＝-1，b₁＝2.76，第二半抛物线A2方程为a₂＝-0.14，b₂＝0.11，c₂＝2.01；第三半抛物线A3方程为a₃＝-0.45，b₃＝1.215，c₃＝2.16，第一半抛物线与第二半抛物线连接的过渡圆弧半径r₁为0.34mm；另一侧波浪形侧壁的流道单元A是由其中一侧波浪形侧壁的流道单元绕流道轴朝下翻转180度后沿轴向平移1.87mm得到；本实施例的迷宫流道1020的具体尺寸为a1＝1.42mm，a2＝2.18mm，a3＝0.3mm，b1＝1.95mm，b2＝0.65mm，c＝3.9mm，d为0.5mm；迷宫流道1020的中心线总长435mm，迷宫流道1020的宽度j为2.1～3.2mm，由于本实施例的迷宫流道为曲线形，不同位置处流道宽度不同，图4中所示j的位置处流道宽度最小为2.1mm，其他位置处的宽度如j'处的宽度最大可为3.2mm，迷宫流道1020的深度i为1.2mm。

结合附图6，本实施例的迷宫流道1020沿灌水器1侧壁“弓”字形设置，本实施例的灌水器1的长度为80mm，灌水器的直径为36mm，每行的迷宫流道包括八个流道单元A，每行迷宫流道的长度h为33.2mm，且相邻行间的过渡段沿灌水器1的轴向设置，过渡段的长度g为5.8mm，迷宫流道1020的流道进水口10200沿灌水器1的轴向设置，迷宫流道1020的流道出水口10201沿垂直于灌水器1的轴向设置。

灌水器1的外径为36mm，总长度80mm，套筒2采用外径为40mm、壁厚2mm和长度为350mm的PVC管材制作，且这样尺寸的PVC管是常见的管材(也可采用废弃的管材)，造价低廉；套筒竖直埋在果树根部，顶部与地面平齐，灌水器安装在套筒的上部，进水口1010及排气口1022在地面上；套筒2下部高度为150mm的侧壁上均匀分布多行多列直径为4mm的渗水孔2030，进水缓水区1011和出水缓水区1021的深度均为1.2mm，溢水口10110和出水口10210为多排宽度为1.2mm×2.4mm的矩形孔，本实施例的进水口1010的外径为4mm、内径3mm及长10mm，进水口1010内安装多个滤网，滤网的网孔直径为0.5mm；

美国农业工程师协会(ASAE)和国际标准组织(ISO)将流态指数作为灌水器性能评价指标之一，在一定的压力范围内，滴头的水力性能可用压力-流量关系式表达：q＝kH^x，式中：q-滴头流量，L/h；H-水头工作压力，MPa；k-流量系数；x-流态指数。本实施例的灌水器通过数值试验，得到0.01～0.2MPa入口压力范围内每0.01MPa的灌水器出口流量，结果如图8所示，经过拟合可得q＝28.851H^0.4687，流态指数x为0.4687，即本实施例的灌水器流道内水流为完全紊流；

采用土箱装土入渗试验，土壤为粘壤土，对本实施例的灌水器进行测定，当流量为9.8L/h及灌水60分钟时，以套筒2管轴为中心计，土壤湿润范围垂直向上达到距地表20mm、向下达到地表以下500mm及水平入渗半径为220mm，流量越大水平方向湿润半径越大。

本发明的根灌灌水器的工作过程为：

(1)水流由进水口1010流入进水腔101，进水口1010中的滤网将水流中较大的杂质颗粒进行一次过滤，当进水腔101内充满水流时，水流通过进水缓水区1011上的溢水口10110流入进水缓水区1011，溢水口10110对水流进行二次过滤；

(2)之后水流通过流道进水口10200进入迷宫流道1020内，迷宫流道1020对水流进行缓冲减速，再通过流道出水口10201流入出水缓水区1021，出水缓水区1021对水流缓冲后再由出水口10210对水流进行三次过滤进入缓水腔102内并进入套筒2的贮水段202和渗水段203，再由渗水段203侧壁和底壁上的渗水孔2030渗入土壤中；

(3)灌水器1的流量大，灌水开始一段时间内入渗量小于灌水器1的流量，水流储存在套筒2内，水分通过渗水孔2030向土壤中入渗，与滴灌及渗灌等点源或线源入渗相比，入渗面积增加数倍；一段时间后，当套筒2及灌水器1的空腔内逐渐积满水流，空气通过排气口1022排出，当水位上升到达浮子10220所在位置时，浮子10220随水位一起上升，到达上部较细的排气口1022位置时停止上升，将排气口1022堵住，水流不会通过排气口1022流出，由于灌水器1进水口1010处压力高于套筒2内水流压力，在此压力水头的作用下可以增加土壤的入渗速率。

