滴灌技术设计发展历程及若干设计问题

新疆滴灌技术设计发展历程及若干设计问题

2013.6.1212工程设计应注意的问题33滴灌设计若干研究问题新疆滴灌工程设计历程一、新疆滴灌工程设计历程

第一阶段：1996-2010年（滴灌面积快速发展阶段）（一）、主要原因：1、滴灌带及过滤产品国产化滴灌带由0.8-1.0元/m降到2000年的0.2元/m，2012年0.16元/m，过滤器、管道国产化等，使滴灌系统投资降低了70%，单位面积平均投资500-600元/亩。一、新疆滴灌工程设计历程

2、政府给予政策和资金支持政府投资建设滴灌系统，同时给予农业高效节水补助200元/亩，提高了广大农民的积极性3、滴灌技术增产增收效果显著棉花、番茄、小麦、玉米、蔬菜等大田作物增产30-50%以上，农民增收30%4、滴灌技术降低了农民的劳动强度管道化灌溉施肥，不仅提高了水肥利用率（20%以上），而且降低了农民田间管理的劳动强度。一、新疆滴灌工程设计历程

第一阶段：1996-2010年（二）、滴灌工程技术的主要特点1、水源以地下井水为主，河水滴灌为辅，且多为加压滴灌系统。2、单井出水量100-200m3/h，滴灌面积较小，在500-1000亩左右。3、单个水源控制一种作物，作物品种单一。4、滴灌带形式单一（边缝式），滴头流量偏大（3.0L/h)一、新疆滴灌工程设计历程

第一阶段：1996-2010年(三）滴灌工程设计中的主要思想降低系统投资，（不考虑，或较少考虑劳动力成本）表现在：1、轮灌制度划分上，一般把两条距离较远的支管组合成一个轮灌组，或Q分管=Q支，通过减少分干管流量来改变管道直径，降低投资。一、新疆滴灌工程设计历程

第一阶段：1996-2010年2、采用支管+辅管，或长短管的设计方法，即增大灌水小区数量，分散分干管、支管的流量，减少管径，降低投资。支管毛管辅管支管长短管一、新疆滴灌工程设计历程

第二阶段：2011-标志1、标准化、规范化建设（2011.5）标志2：“提质增效”（2012.5.20）对农业高效节水灌溉工程提出了更高的要求，从前期规划设计、中期项目实施、后期运行管理都要严格按照有关《规范》来操作（提高滴灌工程质量和效率）加大了对高效节水补助力度，300元/亩一、新疆滴灌工程设计历程

滴灌工程技术的主要特点1、水源以地表河水为主，多为渠道加压滴灌系统，自压滴灌系统面积越来越大。2、滴灌面积较大，集中连片，3000-20000亩。3、地表水源控制作物由单一作物增加到数种作物。4、滴灌灌溉作物除一年生作物外，增加了多年生作物（牧草、果树）5、滴灌面积在灌区所占比重越来越大，最大达到80%以上6、毛管形式多样化，滴头流量趋小，支管以带代管二、工程设计应注意的问题

1、微灌工程灌溉设计保证率《规范》4.0.1中，要求不应低于85%。灌溉设计保证率：灌溉用水量在长期内得到充分满足的概率。一般以降雨为资料，确定设计代表年。也可以是水源来水量，因此，微灌工程要推求85%的水源来水过程。二、工程设计应注意的问题

2、灌溉用水量计算及水土平衡分析对滴灌面积较大的灌区，要分别采用地面灌溉制度和滴灌灌溉制度以及相应地灌溉水利用系数计算灌区用水量。水土平衡分析时，分别计算地面灌和滴灌的灌溉保证率下的来水过程，并采用面积加权的方法，确定灌区来水过程，与灌溉用水量做平衡分析。三、工程设计应注意的问题

3、微灌设计土壤湿润比《规范》4.0.2中，列出了主要作物的设计湿润比。如果树、乔木25-40%；粮棉油60-90%，并指出干旱地区宜取上限值。土壤湿润比计算公式较多，在用公式计算后，要与《规范》中要求的取值做对比。在果树滴灌设计中，尤其要注意对比。二、工程设计应注意的问题

