果园滴灌设计

1、设计基本资料1 .地形资料果园面积25hm2,南北长520m,东西宽480m。水平地形，测得有 1/2000地形图。2 .土壤资料土壤为中壤土，土层厚度1.52.0m, 1.0m 土层平均干密度 1.4t/m3,田间持水量30% （以占土壤体积的百分比计），凋萎点土壤含水量10% （以占土壤体积的百分比计）度 100m。3 .作物种植情况果树株距3.0m,行距3.0m ,现果树已进入盛果期，平均树冠直径 4.0m, 作物种植方向为东西向。 以往地面灌溉实测结果表明， 作物耗水高峰期为 水量 5.6mm/d4 .气象资料O最大冻土层深遮荫率约为70%。7月，该月日均耗根据气象站失策资料分析，多年

2、平均年降雨量585.5mm,全年降雨量的60%集中于79月,并收集到历年降雨量资料。5.水源条件该农场地下水埋深大于 6m,在果园的西南边有一口井，抽水试验结果表明，动水位为20m时，出水量60m3/h。水质良好，仅含有少量沙（含沙量小于滴灌系统规划设计参数1.滴管设计灌溉补充强度有上述资料，高峰期耗水量Ee=5.6mm/d ,遮阴率Ge=70%,5g/h)。因此遮阴率对耗水量的修正系数因此,且 70% 0.820.85 0.85滴灌耗水强度为EakrEc 0.82 5.6 4.6( mm/d)因上述Ea为好水高峰期的耗水强度，所以设计耗水强度取为I E3 4.6 (mm/d) c a不考虑淋

3、洗水量，滴灌设计灌溉补充强度为1a 1c 4.6 (mm/d)2 .滴灌土壤湿润比根据相关资料，对于宽行距作物，在北方干旱和半干旱地区， 设计土壤湿润比可取 20%30%。考虑到苹果为经济作为，故滴灌湿润比取p总0%。3 .灌水小区流量偏差灌水小区流量偏差 qv=20%。4 .灌溉水利用系数由于灌溉的水量损失很小，根据有关资料灌溉水利用系数刀=0.9。水量平衡计算1 .设计灌溉用水量灌溉用水量是指为满足作物正常生长需要，由水源向灌区提供的水量。它取决于灌溉面积，作物生长情况、土壤、水文地质和气象条件等。各年灌溉用水量不同，因此需要选择一个典型年作为规划设计的依据。微灌工程一般采用降雨频率 75

4、%90%的水文年作为设计典型年。（设计典型年的选择和计算方法可以参考有关工程水文书籍)2 .来、用水平衡计算来、用水平衡计算的任务是确定工程规模，如灌溉面积等。本设计水源为井水，由基本资料可知，井的出水量为 60m3/h,取日灌溉最大运行时数C=22h,则井水可灌溉的最大面积为60 0.9 22101a10 4.625.82 (hm2)本果园面积为25hm2,因此，该水源满足滴灌系统的要求。灌溉器选择与毛管布置方式选用某公司内嵌式滴灌管，壁厚 0.6mm,内径15.4mm。低头额定工作压力 ha=10m,额定流量qa=2.8L/h,流态指数 x=0.5,滴头间距0.5m。采用单行直线布置，即一

5、行果树布置一条滴灌管。查相关表可知在中壤土中，这种滴头流量的湿润直径为0.8m,因此此种布置方下的湿润比_20.785D0.785 0.82SeSl100% 33% 30%0.5 3说明上述灌水器与毛管布置方式满足设计湿润比的要求。滴灌灌溉制度拟定1 .最大净灌水定额微灌土壤计划湿润层深度取0.8m, 土壤中允许的缺水量占土壤有效持水量的比例取40%,则 mmax 1000 Fd-0zp1000 0.4 0.3 0.1 0.8 0.33 21 mm2 .毛灌水定额如果采用m净 = mmax ,则m毛正义23.3 mm 0.93 .设计灌水周期Ia214.64.56 d4 . 一次灌水延续时间,

