果園滴灌設計方案

1、設計基本資料1地形資料果園面積25hm2,南北長520m,東西寬480m。水平地形，測得有 1/2000地形圖。2土壤資料土壤為中壤土，土層厚度 1.52.0m，1.0m 土層平均干密度 1.4t/m3,田間持水量30% （以占土 壤體積的百分比計），凋萎點土壤含水量 10% （以占土壤體積的百分比計）。最大凍土層深 度 100m。3作物種植情況果樹株距3.0m，行距3.0m，現(xiàn)果樹已進入盛果期，平均樹冠直徑 4.0m，遮蔭率約為70%。 作物種植方向為東西向。 以往地面灌溉實測結果表明， 作物耗水高峰期為 7月，該月日均耗 水量 5.6mm/d4. 氣象資料根據(jù)氣象站失策資料分析，多年平均年

2、降雨量585.5mm，全年降雨量的60%集中于79 月,并收集到歷年降雨量資料。5. 水源條件該農(nóng)場地下水埋深大于 6m，在果園的西南邊有一口井，抽水試驗結果表明，動水位為20m時，出水量60m3/h。水質(zhì)良好，僅含有少量沙（含沙量小于5g/h）。滴灌系統(tǒng)規(guī)劃設計參數(shù)1. 滴管設計灌溉補充強度有上述資料，高峰期耗水量Ee=5.6mm/d，遮陰率Ge=70%，因此遮陰率對耗水量的修正系數(shù)為krGe70%0.850.850.82因此，滴灌耗水強度為Ea krEc 0.82 5.6 4.6( mm/d)因上述Ea為好水高峰期的耗水強度，所以設計耗水強度取為I c Ea 4.6（ mm/d）ca不考慮

3、淋洗水量，滴灌設計灌溉補充強度為la Ic 4.6（ mm/ d）2. 滴灌土壤濕潤比根據(jù)相關資料，對于寬行距作物，在北方干旱和半干旱地區(qū)， 設計土壤濕潤比可取 20%30%。 考慮到蘋果為經(jīng)濟作為，故滴灌濕潤比取p為0%。3. 灌水小區(qū)流量偏差灌水小區(qū)流量偏差 qv=20%。4. 灌溉水利用系數(shù)由于灌溉的水量損失很小，根據(jù)有關資料灌溉水利用系數(shù)n=0.9。水量平衡計算1. 設計灌溉用水量灌溉用水量是指為滿足作物正常生長需要，由水源向灌區(qū)提供的水量。它取決于灌溉面積， 作物生長情況、土壤、水文地質(zhì)和氣象條件等。各年灌溉用水量不同，因此需要選擇一個典型年作為規(guī)劃設計的依據(jù)。微灌工程一般采用降雨頻

4、率 75%-90%的水文年作為設計典型年。（設計典型年的選擇和計算方法可以參考有關工程水文書籍)2. 來、用水平衡計算來、用水平衡計算的任務是確定工程規(guī)模，如灌溉面積等。本設計水源為井水，由基本資料 可知，井的出水量為 60m3/h，取日灌溉最大運行時數(shù)C=22h，則井水可灌溉的最大面積為10 4.6A Q60 °.9 2225.82（ hm2）101a本果園面積為25hm2，因此，該水源滿足滴灌系統(tǒng)的要求。灌溉器選擇與毛管布置方式選用某公司內(nèi)嵌式滴灌管，壁厚0.6m m,內(nèi)徑15.4m m。低頭額定工作壓力ha=l0m，額定流量qa=2.8L/h，流態(tài)指數(shù) x=0.5，滴頭間距0.

5、5m。采用單行直線布置，即一行果樹布置一條 滴灌管。查相關表可知在中壤土中，這種滴頭流量的濕潤直徑為0.8m，因此此種布置方下的濕潤比p 0.785D為SeS|2100%°785 °833% 30%0.5 3說明上述灌水器與毛管布置方式滿足設計濕潤比的要求。滴灌灌溉制度擬定1.最大凈灌水定額微灌土壤計劃濕潤層深度取0.8m，土壤中允許的缺水量占土壤有效持水量的比例取40%，則 m max 1000 Fd 0 zp、1000 0.4 0.3 0.10.8 0.33 21 mm2.毛灌水定額如果采用m凈=m max ， 則214.64.56 dm凈21“ cm毛23.3 mm0