4、作物设计耗水强度《规范》4.0.3中，列出了主要作物的设计耗水强度。建议采用参考作物腾发量公式计算，即：作物需水量参考作物需水量覆盖率影响系数作物系数二、工程设计应注意的问题

最大腾发量时作物覆盖率计算最大腾发量月均参考作物腾发量，mm/d作物生长中期作物系数，一般在1.15-1.25或1，取两者小值二、工程设计应注意的问题

5、设计灌水率图以往滴灌工程规模较小（一口井控制），灌溉作物单一，因此，无需采用设计灌水率确定干管流量。目前，水源为地表水，面积较大（万亩以上），但却是由若干子系统构成的一个相对集中的项目区，每个子系统控制作物相对单一时，可以不用绘制灌水率图。但是，如果项目区面积较大，作物较多，水源集中时，为了确定输水干管的流量，应采用设计灌水率法。二、工程设计应注意的问题

6、滴头设计水头取值滴灌设计中，滴头设计水头取值按下式计算滴头设计水头（m)滴头流态指数田面高差（m)

滴头设计水头与灌水小区田面高差有关如滴灌带顺逆坡长度之和为L，则滴灌带的铺设坡度i=/L

一般L＜200m，所以i=0.25-0.5%，=10mi=0.13-0.2%，=5-8m。二、工程设计应注意的问题

7、灌水小区计算a、确定流量偏差率[qv],计算水力偏差率[Hv]和允许水头偏差[Δh]b、支毛管各按50%分配水头偏差c1、平坡条件下，按公式（4.3.6）计算毛管极限孔数Nm和极限铺设长度Lm。先确定支管管径，然后按公式（4.3.6）计算支管极限孔数Nz和极限铺设长度Lz。二、工程设计应注意的问题

确定毛管和支管的实际长度。按公式（C14,C15)计算毛管和支管的进口水头(J=0)（注意在计算支管的首孔水头h1时，公式（C15）的hd可为毛管进口水头h0）二、工程设计应注意的问题

c2、均匀坡条件下，按附录C计算毛管极限孔数Nm和极限铺设长度Lm。先确定支管管径，然后按附录C计算支管极限孔数Nz和极限铺设长度Lz。确定顺逆坡毛管和支管的实际长度（可取计算长度的0.8-0.9）。二、工程设计应注意的问题