6、m毛SS 23.3 0.5 3 c 广t12.5 hqa2.8如果采用灌水周期为2d的高频灌溉，每次的净灌水深度为4.4X2=9.2 (mm),毛灌水深度为10.22mm , 一次灌水延续时间为5.47h。这样改变灌溉制度并不影响后面的水力设计。支、毛管水头差分配与毛管极限长度的确定当qv=20%时，灌水小区允许的最大水头偏差为hmax 1 0.65q lxha1 0.65 0.2 砥 10 12.77 mhmin 1 - 0.35q lxhd 1 - 0.35 0.2 %5 10 8.65 mHs hmax hmin 12.77- 8.65 4.12 m根据支、毛管水头差分配比,H毛 0.5

7、5 Hs0.554.12 2.26 mH支 0.45 Hs0.454.12 1.84 m计算毛管极限长度为Lm INT5.4461.75KSqaINT“ 7K 0 3645.446 2.26 15.44.751 751.1 0.5 2.80.591 m管网系统布置与轮灌组划分系统允许的最大轮灌组数为N最大CT 22 4.5612.5如果实行高频灌溉，灌水周期T=2d ,则N最大CT 22 2t 5.47低频灌溉和高频灌溉的轮灌组数相同，因此灌水频率的改变并不影响后面的系统设计。整个灌区共有1040条毛根据地块形状，采用毛管铺设长度为 80m,毛管采用丰字形布置,管，每条毛管流量为Q毛一2.8

8、80/0.5 448 (L/h),整个灌区所有灌水器的流量和为 1040 448/1000 466 m3/h，如果划分为8个轮灌组，每个轮灌组的流量约为 58.2m 3/h ,该值小于水井的出水量，满足水量平衡的要求。轮灌组数和每个轮灌组的流量确定以后，管网布置也有多种方案， 下面采用两种方案进行比较。方案1 :共分8个灌水小区，一个灌水小区为一个轮灌组。灌水小区内支管长195m ,双向控制130条毛管，每个轮灌组的流量为58.2m 3/h,如图1所示方案2:共分24个灌水小区，一个轮灌组控制3个灌水小区。灌水小区内支管长65m ,双向控制44条毛管，每个灌水小区流量为44 448/1000

9、19.7 m3/h ,每轮灌组流量为59.1m 3/h,如图2所示AUttl?ni/FT壬分干匕科辽.求基元7海水单元3求事元士 p，> , g- 一/一，一.一 ，而本单元5浦东羊兀内SRFT.4支给序照4尸6支轮时如UJSI，嗖单元？馨水单尼中消求他元H 窿水单元运鹿水单元15 " 滑水单元17花冰鳄?融术卑无相 原船用如度东五克W水单元22.也”记禽帛大单元加 ,L 11 .»竹干I7 Jt小明图i方案i管网布置鎏发单元自碑3火兄】2*天另UT 潴木竟濯 翔永无U图2 方案2管网布置方案i管道水力计算1 .毛管实际水头损失由于毛管实际铺设长度为80m,因此毛管实

10、际的水头损失为1.75 一 一4 Q 毛 _H毛实际1.1 8.4 10LFD ._41.11.1 8.4 101.51 m因此，毛管进口水头为1.75448/10004.7515.480 0.365h毛进口 hmin H毛实际Zab 8.65 1.51 0 10.16 m2 .实际分配给支管进口水头计算3 .每条支管双向控制130条毛管，单侧65条毛管。每条毛管流量为448L/h ,相当于支管上有65个出水口，每个出水口的流量为448X2=896 ( L/h),每条支管长 780/4=195 (m)。如果支管采用D110PVC管(内径103mm),支管水头损失为4.一 _41.05 9.48

11、 10=_41.05 9.48 10- 1.77Q- LF_ 4 77D_1.77896 65/10004.77103195 0.3662.31 m H 支实际 2.61m满足要求。支管进口水头为h支进口 h毛进口 H支 Zbc10.16 2.31 0 12.47 m4 .分干管与干管水力计算以第一轮灌为最不利轮灌组确定干管直径，分干管1长度为80m,干管长度为585m。由于采用一个轮灌组控制一个灌水小区，因此分干管1与干管流量相同。Q分干 QF 58.2 m3/h利用经济流速初选干管管径D 13, Q 1358.2 99 mm选用管径D=110 mm的PVC管作为分干管1和干管。分干管与干管

