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O最大冻土层深壤体积的百分比计），凋萎点土壤含水量10%（以占土壤体积的百分比计）度100m。3 .作物种植情况遮荫率约为70%。7月，该月日均耗果树株距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 .气象资料根据气象站失策资料分析，多年平均年降雨量585.5mm,

2、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20m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，动水位为时，出水量60m3/h。水质良好，仅含有少量沙（含沙量小于5g/h）。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%,因此遮阴率对耗水量的修正系数为kr=Ge0.8570%=0.820.85因此，滴灌耗水强度为Ea=krEc=0.82x5.6=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Ic=Ea=4.6(mm/d)不考虑淋洗水量，滴灌设计灌溉补充强度为

3、1a=Ic=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%90%的水文年作为设计典型年。（设计典型

4、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QC600.922/2、A=25.82(hm2)10Ia104.6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，即一行果树布置一条滴灌管。查相关表可知在中壤土中，

5、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_20.785D0.7850.82100%=33%30%SeSl0.53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©0Zp10000.40.30.10.80.33=21mm2.毛灌水定额如果采用m净=mmax,则21二23.3mm0.93.设计灌水周期丁m净21,lcT=4.56dIa4.64.一次灌水延续时间,m毛SrSl23.3父0.5父3t二2.8=12.5h如果采用灌

6、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l1hmaxK10.65q.xha#10.650.20.510=12.77mhmin=(10.35qJxhd=(10.35父0.2W5父10=8.65(m)Hs=hmaxhmin=12.778.65=4.12m根据支、毛管水头差分配比，得H毛=0.55AHs=0.55x4.12=2.26(m)H支=0.45AHs=0.45x4.12=1.84(m

7、)计算毛管极限长度为Lm=INT4750.3645.446AH毛D.1.75KSqa=INT7503645.446父2.26父15.4."_1751.1父0.5父2.80.5=91m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CT224.5612.5如果实行高频灌溉，灌水周期T=2d,则N最大CT222t5.47整个灌区共有1040条毛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。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父80/0.5=448(L/h),整个灌区所有灌水器的流量和为1040x44

8、8/1000=466(m3/h),如果划分为8个轮灌组，每个轮灌组的流量约为58.2m3/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58.2m3/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44x448/1000=19.7(m3/h),每轮灌组流量为59.1m3/h,如图2所示图1方案1管网布置图2方案2

9、管网布置方案1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,因此毛管实际的水头损失为1.754Q毛一H毛实际=1.1>8.4父104M和LF4448/10001.75=1.11.18.41045800.36515.44=1.51m因此，毛管进口水头为h毛进口=hmin*AH毛实际Zb=8.651.510=10.16m2 .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1

10、03mm),支管水头损失为4Q?7H支=1.05父9.48父104M京77LF4.=1.059.4810417789665/10001034.771950.366=2.31(m)<AH支实际=2.61(m)满足要求。支管进口水头为h支进口=h毛进口+AH支+&Zbc=10.16+2.31+0=12.47(m)4 .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585mo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。3一Q分干=Qf=58.2m/h利用经济流速初选干管管径D=13,Q=1358.2=99mm选用管径D=1

11、10mm的PVC管作为分干管1和干管。分干管与干管水头损失为分干=1.059.48=1.059.48=2.65m=1.059.481=1.059.4811.77分干4.7758.2774.771031.77分干4.771.7758.2034.77=19.42m干管进口水头为h支进口=h毛进口+AH支+AZbc=12.47+2.65+19.42+0=34.54m）H首部=10m,5 .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）则水泵总扬程为H=h干进口H首部十（乙一Z2）=h干进口+AH首部H动水位深=34.54+1020=64.54m6 .其他轮灌

12、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=h伎进口=12.47（m）干管E点的水头为h干e点=h干进口AHoe458.2=34.541.059.4810477195103.=28m若分干管3采用变径管，即前段L1=11m则由干管提

13、供给轮灌组5支管进口的水头为h干提供给5支进口=卜干£点AH支干3=2815.4=12.6mhs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作为出地支管D110PVC管2310mD90PVC管90mD75P

14、VC管80mD110X50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D75X110变径2个D110X90X110变径三通2个D110弯头2个SS-100砂过滤器1台SFF100X16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1200JQ60潜水泵1台扬程65m,流里60m/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=1.51m,h毛进口=10.16m。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，AH毛实际=

15、2.61m。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4 Q75.H支=1.058.4104与LFD175489622/1000cc=1.058.410777660.73258475=1.68(m)<AH支实际=2.61(m)故满足要求。支管进口水头为h支进口=h毛进口+AH支+AZbc=10.16+1.68+0=11.84(m)4.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1/19.79/19.724/19.759.1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5/19.713/1