噴灌系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)

1、噴灌系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)噴灌系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)噴 灌v噴灌是把由水泵加壓或自然落差形成的有壓水通過壓力管道送到田間，再經(jīng)噴頭噴射到空中，形成細(xì)小水滴，均勻地灑落在農(nóng)田，達(dá)到灌溉的目的一種灌溉方式v噴灌幾乎適用于除水稻外的所有大田作物，以及蔬菜、果樹等噴灌技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)v省水、增產(chǎn)v省勞力 v提高土地利用率 v防止土壤沖刷和鹽堿化 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：n受風(fēng)的影響大 n在空氣中的損失大n耗能大n投資高煙草固定式噴灌向日葵固定式噴灌半固定式噴灌系統(tǒng)移動(dòng)式噴灌系統(tǒng)時(shí)針式噴灌機(jī)卷管式噴灌機(jī)大田棉花用卷管式噴灌機(jī)滾移式噴灌機(jī)邊勘測(cè)邊設(shè)計(jì)邊施工 可行性研究報(bào)告上級(jí)主管部門審批立項(xiàng)規(guī)劃設(shè)計(jì) 噴噴灌灌系系統(tǒng)統(tǒng)的的

2、規(guī)規(guī)劃劃設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)收集規(guī)劃所需資料收集規(guī)劃所需資料水量平衡計(jì)算水量平衡計(jì)算選擇噴灌系統(tǒng)的形式選擇噴灌系統(tǒng)的形式選擇噴頭及確定噴頭的組合形式選擇噴頭及確定噴頭的組合形式布布 置置 干、支干、支 管管擬定噴灌工作制度擬定噴灌工作制度管網(wǎng)水力學(xué)計(jì)算管網(wǎng)水力學(xué)計(jì)算圖圖 紙紙 繪繪 制制材材 料料 統(tǒng)統(tǒng) 計(jì)計(jì)工工 程程 預(yù)預(yù) 算算效效 益益 分分 析析施施 工工1、基本資料的收集 (1)灌區(qū)地勢(shì)、地形資料 (2)水源調(diào)查 (3)種植制度及群眾高產(chǎn)灌溉經(jīng)驗(yàn)： (4)農(nóng)業(yè)氣象 (5)土壤 (6)作物耗水量 (7)其它2、水量平衡分析 目的：確定灌溉面積，蓄水工程規(guī)模 步驟：2.供水分析1.用水分析：選擇設(shè)計(jì)典

3、型年計(jì)算典型年的作物需水量和典型年灌溉用水量其它用水3.用水平衡計(jì)算當(dāng)來水總量滿足要求，但在時(shí)間分配上不能滿足，修建蓄水池調(diào)節(jié)來水總量及其在時(shí)間上的分配都能滿足用水要求時(shí)，不建蓄水池當(dāng)來水總量不能滿足要求，確定適宜的灌溉面積3、選擇噴灌系統(tǒng)的形式選擇噴灌系統(tǒng)的形式固定式噴灌系統(tǒng)固定式噴灌系統(tǒng)用于噴灌次數(shù)多，經(jīng)濟(jì)價(jià)值高的作物半固定式噴灌系統(tǒng)半固定式噴灌系統(tǒng)用于小麥等小型機(jī)組式小型機(jī)組式山區(qū)或經(jīng)濟(jì)價(jià)值較低的作物絞盤式噴灌機(jī)絞盤式噴灌機(jī)小麥等大田作物大型平移或時(shí)針式噴灌機(jī)大型平移或時(shí)針式噴灌機(jī)大型農(nóng)場(chǎng)4.4.噴頭的選擇噴頭的選擇 應(yīng)符合以下要求：應(yīng)符合以下要求：（1 1）組合后的噴灌強(qiáng)度不超過土壤的

4、允許噴灌強(qiáng)度值）組合后的噴灌強(qiáng)度不超過土壤的允許噴灌強(qiáng)度值（2 2）組合后的噴灌均勻度不低于規(guī)范規(guī)定的數(shù)值）組合后的噴灌均勻度不低于規(guī)范規(guī)定的數(shù)值（3 3）霧化指標(biāo)應(yīng)符合作物要求的數(shù)值）霧化指標(biāo)應(yīng)符合作物要求的數(shù)值 且要考慮：灌溉作物，土壤，考慮風(fēng)速且要考慮：灌溉作物，土壤，考慮風(fēng)速噴頭的組合方式噴頭的組合方式原則原則：在保證噴灑均勻、不留空白的情況下，使噴頭和支管的距離應(yīng)盡量大組合方式有組合方式有：正方形、矩形、正三角形、三角形和扇形等 噴頭 計(jì)算噴灌強(qiáng)度計(jì)算噴灌強(qiáng)度支管間距噴頭間距噴頭流量灌溉水利用系數(shù)風(fēng)系數(shù)lbwKwKqlb1000q各類土壤允許的噴灌強(qiáng)度噴灌強(qiáng)度：噴灌強(qiáng)度：土壤類別允許