12、水头损失为41 . 77Q 分干H 分干1 . 059 . 4810 4-4 77. LD,-458 . 2 1.771 . 059 .48104 77801032.65mH 干1.059.4810 41 . 77Q分干C 4 . 77LD458 . 2 1 .771.059.48104 7758510319.42m干管进口水头为h支进口h毛进口H支ZBC 12.47 2.6519.42 034.54 m5 .水泵扬程确定及水泵选型如果首部枢纽水头损失（包括过滤器、控制阀、施肥装置、弯头和泵管等）H首部10m ,则水泵总扬程为H h干进口H首部Zi -Z2h干进口H首部H动水位深34.54 +

13、 10 20 64.54 m6 .其他轮灌组水力计算水泵扬程确定以后，还需要对其他轮灌组进行核算，计算其他分干管的直径或设置压力调节阀。有布置图知，轮灌组 1与轮灌组2对称，这两个轮灌组又分别于轮灌组3和轮灌组4对称，轮灌组 5和轮灌组6对称，这两个轮灌组有分别与轮灌组7和轮灌组8对称，因此只需对轮灌组5进行计算便可。由于轮灌组5与轮灌组1的面积、形状、支管（毛）长度和管径、支（毛）管流量均相同，因此轮灌组5支管进口点（F点）要求的水头为h5支进口要求h1支进口 12.47 m干管E点的水头为h干e点h干进口 Hoe34.54 1.05 9.481041.7758.247T 19510328

14、m若分干管3采用变径管，即前段 L1 11m则由干管提供给轮灌组 5支管进口的水头为h干提供给5支进口h干E点H支干3 28- 15.4 12.6 mh§支进口要求上述方法是通过调节分干管的直径，来满足其他轮灌组的水头要求，也可不改变分干管的直径，在其他各轮灌组支管进口设置压力调节器，但这种办法会提高系统投资。材料统计表1为方案1滴灌系统设备材料表，表中材料数量为实际使用的量，没有考虑损耗。表1方案1滴灌系统设备材料表规格名称数量单位单价（元）复价（元）备注D16滴灌管83200mD16旁通1040个毛管与PVC管连接D16堵头1040个D16接头200个D16毛管2000m作为出地

15、支管D110PVC 管2310mD90PVC 管90mD75PVC 管80mD110X 50 变径8个接排水阀2in阀门8个排水阀4in阀门9个4in法兰管接头17个D110PVC 管三通9个D75X 110 变径2个D110X 90X110变径三通2个D110弯头2个SS-100砂过滤器1台SFF 100X16施肥灌1台4in逆止阀1个4in水表1个压力表2个1in进排气阀1个200JQ60潜水泵1台扬程65 m ,流量60m 3/h泵管及其他附件方案2管道水力计算1 .毛管实际水头损失毛管铺设长度仍为 80m,毛管实际的水头损失与毛管进口水头均与方案1相同，即H 毛实际 1.51 m,h

16、毛进口10.16 m。2 .支管实际水头差实际分配给支管的水头差也与方案1相同，H毛实际2.61 m。3.支管管径与支管进口水头计算每条支管双向控制 44条毛管，单侧22条毛管。相当于支管上有 22个出水口，每条毛管流 量为448L/h ,每个出水口的流量为 448X2=896 （ L/h）,每条支管长 33X2=66 （m）。 如果支管采用D63PE管（内径58mm）,支管水头损失为_4H 支 1.05 8.4 10 _41.05 8.4 101.68 m HQHLFD4.751.75896 22/10005847566 0.732支实际2.61 m故满足要求。支管进口水匚h 支进口 h毛进口 H 支Zbc 10.16 1.68 0 11.84 m4.轮灌组划分每个轮灌组控制3个灌水小区，为减少分干管和干管流量，降低系统投资，将每个轮灌组控制的灌水小区分散。各轮灌组控制的灌水小区如表2所示。表2轮灌组划分表轮灌组号灌水小区号/灌水小区流量（m3/h）轮灌组流量（m3/h）第一轮灌组11/19.79/19.724/19.759.1第二轮灌组2/19.710/19.723/19.759.1第三轮灌组3/19.71119.722/19.759.1第四轮灌组4/19.712/19.721/19.759.1第五轮灌组