6、.93.設計灌水周期4. 一次灌水延續(xù)時間x m毛SrSl23.3 0.5 3ut12.5 hqa2.8如果采用灌水周期為 2d的高頻灌溉，每次的凈灌水深度為4.4X2=9.2 (mm ),毛灌水深度為10.22mm，一次灌水延續(xù)時間為5.47h。這樣改變灌溉制度并不影響后面的水力設計。支、毛管水頭差分配與毛管極限長度的確定當qv=20%時，灌水小區(qū)允許的最大水頭偏差為hmax 10.65q lxha 10.65 0.2 5 1012.77 mhmin1 0.35q 'xhd 1 0.35 0.2 5 10 8.65 mHshmax hmin 12.77 8.65 4.12 m根據(jù)支、

7、毛管水頭差分配比,H毛 0.55 Hs0.554.12 2.26 mH支 0.45 Hs0.454.12 1.84 m計算毛管極限長度為Lm INT5.446H 毛 D4.75 °3641.75KSqaINT5.446 2.26 15.44.75 03641 751.1 0.5 2.8.0.591 m管網(wǎng)系統(tǒng)布置與輪灌組劃分系統(tǒng)允許的最大輪灌組數(shù)為M CT 22 4.56 最大 T 12.5如果實行高頻灌溉，灌水周期T=2d，則K1 CT 22 2 最大 T 5.47低頻灌溉和高頻灌溉的輪灌組數(shù)相同，因此灌水頻率的改變并不影響后面的系統(tǒng)設計。根據(jù)地塊形狀，采用毛管鋪設長度為 80m，

8、毛管采用豐字形布置，整個灌區(qū)共有1040條毛管，每條毛管流量為Q毛一2.8 80/0.5 448 (L/h),整個灌區(qū)所有灌水器的流量和為 1040 448/1000 466 m'/h，如果劃分為8個輪灌組，每個輪灌組的流量約為 58.2m 3/h， 該值小于水井的出水量，滿足水量平衡的要求。輪灌組數(shù)和每個輪灌組的流量確定以后，管網(wǎng)布置也有多種方案，下面采用兩種方案進行比較。方案1 :共分8個灌水小區(qū)，一個灌水小區(qū)為一個輪灌組。灌水小區(qū)內(nèi)支管長195m，雙向控制130條毛管，每個輪灌組的流量為58.2m 3/h,，如圖1所示方案2 :共分24個灌水小區(qū)，一個輪灌組控制3個灌水小區(qū)。灌水

9、小區(qū)內(nèi)支管長65m，雙向控制44條毛管，每個灌水小區(qū)流量為44 448/1000 19.7 m3/h，每輪灌組流量為59.1m 3/h，如圖 2 所示AitIT井于引tC& 0i!4支嶺槽聘SJti £:-FJLIIJOTS? Jt8 Jt32<*n>_ snrn ' _fOin_ -師兀加I1r- 1 T1! 1r1止朋無L點単罐5權水*7譏廠I 1_H!術軌元11 *元】2E草水單奔14建水單元15灘水融元17L."忒融元itx is水0瓦如J'1圖1 方案1管網(wǎng)布置圖2 方案2管網(wǎng)布置方案1管道水力計算1. 毛管實際水頭損失由于毛管

10、實際鋪設長度為80m，因此毛管實際的水頭損失為Q1.75 毛H 毛實際 1.1 8.4 10毛75 LFD .41.11.1 8.4 101.51 m448/100015.44.751.7580 0.365因此，毛管進口水頭為h毛進口 h minH毛實際ZAB 8.65 1.51 010.16 m2. 實際分配給支管進口水頭計算3. 每條支管雙向控制130條毛管，單側65條毛管。每條毛管流量為448L/h，相當于支管上有65個出水口，每個出水口的流量為448X2=896 ( L/h)，每條支管長 780/4=195 ( m)。如果支管采用D110PVC管(內(nèi)徑103mm ),支管水頭損失為4Q

11、支H 支 1.059.48104 77 LFD,亠41 77896 65/1000 .“4.1.059.4810477195 0.36610342.31mH支實際2.61 m滿足要求。支管進口水頭為h支進口 h毛進口H支ZBC 10.16 2.31 0 12.47 m4. 分干管與干管水力計算以第一輪灌為最不利輪灌組確定干管直徑，分干管1長度為80m ,干管長度為585m。由于采用一個輪灌組控制一個灌水小區(qū)，因此分干管1與干管流量相同。Q分干 Qf 58.2 m3/h利用經(jīng)濟流速初選干管管徑D 13 Q 1358.299 mm選用管徑D=110 mm的PVC管作為分干管1和干管。分干管與干管水