Claims

1.一种根灌灌水装置，其特征在于，该灌水装置包括灌水器，所述的灌水器为筒形构件，灌水器上设置进水口，灌水器的侧壁设有迷宫流道，迷宫流道的一端与进水口连通，迷宫流道的另一端与灌水器内腔连通；所述的迷宫流道为横向盘绕在灌水器侧壁内的波浪形迷宫流道；

将所述的迷宫流道展开成二维平面，迷宫流道的侧壁包括至少两个相对设置的波浪形侧壁，每个波浪形侧壁包括多个流道单元；所述流道单元的结构为：以流道单元的起点为原点，以朝向流道单元的波峰方向为Y轴，以朝向流道单元的延伸方向为X轴，所述的流道单元包括第一半抛物线、第二半抛物线及第三半抛物线，第一半抛物线的方程为y₁＝a₁x₁ ²+b₁x₁，第二半抛物线的方程为y₂＝a₂x₂ ²+b₂x₂+c₂，第三半抛物线的方程所述第一半抛物线、第二半抛物线及第三半抛物线依次相邻抛物线之间光滑过渡；

所述的迷宫流道包括四个侧壁，其中两个侧壁为两个相对设置的波浪形侧壁，其余两个侧壁为相对设置的平面侧壁；

其中一侧的波浪形侧壁包括多个流道单元；所述流道单元的结构为：以流道单元的起点为原点，以朝向流道单元的波峰方向为Y轴，以朝向流道单元的延伸方向为X轴，所述的流道单元包括第一半抛物线、第二半抛物线及第三半抛物线，第一半抛物线的方程为y₁＝a₁x₁ ²+b₁x₁，第二半抛物线的方程为y₂＝a₂x₂ ²+b₂x₂+c₂，第三半抛物线的方程相邻抛物线之间光滑过渡；

另一侧波浪形侧壁的流道单元是由其中一侧波浪形侧壁的流道单元绕流道轴朝下翻转180度后沿轴向平移得到；

其中一侧的波浪形侧壁包括多个流道单元；所述的流道单元包括第一半抛物线、第二半抛物线及第三半抛物线，第一半抛物线的方程为y₁＝a₁x₁ ²+b₁x₁，-1.1≤a₁≤-0.9，2.7≤b₁≤2.9，第二半抛物线的方程为y₂＝a₂x₂ ²+b₂x₂+c₂，-0.15≤a₂≤-0.13，0.1≤b₂≤0.2，1.9≤c₂≤2.1，第三半抛物线的方程-0.5≤a₃≤-0.4，1.0≤b₃≤2.0，1.9≤c₃≤2.2，第一半抛物线与第二半抛物线连接的过渡圆弧半径r₁为0.2～0.4mm，第二半抛物线与第三半抛物线顺次相连；

2.如权利要求1所述的根灌灌水装置，其特征在于，所述的流道单元中第一半抛物线的宽度a1为1.42mm，第二半抛物线的宽度a2为2.18mm，第三半抛物线的宽度a3为0.3mm，流道单元的高度b1为1.95mm，第三半抛物线的高度b2为0.65mm，流道单元的长度c为3.9mm，两侧流道单元最低点间的距离d为0.5mm。

3.如权利要求1或2所述的根灌灌水装置，其特征在于，所述的迷宫流道的中心线总长为400～500mm，迷宫流道的深度i为0.8～1.2mm，迷宫流道的宽度j为2～3.6mm。

4.如权利要求3所述的根灌灌水装置，其特征在于，所述的迷宫流道沿灌水器侧壁“弓”字形设置，迷宫流道的流道进水口沿灌水器的轴向设置，迷宫流道的流道出水口沿垂直于灌水器的轴向设置。

5.如权利要求1或2所述的根灌灌水装置，其特征在于，该装置还包括套筒，所述的套筒包括由上到下依次同轴设置的进水段、贮水段及渗水段，灌水器同轴嵌合在进水段内且灌水器的进水口露于套筒外。

6.如权利要求5所述的根灌灌水装置，其特征在于，所述的灌水器具体包括由上到下依次同轴设置的进水腔和缓水腔，进水腔的顶壁上设置与进水腔连通的进水口，进水腔的侧壁设置进水缓水区，且进水缓水区上设置多个溢水口，水流由进水口进入进水腔后由溢水口储存在进水缓水区内；

7.如权利要求6所述的根灌灌水装置，其特征在于，灌水器的长度为80～85mm，灌水器的直径为36～38mm，进水缓水区深度为1.0～1.2mm，出水缓水区深度为1.0～1.2mm，溢水口为1.0～1.2mm宽度的矩形孔，出水口为1.0～1.2mm宽度的矩形孔。

8.如权利要求6所述的根灌灌水装置，其特征在于，所述的套筒的长为350～400mm，套筒的直径为40mm，所述的渗水段的侧壁和底壁上设置多个渗水孔，渗水孔的直径为2～4mm，渗水段的高度为120～180mm。