已知顺逆坡毛管的总长度和总孔数，按照顺逆坡毛管上最大压差相等的原则，通过试算计算毛管的顺逆坡孔数，并计算毛管进口水头也可按公式（C14,C15)直接计算毛管和支管的进口水头（注意在计算支管的首孔水头h1时，公式（C15）的hd可为毛管进口水头h0）（见例）二、工程设钓计应注差意的问碎题7、灌水献小区计泥算根据规甜范5.4爷.1和5.4.辰2有关”节搏点压力均材衡“的规动定，从同照一节点取罗水的各条萌管线同时渣工作时，们应比较各包条管线对牙该节点的栗水头要求蛋。通过调指整部分管捧段直径，晒应是各管认线对该节概点的水头域要求一致朵，也可按蓄该节点最卧大水头要嘴求作为该疑节点的设看计水头，蛇其余管线蹦进口应根信据节点设把计水头与耻该管线要浓求的水头互之差设置名调压装置验。二、工程设计厨应注意的覆问题8、作物轮尝作倒茬部分农田相为了保持真土壤肥力防和减少病专虫害，需疯要轮作倒枪茬，比如巧小麦收后勿种植玉米染。由于小眉麦毛管间岛距为0.7帆m，玉米毛顺管间距为1.0砍m，单位面耐积小麦所缘瑞需流量较权大，因此程，通常以韵小麦为典嘱型作物进刃行滴灌系扇统设计。页但同时对预玉米也要疑做完整的穴设计，如继果玉米滴暮灌所需流屡量和压力供远小于已淋选定的水破泵型号，供就需要配杆置变频设灾备。二、工程设预计应注虎意的问袖题9、果棉纺（果粮疗）套种毅耗水强享度果树和棉黑花（或小让麦）间作异，称为农敢林复合系践统。一般箱认为棉花巩等矮秆作娘物对果树识这类高杆践作物影响录较小，但雹果树却对元棉花有较腐大的遮光稼作用。一幼般约1/3最靠近果坦树的农作磁物，光合五作用下降60%左右，鸽而且果郊树种植搬是东西改向的，井要比果照树种植紫是南北盟向的影遣响更严匠重。40%90-桶100挺%60-络70%光和作用宋示意图二、工程设惰计应注惜意的问啊题9、果棉诵（果粮暮）套种资耗水强着度据此，在林计算果树堪耗水强度裤时，可按勺前述方法订计算，为层计算准确静，应收集悉果树树冠排、树高等虾资料。在和计算农作赖物时，可婚在计算大叙田作物耗士水强度基铃础上乘以0.6迈-0.香7的系数。在计算农馋林复合系虑统灌溉用拳水量时，迫建议按照挪果树+农作物戴所占面北积权重厕的方法忽来计算铺用水量材。二、工程设计租应注意的疯问题10、轮灌制线度的确定为了提续高人工倘效率，恐减少用岂水施肥眉产生的千矛盾以岛及病虫爹害的传泡播，在锅轮灌制版度划分坟上，建府议把同农时工作就的支管茫尽量安功排在一南条或相食近的两挑条分干淋管上，春每条分作干管上代同时工崭作的支献管也尽丈量靠近害。分干睁管沿程赖不变径策，直径蓄可控制搭在200父mm，水头互损失控映制在5-6船m/1济000咱m。二、工程设枯计应注躺意的问仪题11、灌水器袖和支管管张径选择业界普遍驱认为滴灌握将向“低盛压小流量同”方向发仁展，小流狱量滴灌带计可以铺设忆更长距离卡，单位面载积支管数陕量和阀门拨数量将大纷大减少。为了实山现在满胁足灌水细小区允扫许水头器差条件饿下支管则能带更夏多滴灌馆带，以所减少分蔽干管数饥量，建昼议支管止管径选绕择φ110斗-125。二、工程设诱计应注院意的问汗题12、牧草滴摄灌技术根据牧洁草生长危特性，限结合吉者木乃等陈经验，灭一般是网将滴灌丸带浅埋颗入土中5-1犁0cm，滴灌带壤间距0.6m。浅埋绢滴灌与业地表滴轰灌没有送本质区阶别，可皮以按地室表滴灌好系统设拥计方法待进行设蝇计。在崖大田生钱产中，奥逐渐形薪成了“览地下滴卸灌”技咬术，虽碎然一次斑性投资喘和施工龟费用较速高，但槽可运行启数年，沿因此，恢仍具有评一定的圆优势。三、滴灌工程若坚干研究鞠问题1、滴灌系劲统规模确懂定滴灌系抖统规模已的大小躁与其投程资密切浸相关。市一般系些统越大休，管网野级数越询多、管糖径越大贸，设备握等级越森高，投食资越大招。滴灌笋系统太泻小，设设备所占盒比重相惠对较大绢，单位莲面积投伐资较大法。因此，应泉有一个合梨理的工程贺规模，在降投资和运秒行费用上奶最小。一个大钉的系统伴，其下坝应分成伍若干小冲的系统阵，从运白行管理踢，管道苗直径大观小、首牧部设备犁等方面次分析，爬小系统耳的规模勤宜在100妥0亩左右柜，系统巴的流量编在200雀m3/h左右，干辈管管径在200断-25乓0mm，人员相偿对好管理袄。30-些40米水头管径>80落0mm田间过会滤和施娘肥系统组合过运滤系统三、滴灌工程若疏干研究亩问题2、滴灌产剥生潜在的催土壤盐碱桶化问题滴灌会是括