12、頭損失為H分干1 . 059 . 4810 41 . 77Q分干lD 4 .771 . 059 .4810 458.2 e804 771034 72.65m1 . 77Q分干lD 4 F1.059.4810 41.059.4810 458.2 1 .775851034 719.42m干管進口水頭為h支進口 h毛進口Z BC12.47 2.65 19.42034.54 m5. 水泵揚程確定及水泵選型H首部伽,如果首部樞紐水頭損失（包括過濾器、控制閥、施肥裝置、彎頭和泵管等） 則水泵總揚程為H h干進口H首部Zi 乙h干進口H首部H動水位深34.54 + 10 2064.54 m6. 其他輪灌組水

13、力計算水泵揚程確定以后，還需要對其他輪灌組進行核算，計算其他分干管的直徑或設置壓力調(diào)節(jié)閥。有布置圖知，輪灌組1與輪灌組2對稱，這兩個輪灌組又分別于輪灌組3和輪灌組4對稱，輪灌組 5和輪灌組6對稱，這兩個輪灌組有分別與輪灌組7和輪灌組8對稱，因此只需對輪灌組5進行計算便可。由于輪灌組5與輪灌組1的面積、形狀、支管（毛）長度和管徑、支（毛）管流量均相同，因此輪灌組5支管進口點（F點）要求的水頭為h5支進口要求h1支進口 12.47 m干管E點的水頭為h干e點h干進口 Hoe41.7758.234.54 1.05 9.4810濟19510328 m若分干管3采用變徑管，即前段L111 m則由干管提供

14、給輪灌組 5支管進口的水頭為h干提供給5支進口 h干e點H支干3 28 15.4 12.6 m h5支進口要求上述方法是通過調(diào)節(jié)分干管的直徑，來滿足其他輪灌組的水頭要求，也可不改變分干管的直徑，在其他各輪灌組支管進口設置壓力調(diào)節(jié)器，但這種辦法會提高系統(tǒng)投資。材料統(tǒng)計表1為方案1滴灌系統(tǒng)設備材料表，表中材料數(shù)量為實際使用的量，沒有考慮損耗。表1方案1滴灌系統(tǒng)設備材料表規(guī)格名稱數(shù)量單位單價（元）復價（元）備注D16滴灌管83200mD16旁通1040個毛管與PVC管連接D16堵頭1040個D16接頭200個D16毛管2000m作為出地支管D110PVC 管2310mD90PVC 管90mD75PV

15、C 管80mD110X50 變徑8個接排水閥2in閥門8個排水閥4in閥門9個4in法蘭管接頭17個D110PVC 管三通9個D75X 110 變徑2個D110X90X110變徑三通2個D110彎頭2個SS-100砂過濾器1臺SFF 100X16施肥灌1臺4in逆止閥1個4in水表1個壓力表2個1in進排氣閥1個200JQ60潛水泵1臺揚程65 m ,流量60m 3/h泵管及其他附件方案2管道水力計算1.毛管實際水頭損失毛管鋪設長度仍為 80m，毛管實際的水頭損失與毛管進口水頭均與方案1相同，即H毛實際 1.51 m , h毛進口 10.16 m。2.支管實際水頭差實際分配給支管的水頭差也與方

16、案1相同，H毛實際2.61 m。3.支管管徑與支管進口水頭計算 每條支管雙向控制 44條毛管，單側量為 448L/h ,如果支管采用H 支 1.05每個出水口的流量為D63PE管（內(nèi)徑58mm ）,支管水頭損失為Q支75支75LFD22條毛管。相當于支管上有 22個出水口，每條毛管流448X2=896（ L/h）,每條支管長 33X2=66 （m）。8.41041.058.41041 75896 22/1000 .66 0.7321.68H支實際584752.61 m故滿足要求。支管進口水頭為h支進口h毛進口H支Zbc 10.16 1.68 0 11.84 m4.輪灌組劃分每個輪灌組控制3個灌水小區(qū)，為減少分干管和干管流量，降低系統(tǒng)投資，將每個輪灌組 控制的灌水小區(qū)分散。各輪灌組控制的灌水小區(qū)如表2所示。表2輪灌組劃分表輪灌組號灌水小區(qū)號/灌水小區(qū)流量（m3/h）輪灌組流量（m3/h）第一輪灌組丁1/19.79/19.724/19.759.1第二輪灌組2/19.710/19.723/19.759.1第三輪灌組3/19.71119.722/19.759.1第四輪灌組r4/19.712/19.721/19.759.1第五輪灌組5