5、噴灌強(qiáng)度（mm/h） 砂土20 砂壤土15 壤土12 壤粘土10 粘土85.5.管網(wǎng)布置管網(wǎng)布置 布置原則：1、管道總長短，造價(jià)低 2、有利于管理（輪灌或分） 3、平原區(qū)，支管與作物種植方向一致，在山區(qū)，支管沿等高線布置 4、管線縱剖面應(yīng)力求平順，減少折點(diǎn)（避免 負(fù)壓） 5、支管上各噴頭的工作壓力力求一致，或在允許的范圍內(nèi)，水利設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。 6、陡坡上（下坡）縮小管徑 （上坡）管道不宜太長 7、水源應(yīng)在地塊中央，經(jīng)濟(jì)。 6 6、擬定噴灌工作制度、擬定噴灌工作制度（1）. 灌水定額：（2）.一次灌水時(shí)間：)mm()mm()d(Tem灌溉水利用系數(shù)日耗水量灌水周期)mm(qmt0灌水強(qiáng)度灌水定額（3

6、）. 允許一次同時(shí)工作的噴頭數(shù)（個(gè)）總工作小時(shí)數(shù)一個(gè)灌水周期內(nèi)的灌水一次灌水時(shí)間日工作小時(shí)數(shù)總噴頭數(shù)TCtlbANN1bmfdLQfh*局部水頭損失計(jì)算：可根據(jù)水力學(xué)有關(guān)公式計(jì)算噴噴灌中常采用以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算沿程水頭損失： 式中： f 與沿程阻力系數(shù)有關(guān)的摩阻系數(shù) m 流量指數(shù) b 管徑指數(shù) 上述f, m, b 值可從有關(guān)表中查得v支管設(shè)計(jì)主要的設(shè)計(jì)任務(wù)是限制噴頭間的流量偏差，獲得滿意的均勻度和灌水效率。v一般原則為：控制同一支管上任意兩個(gè)噴頭的噴水量之差在10以內(nèi)。此原則也等同于：控制支管上任意兩個(gè)控制支管上任意兩個(gè)噴頭的工作壓力水頭之差不超過噴頭設(shè)計(jì)工作壓力水頭噴頭的工作壓力水頭之差不超過

7、噴頭設(shè)計(jì)工作壓力水頭的的20%v此即為20%規(guī)則規(guī)則 20%原則固定式噴灌系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)實(shí)例固定式噴灌系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)實(shí)例假設(shè)，灌區(qū)120畝（270m290m），作物為蔬菜，地形為平地，土壤為壤土，水井供水量60m3 /h ,動(dòng)水位20m，每天開機(jī)14h，作物最大日耗水強(qiáng)度e=6mm/d,作物耗水高峰期日均降雨P(guān)=0 mm/d，設(shè)計(jì)灌水周期7d 。 （一）、（一）、 收集規(guī)劃收集所需的資料收集規(guī)劃收集所需的資料v地形、氣象v水文地質(zhì)、土壤（質(zhì)地、土層厚度、凍土深度、土壤入滲率等）v作物品種和種植結(jié)構(gòu)v動(dòng)力、水源（出水量、動(dòng)水位等）v社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況 v已知水源供水量，確定灌溉面積v已知灌溉面積，確定引水

8、量和調(diào)蓄容積方法：如果已知水源為水井，要求確定灌溉面積假設(shè)灌水周期為T天，日耗水e毫米T天水井可供水量： T（天） C日開機(jī)小時(shí)數(shù)Q井 (m3/h) T天用水量：T（天） (e-p)/1000 A 667（二）、水量平衡計(jì)算（二）、水量平衡計(jì)算目的：來用水平衡：來用水平衡：來水量用水量來水量用水量，即： T（天） C日開機(jī)小時(shí)數(shù)Q井（ m3/h ） T（天） (e-p)/1000 A 667 得：可灌溉的面積 本例中 A14 60/(0.667 e)=209畝根據(jù)前面講述：根據(jù)前面講述：固定式噴灌系統(tǒng)固定式噴灌系統(tǒng)用于噴灌次數(shù)多，經(jīng)濟(jì)價(jià)值高的作物半固定式噴灌系統(tǒng)半固定式噴灌系統(tǒng)用于小麥等小型機(jī)

9、組式小型機(jī)組式山區(qū)或經(jīng)濟(jì)價(jià)值較低的作物絞盤式噴灌機(jī)絞盤式噴灌機(jī)小麥等大田作物大型平移或時(shí)針式噴灌機(jī)大型平移或時(shí)針式噴灌機(jī)大型農(nóng)場(chǎng)本例中本例中灌溉作物為經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的蔬菜，選擇固定式噴灌系統(tǒng)（三）、選擇噴灌系統(tǒng)的形式（三）、選擇噴灌系統(tǒng)的形式根據(jù)前面講述：根據(jù)前面講述：1. 1. 噴頭的選擇噴頭的選擇考慮灌溉作物：蔬菜水滴小和噴灌強(qiáng)度較小的中低壓噴頭 玉米高粱等水滴較大和噴灌強(qiáng)度較大的高壓噴頭 考慮土壤： 砂壤土噴灌強(qiáng)度較大的噴頭 粘壤土噴灌強(qiáng)度較小噴頭 考慮風(fēng)速：風(fēng)速大的地方宜選用噴灌強(qiáng)度較大水滴直徑較大的中高壓噴頭（四）、選擇噴頭及確定噴頭組合形式（四）、選擇噴頭及確定噴頭組合形式原則原則：

10、在保證噴灑均勻、不留空白的情況下，使噴頭和支管的距 離應(yīng)盡量大組合方式有組合方式有：正方形、矩形、正三角形、三角形和扇形等本例采用正方形布置2. 噴頭的組合方式噴頭的組合方式3.計(jì)算噴頭和支管的間距計(jì)算噴頭和支管的間距設(shè)計(jì)射程R設(shè)KR (K=0.70.9, K反映了風(fēng)的影響)本例中： R設(shè)0.71812.6 m如采用正方形布置，噴頭和支管間距為：L=b=1.42 R設(shè)=1.4212.617.8m18mhmmhmlbqp/9.7/0079.08.018182.3hmmphmm/12/9 . 7砂壤土4.計(jì)算組合平均噴灌強(qiáng)度計(jì)算組合平均噴灌強(qiáng)度滿足要求（五）、擬定噴灌工作制度1. 灌水定額：2.一

11、次灌水時(shí)間：小時(shí)噴灌強(qiáng)度灌水定額64. 69 . 75 .52t畝天/m35mm5 .528 . 0mm67Tem3TCtlbANN1日工作小時(shí)數(shù)總噴頭數(shù)總工作小時(shí)數(shù)一個(gè)灌水周期內(nèi)的灌水一次灌水時(shí)間7 .1671464. 61818667120N13. 允許一次同時(shí)工作的噴頭數(shù)本例中：（六）、管網(wǎng)水力學(xué)計(jì)算（六）、管網(wǎng)水力學(xué)計(jì)算目的：確定干管、支管直徑，系統(tǒng)總揚(yáng)程和流量，配置 水泵1、確定支管直徑和計(jì)算支管進(jìn)口水頭、確定支管直徑和計(jì)算支管進(jìn)口水頭計(jì)算支管上允許的最大壓力差（20規(guī)則）h允許=H噴工20 350kPa2070kPa=7m 計(jì)算支管水頭損失若選用D63mm的PVC管，當(dāng)D63mm時(shí)，h支=6.55m7m 計(jì)算支管進(jìn)口水頭H支管進(jìn)口 H噴頭設(shè)計(jì)壓力H豎管高度3/4h支 1/2Z 35m+1m+3/4 6.55 m+0=40.91 m 2. 2. 計(jì)算干管水頭損失、確定干管管徑計(jì)算干管水頭損失、確定干管管徑選取最不利輪灌組，以最不利輪灌組確定干管管徑。本例中，第一輪灌組（頂端）為最不利輪灌組干管流量Q干83.2251.2m3/h，干管長L270m若選用干管為D110mm（內(nèi)徑100mm）的PVC管h干1.1fLQm/db=8.